专利名称：岩芯取样机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于应用在岩石力学工程、石油工程等领域中的钻取岩石岩芯的设 备，具体涉及的是岩芯取样机。
背景技术：
现有的钻取小岩芯取样设备是由底座、夹具、钻削机构、支架组成，夹具设置在底 座上，并与底座形成前后方向的滑动连接，钻削机构设置在支架的一侧，并位于夹具的上 方，这种钻取小岩芯取样设备，在钻取直径为16mm 50mm、长度为3mm 15mm的泥岩等软 岩石岩芯时，取芯钻头给进过程中振动幅度大，造成岩芯容易碎裂，无法取出完整尺寸的岩 样。发明内容本实用新型的目的是提供一种岩芯取样机，它用于解决现有的岩芯取样设备在钻 取软岩石岩芯时存在的岩芯易碎裂的问题。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是这种岩芯取样机包括底座、支 架、空心主轴、取芯钻头、升降钻台，机架上安装有电机、固定板，机架的箱体内安装空心主 轴，空心主轴上轴向安装取芯钻头，穿过空心主轴在固定板上安装与取芯钻头轴向同心的 施压保护装置，岩芯夹持给进装置安装在升降钻台上；施压保护装置是由一段实心柱体套 一轴向同心可滑动的空心管柱，空心管柱内部的实心柱体截面依次轴向安装压力弹簧、圆 形橡胶片体，并将圆形橡胶片体与空心管柱边缘固定。上述方案中施压保护装置的实心柱体内部有空气通道，实心柱体外有三条突肋， 突肋内也有空气通道，实心柱体内部的空气通道与突肋内的空气通道相通，进气口在实心 柱体上部，出气孔位于实心柱体上三条突肋的下界面处，三条突肋成120°圆心角排列，施 压保护装置的空心管柱与突肋相对应处有凹槽。上述方案中岩芯夹持给进装置有一个滑轨式夹持器升降底座，滑轨式夹持器升降 底座上安装有橡胶内衬的岩芯夹持器；岩芯夹持器内有靠近内壁的两片轴向安装的夹紧片 体，外部一侧有两条凸出滑轨，外部另一侧是梯形齿；滑轨式夹持器升降底座右侧安装手动 升降调节手柄。上述方案中滑轨式夹持器升降底座上安装梯形齿柱形链条，岩芯夹持器放在滑轨 式夹持器底座内且岩芯夹持器的梯形齿与梯形齿柱形链条的梯形齿相啮合，岩芯夹持器的 凸出滑轨放在滑轨式夹持器升降底座的凹形滑轨内。上述方案中岩芯夹持器是圆形的。本实用新型具有以下有益效果1、本实用新型在取芯钻头及空心主轴中增加了施压保护装置，取样过程中施压保 护装置不转动，随着取出的岩样长度的增加施压保护装置施加在岩样上的压力同步增加， 明显提高了岩样截面的抗震能力，有效的解决了避免岩样受取芯钻头的摩擦和振动作用而破碎的技术问题。2、本实用新型施压保护装置的柱体内部有空气通道，其上部有进气口，出气孔位 于柱体上三条突肋的下界面处，三条突肋成120°圆心角排列，高压气体通过施压保护装置 柱体上的进气口进入空气通道，又从三条突肋下界面的出气孔吹出，可及时清理岩屑及冷 却取芯钻头，同时，这三条突肋间会形成低压区，更易清理取芯钻头内的岩屑，明显提高净 化岩屑的效果。3、本实用新型撤销了现有岩芯取样装置中取芯钻头主轴的升降功能，设计采用能 灵活调整水平位置的专用的岩芯夹持给进装置，解决了岩芯在取样过程中的晃动，解决了 因震动及岩芯固定不稳引起的岩样碎裂。
图1是本实用新型的主视图；图2是本实用新型的侧视图；图3是本实用型的剖面示意图图4是本实用新型中施压保护装置的立体图；图5是本实用新型中岩芯夹持给进装置的结构示意图；图6是本实用新型中岩芯夹持给进装置的俯视图；图7是本实用新型中岩芯夹持器的立体图。1电机2电机带轮3主轴带轮4空心主轴5箱体6固定板7机架8取 芯钻头9施压保护装置10底座11滑轨式夹持器升降底座12岩芯夹持器13升降 调节手柄14梯形齿柱形链条15传动带16升降钻台17升降调节手柄主轴18压缩 气瓶具体实施方式
结合附图对本实用新型做进一步说明结合图1、图2、图3所示，这种岩芯取样机主要由电机1、电机带轮2、主轴带轮3、 空心主轴4、箱体5、固定板6、机架7、取芯钻头8、施压保护装置9、底座10、滑轨式夹持器 升降底座11、岩芯夹持器12、升降调节手柄13、梯形齿柱形链条14、传动带15，升降钻台16 构成。使用螺钉将电机1固定在箱体5上，将箱体5安装在机架7的上部，再将机架7下部 安装在底座10上，电机1连接一个电机带轮2，在箱体5内部安装空心主轴4，在空心主轴4 上部安装一个主轴带轮3，在电机带轮2和主轴带轮3上安装传动带15，使用螺钉将固定板 6固定在箱体5上，将压缩气瓶18与固定板6上部入口处施压保护装置9的实心柱体上空 气通道的进气口相连接，施压保护装置9穿过空心主轴4使用螺扣旋转固定在固定板6上， 将取芯钻头8通过螺扣旋转固定在空心主轴4下部。如图4所示，施压保护装置9是由一 段实心柱体套一轴向同心可滑动的空心管柱，空心管柱内部的实心柱体截面依次轴向安装 压力弹簧、圆形橡胶片体构成，圆形橡胶片体与空心管柱边缘固定，施压保护装置9的功能 是施压轴向压力提高试样抵抗碎裂的能力；施压保护装置的实心柱体内部有空气通道，实 心柱体外有三条突肋，突肋内也有空气通道，实心柱体内部的空气通道与突肋内的空气通 道相通，进气口在实心柱体上部，出气孔位于实心柱体上三条突肋的下界面处，三条突肋成120°圆心角排列，空心管柱与突肋相对应处有凹槽。升降钻台16上安装岩芯夹持给进装 置，岩芯夹持给进装置有一个滑轨式夹持器升降底座11，滑轨式夹持器升降底座11即安装 在升降钻台16上，滑轨式夹持器升降底座11上安装有橡胶内衬的岩芯夹持器12，岩芯夹持 器12安装在取芯钻头8下方。本实用新型将取芯钻头升降功能取消，同时设计了岩芯夹持给进装置，岩芯夹持 给进装置如图5、图6所示，岩芯夹持给进装置包括能灵活调整位置的滑轨式夹持器升降底 座11和岩芯夹持器12，参阅图6所示，梯形齿柱形链条14安装在滑轨式夹持器升降底座 11上，岩芯夹持器12放在滑轨式夹持器底座11内且岩芯夹持器12的梯形齿与梯形齿柱形 链条14的梯形齿相啮合，圆形岩芯夹持器12的左侧凸出滑轨放在滑轨式夹持器升降底座 11的凹形滑轨内，升降调节手柄13安装在滑轨式夹持器升降底座11右侧并且升降调节手 柄主轴17上的梯形齿与梯形齿柱形链条14相啮合，岩芯夹持器12内壁贴橡胶层且靠近内 壁安装两片轴向夹紧片体，通过螺钉推进夹紧片体夹持岩芯，其效果是钻取试样时大幅度 的降低因钻头行程引起的震动，很好的固定岩芯解决取样时岩芯易震动的不足。图7提供了岩芯夹持器的立体图，如图所示，岩芯夹持器12是圆形的，岩芯夹持器 12内有靠近内壁的两片轴向安装的夹紧片体，外部左侧有两条凸出滑轨，外部右侧是梯形 齿。本实用新型使用时，在空心主轴4中将施压保护装置9旋转固定在固定板6上，在 施压保护装置9外部的空心主轴4上旋转安装取芯钻头8，在合适高度固定升降钻台16，打 开压缩气瓶18的开关给施压保护装置9柱体上的出气孔供气，来冷却取芯钻头8和清理岩 屑，将岩芯放入岩芯夹持器12中，通过调节螺钉推进夹紧片体夹紧岩芯，通过升降调节手 柄13控制岩芯夹持器12上下运动来钻取试样，在取芯钻头8转动取样过程中，施压保护装 置9固定不动，施压保护装置9的压力弹簧、圆形橡胶片体在钻取的岩芯试样上方施加轴向 压力，随所取试样的增长，施压保护装置9内部的施压弹簧逐步压缩，在试样上部施加的压 力逐步增加，有效地减少了取芯钻头震动的剧烈程度，增强了岩芯根部的抗碎裂能力。
权利要求1.一种岩芯取样机，其特征在于这种岩芯取样机包括底座(10)、机架(7)、空心主轴 (4)、取芯钻头(8)、升降钻台(16)，机架(7)上安装有电机(1)、固定板(6)，机架(7)的箱 体(5)内安装空心主轴G)，空心主轴⑷上轴向安装取芯钻头(8)，穿过空心主轴(4)在 固定板(6)上安装与取芯钻头(8)轴向同心的施压保护装置(9)，岩芯夹持给进装置安装 在升降钻台(16)上；施压保护装置(9)是由一段实心柱体套一轴向同心可滑动的空心管 柱，空心管柱内部的实心柱体截面依次轴向安装压力弹簧、圆形橡胶片体，并将圆形橡胶片 体与空心管柱边缘固定。
2.根据权利要求1所述的岩芯取样机，其特征在于所述的施压保护装置(9)的实心 柱体内部有空气通道，实心柱体外有三条突肋，突肋内也有空气通道，实心柱体内部的空气 通道与突肋内的空气通道相通，进气口在实心柱体上部，出气孔位于实心柱体上三条突肋 的下界面处，三条突肋成120°圆心角排列，施压保护装置(9)的空心管柱与突肋相对应处 有凹槽。
3.根据权利要求2所述的岩芯取样机，其特征在于所述的岩芯夹持给进装置有一个 滑轨式夹持器升降底座(11)，滑轨式夹持器升降底座(11)上安装有橡胶内衬的岩芯夹持 器(12)；岩芯夹持器(12)内有靠近内壁的两片轴向安装的夹紧片体，外部一侧有两条凸 出滑轨，外部另一侧是梯形齿；滑轨式夹持器升降底座(11)右侧安装手动升降调节手柄 (13)。
4.根据权利要求3所述的岩芯取样机，其特征在于所述的滑轨式夹持器升降底座 (11)上安装梯形齿柱形链条(14)，岩芯夹持器(1 放在滑轨式夹持器底座(11)内且岩芯 夹持器(1 的梯形齿与梯形齿柱形链条(14)的梯形齿相啮合，岩芯夹持器(1 的凸出滑 轨放在滑轨式夹持器升降底座(11)的凹形滑轨内。
5.根据权利要求4所述的岩芯取样机，其特征在于所述的岩芯夹持器(12)是圆形的。
专利摘要本实用新型涉及的是岩芯取样机，属于钻取岩石岩芯的设备，这种岩芯取样机包括底座、支架、空心主轴、取芯钻头、升降钻台，机架上安装有电机、固定板，机架的箱体内安装空心主轴，空心主轴上轴向安装取芯钻头，穿过空心主轴在固定板上安装与取芯钻头轴向同心的施压保护装置，岩芯夹持给进装置安装在升降钻台上；施压保护装置是由一段实心柱体套一轴向同心可滑动的空心管柱，空心管柱内部的实心柱体截面依次轴向安装压力弹簧、圆形橡胶片体，并将圆形橡胶片体与空心管柱边缘固定。本实用新型提高了岩样截面的抗震能力，有效的解决了避免岩样受取芯钻头的摩擦和振动作用而破碎的技术问题。
文档编号E21B25/00GK201826790SQ201020586049
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者侯卓识, 周宇鹏, 张杨, 王丽新, 赵英楠 申请人:张杨