一种岩芯取样装置

本发明涉及地质工程中岩芯取样，具体涉及一种岩芯取样装置。

背景技术：

1、在地质工程中，对岩层进行钻探取样是了解地质构造的重要方式。需要使用到取样装置，通过取样装置上中空的钻头朝向岩层钻入，钻入过程中岩芯就被保留在钻头内部而连同钻头一起提出来，再取出岩芯即可。

2、目前的取样装置在取样时不能对进入到筒内的岩芯部分实现自动切断，或者需要依赖更多的传感器及电控装置来实现，这样就导致无法获得所需要的一定长度的样品，无法保证单次取样的质量。

3、鉴于此，提出本专利申请。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种岩芯取样装置，通过触发筒、弹性件、卡持件、推环、旋转环以及切刀的相互配合，可以在无需外力如传感器或动力装置即可完成对岩芯的自动触发切割，也能满足设计尺寸的取芯长度需求。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、本发明的目的在于提供一种岩芯取样装置，包括外壳，所述外壳的一端连接钻头、另一端连接钻具连接端，所述外壳内设有导向筒、触发筒、弹性件、推环、旋转环、卡持件和切刀；

4、所述触发筒套在所述导向筒内并滑动配合，所述弹性件套在所述触发筒外并卡持在所述推环与触发筒之间，所述导向筒上开设有卡持环槽，所述推环上开设有环形卡持槽，所述卡持件活动卡持在所述卡持环槽与环形卡持槽之间以卡持所述推环，所述推环与旋转环均套在导向筒外部，所述推环与所述旋转环之间通过凸起部交错卡持，相配合的凸起部接触面为斜面，所述切刀转动连接于所述外壳上，所述旋转环靠近切刀的一端设有豁口，所述切刀部分可进入所述豁口内；

5、其中，当取样岩芯接触到触发筒顶部时，推动触发筒移动而脱离所述卡持件，以使卡持件解除对推环的卡持，所述弹性件推动所述推环移动而触发旋转环转动而推动所述切刀旋转切断岩芯。

6、本发明实施例中，通过触发筒、弹性件、卡持件、推环、旋转环以及切刀的相互配合，可以在无需外力如传感器或动力装置即可完成对岩芯的自动触发切割，也能满足设计尺寸的取芯长度需求。在切刀切断岩芯后，切刀保持在径向位置，可以作为阻挡结构，防止岩芯掉出。

7、在一可选的实施例中，所述触发筒的顶部设有卡持凸起，所述卡持凸起与所述外壳内壁滑动配合，所述弹性件卡持在由所述外壳、推环和卡持凸起共同形成的空间内。

8、在一可选的实施例中，所述弹性件为蓄力弹簧，所述卡持件为钢球。

9、在一可选的实施例中，所述卡持环槽为贯穿所述导向筒的贯穿孔，所述卡持环槽为一端开口大、一端开口小的斜形贯穿槽，开口小的一端孔径小于所述卡持件的外周径，以当所述触发筒滑动脱离所述卡持件时为所述卡持件提供让位空间而解除对推环的卡持。

10、本发明实施例中，通过贯穿的卡持环槽的设计，为卡持件的径向移动提供让位空间，解除对推环的卡持作用而实现自动触发。

11、在一可选的实施例中，所述推环上设有导向槽，所述导向筒靠近所述触发筒的一端处设有导向凸，所述导向凸卡持在所述导向槽内并滑动配合，所述卡持环槽设置在所述导向凸上。

12、本发明实施例中，通过导向槽与导向凸的配合可以限制推环的移动行程，使推环仅能在轴向方向移动而不会发生转动。且对推环的移动具有良好的导向作用，避免在移动过程中的晃动。

13、在一可选的实施例中，所述推环与所述旋转环上的凸起部均设置一个，所述凸起部均具有一个斜面，两个斜面在接触时相贴合，两个所述凸起部交错配合以使所述推环移动时依靠两个斜面的靠近贴合而触发旋转环转动。

14、在一可选的实施例中，所述切刀设置两个，所述旋转环上的豁口对应设置两个。

15、在一可选的实施例中，所述豁口靠近切刀的一端为弧形斜面，与切刀的自由端部相配合，当所述旋转环转动时可以推动两个切刀沿取样装置的径向转动。

16、在一可选的实施例中，所述钻具连接端卡入所述外壳内部，所述触发筒顶部的顶板与所述钻具连接端之间设有弹性震动顶持件。

17、在一可选的实施例中，所述弹性震动顶持件为弹簧。

18、本发明实施例中，利用弹性震动顶持件可以在钻探过程中对触发筒形成一定的挤压，避免钻探时由于震动作用而导致触发筒被误触发。

19、本发明相比于现有技术的优点和有益效果是：

20、(1)本发明实施例提供的岩芯取样装置，弹性件作为蓄能机构，在芯样进入导向筒内到达一定长度后，弹性件与触发筒、卡持件、推环、旋转环以及切刀的相互配合而实现被动式触发切断岩芯，从而实现自动触发切断，因而实现了定长尺寸的岩切断取样，可以在无需外力如传感器或动力装置即可完成对岩芯的自动触发切割，也能满足设计尺寸的取芯长度需求。在切断功能触发后，切刀径向伸出，可确保岩芯在取样装置收回的过程中不会掉落。整体结构简单，操作方便。

21、(2)本发明实施例提供的岩芯取样装置，通过贯穿的卡持环槽的设计，为卡持件的径向移动提供让位空间，解除对推环的卡持作用而实现自动触发。

22、(3)本发明实施例提供的岩芯取样装置，通过导向槽与导向凸的配合可以限制推环的移动行程，使推环仅能在轴向方向移动而不会发生转动。且对推环的移动具有良好的导向作用，避免在移动过程中的晃动。

23、(4)本发明实施例提供的岩芯取样装置，利用弹性震动顶持件可以在钻探过程中对触发筒形成一定的挤压，避免钻探时由于震动作用而导致触发筒被误触发。

技术特征：

1.一种岩芯取样装置，包括外壳(3)，所述外壳(3)的一端连接钻头(1)、另一端连接钻具连接端(2)，其特征在于，所述外壳(3)内设有导向筒(4)、触发筒(5)、弹性件(6)、推环(7)、旋转环(8)、卡持件(9)和切刀(10)；

2.根据权利要求1所述的一种岩芯取样装置，其特征在于，所述触发筒(5)的顶部设有卡持凸起(16)，所述卡持凸起(16)与所述外壳(3)内壁滑动配合，所述弹性件(6)卡持在由所述外壳(3)、推环(7)和卡持凸起(16)共同形成的空间内。

3.根据权利要求1所述的一种岩芯取样装置，其特征在于，所述弹性件(6)为蓄力弹簧，所述卡持件(9)为钢球。

4.根据权利要求1所述的一种岩芯取样装置，其特征在于，所述卡持环槽(11)为贯穿所述导向筒(4)的贯穿孔，所述卡持环槽(11)为一端开口大、一端开口小的斜形贯穿槽，开口小的一端孔径小于所述卡持件(9)的外周径，以当所述触发筒(5)滑动脱离所述卡持件(9)时为所述卡持件(9)提供让位空间而解除对推环(7)的卡持。

5.根据权利要求1所述的一种岩芯取样装置，其特征在于，所述推环(7)上设有导向槽(17)，所述导向筒(4)靠近所述触发筒(5)的一端处设有导向凸(18)，所述导向凸(18)卡持在所述导向槽(17)内并滑动配合，所述卡持环槽(11)设置在所述导向凸(18)上。

6.根据权利要求1所述的一种岩芯取样装置，其特征在于，所述推环(7)与所述旋转环(8)上的凸起部(13)均设置一个，所述凸起部(13)均具有一个斜面(14)，两个斜面(14)在接触时相贴合，两个所述凸起部(13)交错配合以使所述推环(7)移动时依靠两个斜面(14)的靠近贴合而触发旋转环(8)转动。

7.根据权利要求1所述的一种岩芯取样装置，其特征在于，所述切刀(10)设置两个，所述旋转环(8)上的豁口(15)对应设置两个。

8.根据权利要求7所述的一种岩芯取样装置，其特征在于，所述豁口(15)靠近切刀(10)的一端为弧形斜面(14)，与切刀(10)的自由端部相配合，当所述旋转环(8)转动时可以推动两个切刀(10)沿取样装置的径向转动。

9.根据权利要求1～8任一项所述的一种岩芯取样装置，其特征在于，所述钻具连接端(2)卡入所述外壳(3)内部，所述触发筒(5)顶部的顶板(19)与所述钻具连接端(2)之间设有弹性震动顶持件(20)。

10.根据权利要求9所述的一种岩芯取样装置，其特征在于，所述弹性震动顶持件(20)为弹簧。

技术总结
本发明公开了一种岩芯取样装置，包括外壳，外壳的一端连接钻头、另一端连接钻具连接端，外壳内设有导向筒、触发筒、弹性件、推环、旋转环、卡持件和切刀；触发筒套在导向筒内并滑动配合，弹性件套在触发筒外并卡持在推环与触发筒之间，导向筒上开设有卡持环槽，推环上开设有环形卡持槽，卡持件活动卡持在卡持环槽与环形卡持槽之间以卡持推环，推环与旋转环均套在导向筒外部，推环与旋转环之间通过凸起部交错卡持，相配合的凸起部接触面为斜面，切刀转动连接于外壳上，旋转环靠近切刀的一端设有豁口，切刀部分可进入豁口内；其中，当取样岩芯接触到触发筒顶部时，推动触发筒移动而脱离卡持件，以使卡持件解除对推环的卡持，弹性件推动推环移动而触发旋转环转动而推动切刀旋转切断岩芯。本发明可以实现对岩芯的自动触发切割，能满足设计尺寸的取芯长度需求。

技术研发人员：唐维,刘佩森
受保护的技术使用者：成都工业学院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17