本发明涉及岩心钻探,具体为一种便于更换的小口径岩心钻探装置。
背景技术:
1、岩心钻探设备是一种常见的工程检测设备,常用于对地下岩石或混凝土的采样。主要的原理是通过电机或发动机驱动空心钻头转动,并控制空心钻头下移,进而在地面钻孔,并且在空心钻头内部形成柱状岩心,最终岩心断裂后保存在空心钻头内部,控制空心钻头脱离地面后将岩心取出。
2、针对不同的地面,岩心的性质不同,其取芯难点、取芯过程中的操作和取芯后对于岩心的处理均有所不同,中国专利申请cn112502655a公开了一种页岩取芯装置,该装置对取芯方式进行改进,进而减小了页岩或类似岩层的撕裂,使得岩心更加完整,但仍有缺陷:由于部分岩层的非均质性,各个位置的膨胀程度不同,在岩心取出后,由于局部脱水导致该部位收缩,对于其他位置形成拉伸作用,最终形成干裂,因此仅在取芯过程中改进无法解决岩心取出后的碎裂问题;根据经验,用保鲜膜包裹保存岩心,能够显著改善岩心脱水,进而减少干裂情况的发生,但目前仅能通过手动包裹,操作不便,效率较低,且无法在第一时间对岩心进行保存,对岩心的保护效果不足。
3、针对相关技术中的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明提供了一种便于更换的小口径岩心钻探装置,具备减小岩心碎裂、方便保存岩心等优点,解决了目前的部分岩心需要进行保鲜膜包裹,但手动操作难度大、效率低,无法在第一时间对岩心保护的问题。
2、为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种便于更换的小口径岩心钻探装置,包括钻机主体,所述钻机主体上安装有活动座,所述活动座上安装有空心钻头,还包括轴体、裹膜组件、驱动组件、下料组件和换位组件,所述轴体固定在钻机主体上,所述轴体上转动连接有套管;
3、所述裹膜组件安装在套管一侧,所述裹膜组件包括保鲜膜,所述裹膜组件用于承托岩心并对岩心包裹保鲜膜;
4、所述换位组件安装在轴体上,所述换位组件与活动座以及套管传动连接,所述换位组件用于驱动套管及套管上的组件移动;
5、所述下料组件安装在套管一侧,所述下料组件用于对空心钻头内的岩心下料;
6、所述驱动组件安装在套管一侧,所述驱动组件与下料组件以及裹膜组件均传动连接,所述驱动组件用于驱动下料组件以及裹膜组件运转;
7、钻机主体取芯后,换位组件运转,迫使套管转动,使得下料组件、驱动组件和裹膜组件移动至空心钻头处;
8、驱动组件运转时驱动下料组件和裹膜组件运转,下料组件运转使得空心钻头内的岩心脱落;裹膜组件运转时承托脱落的岩心并对岩心包裹保鲜膜。
9、优选地,所述套管外侧设置有异形槽,所述异形槽包括相互连通的螺旋槽和直槽,所述轴体表面设置有滑槽,所述换位组件包括第一连杆和第二连杆,所述第一连杆一端延伸至活动座上方,所述第一连杆另一端与轴体铰接,所述第一连杆与轴体连接处安装有扭簧,所述第二连杆一端与第一连杆中部铰接,所述第二连杆另一端铰接有第二滑块,所述第二滑块与滑槽滑动连接,所述第二滑块上固定有基杆,所述基杆底端固定有短销,所述短销延伸至异形槽内。
10、优选地,所述裹膜组件包括上定位环,所述上定位环边缘固定有连接杆,所述连接杆一端与套管固定连接,所述上定位环上转动连接有套环,所述套环上固定有第一从动齿轮,所述套环边缘固定有延伸块,所述延伸块底部固定有安装轴,所述保鲜膜活动安装在安装轴上。
11、优选地,所述裹膜组件还包括固定在连接杆底部的滑轨,所述滑轨内滑动连接有第一滑块,所述第一滑块一侧固定连接有支杆,所述支杆远离第一滑块一端延伸至上定位环底部,所述支杆远离第一滑块一端固定有承托板,所述支杆顶部固定有齿杆,所述滑轨内还设有螺杆,所述螺杆贯穿第一滑块并与第一滑块螺纹连接,所述螺杆两端均与滑轨转动连接,所述螺杆上固定有第二从动齿轮。
12、优选地,所述驱动组件包括电机,所述电机固定在连接杆上,所述电机输出轴固定连接有主动齿轮,所述主动齿轮与第一从动齿轮以及第二从动齿轮均啮合。
13、优选地,所述下料组件包括固定架和从动轴,所述固定架固定在上定位环表面,所述从动轴贯穿连接杆并与连接杆转动连接,所述从动轴底端固定有第三从动齿轮,所述第三从动齿轮与第二从动齿轮啮合,所述从动轴顶端固定连接有圆盘,所述圆盘表面设有推杆,所述推杆一端与圆盘边缘转动连接,所述推杆另一端铰接有插杆,所述插杆贯穿固定架并与固定架活动插接。
14、优选地,所述安装轴内部设置有空腔,所述空腔内设置有摩擦块,所述摩擦块一端贯穿空腔侧壁并延伸至安装轴外,所述安装轴底部设置有与空腔连通的螺孔,所述螺孔内安装有螺栓,所述螺栓位于螺孔内部一端转动连接有端头,所述端头上铰接有斜杆,所述斜杆远离螺栓一端与摩擦块铰接。
15、优选地,所述上定位环内侧设置有定位内环,所述定位内环的直径与空心钻头的直径匹配,所述定位内环通过螺丝与上定位环固定。
16、优选地,所述承托板表面设有下定位环,所述下定位环的直径与空心钻头的直径匹配,所述下定位环通过螺丝与承托板固定连接。
17、与现有技术相比,本发明提供了一种便于更换的小口径岩心钻探装置,具备以下有益效果:
18、1、该种便于更换的小口径岩心钻探装置,通过设置轴体、套管、换位组件、驱动组件、裹膜组件和下料组件,在取芯后通过换位组件将驱动组件、裹膜组件和下料组件移动至空心钻头处,再利用下料组件迫使空心钻头内的岩心脱落,之后通过裹膜组件承托脱离的岩心并对岩芯缠绕保鲜膜,通过这种方式能够在岩心取出后的第一时间利用保鲜膜保护岩心,降低了岩心因脱水导致的干裂现象,进而方便了对岩心后续的检测工作,并且相较于手动缠绕保鲜膜的方式更加省力高效,减小了劳动量。
19、2、该种便于更换的小口径岩心钻探装置,通过设置下料组件,电机运转时使得插杆往复敲击空心钻头,实现震动效果,进而实现对内部岩心的下料,防止岩心卡滞,提高了裹膜过程中的容错率。
20、3、该种便于更换的小口径岩心钻探装置,通过设置摩擦块,方便增加对保鲜膜的摩擦力,使得保鲜膜在裹膜过程中绷紧,提高了裹膜效果,通过旋动螺栓即可驱动摩擦块移动,进而调节摩擦块对保鲜膜的摩擦力大小,可根据实际需求调节保鲜膜的绷紧程度,提高了适用性。
21、4、该种便于更换的小口径岩心钻探装置,通过设置定位内环和下定位环,空心钻头内的岩心脱落后穿过定位内环并且落在下定位环内,进而对岩心限位,避免岩心在裹膜工作中随意活动,当对不同规格的岩心采样时,旋动螺丝后即可更换与之匹配的定位内环以及下定位环,进一步提高了适用性。
1.一种便于更换的小口径岩心钻探装置,包括钻机主体(1),所述钻机主体(1)上安装有活动座(2),所述活动座(2)上安装有空心钻头(3),其特征在于:还包括轴体(4)、裹膜组件(5)、驱动组件(6)、下料组件(7)和换位组件(8),所述轴体(4)固定在钻机主体(1)上,所述轴体(4)上转动连接有套管(9);
2.根据权利要求1所述的一种便于更换的小口径岩心钻探装置,其特征在于:所述套管(9)外侧设置有异形槽(90),所述异形槽(90)包括相互连通的螺旋槽和直槽,所述轴体(4)表面设置有滑槽(41),所述换位组件(8)包括第一连杆(801)和第二连杆(802),所述第一连杆(801)一端延伸至活动座(2)上方,所述第一连杆(801)另一端与轴体(4)铰接,所述第一连杆(801)与轴体(4)连接处安装有扭簧(803),所述第二连杆(802)一端与第一连杆(801)中部铰接,所述第二连杆(802)另一端铰接有第二滑块(804),所述第二滑块(804)与滑槽(41)滑动连接,所述第二滑块(804)上固定有基杆(805),所述基杆(805)底端固定有短销(806),所述短销(806)延伸至异形槽(90)内。
3.根据权利要求2所述的一种便于更换的小口径岩心钻探装置,其特征在于:所述裹膜组件(5)包括上定位环(501),所述上定位环(501)边缘固定有连接杆(502),所述连接杆(502)一端与套管(9)固定连接,所述上定位环(501)上转动连接有套环(503),所述套环(503)上固定有第一从动齿轮(504),所述套环(503)边缘固定有延伸块(505),所述延伸块(505)底部固定有安装轴(506),所述保鲜膜(507)活动安装在安装轴(506)上。
4.根据权利要求3所述的一种便于更换的小口径岩心钻探装置,其特征在于:所述裹膜组件(5)还包括固定在连接杆(502)底部的滑轨(508),所述滑轨(508)内滑动连接有第一滑块(509),所述第一滑块(509)一侧固定连接有支杆(510),所述支杆(510)远离第一滑块(509)一端延伸至上定位环(501)底部,所述支杆(510)远离第一滑块(509)一端固定有承托板(511),所述支杆(510)顶部固定有齿杆(512),所述滑轨(508)内还设有螺杆(513),所述螺杆(513)贯穿第一滑块(509)并与第一滑块(509)螺纹连接,所述螺杆(513)两端均与滑轨(508)转动连接,所述螺杆(513)上固定有第二从动齿轮(514)。
5.根据权利要求4所述的一种便于更换的小口径岩心钻探装置,其特征在于:所述驱动组件(6)包括电机(601),所述电机(601)固定在连接杆(502)上,所述电机(601)输出轴固定连接有主动齿轮(602),所述主动齿轮(602)与第一从动齿轮(504)以及第二从动齿轮(514)均啮合。
6.根据权利要求5所述的一种便于更换的小口径岩心钻探装置,其特征在于:所述下料组件(7)包括固定架(701)和从动轴(702),所述固定架(701)固定在上定位环(501)表面,所述从动轴(702)贯穿连接杆(502)并与连接杆(502)转动连接,所述从动轴(702)底端固定有第三从动齿轮(703),所述第三从动齿轮(703)与第二从动齿轮(514)啮合,所述从动轴(702)顶端固定连接有圆盘(704),所述圆盘(704)表面设有推杆(705),所述推杆(705)一端与圆盘(704)边缘转动连接,所述推杆(705)另一端铰接有插杆(706),所述插杆(706)贯穿固定架(701)并与固定架(701)活动插接。
7.根据权利要求4所述的一种便于更换的小口径岩心钻探装置,其特征在于:所述安装轴(506)内部设置有空腔(515),所述空腔(515)内设置有摩擦块(516),所述摩擦块(516)一端贯穿空腔(515)侧壁并延伸至安装轴(506)外,所述安装轴(506)底部设置有与空腔(515)连通的螺孔,所述螺孔内安装有螺栓(517),所述螺栓(517)位于螺孔内部一端转动连接有端头(518),所述端头(518)上铰接有斜杆(519),所述斜杆(519)远离螺栓(517)一端与摩擦块(516)铰接。
8.根据权利要求4所述的一种便于更换的小口径岩心钻探装置,其特征在于:所述上定位环(501)内侧设置有定位内环(520),所述定位内环(520)的直径与空心钻头(3)的直径匹配,所述定位内环(520)通过螺丝与上定位环(501)固定。
9.根据权利要求4所述的一种便于更换的小口径岩心钻探装置,其特征在于:所述承托板(511)表面设有下定位环(521),所述下定位环(521)的直径与空心钻头(3)的直径匹配,所述下定位环(521)通过螺丝与承托板(511)固定连接。