一种旋转式井壁取芯模块的制作方法

本文涉及机械设备技术，尤指一种旋转式井壁取芯模块。

背景技术：

目前常规机械井壁取心仪，一种采用液压泵驱动液压马达带动钻头钻取岩心，还有一种采用电动机作为驱动力带动钻头钻取岩心。

液压马达和电动机只是为取芯作业提供动力，若要完成取芯作业，必须有专门设计的导板带动液压马达或者电动机完成取芯作业，钻进导板的研制需要根据液压马达或者电动机的结构进行设计，设计难度和区别程度比较大。

其中，电动机取芯技术是采用电动机直接驱动减速机并带动钻头进行取芯作业，完成取芯动作的旋转销钉(相当于本申请中的运动凸柱)在减速机本体外壳上面，电动机是需要跟随摆动的，制成的取芯仪需要具有取芯、折芯、翻转和推芯等功能，导致其设计要难度较大，一直困扰着本领域的技术人员。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题中的至少之一，本文提供了一种旋转式井壁取芯模块，其结构简单，能够完成取芯、折芯、翻转和推芯的动作，可更好地满足使用需求。

本发明实施例提供的旋转式井壁取芯模块，包括：固定板，其上设置有第一导孔，所述第一导孔具有翻转段、移动段和折芯段，所述移动段位于翻转段和所述折芯段之间；可移动地安装在所述固定板一侧的活动板，其上设置有第二导孔，所述第二导孔具有翻转驱动段、移动驱动段和折芯驱动段，所述移动驱动段位于所述翻转驱动段和所述折芯驱动段之间，所述第一导孔在所述活动板上的投影与所述第二导孔相交；取芯模块，位于所述固定板的另一侧、且其朝向固定板的侧面设置有运动凸柱，所述运动凸柱穿过所述第一导孔而伸入所述第二导孔内；和具有开口槽的运动滑块，安装在所述第一导孔内、并可转动地连接在所述取芯模块上，所述运动凸柱可滑入和滑出所述开口槽；其中：所述取芯模块在所述移动段和所述折芯段内移动；所述翻转驱动段可驱动所述运动凸柱自所述翻转段运动至所述移动段并滑入所述开口槽，还可驱动所述运动凸柱滑出所述开口槽并自所述移动段运动至所述翻转段内；所述移动驱动段可驱动所述取芯模块和位于所述开口槽内的运动凸柱在所述移动段和所述折芯段一起移动；所述折芯驱动段可驱动所述运动凸柱在所述折芯段内挤压所述开口槽的内壁而进行折芯。

可选地，所述旋转式井壁取芯模块还包括：折芯复位模块，安装在所述折芯段的一旁，用于在折芯后复位所述运动凸柱和所述运动滑块。

可选地，所述折芯复位模块包括：活动梁，所述固定板上还设置有第三导孔，所述第三导孔与所述折芯段相通，所述活动梁可移动地安装在所述第三导孔内；和复位件，所述活动梁的远离所述折芯段的一端连接在所述复位件上；其中，所述运动滑块位于所述折芯段内时，所述活动梁抵压在所述开口槽的外底面上。

可选地，所述复位件包括：与所述固定板进行固连的定位块，其上设置有相连通的活塞腔和安装腔，所述安装腔具有朝向所述活动梁的开口；活塞，可移动地密封安装在所述活塞腔内；弹性复位件，安装在所述安装腔内；和封堵件，可移动地密封安装在所述安装腔的开口内、并压紧所述弹性复位件，所述活动梁连接在所述封堵件上。

可选地，所述活动板的朝向所述固定板的侧面设置有限位部，所述限位部位于所述翻转驱动段的临近所述折芯段的一端，所述运动滑块上设置有配合部；其中，所述翻转驱动段驱动所述运动凸柱滑出所述开口槽并自所述移动段运动至所述翻转段内时，所述配合部抵压在所述限位部上，所述限位部阻止所述运动滑块沿所述移动段向所述折芯段侧移动。

可选地，所述第一导孔包括竖直设置的第一长条形孔和位于所述第一长条形孔右侧的弧形孔，所述弧形孔的左端与所述第一长条形孔的右侧连通，所述移动段位于所述第一长条形孔的上部，所述折芯段位于所述第一长条形孔的下部，所述翻转段位于所述弧形孔上，所述运动滑块的下端可转动地安装在所述取芯模块上，所述运动滑块的上端具有开口朝向右侧的所述开口槽；其中，所述运动滑块运动至所述第一长条形孔的上端时，所述开口槽与所述弧形孔连通。

可选地，所述第二导孔包括自右向左倾斜向上延伸的第二长条形孔和自左向右倾斜向上延伸的第三长条形孔，所述第二长条形孔的上端与所述第三长条形孔的上端连通，所述移动驱动段位于所述第二长条形孔左部，所述折芯驱动段位于所述第二长条形孔的右部，所述翻转驱动段位于所述第三长条形孔上。

可选地，所述第三长条形孔的左端还向左横延有翻转定位段。

可选地，所述固定板上具有左右布置的导轨槽，所述活动板上具有左右布置的导轨，所述导轨可移动地安装在所述导轨槽内。

可选地，所述活动板、所述固定板、所述运动滑块和所述运动凸柱包括对称设置的两组、并处于所述取芯模块的前后两侧，且两所述固定板通过第一横梁固定连接，两所述活动板通过第二横梁固定连接。

与现有技术相比，本发明提供的旋转式井壁取芯模块，固定板上设置有第一导孔，第一导孔具有翻转段、移动段和折芯段，移动段位于翻转段和折芯段之间；活动板可移动地安装在固定板一侧，活动板上设置有第二导孔，第二导孔具有翻转驱动段、移动驱动段和折芯驱动段，移动驱动段位于翻转驱动段和折芯驱动段之间，第一导孔在活动板上的投影与第二导孔相交；取芯模块位于固定板的另一侧、且其朝向固定板的侧面设置有运动凸柱，运动凸柱穿过第一导孔而伸入第二导孔内；运动滑块安装在第一导孔内、并可转动地连接在取芯模块上，运动滑块上设置有开口槽，运动凸柱可滑入和滑出开口槽；其结构简单，能够实现取芯、折芯、翻转和推芯的动作，可更好地满足使用需求。

取芯模块在移动段和折芯段内移动，不能自移动段运动至翻转段内；

运动滑块位于移动段的临近翻转段的一端，运动凸柱位于开口槽内，向第一方向移动活动板，翻转驱动段驱动运动凸柱滑出开口槽并自移动段运动至翻转段内，实现取芯模块自竖直状态翻转至水平状态，向第一方向的反方向移动活动板，翻转驱动段驱动运动凸柱自翻转段运动至移动段并滑入开口槽，实现取芯模块自水平状态翻转至竖直状态；

移动驱动段可驱动取芯模块和位于开口槽内的运动凸柱在移动段和折芯段一起移动，可以是运动凸柱和运动滑块一起自移动段运动至折芯段(取芯模块处于竖直状态)，也可以是运动凸柱和运动滑块一起自折芯段运动至移动段(取芯模块处于竖直状态)；

运动滑块位于折芯段内(取芯模块处于竖直状态)，运动凸柱位于开口槽内，折芯驱动段驱动运动凸柱在折芯段内挤压开口槽的内壁而进行折芯，取芯模块绕其与运动滑块的铰接轴摆动而实现折芯动作。

本文的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本文而了解。本文的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本文技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本文的技术方案，并不构成对本文技术方案的限制。

图1为本发明一个实施例所述旋转式井壁取芯模块的立体结构示意框图；

图2为图1所示旋转式井壁取芯模块的分解结构示意图；

图3为图1所示旋转式井壁取芯模块竖直移动时一状态的结构示意图；

图4为图1所示旋转式井壁取芯模块翻转至水平状态时的结构示意图；

图5为图4所示旋转式井壁取芯模块自竖直状态向水平状态翻转一状态的剖视局部结构示意图；

图6为图1所示旋转式井壁取芯模块折芯时一状态的结构示意图；

图7为图6所示旋转式井壁取芯模块的剖视局部结构示意图；

图8为图1中活动板的朝向所述固定板的侧面的结构示意图；

图9为图1中固定板的立体结构示意图；

图10为图1中运动滑块的立体结构示意图。

其中，图1至图10中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1固定板，11翻转段，12移动段，13折芯段，14第三导孔，15导轨槽，2活动板，21翻转驱动段，22移动驱动段，23折芯驱动段，24限位部，25翻转定位段，26导轨，3取芯模块，31运动凸柱，32安装轴，4运动滑块，41开口槽，410外底面，5折芯复位模块，51活动梁，52复位件，61第一横梁，62第二横梁。

具体实施方式

为使本文的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本文的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本文，但是，本文还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本文的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明实施例提供的旋转式井壁取芯模块，如图1至图10所示，包括：固定板1(如图9所示)，其上设置有第一导孔，第一导孔具有翻转段11、移动段12和折芯段13，移动段12位于翻转段11和折芯段13之间；可移动地安装在固定板1一侧的活动板2(如图8所示)，其上设置有第二导孔，第二导孔具有翻转驱动段21、移动驱动段22和折芯驱动段23，移动驱动段22位于翻转驱动段21和折芯驱动段23之间，第一导孔在活动板2上的投影与第二导孔相交；取芯模块3(如图2所示)，位于固定板1的另一侧、且其朝向固定板1的侧面设置有运动凸柱31和安装轴32，运动凸柱31穿过第一导孔而伸入第二导孔内；和具有开口槽41的运动滑块4(如图10所示)，安装在第一导孔内、并可转动地连接在取芯模块3的安装轴32上，运动凸柱31可滑入和滑出开口槽41；其中：取芯模块3在移动段12和折芯段13内移动；翻转驱动段21可驱动运动凸柱31自翻转段11运动至移动段12并滑入开口槽41，还可驱动运动凸柱31滑出开口槽41并自移动段12运动至翻转段11内；移动驱动段22可驱动取芯模块3和位于开口槽41内的运动凸柱31在移动段12和折芯段13一起移动；折芯驱动段23可驱动运动凸柱31在折芯段13内挤压开口槽41的内壁而进行折芯。

该旋转式井壁取芯模块，固定板1上设置有第一导孔，第一导孔具有翻转段11、移动段12和折芯段13，移动段12位于翻转段11和折芯段13之间；活动板2可移动地安装在固定板1一侧，活动板2上设置有第二导孔，第二导孔具有翻转驱动段21、移动驱动段22和折芯驱动段23，移动驱动段22位于翻转驱动段21和折芯驱动段23之间，第一导孔在活动板2上的投影与第二导孔相交；取芯模块3位于固定板1的另一侧、且其朝向固定板1的侧面设置有运动凸柱31，运动凸柱31穿过第一导孔而伸入第二导孔内；运动滑块4安装在第一导孔内、并可转动地连接在取芯模块3上，运动滑块4上设置有开口槽41，运动凸柱31可滑入和滑出开口槽41；其结构简单，能够实现取芯、折芯、翻转和推芯的动作，可更好地满足使用需求。

取芯模块3在移动段12和折芯段13内移动，不能自移动段12运动至翻转段11内。

翻转动作：运动滑块4位于移动段12的临近翻转段11的一端，运动凸柱31位于开口槽41内，向第一方向移动活动板2，翻转驱动段21驱动运动凸柱31滑出开口槽41并自移动段12运动至翻转段11内，实现取芯模块3自竖直状态翻转至水平状态(竖直状态和水平状态仅为更好的说明本申请，并非是对本申请的强制限定，也可以是其他状态，即第一状态翻转至第二状态，由图3状态变换至图4状态)，向第一方向的反方向移动活动板2，翻转驱动段21驱动运动凸柱31自翻转段11运动至移动段12并滑入开口槽41，实现取芯模块3自水平状态翻转至竖直状态(由图4状态变换至图3状态)；

移动动作(可以结合图3、图7至图9进行理解)：移动驱动段22可驱动取芯模块3和位于开口槽41内的运动凸柱31在移动段12和折芯段13一起移动，可以是运动凸柱31和运动滑块4一起自移动段12运动至折芯段13(取芯模块3处于竖直状态)，也可以是运动凸柱31和运动滑块4一起自折芯段13运动至移动段12(取芯模块3处于竖直状态)；

折芯动作：运动滑块4位于折芯段13内(取芯模块3处于竖直状态)，运动凸柱31位于开口槽41内，折芯驱动段23驱动运动凸柱31在折芯段13内挤压开口槽41的内壁而进行折芯，取芯模块3绕其与运动滑块4的铰接轴进行轻微的(如设定角度，可以是3～5度等)摆动而实现折芯动作(结合图6和图7进行理解)。

另外，如图1和图2所示，旋转式井壁取芯模块还包括：折芯复位模块5，安装在折芯段13的一旁，用于在折芯后复位运动凸柱31和运动滑块4，以此来保证旋转式井壁取芯模块的使用稳定性，同时确保旋转式井壁取芯模块能够连续使用进行取芯。

可以是，如图2所示，折芯复位模块5包括：活动梁51，固定板1上还设置有第三导孔14，第三导孔14与折芯段13相通，活动梁51可移动地安装在第三导孔14内；和复位件52，活动梁51的远离折芯段13的一端连接在复位件52上，用于复位运动滑块4和运动凸柱31至竖直状态，以能够在后续动作过程顺利的自折芯段13运动至移动段12内；其中，运动滑块4位于折芯段13内时，活动梁51抵压在开口槽41的外底面上。

具体地，如图2所示，复位件52包括：与固定板1进行固连的定位块，其上设置有相连通的活塞腔和安装腔，安装腔具有朝向活动梁51的开口；活塞，一端可移动地密封限位安装在活塞腔内、另一端伸出活塞腔；弹性复位件52，安装在安装腔内；和封堵件，可移动地密封限位安装在安装腔的开口内、并压紧弹性复位件52，活动梁51连接在封堵件上，活塞腔和安装腔内填充满液压油，折芯时运动滑块4通过活动梁51推动封堵件向安装腔内移动，活塞向活塞腔外移动，撤除活动板2上施予的折芯力，弹性复位件52向安装腔外推动封堵件，封堵件通过活动梁51推动运动滑块4摆动至竖直状态(即未进行折芯时状态)，活塞向活塞腔内移动。防止外界高压环境力下压坏定位块。弹性复位件52可以是碟簧及其等同部件中的任意一种。

为了更好地实现取芯模块3自竖直状态翻转至水平状态，如图5和图8所示，活动板2的朝向固定板1的侧面设置有限位部24，限位部24位于翻转驱动段21的临近折芯段13的一端，运动滑块4上设置有配合部，开口槽41与翻转段11直接连通；其中，运动滑块4位于移动段12的远离折芯段13的一端，翻转驱动段21驱动运动凸柱31滑出开口槽41并自移动段12运动至翻转段11内时，配合部抵压在限位部24上，翻转驱动段21推动运动凸柱31进入翻转段11内时会形成朝向折芯段13的分力，限位部24阻止运动滑块4沿移动段12向折芯段13侧移动。限位部24为限位凸台，配合部为配合凸台。

在一示例性实施例中，如图9所示，第一导孔包括竖直设置的第一长条形孔和位于第一长条形孔右侧的弧形孔，弧形孔的左端与第一长条形孔的右侧连通，移动段12和折芯段13构成第一长条形孔，移动段12位于折芯段13的上方，翻转段11位于弧形孔上，运动滑块4的下端可转动地安装在取芯模块3上，运动滑块4的上端具有开口朝向右侧的开口槽41；其中，运动滑块4运动至第一长条形孔的上端时，开口槽41与弧形孔连通，弧形孔的圆心位于运动滑块4和取芯模块3可转动连接的位置处，以此来实现运动凸柱31绕运动滑块4和取芯模块3可转动连接的位置运动至弧形孔内。第三导孔14为布置的第四长条形孔，第四长条形孔的右端与第一长条形孔的下端左部连通。

另外，如图8所示，第二导孔包括自右向左倾斜向上延伸的第二长条形孔和自左向右倾斜向上延伸的第三长条形孔，第二长条形孔的上端与第三长条形孔的上端连通，移动驱动段22为第二长条形孔，折芯驱动段23为第二长条形孔的右端孔壁，翻转驱动段21为第三长条形孔。第一方向为自左向右，第一方向反方向为自右向左。

再者，如图8所示，第三长条形孔的左端还向左横延有翻转定位段25，运动凸柱31运动至翻转段11的远离移动段12的一端时，还处于翻转定位段25内，保证取芯模块3保持水平状态，取芯模块3可顺利的进行推芯。

进一步地，如图2和图8所示，固定板1上具有左右布置的导轨槽15，活动板2上具有左右布置的导轨26，导轨26可移动地安装在导轨槽15内、可在导轨槽15内进行左右移动。

再进一步地，如图1和图2所示，活动板2、固定板1、运动滑块4和运动凸柱31包括对称设置的两组、并处于取芯模块3的前后两侧，且两固定板1通过第一横梁61固定连接，两活动板2通过第二横梁62固定连接，活动梁51为u形梁。

其中，活动板2通过直线驱动部件进行驱动，可以是液压缸及其等同结构中的任意一种，均可实现本申请的目的，其宗旨未脱离本发明的设计思想，在此不再赘述，均应属于本发明的保护范围内。

具体动作过程可以是：

翻转动作(结合图3、图4、图5、图8和图9进行理解)：运动滑块4位于移动段12的上端，运动凸柱31位于开口槽41内，配合部抵压在限位部24上，向右移动活动板2，翻转驱动段21驱动运动凸柱31滑出开口槽41并自移动段12向右运动至翻转段11内、且定位在翻转定位段25，实现取芯模块3自竖直状态翻转至水平状态，向左移动活动板2，翻转驱动段21驱动运动凸柱31自翻转段11向左运动至移动段12并滑入开口槽41，实现取芯模块3自水平状态翻转至竖直状态；

移动动作(结合图3、图5、图7至图9进行理解)：移动驱动段22可驱动取芯模块3和位于开口槽41内的运动凸柱31在移动段12和折芯段13一起移动，可以是活动板2向左运动，移动驱动段22驱动运动凸柱31和运动滑块4一起自移动段12向下运动至折芯段13(此时，取芯模块3处于竖直状态)，也可以是活动板2向右运动，移动驱动段22驱动运动凸柱31和运动滑块4一起自折芯段13向上运动至移动段12(取芯模块3处于竖直状态)；

折芯动作(结合图6至图9进行理解)：运动滑块4位于折芯段13内(取芯模块3处于竖直状态)，运动凸柱31位于开口槽41内，活动板2继续受向左拉力，折芯驱动段23(移动驱动段22的右端)推动运动凸柱31在折芯段13内向左挤压开口槽41的内壁而进行折芯动作，取芯模块3绕其与运动滑块4的铰接轴进行轻微的(设定角度，可以是3～5度等)摆动(取芯模块3由竖直状态摆至倾斜状态)而实现折芯动作。待撤除活动板2向左的拉力时，折芯复位模块5向右推动运动滑块4上端的左侧面(也就是开口槽41的外底面410，如图7所示)，使得运动滑块4和取芯模块3均复位至竖直状态。

综上所述，本发明提供的旋转式井壁取芯模块，其结构简单，能够实现取芯、折芯、翻转和推芯的动作，可更好地满足使用需求。

在本文的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本文的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然本文所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本文而采用的实施方式，并非用以限定本文。任何本文所属领域内的技术人员，在不脱离本文所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本文的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。