取样装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及煤炭地下气化技术领域，尤其是指一种易于采取煤灰的取样装置。
【背景技术】
[0002]煤炭地下气化是一种融多学科为一体的综合性能源生产新技术，属第二代采煤方法，其任务是将地下煤炭资源原地转化为可燃气体。煤层气化及石油天然气钻井行业中，为了更好的准确掌握地层情况，一般会根据工艺要求进行部分井段取芯，或者是进行全井段的取芯作业。在煤炭地下气化这个新的行业领域中，为了能安全稳定的生产煤气，需要准确及时的掌握地下煤炭燃烧情况，由于煤炭地下燃烧时，随着火焰工作面的移动，煤层不断的被燃烧气化而形成燃空区，处在燃空区范围内或者在燃空区边缘的地层都是非常零散、破碎的，在燃空区范围内会生成很多燃烧过的煤灰，为了分析判断燃空区的范围，通常需要提取煤灰进行采样分析。
[0003]现阶段常见的取芯工具在燃空区进行取芯作业时，如中国专利文献公开了一种取样装置，用于对地下燃空区的固体进行取样，包括:套管、活塞、驱动杆和取样口 ；套管包括连接端和工作端；取样口安装在套管的工作端上；套管通过连接端与外部携带装置固定连接；活塞设置在套管内；活塞通过驱动杆与取样口连接；活塞在套管内做直线往复运动，并通过驱动杆驱动取样口打开或关闭。上述文献虽然设计合理、结构简单，操作方便，能够有效对地下燃空区的煤灰进行取样，但是存在以下问题:上述取样装置只能针对煤灰的固体形式进行取样，因此适用于胶结性良好、易成形、地质较硬的地层。而对于中软型地层，由于燃空区形成的煤灰更零散、破碎，导致采取效果变差，严重时甚至无法采取煤灰，从而降低了取样收获率，严重影响对燃空区范围的分析判断。
【实用新型内容】
[0004]因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中对于中软型地层进行取芯作业时收获率低的问题从而提供一种即使是在中软型地层中也易于顺利的将燃空区的岩芯从井内取出的取样装置。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种取样装置，用于拾取燃空区中的煤灰，包括外筒以及位于外筒内的内筒，所述内筒通过连接件固定在所述外筒上，所述内筒上用于拾取煤灰的一端设有岩芯爪，且所述岩芯爪与所述外筒的第一孔相邻，所述连接件在外力作用下被切割，所述内筒沿外筒轴向运动并带动所述岩芯爪移动至所述第一孔内，使所述岩芯爪合拢并封闭所述内筒。
[0006]在本实用新型的一个实施例中，所述内筒上与岩芯爪相对的另一端分别设有大球座和小球座，所述大球座位于所述外筒的第二孔内，且所述大球座的直径与所述第二孔的内径相同。
[0007]在本实用新型的一个实施例中，所述大球座和小球座之间沿所述内筒的外壁设有溢流孔。
[0008]在本实用新型的一个实施例中，所述内筒上紧邻所述小球座处设有沿其内筒轴向移动的活塞。
[0009]在本实用新型的一个实施例中，所述活塞沿径向设有密封圈。
[0010]在本实用新型的一个实施例中，所述连接件将外筒固定在所述内筒的活塞上。
[0011]在本实用新型的一个实施例中，所述连接件是剪切销钉。
[0012]在本实用新型的一个实施例中，所述外筒的底端与取样钻头连接，所述外筒的顶端与接头连接。
[0013]在本实用新型的一个实施例中，所述取样钻头与钻头接头相互连接，且所述钻头接头固定在所述内筒与所述外筒两侧的环空内。
[0014]在本实用新型的一个实施例中，所述取样钻头通过丝扣连接在外筒上。
[0015]本实用新型的上述技术方案与现有技术相比具有以下优点:
[0016]在本实用新型所述的取样装置，即使在中软型地层条件下实用性也很大，同时该取样装置在取样时不需要切断岩芯，只需向取样装置内投入大小不同的钢球即可完成取样作业，而且避免了发生丢芯或者掉芯的情况。
【附图说明】
[0017]为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
[0018]图1是本实用新型所述取样装置的小球座封闭时的示意图；
[0019]图2是本实用新型所述取样装置的大球座封闭时的示意图。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，本实用新型提供一种取样装置，用于拾取燃空区中的煤灰，包括外筒11以及位于外筒11内的内筒12，所述内筒12通过连接件13固定在所述外筒11上，所述内筒12上用于拾取煤灰的一端设有岩芯爪121，且所述岩芯爪121与所述外筒11的第一孔111相邻，所述连接件13在外力作用下被切割，所述内筒12沿外筒11轴向运动并带动所述岩芯爪121移动至所述第一孔111内，使所述岩芯爪121合拢并封闭所述内筒12。
[0021]上述是本实用新型的核心技术方案，所述取样装置包括外筒11以及位于外筒11内的内筒12，所述内筒12通过连接件13固定在所述外筒11上，所述内筒12上用于拾取煤灰的一端设有岩芯爪121，通过所述岩芯爪121可以将煤灰不断的拾取至所述内筒12的空腔内，方便取芯钻进的作业；所述岩芯爪121与所述外筒11的第一孔111相邻，所述连接件13在泥浆泵的压力下被切割，导致所述内筒12沿外筒11轴向运动并带动所述岩芯爪121移动至所述第一孔111内，从而使所述岩芯爪121合拢并封闭所述内筒12，由于燃空区的岩样为煤灰，即使对于中软型地层而言，煤灰更零散、破碎，但是由于灌入其中的煤灰均被所述岩芯爪121封闭在所述内筒12内，避免了所述内筒12内已拾取的煤灰掉落问题，从而易于将样本顺利的从井下取出，提高了取样收获率，更有利于对燃空区范围的分析判断。
[0022]所述取样装置在井下拾取煤灰时，为了利于施工，通常需要利用地面上的泥浆泵把泥浆液通过钻具传送至取样装置，一方面泥浆液的压力可以提供井下作业时的动力，另一方面，所述泥浆液利于取样装置井下拾取煤灰。为了高效的实现取芯钻进作业以及保证拾取的样品在所述内筒12内没有被泥浆污染，所述内筒12上与岩芯爪121相对的另一端分别设有大球座122和小球座123，当投入与所述小球座123的直径相同的小球时，由于小球完全封堵住了所述小球座123，导致所述小球座123以及所述岩芯爪121之间的空腔与外界隔离，阻止了泥浆液流入所述内筒12中，避免了所述内筒12的岩心被冲刷。所述大球座122位于所述外筒11的第二孔112内，且所述大球座122的直径与所述第二孔112的内径相同，当投入与所述大球座122的直径相同的大球时，由于大球完全封堵住了所述大球座122，使所述内筒12整体与外界隔离，导致所述泥浆泵的压力急剧升高，在所述泥浆泵的压力下，所述连接件13被切割，推动所述内筒12沿外筒11轴向运动并带动所述岩芯爪121移动至所述第一孔111内，如图2所示，从而使所述岩芯爪121变形合拢并封闭所述内筒12内部已拾取的煤灰及岩芯。
[0023]为了保证所述取样装置高效的进行取芯钻进作业，所述大球座122和小球座123之间沿所述内筒12的外壁设有溢流孔124，当投入与所述小球座123的直径相同的小球时，由于小球完全封堵住了所述小球座123，对于所述大球座122以及小球座123之间的空腔，通过所述溢流孔124，将泥浆液从所述内筒12与所述外筒11之间的环空间隙不断排出，不但可将泥浆的压力转化成工作的动力，而且利于取样装置拾取样品。本实用新型中，所述内筒12与所述外筒11之间的环空间隙在1mm?15mm之间。
[0024]为了保证拾取的样品在所述内筒12内没有被泥浆污染，所述内筒12上紧邻所述小球座123处设有沿其内筒12轴向移动的活塞125，当投入与所述大球座122的直径相同的大球时，由于大球完全封堵住了所述大球座122，使所述内筒12整体与外界隔离，导致所述泥浆泵的压力急剧升高，在所述泥浆泵的压力下，所述活塞125在泵压的作用下剪断固定内筒12的连接件13，从而推动所述内筒12沿外筒11轴向运动，并带动所述岩芯爪121移动至所述第一孔111内，迫使所述岩芯爪121变形合拢并封闭所述内筒12内部已拾取的煤灰及岩芯。
[0025]为了保证所述内筒12固