新型岩芯劈芯装置的制作方法

1.本实用新型属于岩芯处理设备技术领域，涉及一种新型岩芯劈芯装置，用于地质勘探岩芯劈芯中。


背景技术：

2.在地质勘探工作过程中，对钻机钻取的岩芯样需要进行测试分析，在实验室测试时，由于岩芯大致为圆柱形，需要将岩芯从中心处劈成两半，将1/2的岩芯样(劈芯样)送去测试。目前劈开岩芯常用的方法有：
3.一是人工劈开，具体是，采样工采用地质锤配合钢钎敲打取样，存在采样周期长、劳动强度高，采样质量差，采样重量偏差大，采样成本高，严重损坏岩芯固有形状等缺点。
4.二是通过劈芯设备劈开，现有的劈芯设备包括底座、手持式电动切割机以及三角槽岩芯拖盘，具体是将三角槽岩芯拖盘固定在底座上，当岩芯通过三角槽岩芯拖盘时，位于三角槽岩芯拖盘上方的手持式电动切割机将岩芯劈开。但是现有的设备存在以下问题：(1)三角槽岩芯拖盘要重复取下、重复安装、重复紧固-松开，操作不便；且切割产生的废水和废渣无法自动排出，需在每次装岩芯前手工去除；(2)由于三角槽岩芯拖盘固定在底座上，当切割完一段岩芯后，关闭手持式电动切割机，在底座上移动位置继续完成劈芯；(3)手持式切割机还存在漏电、伤人等隐患；(4)岩芯在三角托盘中无法固定，导致切割机切割偏移；(5)由于设备所限，对于长度较长的岩芯需用地质锤敲断分多次劈芯，且经切割机切割后岩芯往往无法完全断开分为两半，还需采样工再次用地质锤敲打方能劈开.因此，现有的劈芯设备存在操作周期长、效率低、劳动强度高、劈芯质量和效果不佳、岩芯要人为敲断等问题。


技术实现要素：

5.针对现有岩芯劈芯存在的效率低、强度高和质量差的技术问题，本实用新型提供一种劳动强度低、工作效率高，质量好、效果佳的新型地质勘探岩芯劈芯装置。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
7.一种新型岩芯劈芯装置，包括切割架以及分别置于切割架上的进芯管、动力切割单元和进芯单元；所述动力切割单元包括锯片以及与锯片连接的切割动力组件；所述切割动力组件位于进芯管下方；所述锯片从进芯管下方竖直向上伸入进芯管内，锯片所在的平面与进芯管轴向平行；所述进芯单元位于切割动力组件上方，进芯单元从进芯管侧向水平伸入进芯管内。
8.进一步的，所述切割动力组件包括切割电动机以及与切割电动机连接的切割动力开关；所述切割动力开关置于切割架侧壁上；所述切割电动机置于切割架内并位于进芯管下方，所述锯片套在切割电动机的输出轴上。
9.进一步的，所述进芯单元包括齿轮和环形皮带；所述环形皮带的内表面上和环形皮带的外表面上分别均布设置有多个锯齿；所述齿轮为两个，所述环形皮带套在两个齿轮上，环形皮带的锯齿与齿轮啮合；所述环形皮带位于切割电动机上方并从进芯管侧向水平
伸入进芯管内。
10.进一步的，所述进芯单元还包括分别置于切割架上的进芯开关和进芯电动机；所述进芯开关与进芯电动机连接；所述进芯电动机为两个，两个进芯电动机与两个齿轮一一对应连接。
11.进一步的，所述进芯单元还包括设置在进芯管内壁上的钢珠；所述钢珠与环形皮带位于同一高度上；且钢珠与环形皮带分列在锯片两侧；所述钢珠为多个，沿进芯管轴向方向均匀分布。
12.进一步的，所述进芯管上沿着进芯管的轴向方向开设第一开槽；所述锯片竖直向上穿过第一开槽伸入进芯管内。
13.进一步的，所述进芯管上沿着进芯管的轴向方向开设第二开槽；所述第一开槽与第二开槽呈90
°
夹角分布于进芯管上；所述环形皮带水平穿过第二开槽伸入进芯管内。
14.进一步的，所述新型岩芯劈芯装置还包括置于切割架内并位于切割电动机正下方的升降支架；所述切割电动机底部设置电动机底座，所述升降支架穿过电动机底座并与电动机底座连接；所述升降支架带动电动机底座以及切割电动机均沿着升降支架的轴向在竖直方向上下移动；所述升降支架至少为两个，均布在电动机底座下方。
15.进一步的，所述升降支架包括固定座、螺杆、正向螺母和反向螺母；所述固定座置于切割架内底面上；所述螺杆置于固定座上并与固定座垂直；所述螺杆穿过电动机底座，且在电动机底座上方，螺杆通过正向螺母与电动机底座紧固；在动机底座下方，螺杆通过反向螺母与电动机底座紧固。
16.进一步的，所述新型岩芯劈芯装置还包括设置在切割架上并与切割架活动连接的保护罩；所述保护罩位于切割电动机上方。
17.本实用新型的有益效果是：
18.1、本实用新型在进芯管底部设置第一开槽，锯片能从下向上通过第一开槽置于进芯管内，实现对岩芯的切割，同时确保切割时形成的废水和废渣快速流出；进芯管侧壁上设置第二开槽，为了便于环形皮带从侧向伸入进芯管内并带动岩芯在进芯管内从进口向出口方向移动，避免动力切割单元的重复安装拆卸。
19.2、本实用新型在进芯管左侧内壁上设置球形钢珠，钢珠与环形双向齿状的环形皮带上的齿从左右两个方向均与岩芯外壁接触，起到固定岩芯的作用，防止岩芯发生左右偏移，确保了劈芯质量和劈芯效果；同时钢珠还能减少岩芯向前移动时对进芯管左侧的摩擦力，确保岩芯在进芯管内顺利移动。
20.3、本实用新型将动力切割单元固定在保护罩底部，防止切割电动机直接裸露带来的危害，保护操作人员人身安全。
21.4、本实用新型设计进芯动力单元和双向齿状的环形皮带，辅以人工装送岩芯可实现半自动化的岩芯劈芯工作，不受岩芯长度限制，无需人为敲断岩芯，缩短操作周期，提高工作效率，降低劳动强度。
22.5、本实用新型在动力切割单元底部设置升降支架，通过升降支架调节锯片在进芯管中高度，确保岩芯能从中心处完全劈开两半，实用灵活。
23.综上，本实用新型提供的岩芯劈芯装置，能实现半自动化作业，大大降低工作强度，提高工作效率，保障劈芯质量和劈芯效果；同时也达到保护操作人员人身安全和节约成
本的效果。
附图说明
24.图1为本实用新型提供的岩芯劈芯装置整体结构示意图；
25.图2为本实用新型图1的纵向剖视图；
26.图3为环形皮带和进芯管的右侧示意图；
27.图4为环形皮带和齿轮俯视示意图；
28.图5为图3的俯视示意图；
29.图6为升降支架结构示意图；
30.其中：
31.1—切割架；2-进芯管；3—锯片；4—第一开槽；5—保护罩；6—切割动力开关；7—切割电动机；8—升降支架；81—固定座；82—螺杆；83—正向螺母；84—反向螺母；9—进芯开关；10—进芯电动机；11—齿轮；12—环形皮带；13—钢珠；14—第二开槽。
具体实施方式
32.现结合附图以及实施例对本实用新型提供的技术方案做清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.一种新型岩芯劈芯装置，包括切割架1、进芯管2、动力切割单元以及进芯单元。
34.动力切割单元包括切割动力组件以及套装在切割动力组件上的锯片3；切割动力组件置于切割架1内并位于进芯管2下方；锯片3从进芯管2下方竖直向上伸入进芯管2内，锯片3所在的平面与进芯管2轴向平行；进芯单元置于切割架1内并位于切割动力组件上方，进芯单元从进芯管2侧向水平伸入进芯管2内。
35.参见图1和图2，进芯管2置于切割架1上；切割架1的上部为横截面呈凹型的密闭腔体，密闭腔体内安装有动力切割单元和进芯单元。切割架1下部设置角柱，用以支撑上部的密闭腔体。
36.进芯管2为直径为50mm的圆柱形管，进芯管2安装在切割架1上部的凹型部位内，进芯管2侧壁上沿着进芯管2的轴向方向分别开设第一开槽4和第二开槽14，第一开槽4与第二开槽14呈90
°
夹角分布于进芯管2上；第一开槽4为宽5mm，长度70mm的长条形孔，第二开槽14为宽(15～20)mm，长度70mm的长条形孔。
37.第一开槽4的尺寸要确保锯片3从下方竖直向上通过第一开槽4伸入进芯管2内，保证切割运作，同时确保切割时形成的废水和废渣从第一开槽4快速流出，因此当进芯管2置于切割架1上时，保证第一开槽4朝下。
38.实施时，进芯管2设置在凹型部位内时，其与凹型部位的凹槽底部留有高度，即不接触，便于将从第一开槽4流出的废水和废渣排出。
39.第二开槽14的尺寸要保证进芯单元从水平横向通过第二开槽14伸入进芯管2内部，并与进入进芯管2内的岩芯接触，带动岩芯沿进芯管2的轴向方向向前移动，完成切割；同时起到固定岩芯的作用，防止岩芯左右偏移。因此当进芯管2置于切割架1上时，保证第二开槽14朝向左侧或右侧。
40.进芯管2上与第二开槽14相对的另一侧内壁上设置钢珠13，钢珠13与岩芯接触，通过进芯单元和钢珠13共同作用，进一步固定岩芯，防止岩芯左右偏移；同时钢珠13能减少岩芯向前移动时对岩芯管左侧的摩擦力，保证岩芯能均匀顺利的向前移动，实现劈芯。
41.锯片3为金刚石材质的锯片，且直径为110-130mm，锯片3穿过第一开槽4伸入进芯管2内，且锯片3所在的平面与进芯管2轴向平行，当岩芯在进芯管2轴向方向上前进时，切割动力组件带动锯片3转动，岩芯的中心通过锯片3被劈成大小相等的两半。
42.参见图2，切割动力组件包括切割电动机7和切割动力开关6；切割动力开关6置于切割架1侧壁上；切割电动机7置于切割架1内并位于进芯管2下方，锯片3套在切割电动机7的输出轴上，切割电动机7与切割动力开关6连接。
43.切割电动机7的输出轴与进芯管2的轴向垂直，由于锯片3为圆形，锯片3套在切割电动机7的输出轴上，即输出轴穿过锯片3的圆心，切割电动机7驱动锯片3绕着输出轴转动。动力切割单元安装在切割架1右侧的中间部位。
44.新型岩芯劈芯装置还包括设置在切割架1上并与切割架1活动连接的保护罩5；保护罩5位于切割电动机7上方将切割电动机7覆盖。保护罩5与切割架1活动连接方便打开，便于切割电动机7的检修维护，同时起到保护作用，延长切割电动机7的寿命，安全。
45.参见图2和图5，新型岩芯劈芯装置还包括置于切割架1内并位于切割电动机7正下方的升降支架8；切割电动机7底部设置电动机底座，升降支架8穿过电动机底座并与电动机底座连接；升降支架8带动电动机底座以及切割电动机7均沿着升降支架8的轴向在竖直方向上下移动。
46.升降支架8至少为两个，均布在电动机底座下方。本实施例中，升降支架8为4个，支撑稳定。
47.参见图6，升降支架8包括固定座81、螺杆82、正向螺母83和反向螺母84；固定座81置于切割架1内底面上；螺杆82置于固定座81上并与固定座81垂直；螺杆82穿过电动机底座，且在电动机底座上方，螺杆82通过正向螺母83与电动机底座紧固；在动机底座下方，螺杆82通过反向螺母84与电动机底座紧固。
48.切割电动机7的输出轴与锯片3连接，当升降支架8驱动切割电动机7沿沿着升降支架8的轴向在竖直方向上下移动时，锯片3也在竖直方向上进行上下移动，从而调整锯片3在进芯管2内的高度，实施时，要确保锯片3在进芯管2中高度为48～49mm，且这个高度要满足≥岩芯直径，才能保证岩芯从中心位置被劈开。
49.本实施例中，切割动力组件的另一种实施方式是，还能将切割电动机7、切割动力开关6、升降支架8构成整体独立的单元，被保护罩5所包裹后置于切割架1上。
50.参见图2、图3、图4和图5，进芯单元包括齿轮11和环形皮带12；环形皮带12的内表面上和环形皮带12的外表面上分别均布设置有多个锯齿；齿轮11为两个，环形皮带12套在两个齿轮11上，环形皮带12的锯齿与齿轮11啮合；环形皮带12位于切割电动机7上方并从进芯管2侧向水平伸入进芯管2内，环形皮带12的皮带面与进芯管2轴向垂直，且皮带面的长度小于第二开槽14的轴向长度，皮带面的高度小于第二开槽14的竖直高度，保证环形皮带12能伸入第二开槽14内。
51.进芯单元还包括分别置于切割架1上的进芯开关9和进芯电动机10；进芯开关9与进芯电动机10连接；进芯电动机10为两个，两个进芯电动机10与两个齿轮11一一对应连接。
52.进芯单元还包括设置在进芯管2内壁上的钢珠13；钢珠13与环形皮带12位于同一高度上；且钢珠13与环形皮带12分列在锯片3两侧；钢珠13为多个，沿进芯管2轴向方向均匀分布。进芯管2上沿着进芯管2的轴向方向开设第二开槽14；环形皮带12水平穿过第二开槽14伸入进芯管2内。
53.实施时，环形皮带12的上层通过第二开槽14伸入进芯管2内，因此环形皮带12的高度要根据进芯管2直径来进行设计。
54.本实用新型提供的新型岩芯劈芯装置，替代了现有劈芯设备“底座+手持式切割机+三角槽”的组合形式。新型岩芯劈芯装置的工作原理是，采用切割电动机7带动锯片3飞速旋转，进芯电动机10带动齿轮11和环形皮带12水平联动旋转，在压迫进芯管2中的岩芯不断向前移动通过飞速旋转的锯片3，起到自动劈芯的目的，提高劈芯效率，环形皮带12和钢珠13共同作用，将岩芯稳定在进芯管2内，防止发生偏移；辅以人工向进芯管2中不断输送岩芯，达到半自动化劈芯取样效果。同时保护罩5能方便对切割电动机7起到保护、检查、维修和保养，安全可靠；升降支架8可方便替换损坏的锯片3，同时能调节锯片3的高度，保证劈芯质量。本实用新型的工作方式如下。
55.第一步：将进芯管2、动力切割单元以及进芯单元按上述技术方案分别固定在切割架1上的相应位置，并在切割电动机7输出轴左侧端部安装直径为110-130mm的锯片3，且锯片3通过进芯管2上的第一开槽4置于进芯管2内，锯片3在进芯管2中高度约48—49mm(≥岩芯直径)，当切割电动机7运转时，带动端部的锯片3飞速旋转，起到切割进芯管2中岩芯的目的。
56.第二步：连通电源，依次开启切割动力开关6和进芯开关9，检查切割电动机7运转情况和锯片3旋转情况，以及检查进芯电动机10运转情况、齿轮11和环形皮带12的运作情况。
57.第三步：在第二步各设备均正常运转情况下，依次将需劈芯的岩芯样从进芯管2上的其中一个端口送入进芯管2中(进芯管2上锯片3的前方为进样口，后方为出料口)，进芯管2中的岩芯样在右侧环形皮带12水平转动下和左侧钢珠13的双向作用下，沿进芯管2的进样口向出料口移动。在岩芯移动接触至锯片3后，岩芯将被飞速旋转的锯片3从中间部位切割劈成大小近乎相近的两个半圆柱体，并从进芯管2的出料口依次移出。当一个岩芯送入进芯管2后，采样工重复第三步不断手动输送岩芯，达到半自动化劈芯取样目的和效果。
58.第四步：将劈好的两半岩芯水洗干净后，选取一半岩芯按画好的取样标记和取样长度依次取样，并依次装入事先准备好的样品袋中送至测试，另一半岩芯依次放入原岩芯箱对应的位置，岩芯劈芯至此结束。
59.本实用新型提供的岩芯劈芯装置，实现半自动化操作，缩短操作周期，避免动力切割单元的重复安装拆卸，提高工作效率，降低劳动强度；对岩芯起到固定作用，防止岩芯在劈芯过程中发生左右偏移，确保了劈芯质量和劈芯效果；保护操作人员人身安全。