一种便携式稳定的岩石岩心取芯器及取芯方法

本发明涉及一种便携式稳定的岩石岩心取芯器及取芯方法，具体涉及一种稳定性强效率高且能同步控制的岩石岩心取芯方法。

背景技术：

1、地质勘探和石油开发是石油行业的关键环节，对石油资源的有效开发利用具有重要意义。随着钻井勘探技术的不断发展石油开采效率、开采过程降噪、环境保护、智能化采集等等方面得到巨大提升改善，但是随着机器高性能发展也带来了诸多维护和开采方面的新问题，例如岩石开采稳定、钻头附近泥沙石碎难清理、开采地形复杂不宜于大型取芯器开采使用等问题。因此设计一个能够满足对开采岩心样本的需求以及降低开采成本，有利于保护自然环境，具有显著的经济效益和社会效益的便携式岩石岩心取芯器及取芯方法就显得尤为重要。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种便携式稳定的岩石岩心取芯器及取芯方法，这种提供岩心开采的开采装置通过气动的方式带动钻头旋转、用机械钳和弹簧来控制岩石。其具有结构简单、稳定性强、噪音低、易于携带、同步控制等特点，能够在开采过程中稳定发挥作用。

2、一种便携式稳定的岩石岩心取芯器及取芯方法，本发明包括叶片式叶旋气缸、定滑轮省力装置、压缩弹簧、吸音涂料、取芯复合金刚石钻头、机械夹钳、单方向气动气缸、支撑板架、无杆双向气动气缸、取芯器外壳、升降螺纹螺杆、铁柱、钳头螺纹、夹钳头、叶旋轴承、直齿圆柱齿轮、直齿圆柱齿轮焊接杆、六角螺丝钉、旋转轴承、密封固定片面、气缸外壳、活塞、活塞杆、磁铁柱。叶片式叶旋气缸与无杆双向气动气缸、单方向气动气缸同一统一链接，取芯复合金刚石钻头在内层芯筒中与之相切，定滑轮省力装置与无杆双向气动气缸固定连接，机械夹钳与单方向气动气缸通过杠杆固接，支撑板架中间插入升降螺纹螺杆与取芯复合金刚石钻头接通，直齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮焊接杆通过齿轮相互接触，六角螺丝钉将叶片式叶旋气缸中包括升降螺纹螺杆、叶旋轴承、密封固定片面、气缸外壳四个组成部分所连接，叶片式叶旋气缸的通风口流入和流出的气体促使叶旋轴承、密封固定片面运动接触，气体通过气动口将气体传入带动活塞杆的运动达到永磁铁的运动带动定滑轮省力装置以及压缩压缩弹簧促使永磁铁活塞杆运动接触。机械夹钳、单方向气动气缸要有四组，等距安装于内层芯筒内侧。无杆双向气动气缸要有两组，安装在外层芯筒左右凹槽各一组。定滑轮省力装置要有两组，安装压缩弹簧以外外层芯筒以内左右各一组。叶片式叶旋气缸需要一组。将岩石放入装置底部，向气缸中通入气体叶片式叶旋气缸会立即旋转升降螺纹螺杆使取芯复合金刚石钻头进行向下钻取开采，单方向气动气缸会将直齿圆柱齿轮焊接杆往外移动使机械夹钳收紧夹钳固定住岩石，无杆双向气动气缸中的运动活塞会向下移动给定滑轮省力装置提供动力使铁柱向下移动压缩压缩弹簧使取芯复合金刚石钻头固定以及稳定装置，最后结束气体供给完成岩心开采。支撑板架、压缩弹簧起到稳定设备的作用，吸音涂料起到减少噪音的作用。

3、一种便携式稳定的岩石岩心取芯器及取芯方法包括以下步骤：

4、当气体通过气管分别同时进入无杆气缸、叶旋式气缸、单作用气缸时，无杆气缸中两边的磁环与活塞杆上永磁铁磁极相反，在气体推动的作用下活塞杆上永磁铁向气缸一侧磁环运动，但因为磁环与永磁铁磁极相反所以在气体通入后，永磁铁向一侧磁环移动但与磁环永不相接，定滑轮组与永磁铁在气缸外侧的一端相连接，滑轮组另一端连接铁环，收到拉力后铁环向下压缩弹簧以达到稳定取芯的作用。叶旋式气缸在取芯器的顶部与螺纹杆相连，气体流入叶旋式气缸后，通过气体的流动带动内部叶旋轴承旋转从而使螺纹杆旋转带动钻头向钻取，单作用气缸与机械夹钳的直齿圆柱齿轮焊接杆焊接，气体流入气缸内带动杆向外运动，从而给予夹钳收缩的力，使夹钳固定在岩石上。

5、与现有技术相比，本发明达到的有益效果是：

6、本发明通过在内层芯筒内壁涂抹吸音材料以及设置螺纹杆和弹簧在稳定装置的前提下达到减少开采噪音的效果。。

7、本发明实现同步控制装置，可以使装置联动一次完成开采过程，实现更高的开采效率。

8、本发明设置了压缩弹簧以及四组机械夹钳，可以在固定岩石的前提下，提高装置的稳定性。

9、本发明结构简单，节省开采成本，稳定可靠，便携易带。

技术特征：

1.一种便携式稳定的岩石岩心取芯器及取芯方法，本发明包括：叶片式叶旋气缸（1）、定滑轮省力装置（2）、压缩弹簧（3）、吸音涂料（4）、取芯复合金刚石钻头（5）、机械夹钳（6）、单方向气动气缸（7）、支撑板架（8）、无杆双向气动气缸（9）、外层芯筒（10）、升降螺纹螺杆（11）、铁柱（12）、内层芯筒（13）、叶片式叶旋气缸外壳（101）、六角螺丝钉（102）、出气孔（103）、六边形螺母（104）、保护壳（105）、叶旋轴承（106）、密封固定片面（107）、不锈钢螺丝杆（901）、排气孔（902）、永磁铁（903）、固定架（904）、活塞杆（905）、磁环（906）、机械夹钳（601）、钳嘴（602）、螺栓（603）、夹钳支杆（604）、齿轮固定孔（605）、直齿圆柱齿轮（606）、直齿圆柱齿轮焊接杆（607），其特征在于：所述的叶片式叶旋气缸（1）与无杆双向气动气缸（9）、单方向气动气缸（7）统一链接，取芯复合金刚石钻头（5）在内层芯筒（13)中与内层芯筒（13）相切；所述的定滑轮省力装置（2）与无杆双向气动气缸（9）固定连接；所述的机械夹钳（6）与单方向气动气缸（7）固接，支撑板架（8）中间插入升降螺纹螺杆（11）与取芯复合金刚石钻头（5）接通；所述的直齿圆柱齿轮（606）与直齿圆柱齿轮焊接杆（607）相互接触，六角螺丝钉（102）将叶片式叶旋气缸（1）中的升降螺纹螺杆（11）、叶旋轴承（106）、密封固定片面（107）以及气缸外壳（101）四个叶片式叶旋气缸（1）的组成部分相连接。

2.根据权利要求1所述的一种便携式稳定的岩石岩心取芯器及取芯方法，其特征在于：所述的机械夹钳（6）、单方向气动气缸（7）要有四组，等距安装于内层芯筒（13）内侧；所述的无杆双向气动气缸（9）要有两组，安装在外层芯筒（10）左右凹槽各一组；所述的定滑轮省力装置（2）要有两组，安装压缩弹簧（3）以外的外层芯筒（10）以内左右各一组；所述的叶片式叶旋气缸（1）需要一组。

3.一种权利要求1-2所述的一种便携式稳定的岩石岩心取芯器及取芯方法，其特征是：该方法包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种便于采取岩石岩心的取芯器及取芯方法，为了油田的开发和查找，提高开采效率、减少劳动力及降低开采成本，提出了一种气动式岩石岩心开采装置设计。岩石取芯器的使用可以提供地质信息、评估油气储量和产能、改善油藏开发效率，对于地质勘探和石油开发等领域具有重要的意义。本装置主要由固定岩石的吸盘和夹钳、提供开采动能的气缸和滑轮组以及用于稳定装置的弹簧组成。本装置将叶片式气旋气缸与钻杆相连接、滑轮组与无杆气缸相连接、机械钳和单方向作用气缸相连接，以联动的方式达到稳定、降噪、开凿的效果。本装置具有结构简单，节省开采成本，稳定可靠，便携易带等优点。

技术研发人员：杨双春,王浩屹,孙久智,李沼萱,潘一,郭明哲,陈嘉俊,张镕琦,刘佶鹰,唐诗奇
受保护的技术使用者：辽宁石油化工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24