一种泥岩液氮取样装置的制作方法

本发明涉及泥岩取样技术领域，尤其涉及一种泥岩液氮取样装置。

背景技术：

泥岩是指弱固结的黏土经过中等程度的后生作用(如挤压作用、脱水作用、重结晶作用和胶结作用)形成强固结的岩石。是已固结成岩的，但层理不明显，或呈块状，局部失去可塑性，遇水不立即膨胀的沉积型岩石；由于泥岩是由泥质及黏士固化而成的一种沉积岩，其层理明显，胶结交弱，硬度低，脆性好，遇水水化解体，造成泥岩取样不能用水冷却钻头及清洁岩屑，其次干取试样时易中途层理断裂或松散，难于钻取完整，成功率极低。

为解决上述问题，本申请中提出一种泥岩液氮取样装置。

技术实现要素：

(一)发明目的

为解决背景技术中存在由于泥岩是由泥质及黏士固化而成的一种沉积岩，其层理明显，胶结交弱，硬度低，脆性好，遇水水化解体，造成泥岩取样不能用水冷却钻头及清洁岩屑，其次干取试样时易中途层理断裂或松散，难于钻取完整，成功率极低的技术问题，本发明提出一种泥岩液氮取样装置，本发明安装座带动橡胶垫发生形变，使的橡胶垫的形状可以发生改变，对泥岩进行夹持的过程中更加稳定，同时橡胶垫质地柔软不会讲泥岩样本夹碎，配合液氮冷却效果更好，有利于取出完整的泥岩样本。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种泥岩液氮取样装置，包括箱体、排气装置、储存室、加工区和控制面板；

储存室设置在箱体的顶部，储存室的内部设置有液氮存储罐，液氮存储罐的四周均填充有保温棉；液氮存储罐的一侧设置有进液口；液氮存储罐的底部设置有出液口，出液口处安装有便于监控液氮流量的流量计；

加工区设置在箱体的中部，加工区上设置有观察窗，加工区内为密封环境；加工区的底部设置有工作台，工作台上设置有夹持装置；夹持装置包括把手、丝杆、斜拉杆、安装座、套环和橡胶垫；把手伸入夹持装置内部，并与丝杆传动连接；套环套设在丝杆的外周上，并与丝杆转动连接；安装座设置在丝杆远离把手的一端，安装座为弹性材料制成；斜拉杆的一端设置在套环上，斜拉杆的另一端设置在安装座上；橡胶垫设置在安装座上；

工作台上设置有安装架；安装架上设置有导流管，导流管的一端设置有软管，导流管的另一端设置有喷头，导流管上设置有便于控制液氮进出的脉冲电磁阀；软管的顶部连接至液氮存储罐的底部的出液口；安装架上设置有驱动装置，驱动装置上设置有温度传感器，驱动装置的底部传动设置有取样头；温度传感器的检测端朝向取样头设置，便于记录取样头的温度信息；

控制面板上集成有数据处理模块、主控芯片以及报警模块；数据处理模块包括数据采集模块与数据发送模块；数据处理模块与流量计通讯连接，采集液氮存储罐的流量信息；数据处理模块与脉冲电磁阀通讯连接，采集脉冲电磁阀的开合度信息；数据处理模块与温度传感器通讯连接，采集取样头的温度信息；数据处理模块与主控芯片通讯连接，并将采集到的数据信息通过数据发送模块传送至主控芯片中；主控芯片与报警模块通讯连接，发出报警信息。

优选的，排气装置设置在箱体的一侧，排气装置上设置有吸气口，吸气口伸入加工区内部。

优选的，排气装置为换气扇或吸尘器。

优选的，喷头为一个或多个小尺寸喷头组成的。

优选的，喷头的形状为方形或扁形。

优选的，取样头为金刚石材料制成。

优选的，流量计为罗茨流量计。

优选的，箱体的底部设置有高度可调节的地脚。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：本发明中，先将泥岩放置在工作台上，并使用夹持装置将泥岩固定住；实际使用的过程中，转动把手带动丝杆转动；而套环与丝杆转动连接，随着把手的转动，如图3所示套环逐渐朝向安装座方向运动，安装座为弹性材料制成；安装座带动橡胶垫发生形变，使的橡胶垫的形状可以发生改变，对泥岩进行夹持的过程中更加稳定，同时橡胶垫质地柔软不会讲泥岩样本夹碎；

温度传感器获取取样头的温度，并将温度信息发送至数据处理模块，经过数据处理模块与预先设置的温度阈值进行比对，判断温度是否过高，如果温度过高则通过主控芯片发送控制指令，经过数据处理模块中的数据发送模块发送至脉冲电磁阀中，脉冲电磁阀开启，液氮存储罐中的液氮朝向取样头喷射，对取样头进行降温；在工作状态下，温度传感器时刻反馈温度信息，经过数据处理模块以及主控芯片的控制下，调整脉冲电磁阀的开合度，保证取样头的温度趋于稳定，能够节省液氮的使用量；液氮存储罐的底部设置有出液口，出液口处安装有便于监控液氮流量的流量计，通过流量计的数值结合液氮存储罐的体积计算出液氮存储罐内液氮的剩余量，剩余量较低时触发报警模块报警，设备需要停机添加液氮，防止液氮液位低影响制冷效果，从而导致取样头温度过高烧毁的现象。

附图说明

图1为本发明提出的泥岩液氮取样装置的整体结构示意图。

图2为本发明提出的泥岩液氮取样装置中箱体的内部结构示意图。

图3为本发明提出的泥岩液氮取样装置中夹持装置的结构示意图之一。

图4为本发明提出的泥岩液氮取样装置中夹持装置的结构示意图之二。

图5为本发明提出的泥岩液氮取样装置中的工作原理图。

附图标记：1、储存室；2、观察窗；3、控制面板；4、地脚；5、箱体；6、排气装置；7、液氮存储罐；8、保温棉；9、加工区；10、进液口；11、出液口；12、软管；13、导流管；14、喷头；15、夹持装置；151、把手；152、丝杆；153、斜拉杆；154、安装座；155、橡胶垫；156、套环；16、吸气口；17、驱动装置；18、取样头；19、工作台；20、安装架；21、流量计；22、脉冲电磁阀；23、温度传感器；24、数据处理模块；25、主控芯片；26、报警模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1-5所示，本发明提出的一种泥岩液氮取样装置，包括箱体5、排气装置6、储存室1、加工区9和控制面板3；

储存室1设置在箱体5的顶部，储存室1的内部设置有液氮存储罐7，液氮存储罐7的四周均填充有保温棉8；液氮存储罐7的一侧设置有进液口10；液氮存储罐7的底部设置有出液口11，出液口11处安装有便于监控液氮流量的流量计21；

加工区9设置在箱体5的中部，加工区9上设置有观察窗2，加工区9内为密封环境；加工区9的底部设置有工作台19，工作台19上设置有夹持装置15；夹持装置15包括把手151、丝杆152、斜拉杆153、安装座154、套环156和橡胶垫155；把手151伸入夹持装置15内部，并与丝杆152传动连接；套环156套设在丝杆152的外周上，并与丝杆152转动连接；安装座154设置在丝杆152远离把手151的一端，安装座154为弹性材料制成；斜拉杆153的一端设置在套环156上，斜拉杆153的另一端设置在安装座154上；橡胶垫155设置在安装座154上；

工作台19上设置有安装架20；安装架20上设置有导流管13，导流管13的一端设置有软管12，导流管13的另一端设置有喷头14，导流管13上设置有便于控制液氮进出的脉冲电磁阀22；软管12的顶部连接至液氮存储罐7的底部的出液口11；安装架20上设置有驱动装置17，驱动装置17上设置有温度传感器23，驱动装置17的底部传动设置有取样头18；温度传感器23的检测端朝向取样头18设置，便于记录取样头18的温度信息；

控制面板3上集成有数据处理模块24、主控芯片25以及报警模块26；数据处理模块24包括数据采集模块与数据发送模块；数据处理模块24与流量计21通讯连接，采集液氮存储罐7的流量信息；数据处理模块24与脉冲电磁阀22通讯连接，采集脉冲电磁阀22的开合度信息；数据处理模块24与温度传感器23通讯连接，采集取样头18的温度信息；数据处理模块24与主控芯片25通讯连接，并将采集到的数据信息通过数据发送模块传送至主控芯片25中；主控芯片与报警模块26通讯连接，发出报警信息。

本发明中，先将泥岩放置在工作台上，并使用夹持装置15将泥岩固定住；实际使用的过程中，转动把手151带动丝杆152转动；而套环156与丝杆152转动连接，随着把手151的转动，如图3所示套环逐渐朝向安装座154方向运动，安装座154为弹性材料制成；安装座154带动橡胶垫155发生形变，使的橡胶垫155的形状可以发生改变，对泥岩进行夹持的过程中更加稳定，同时橡胶垫155质地柔软不会讲泥岩样本夹碎；

之后启动驱动装置17，驱动装置17带动取样头18对泥岩样本进行取样，在取样的过程中，温度传感器23获取取样头18的温度，并将温度信息发送至数据处理模块24，经过数据处理模块24与预先设置的温度阈值进行比对，判断温度是否过高，如果温度过高则通过主控芯片25发送控制指令，经过数据处理模块24中的数据发送模块发送至脉冲电磁阀22中，脉冲电磁阀22开启，液氮存储罐7中的液氮朝向取样头18喷射，对取样头18进行降温；在工作状态下，温度传感器23时刻反馈温度信息，经过数据处理模块24以及主控芯片25的控制下，调整脉冲电磁阀22的开合度，保证取样头18的温度趋于稳定，能够节省液氮的使用量；液氮存储罐7的底部设置有出液口11，出液口11处安装有便于监控液氮流量的流量计21，通过流量计21的数值结合液氮存储罐7的体积计算出液氮存储罐7内液氮的剩余量，剩余量较低时触发报警模块26报警，设备需要停机添加液氮，防止液氮液位低影响制冷效果，从而导致取样头18温度过高烧毁的现象。

在一个可选的实施例中，排气装置6设置在箱体5的一侧，排气装置6上设置有吸气口16，吸气口16伸入加工区9内部；排气装置6为换气扇或吸尘器；在工作时，取样头18高速转动产生的碎削能够被排气装置6吸收，防止污染工作区9。

在一个可选的实施例中，喷头14为一个或多个小尺寸喷头14组成的。

在一个可选的实施例中，喷头14的形状为方形或扁形。

在一个可选的实施例中，取样头18为金刚石材料制成。

在一个可选的实施例中，流量计21为罗茨流量计。

在一个可选的实施例中，箱体5的底部设置有高度可调节的地脚4，便于调节高度，使的箱体5处于水平状态。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。