CN105649562B - 一种自动取心机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动取心机，包括底座，底座上设置有可滑动的两个滑块，两个滑块上方可拆卸的设置同步移动器使两滑块同步移动，两个滑块之间设有夹持岩心的夹持器，该夹持器通过与滑块螺纹连接的夹持丝杆控制夹紧或放松全直径岩心,夹持器与滑块用定位销连接。还是有上层平台，上层平台通过四根光杆可滑动的设置在底座的上方。底座上还设置有直流电机，直流电机的输出轴连接升降丝杆控制上层平台上下移动。上层平台上固定有异步电动机连接减速机，减速机的输出轴上连接取心钻头为其提供动力，上层平台上还设置有水箱和喷淋管为取心钻头清洗润滑降温。该取心机机构简单紧凑，体积小，便于拆卸移动，方便操作，适用性广。

Description

一种自动取心机

技术领域

本发明涉及一种自动钻取岩心机，特别涉及一种方便携带的便携式自动钻取实验岩心的取心机。

背景技术

石油工程研究人员在进行地层分析时需要对地层进行数据采集，这时就需要进行取心工作。通常情况下，石油钻机先取到大的岩心(全直径岩心)，然后根据需要进行小岩心(实验岩心)的钻取，由于保密等各种原因，大多数情况需要研究人员在特定的场所钻取实验岩心。但是，目前的取心机体积较庞大，整机重量至少有两三百斤，移动困难，使用不方便，大大加重了研究人员的工作强度。如图1所示，目前的取心机的夹持器2a装配在底座1a上，该夹持器2a为虎钳较笨重，底座1a上装配立柱3a，立柱3a上端装配动力原件组合4a，动力原件组合4a通过手动转轮6a驱动取心钻头5a取心，并且通过直接连接水管(图1中未示出)对取心钻头5a进行冷却。现有的取心机存在以下缺点：

(1)现有取心机较笨重(至少有两三百斤)、体积较大，装配好后无法快速拆解，需要设备运输不方便移动，不便于取心人员在不同取心地点之间的搬运携带；

(2)现有取心机，支撑原件和动力原件集成在一根立柱3a上，取心时动力原件组合4a在立柱3a上上下滑动，立柱3a受力较大，故其直径较大，制造困难；

(3)现有取心机，由于采用手动取心(手动转动手动转轮6a)，存在很大安全隐患，且岩心质量受取心人员熟练程度和经验影响，易出现岩心轴线弯曲，造成岩心资源的浪费。

(4)现有取心机直接连接水管对取心钻头进行冷却，对环境要求严格，必须在方便连接水管的地方使用该取心机取心。

发明内容

为了解决现有取心机体积较庞大且笨重，不方便快速拆卸携带，移动困难，而且手动取心不能保证岩心质量容易造成浪费等缺陷，本发明提供一种方便拆卸移动的自动取心机，该取心机结构简单体积较小，便于移动，而且方便拆卸。

一种自动取心机，包括底座，所述底座上设置有让位通槽，所述底座顶部设有两平行的燕尾槽，两个燕尾槽垂直于所述让位通槽；所述底座上的两个燕尾槽内各设置一可沿燕尾槽滑动的滑块；两个滑块之间设有夹持岩心的夹持器，该夹持器由对称的两个夹持全直径岩心的夹持块组成，每个夹持块上均固定连接有夹持丝杆，所述每个滑块上垂直于所述燕尾槽的方向设有贯通的螺纹孔，各侧的夹持丝杆与同侧的滑块螺纹连接并穿过滑块与同侧的夹持块固定连接，通过旋进旋出所述夹持丝杆来夹紧或放松全直径岩心；所述夹持器的每个夹持块上设置有两个间隔一定距离的第一定位销孔，每个滑块上设置有多个与第一定位销孔配合使用的第二定位销孔，多个第二定位销孔的圆心位于同一个圆上且该圆的直径等于所述两个第一定位销孔的孔心距，多个第二定位销孔的圆心所在圆的圆心位于所述两个第一定位销孔的孔心连线的中线上；在夹持全直径岩心时根据所取岩心的需要调整所述夹持器(9)的角度后用两根定位销固定连接同侧的夹持块上第一定位销孔和对应的滑块上的第二定位销孔防止夹持块转动，且每根定位销位于夹持块一端的端面不露出该侧夹持块的夹持面；所述两个滑块顶部可拆卸的设置有同步移动器保证两个滑块同步移动；

所述底座的四角部分向外延伸形成支撑座，每个支撑座上竖直方向固定设置一光杆；所述底座的上方设置有上层平台，所述光杆穿过上层平台与上层平台连接，所述上层平台可以沿光杆上下滑动；

所述上层平台上固定设置异步电动机，异步电动机输出轴连接减速器；所述减速器固定连接在所述上层平台上，减速器的输出轴上连接取心钻头；所述取心钻头位于所述上层平台下方并垂直于所述上层平台，且取心钻头位于所述底座上让位通槽的正上方；

所述底座下方固定设置直流电机，该直流电机的输出轴连接升降丝杆；所述升降丝杆依次穿过所述底座、上层平台并和上层平台固定连接带动所述上层平台上下移动。

进一步，所述上层平台上还固定设置有水箱，所述水箱底部通过控制阀连接有喷淋管，所述喷淋管向下穿过所述上层平台且喷淋管的口部朝向所述取心钻头。水箱既可以直接连接水管为水箱加水，也可以在没有水管的情况下人为为水箱加水，从而使取心机在各种条件取心时都能对取心钻头进行及时的冷却、润滑，以延长钻头寿命，同时减少粉尘对科研人员的危害。

进一步，为了减小光杆与上层平台之间的摩擦力，所述每根光杆与所述上层平台之间设置有直线轴承。

进一步，每根所述夹持丝杆通过轴承与同侧的夹持块连接，夹持器可以转动任意角度，取心钻头可以轴向取心也可以径向取心，实现不同方位的取心，灵活实用。

进一步，所述同步移动器由两根并排的U型杆和两根连接U型杆的连接杆组成。需要移动两个滑块时，插上同步移动器，就可以同时移动两个滑块，保证两个滑块移动的同步性。

本发明的有益效果：

(1)本发明的取心机设计有底座和上层平台，把驱动取心钻头的异步电机和减速器以及取心钻头直接或间接的固定在上层平台上，通过底座上的四根光杆支撑上层平台；同时在底座底部固定连接直流电机，直流电机的输出轴连接升降丝杆，升降丝杆上部固定连接上层平台减轻光杆的受力，同时，直流电机驱动其上连接的升降丝杆控制上层平台上下移动；较现有取心机把支撑原件和动力原件集成在一根立柱上的结构，本发明的支撑件和动力件分开的设计结构，减轻了每个原件的受力，受力均匀，稳定性好，且光杆的直径比现有取心机的单根立柱的直径小很多更容易制备；

(2)本发明的取心机零件尺寸小，拆卸方便，且取心机重量轻，可以手提，便于携带移动；

(3)本发明的取心机采用异步电动机控制取心钻头，可以实现自动取心，较现有取心机手动控制更加安全可靠，且保证所取岩心位于同一轴线上，不会弯曲；

(4)本发明的取心机设计有对取心钻头的冷却装置，对取心钻头降温、除尘，既可以延长钻头寿命，也能保证科研人员取心时不受粉尘伤害，同时由于设计了水箱既可以直接用水管加水也可以人为加水，降低取心机使用环境对取水条件的要求；

(5)本发明取心机的夹持器通过轴承与夹紧丝杆连接，可根据取心需要旋转夹持器从而满足全直径岩心与取心钻头的不同角度要求，同时，夹持器角度确定后夹持块与同侧的滑块用定位销固定连接防止夹持器周向转动，转动夹紧丝杆时夹紧丝杆给夹持器提供轴向力夹紧全直径岩心，从而既可以轴向取心也可以径向取心，实现不同方位的取心，灵活实用；

(6)本发明的自动取心，操作简单，安全性高。

本发明的取心机结构紧凑体积较小，同时该取心机结构简单方便拆卸，该取心机重量轻可手提便于移动，适用范围较广，可供野外勘探、油气勘探现场和岩心管理库等取心使用。

附图说明

图1是现有取心机结构示意图；

图2a是取心机立体结构示意图；

图2b是径向取心示意图；

图2c是轴向取心示意图；

图3是夹紧丝杆与夹持器上的夹持块接连示意图；

图4是同步移动器、减速器与取心钻头接连示意图。

图5a实施例中滑块上第二定位销孔的分布示意图；

图5b实施例中滑块上第二定位销孔的分布示意图。

附图标记

1a，14-底座； 2a，9-夹持器； 3a-立柱； 4a-动力原件组合；5a，16-取心钻头； 6a-手动转轮； 1-减速器； 2-水箱； 3-光杆；4-直线轴承； 5-上层平台； 6-喷淋管； 7-夹紧丝杆； 8-滑块；81-第二定位销孔； 91-夹持块；92-第一定位销孔； 10-同步移动器；11-轴承；12-直流电机； 13-升降丝杆； 141-燕尾槽； 142-让位通槽； 15-异步电动机； 17-定位销；18-全直径岩心。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图2a-图4所示，一种自动取心机，包括底座14，所述底座14上设置有让位通槽142，用于让位夹持器9和全直径岩心18。所述底座14顶部设有两平行的燕尾槽141，两个燕尾槽141垂直于所述让位通槽142，所述底座上的两个燕尾槽141内各设置一可沿燕尾槽141滑动的滑块8，结构简单，体积小，方便拆卸。两个滑块8之间设有夹持岩心的夹持器9，该夹持器9由对称的两个夹持全直径岩心的夹持块91组成，本实施例中夹持块91的夹持面为弧形面便于夹持全直径岩心，每个夹持块上均固定连接有夹持丝杆7。所述每个滑块8上垂直于所述燕尾槽141的方向设有贯通的螺纹孔，各侧的夹持丝杆7与同侧的滑块8螺纹连接并穿过滑块8与同侧的夹持块固定连接，通过旋进旋出所述夹持丝杆7来夹紧或放松全直径岩心。所述夹持器的每个夹持块91上设置有两个间隔一定距离的第一定位销孔92，每个滑块8上设置有多个与第一定位销孔配合使用的第二定位销孔81，多个第二定位销孔81的圆心位于同一个圆上且该圆的直径等于所述两个第一定位销孔92的孔心距，多个第二定位销孔81的圆心所在圆的圆心位于所述两个第一定位销孔92的孔心连线的中线上；在夹持全直径岩心时根据所取岩心的需要调整所述夹持器9的角度后用两根定位销17固定连接同侧的夹持块上第一定位销孔92和对应的滑块上的第二定位销孔81防止夹持块91转动，且每根定位销17位于夹持块91一端的端面不露出该侧夹持块91的夹持面。优化地，每根所述夹持丝杆7通过轴承11与同侧的夹持块连接，使夹持器9可以转动任意角度，实现不同方位的取心，灵活实用。如图5a所示，本实施例中，每个滑块8配合设置有四个对称分布的第二定位销孔81，可以使夹持器9旋转90°。如图5b所示，每个滑块8配合设置有八个对称分布的第二定位销孔81，可以使夹持器9旋转45°、90°、135°，显而易见，可以根据需要设置滑块8上第二定位销孔81的数量。如图2b所示，当全直径岩心18的轴线与取心钻头16的轴线垂直时，钻取的实验岩心为径向的；如图2c所示，当全直径岩心18的轴线与取心钻头16的轴线平行时，钻取的实验岩心为轴向的。两个滑块8顶部可拆卸的设置有同步移动器10保证两个滑块8同步移动，取出同轴线不同位置的岩心。需要移动两个滑块8时，插上同步移动器，就可以同时移动两个滑块，保证移动的同步性。优化地，所述同步移动器10由两根并排的U型杆和两根连接两根U型杆的连接杆组成。

所述底座14的四角部分向外延伸形成支撑座，每个支撑座上竖直方向固定设置一光杆3。所述底座14的上方设置有上层平台5，所述光杆3穿过上层平台5与上层平台5连接，所述上层平台5可以沿光杆3上下滑动。优化地，所述每根光杆3与所述上层平台5之间设置有直线轴承4，用以减小光杆3与上层平台5之间的摩擦力。

所述上层平台5上固定设置异步电动机15，异步电动机15输出轴连接减速器1。本实施例中，减速器1为涡轮蜗杆减速器。所述减速器1固定连接在所述上层平台5上，减速器1的输出轴上连接取心钻头16，异步电动机15通过减速器1为取心钻头16提供动力。所述取心钻头16位于所述上层平台5下方并垂直于所述上层平台5，且取心钻头16位于所述底座上让位通槽142的正上方。

所述底座14下方固定设置直流电机12，该直流电机12的输出轴连接升降丝杆13为升降丝杆13提供动力。所述升降丝杆13依次穿过所述底座14和上层平台5并与上层平台5固定连接带动所述上层平台5上下移动。优化地，所述上层平台5上还固定设置有水箱2用于存储水，所述水箱2底部通过控制阀连接有喷淋管6，所述喷淋管6向下穿过所述上层平台5且喷淋管6的口部朝向所述取心钻头16，喷淋管6出水给取心钻头降温、润滑、清洗取心钻头。

本发明的取心机结构简单紧凑，体积较小，重量轻可以手提携带，同时方便拆卸移动，自动取心容易操作，且能保证岩心质量，可广泛适用于野外勘探、油气勘探现场和岩心管理库等取心使用。

Claims (5)

1.一种自动取心机，其特征在于：包括底座(14)，所述底座(14)上设置有让位通槽(142)，所述底座(14)顶部设有两平行的燕尾槽(141)，两个燕尾槽(141)垂直于所述让位通槽(142)；所述底座上的两个燕尾槽(141)内各设置一可沿燕尾槽(141)滑动的滑块(8)；两个滑块(8)之间设有夹持岩心的夹持器(9)，该夹持器(9)由对称的两个夹持全直径岩心的夹持块(91)组成，每个夹持块上均固定连接有夹持丝杆(7)，所述每个滑块(8)上垂直于所述燕尾槽(141)的方向设有贯通的螺纹孔，各侧的夹持丝杆(7)与同侧的滑块(8)螺纹连接并穿过滑块(8)与同侧的夹持块固定连接，通过旋进旋出所述夹持丝杆(7)来夹紧或放松全直径岩心；所述夹持器的每个夹持块(91)上设置有两个间隔一定距离的第一定位销孔(92)，每个滑块(8)上设置有多个与第一定位销孔配合使用的第二定位销孔(81)，多个第二定位销孔(81)的圆心位于同一个圆上且该圆的直径等于所述两个第一定位销孔(92)的孔心距，多个第二定位销孔(81)的圆心所在圆的圆心位于所述两个第一定位销孔(92)的孔心连线的中线上；在夹持全直径岩心时根据所取岩心的需要调整所述夹持器(9)的角度后用两根定位销(17)固定连接同侧的夹持块上第一定位销孔(92)和对应的滑块上的第二定位销孔(81)防止夹持块(91)转动，且每根定位销(17)位于夹持块(91)一端的端面不露出该侧夹持块(91)的夹持面；所述两个滑块(8)顶部可拆卸的设置有同步移动器(10)保证两个滑块(8)同步移动；

所述底座(14)的四角部分向外延伸形成支撑座，每个支撑座上竖直方向固定设置一光杆(3)；所述底座(14)的上方设置有上层平台(5)，所述光杆(3)穿过上层平台(5)与上层平台(5)连接，所述上层平台(5)可以沿光杆(3)上下滑动；

所述上层平台(5)上固定设置异步电动机(15)，异步电动机(15)输出轴连接减速器(1)；所述减速器(1)固定连接在所述上层平台(5)上，减速器(1)的输出轴上连接取心钻头(16)；所述取心钻头(16)位于所述上层平台(5)下方并垂直于所述上层平台(5)，且取心钻头(16)位于所述底座上让位通槽(142)的正上方；

所述底座(14)下方固定设置直流电机(12)，该直流电机(12)的输出轴连接升降丝杆(13)；所述升降丝杆(13)依次穿过所述底座(14)、上层平台(5)并和上层平台(5)固定连接带动所述上层平台(5)上下移动。

2.根据权利要求1所述的自动取心机，其特征在于：所述上层平台(5)上还固定设置有水箱(2)，所述水箱(2)底部通过控制阀连接有喷淋管(6)，所述喷淋管(6)向下穿过所述上层平台(5)且喷淋管(6)的口部朝向所述取心钻头(16)。

3.根据权利要求1所述的自动取心机，其特征在于：每根所述光杆(3)与所述上层平台(5)之间设置有直线轴承(4)。

4.根据权利要求1所述的自动取心机，其特征在于所述：每根所述夹持丝杆(7)通过轴承(11)与同侧的夹持块连接。

5.根据权利要求1所述的自动取心机，其特征在于：所述同步移动器(10)由两根并排的U型杆和两根连接两根U型杆的连接杆组成。