CN109357905A - 多功能岩心处理集成一体机及采用其进行岩心处理的方法 - Google Patents

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CN109357905A CN201811356279.1A CN201811356279A CN109357905A CN 109357905 A CN109357905 A CN 109357905A CN 201811356279 A CN201811356279 A CN 201811356279A CN 109357905 A CN109357905 A CN 109357905A
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李永忠
李秀国
杨光
常文明
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郭昭江
宋涛
董福奇
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China Petroleum and Chemical Corp
Exploration and Development Research Institute of Sinopec Henan Oilfield Branch Co
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Abstract

本发明公开了多功能岩心处理集成一体机及采用其进行岩心处理的方法,岩心处理集成一体机包括主体机床、岩心夹持装置、冷却装置、全伺服控制装置;所述主体机床包括底座、工作台、立柱、主轴箱,立柱固定在底座上,主轴箱安装在立柱的顶端的前侧面上;主轴箱上垂直向设有两个可旋转的主轴,各主轴上设有一钻削磨工具;工作台通过可控制工作台X轴、Y轴、Z轴方向运动的移动装置安装在立柱前钻削磨工具的下方的底座上;所述岩心夹持装置包括V型夹持器、固定挡板、可移动挡板、电动升降调节器。本发明可对岩心经过剖切后在岩心剖面上可进行切削、磨平等表面处理以及钻取样品等多项加工处理,操作便利。

Description

多功能岩心处理集成一体机及采用其进行岩心处理的方法
技术领域
本发明涉及一种岩心处理机,尤其是一种多功能岩心处理集成一体机及采用其进行岩心处理的方法,属于地质勘探设备技术领域。
背景技术
密闭保型等各类取心井所取出的岩心,根据科研生产工作的需求,把完整的岩心沿轴向剖切成1/3和2/3两个部分,形成两个剖面,1/3部分为岩心观察剖面,专门用于岩心观察和研究,2/3部分为岩心采样剖面,专门用于岩心的样品的采集。经过剖切后,岩心观察剖面表面会附着泥浆或碎屑等污物,需要进行切削、磨平处理将岩心剖面的表面清理干净,钻取样品在岩心采样剖面上进行操作。目前,岩心剖面每一项处理工作都是使用单独的处理设备或工具,岩心钻取样品所使用的岩心钻柱机,设备功能单一,只能局限在30公分左右的小尺寸岩心上进行钻取,而且每次钻取样品都要人工调节岩心钻取角度和位置,岩心夹持不牢固,整个钻取过程都要手工操作来完成,容易发生卡钻;岩心观察剖面的表面处理则需要人工用刀具进行切削和磨平处理,整个操作过程较复杂,工作强度较大,工作效率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种多功能岩心处理集成一体机,解决了将岩心观察剖面的表面进行切削、磨平处理,以及在岩心采样剖面上钻取样品等各项加工处理的问题。解决现有技术中每一项处理工作都是使用单独的处理设备或工具,岩心钻取样品所使用的岩心钻柱机,设备功能单一,只能局限在30公分左右的小尺寸岩心上进行钻取,而且每次钻取样品都要人工调节岩心钻取角度和位置,岩心夹持不牢固,整个钻取样品过程都要手工操作来完成,容易发生卡钻;岩心剖面的表面处理则需要人工用刀具进行切削和磨平处理,整个操作过程较复杂,工作强度较大,工作效率低等问题。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现。
多功能岩心处理集成一体机包括主体机床、岩心夹持装置、冷却装置、全伺服控制装置;
所述主体机床包括底座、工作台、立柱、主轴箱,立柱固定在底座上,主轴箱安装在立柱的顶端的前侧面上;主轴箱上垂直向设有两个可旋转的主轴,各主轴上设有一钻削磨工具;所述钻削磨工具为钻头、钢丝轮、毛刷轮中的一种;工作台通过可控制工作台X轴、Y轴、Z轴方向运动的移动装置安装在立柱(5)前钻削磨工具的下方的底座上,其中前后移动为Y轴,左右移动为X轴,上下移动是Z轴;
所述岩心夹持装置包括V型夹持器、固定挡板、可移动挡板、电动升降调节器;固定挡板、可移动挡板分别设置在V型夹持器的两端,可移动挡板由钢铁材质制成,为实心V型且与V型夹持器充分结合;V型夹持器内部装有电磁线圈,电磁线圈与触摸控制液晶屏上的电磁开关相连。
V型夹持器的底部的两端中的一端与工作台的顶面铰接,另一端铰接在电动升降调节器的顶端,电动升降调节器的底端与工作台的顶面相连。
作为优选技术方案,所述移动装置包括若干电动升降装置。
作为优选技术方案,电动升降装置的顶面上设有Y轴方向导轨安装平台,Y轴方向导轨安装平台上安装有Y轴方向导轨、Y轴方向导轨丝杠驱动电机、Y轴方向丝杠,Y轴方向导轨丝杠驱动电机通过Y轴方向丝杠与Y轴方向导轨的滑块相连;Y轴方向导轨的滑块上设有X轴方向导轨安装平台;X轴方向导轨安装平台上安装有X轴方向导轨、X轴方向导轨丝杠驱动电机、X轴方向丝杠,X轴方向导轨丝杠驱动电机通过X轴方向丝杠与X轴方向导轨的滑块相连,工作台安装在X轴方向导轨的滑块上。
作为优选技术方案,电动升降装置的顶面上设有X轴方向导轨安装平台;X轴方向导轨安装平台上安装有X轴方向导轨、X轴方向导轨丝杠驱动电机、X轴方向丝杠,X轴方向导轨丝杠驱动电机通过X轴方向丝杠与X轴方向导轨的滑块相连;X轴方向导轨的滑块上设有Y轴方向导轨安装平台,Y轴方向导轨安装平台上安装有Y轴方向导轨、Y轴方向导轨丝杠驱动电机、Y轴方向丝杠,Y轴方向导轨丝杠驱动电机通过Y轴方向丝杠与Y轴方向导轨的滑块相连,工作台安装在Y轴方向导轨的滑块上。
作为优选技术方案,立柱的后侧安装有电气箱;主体机床上设有可测量Y轴方向导轨安装平台、X轴方向导轨安装平台运行位置的限位传感器,限位传感器通过线路与全伺服控制装置相连。
作为优选技术方案,V型夹持器上的固定挡板、可移动挡板分别设置在V型夹持器的两端,可移动挡板由钢铁材质制成,为实心V型且与V型夹持器充分结合;V型夹持器内部装有电磁线圈,与触摸控制液晶屏上的电磁开关相连。
作为优选技术方案,V型夹持器的底部的两端中的一端通过两铰接轴纵向设置的第一连接铰与工作台的顶面铰接,另一端通过一铰接轴纵向设置的第二连接铰铰接在电动升降调节器的顶端,电动升降调节器的底端与工作台的顶面相连。
作为优选技术方案,V型夹持器的底部的两端中的一端通过一铰接轴纵向设置的第一连接铰与工作台的顶面铰接,另一端通过两铰接轴纵向设置的第二连接铰铰接分别连接在两电动升降调节器的顶端,各电动升降调节器的底端与工作台的顶面相连。
作为优选技术方案,冷却装置包括液氮钢瓶;空气压缩机;主轴7的中轴线上设有通孔,液氮钢瓶顶部装有低温电磁阀,与空气压缩机分别通过管路与所述通孔相连。
作为优选技术方案,多功能岩心处理集成一体机包括全伺服控制装置,全伺服控制装置包括控制器、触摸控制液晶屏。
作为优选技术方案,V型夹持器上设有感知切磨到极限位置的极限位置传感器,当极限位置传感器感知到钻削磨工具时,控制器关闭动力源,并启动报警系统;触摸控制液晶屏上设有急停按钮,紧急情况下,通过急停按钮切断所有电源。
作为优选技术方案,所述主体机床包括还包括可密封底座上工作台、立柱、主轴箱的机壳,在机壳顶部两侧设计有进出风口,方便粉尘排出。
采用上述任意一多功能岩心处理集成一体机进行岩心处理的方法,进行岩心剖面表面削磨处理,包括如下步骤:
步骤1:工具的选用
根据岩心剖面的岩性情况,选定钢丝轮、毛刷轮;所述岩性情况包括岩心(10)的表面光洁度、硬度;
根据岩心剖面的岩性情况,选择圆形刷子的直径,设定转速;圆型刷径越大,其效果越好,同样直径条件下,刷丝越短,磨削力越强,刷丝越长,磨削力就弱;
选取钢丝轮、毛刷轮时,应在保持原有岩层的纹露不被破坏的条件下选取对岩心剖面强的削磨工具;
步骤2:将选定的削磨工具分别装入主轴箱上的双主轴上;
步骤3:将岩心观察剖面放置在V型夹持器内,岩心一端顶在固定挡板上,一端用可移动挡板固定,开启电磁开关,使得V型夹持器内部的电磁线圈产生磁力,将可移动挡板吸附固定在V型夹持器上;
步骤4:通过全套伺服自动化控制系统,工作台运动,将岩心剖面移动到削磨工具工作位置进行打磨;主轴带动钢丝轮、毛刷轮同时高速旋转,工作台水平匀速移动,钢丝轮将岩心表面的泥浆切削打磨下来,后面的毛刷轮将浮在岩心表面的杂质扫到岩心外侧,从而完成对岩心剖面表面的自动化清理。
进行岩心剖面表面钻取处理,包括如下步骤:
步骤1:将钻头装入主轴箱上的两主轴或其中一主轴上;
步骤2:将岩心采样剖面放置在V型夹持器内,岩心一端顶在固定挡板上,一端用可移动挡板固定,开启电磁开关,使得V型夹持器内部的电磁线圈产生磁力,将可移动挡板吸附固定在V型夹持器上。
步骤3:设备使用液氮冷却装置,液态氮钻取时,打开低温电磁阀与空压机开关,将液氮钢瓶内的和空压机内的压力空气通入到主轴中心孔内,液态氮冷却钻头,压力空气将钻取时产生的岩心碎屑从钻孔中带出,液态氮钢瓶与空压机实行电动开启和关闭。
步骤4:根据科研需求进行平面钻取或多角度钻取;当岩心具有水平层理且岩性均质,使用两主轴各装设钻头同时钻取样品,节省时间,提高效率,只在一个主轴装设钻头钻取样品;对岩心具有斜层理,而一些实验要求样品顺着层理方向钻取时,使用V型夹持器下装有的电动升降调节器将岩心将V型夹持器内调节到适合的钻取角度和位置钻取样品。
本发明具有以下有益效果:具有削磨岩心剖面表面处理的功能和岩心柱塞样钻取的制备功能,实现了多功能岩心处理集成一体化自动操作,操作简便。岩心样品钻取可在一米左右的大尺寸岩心上进行单、双轴钻取,通过设置岩心钻取长度,钻取速度,自动完成对岩心的连续钻取,而且可以自动调节岩心钻取角度和位置,实现了岩心多角度钻取,同时设有防卡钻装置。通过V型夹持器内部的电磁线圈产生磁力,将可移动挡板吸附固定在V型夹持器上,夹持更牢固、更方便。通过在双主轴内安装削磨工具,设定削磨深度、长度,进给速度,从而完成对岩心剖面表面的自动化清理。整机控制采用全套伺服自动化控制系统,大大节省了工作时间,减轻了工作强度,提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明多功能岩心处理集成一体机一较佳实施例的结构右视图;
图2为图1所示多功能岩心处理集成一体机的正视图;
图3为本发明多功能岩心处理集成一体机一较佳实施例的结构示意图;
图4为本发明多功能岩心处理集成一体机岩心夹持装置的结构示意图;
图5为本发明多功能岩心处理集成一体机冷却装置的结构示意图。
图中:1、机壳;2、触摸控制液晶屏;3、底座;4、工作台;5、立柱;6、主轴箱;7、主轴;8、钻削磨工具;81、钻头;82、钢丝轮;83、毛刷轮;9、V型夹持器;10、岩心;11、可移动挡板;24、电磁线圈;25、电磁开关;12、电动升降调节器;13、Y轴方向导轨丝杠驱动电机;131、Y轴方向导轨安装平台;132、Y轴方向导轨;133、Y轴方向丝杠;14、X轴方向导轨丝杠驱动电机;141、X轴方向导轨安装平台;142、X轴方向导轨;143、X轴方向丝杠;15、电动升降装置;16、电器箱;17、进出风口;18、固定挡板;19、限位传感器;20、极限位置传感器;21、急停按钮;22、第一连接铰;23、第二连接铰;26、液氮钢瓶;27、低温电磁阀;28、管路;29、空气压缩机。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容,配合附图说明如下,然而附图仅提供参考与说明之用,并非用来对本发明加以限制。
实施例1。如图1-2、4、5所示,该一体机包括主体机床、岩心夹持装置、冷却装置、全伺服控制装置。
所述主体机床包括底座3、工作台4、立柱5、主轴箱6,立柱5固定在底座3上,主轴箱6安装在立柱5的顶端的前侧面上。主轴箱6纵向设置,即Y轴方向设置。主轴箱6上垂直向设有两个可旋转的主轴7,各主轴7的底端上设有一钻削磨工具8;所述钻削磨工具8为钻头81、钢丝轮82、毛刷轮83中的一种;工作台4通过可控制工作台4X轴、Y轴、Z轴方向运动的移动装置安装在立柱5前钻削磨工具8的下方的底座3上,其中前后移动为Y轴,左右移动为X轴,上下移动是Z轴。
所述岩心夹持装置包括V型夹持器9、固定挡板18、可移动挡板11、电动升降调节器12;固定挡板18、可移动挡板11分别设置在V型夹持器9的两端;可移动挡板11由钢铁材质制成,为实心V型且与V型夹持器9充分结合;V型夹持器9内部装有电磁线圈24,电磁线圈24与触摸控制液晶屏2上的电磁开关25相连;V型夹持器9的底部的两端中的一端与工作台4的顶面通过铰接轴纵向设置的第一连接铰22铰接,另一端通过铰接轴纵向设置的两第二连接铰23铰接在两电动升降调节器12的顶端,电动升降调节器12的底端与工作台4的顶面相连。第一连接铰22的形心、两第二连接铰23的形心构成一三角形。
所述移动装置包括若干电动升降装置15。
电动升降装置15的顶面上设有X轴方向导轨安装平台141;X轴方向导轨安装平台141上安装有X轴方向导轨142、X轴方向导轨丝杠驱动电机14、X轴方向丝杠143,X轴方向导轨丝杠驱动电机14通过X轴方向丝杠143与X轴方向导轨142的滑块相连;X轴方向导轨142的滑块上设有Y轴方向导轨安装平台131,Y轴方向导轨安装平台131上安装有Y轴方向导轨132、Y轴方向导轨丝杠驱动电机13、Y轴方向丝杠133,Y轴方向导轨丝杠驱动电机13通过Y轴方向丝杠133与Y轴方向导轨132的滑块相连,工作台4安装在Y轴方向导轨132的滑块上。
立柱5的后侧安装有电气箱16;主体机床上设有可测量Y轴方向导轨安装平台131、X轴方向导轨安装平台141运行位置的限位传感器19,限位传感器19通过线路与全伺服控制装置相连。
冷却装置包括液氮钢瓶26;空气压缩机29;主轴7的中轴线上设有通孔,液氮钢瓶26顶部装有低温电磁阀27;与空气压缩机29分别通过管路28与所述通孔相连。
多功能岩心处理集成一体机包括全伺服控制装置,全伺服控制装置包括控制器、触摸控制液晶屏2。
V型夹持器9上设有感知切磨到极限位置的极限位置传感器20,当极限位置传感器20感知到钻削磨工具8时,控制器关闭动力源,并启动报警系统;触摸控制液晶屏2上设有急停按钮21,紧急情况下,通过急停按钮21切断所有电源。
所述主体机床包括还包括可密封底座3上工作台4、立柱5、主轴箱6的全封闭机壳1,机壳1前部设有用于岩心进出的推拉门,推拉门上设有玻璃观察窗,在机壳1顶部两侧设计有进出风口17,方便粉尘排出。
本实施例涉及密闭保型等各类取心井的岩心,经过剖切后在岩心剖面上可进行切削、磨平等表面处理以及钻取样品等多项加工处理的设备,是一种多功能岩心处理集成一体机。
一、岩心剖面表面削磨处理
1、削磨工具8的选用,首先要根据岩心剖面的岩性情况,如表面光洁度,硬度等,选定适当的刷丝材料;保持原有岩层的纹露不被破坏;打磨工具8的材质要耐磨;由于剖面最大100mm,选定圆形刷子8;设定合适的转速。在一般情况下,圆型刷8直径越大,其效果越好。而在同样直径条件下,刷丝越短,磨削力越强,刷丝越长,磨削力就弱。
2、将选定的削磨工具8钢丝轮和毛刷轮分别装入主轴箱6上的双主轴7内,其主轴7具有工具的自动夹紧机构。只需要通过油缸压力将工具加紧,工具的锥柄装入主轴前端的锥孔中定位,并通过拧紧在锥柄尾部的拉钉拉紧在锥孔中。
3、将长度为1米的1/3部分的岩心观察剖面10放置在V型夹持器9内,岩心10一端顶在固定挡板18上,一端用可移动的挡板11固定,开启电磁开关25,使得V型夹持器9内部的电磁线圈24产生磁力,将可移动挡板11吸附固定在V型夹持器9上,可以用于固定不同长度的岩心,操作方便。
4、整机控制采用全套伺服自动化控制系统,通过电动升降装置15、X轴方向导轨丝杠驱动电机14、Y轴方向导轨丝杠驱动电机,完成X、Y、Z轴坐标的进给,将岩心剖面10移动到最佳起始工作位置,前后移动为Y轴,左右移动为X轴,上下移动是Z轴。
5、参数设定:根据岩样形状、尺寸、精度和表面粗糙度等技术要求制定加工工艺,选择加工参数。通过手工编程,设定削磨的起始位置、起点、终点坐标、削磨速度等,将编好的加工程序输入到控制器2。控制器2对加工程序处理后,向伺服装置传送指令。伺服装置向伺服电机发出控制信号。主轴7电机使工具8旋转,X、Y和Z向的伺服电机控制工具8和岩心9按一定的轨迹相对运动,从而实现岩心的自动削磨处理。主轴7带动钢丝轮82、毛刷轮83同时高速旋转,工作台4从左向右匀速移动,钢丝轮82将岩心10表面的泥浆切削打磨下来,后面的毛刷轮83将浮在岩心10表面的杂质扫到岩心10外侧,从而完成对岩心剖面10表面的自动化清理。
6、整机具有全封闭防护罩,排风设备17随设备工作自动开启,方便粉尘排出。
二、岩心剖面样品钻取处理
1、根据需求,将钻取工具8金刚石钻头装入主轴箱6上的单主轴7或双主轴7内。
2、将长度为1米的2/3部分的岩心采样剖面10放置在V型夹持器9内,岩心10一端顶在固定挡板上,一端用可移动的挡板11固定,开启电磁开关25,使得V型夹持器9内部的电磁线圈24产生磁力,将可移动挡板11吸附固定在V型夹持器9上,可以用于固定不同长度的岩心,操作方便。
3、可根据科研需求进行平面钻取或多角度钻取。有些岩心10具有水平层理且岩性均质,可使用双轴7双钻头81同时钻取样品,节省时间,提高效率。有些岩心10具有斜层理,而一些实验要求样品顺着层理方向钻取,可使用V型夹持器9下装有的电动升降调节器12,通过电动升降将岩心10调节到适合的钻取角度和位置。
4、整机控制采用全套伺服自动化控制系统,步骤同岩心剖面表面削磨处理的步骤4。
5、参数设定:根据岩样形状、尺寸、精度和表面粗糙度等技术要求制定加工工艺,选择加工参数。通过手工编程,设定钻取的起始位置、起点、终点坐标、连续钻取间隔,主轴7转速等,将编好的加工程序输入到控制器2。控制器2对加工程序处理后,向伺服装置传送指令。伺服装置向伺服电机发出控制信号。主轴7电机使工具8旋转,X、Y和Z向的伺服电机控制工具8和岩心9按一定的轨迹相对运动,从而实现岩心的样品的连续自动钻取处理。
6、在钻取过程中设有防卡钻设置,是在自动匀速钻进程序中设置钻头81每当钻进岩心内10mm深处时钻头自动上提2mm,将碎屑带出后再自动循环钻进,钻头81钻进深度和上提距离以及停留时间都可根据岩性情况进行调节。
7、设备使用液氮冷却装置,液态氮钻取时,打开低温电磁阀27与空压机29开关,将液氮钢瓶26内的液态氮和空压机29内的压力空气通入到主轴中心孔内,液态氮冷却钻头,压力空气将钻取时产生的岩心碎屑从钻孔中带出,液态氮钢瓶26与空压机29实行电动开启和关闭。
8、整机具有全封闭防护罩,机壳前部设有用于岩心进出的推拉门,推拉门上设有玻璃观察窗,排风设备17随设备工作自动开启,方便粉尘排出。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,非用以限定本发明的范围,其他运用本发明的精神的等效变化,均应俱属本发明的范围。
实施例2。多功能岩心处理集成一体机由主体机床、钻削磨工具装置、岩心夹持装置、液氮冷却装置、全伺服控制装置、辅助安全装置组成。整体外壳使用不锈钢材质。
主体机床由机身、底座、工作台、立柱、主轴箱等组成。机身固定在底座上,用于安装和支承机床各部件,工作台通过纵向进给伺服电机、横向进给伺服电机和垂直升降进给伺服电机的驱动,完成X、Y、Z坐标的进给,前后移动为Y轴,左右移动为X轴,上下移动是Z轴,工作台横向移动能达到一米以上的位移空间。主轴箱固定在立柱上,主轴箱内装有双主轴,可根据实际需求在主轴上选用适合的工具。
钻削磨工具装置包括不同型号钻头的钻取工具,不同材质的钢丝轮、毛刷轮等削磨工具,以及工具快换装置。
将钻取工具金刚石钻头安装到主轴内,根据实际情况可选用单钻头或双钻头,通过设置钻取岩心深度和钻取速度,自动完成对岩心的连续钻取。节省时间,提高效率。
将与岩心直径大小相近的钢丝轮、毛刷轮分别装入主轴箱上的双主轴内。主轴带动钢丝轮、毛刷轮同时高速旋转,工作台从左向右匀速移动,钢丝轮将岩心表面的泥浆切削打磨下来,后面的毛刷轮将浮在岩心表面的杂质扫到岩心外侧,从而完成对岩心剖面表面的自动化清理。
岩心夹持装置由V型夹持器、固定挡板、可移动挡板、电动升降调节器组成。V型夹持器剖切可以固定不同长度的剖面岩心,最长可达一米,夹持器一端设有固定挡板,一端设有可移动的挡板,开启电磁开关,使得V型夹持器9内部的电磁线圈产生磁力,将可移动挡板吸附固定在V型夹持器上,夹持更牢固、更方便。V型夹持器下装有电动升降调节器,通过电动升降调节,可实现岩心多角度钻取。
在钻取过程中设有防卡钻设置,是在自动匀速钻进程序中设置钻头每当钻进岩心内10mm深处时钻头自动上提2mm,将碎屑带出后再自动循环钻进,钻头钻进深度和上提距离以及停留时间都可根据岩性情况进行调节。
设备使用液氮冷却装置,液态氮钻取时,打开低温电磁阀与空压机开关,将液氮钢瓶内的和空压机内的压力空气通入到主轴中心孔内,液态氮冷却钻头,压力空气将钻取时产生的岩心碎屑从钻孔中带出,液态氮钢瓶与空压机实行电动开启和关闭。
全伺服控制装置具有单独控制柜,液晶屏触摸控制,液晶屏模拟显示工作状态以及各种参数转速、工进速度、切磨深度、切磨长度、钻取长度。根据岩样形状、尺寸、精度和表面粗糙度等技术要求制定加工工艺,选择加工参数。通过手工编程,将编好的加工程序输入到控制器。控制器对加工程序处理后,向伺服装置传送指令。伺服装置向伺服电机发出控制信号。主轴电机使刀具旋转,X、Y和Z向的伺服电机控制刀具和工件按一定的轨迹相对运动,从而实现岩心的钻削磨。
辅助安全装置考虑到操作人员的人身安全将系统设置多重安全保护措施,确保该装置在运行过程中安全稳定。在控制界面上设置保护极限位置,当切磨到极限位置值时将关闭动力源,并启动报警系统;面板上设有急停按钮,紧急情况下,通过急停切断所有电源;设置双重极限保护开关,并通过伺服电机进给距离设置极限位置;面板上设置程序保护钥匙,漏电保护等措施来保证系统安全。
整机具有全封闭防护罩,机壳前部设有用于岩心进出的推拉门,推拉门上设有玻璃观察窗,在机箱顶部两侧设计进出风口,方便粉尘排出。
以上所列举的实施方式仅供理解本发明之用,并非是对本发明所描述的技术方案的限定,有关领域的普通技术人员,在权利要求所述技术方案的基础上,还可以作出多种变化或变形,所有等同的变化或变形都应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。本发明未详述之处,均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.多功能岩心处理集成一体机,其特征在于:包括主体机床、岩心夹持装置、冷却装置、全伺服控制装置;
所述主体机床包括底座(3)、工作台(4)、立柱(5)、主轴箱(6),立柱(5)固定在底座(3)上,主轴箱(6)安装在立柱(5)的顶端的前侧面上;主轴箱(6)上垂直向设有两个可旋转的主轴(7),各主轴(7)上设有一钻削磨工具(8);所述钻削磨工具(8)为钻头(81)、钢丝轮(82)、毛刷轮(83)中的一种;工作台(4)通过可控制工作台(4)X轴、Y轴、Z轴方向运动的移动装置安装在立柱(5)前钻削磨工具(8)的下方的底座(3)上,其中前后移动为Y轴,左右移动为X轴,上下移动是Z轴;
所述岩心夹持装置包括V型夹持器(9)、固定挡板(18)、可移动挡板(11)、电动升降调节器(12);固定挡板(18)、可移动挡板(11)分别设置在V型夹持器(9)的两端;可移动挡板(11)由钢铁材质制成,为实心V型且与V型夹持器(9)充分结合;V型夹持器(9)内部装有电磁线圈(24),电磁线圈(24)与触摸控制液晶屏(2)上的电磁开关(25)相连;V型夹持器(9)的底部的两端中的一端与工作台(4)的顶面铰接,另一端铰接在电动升降调节器(12)的顶端,电动升降调节器(12)的底端与工作台(4)的顶面相连。
2.如权利要求1所述的多功能岩心处理集成一体机,其特征在于:所述移动装置包括若干电动升降装置(15);
电动升降装置(15)的顶面上设有Y轴方向导轨安装平台(131),Y轴方向导轨安装平台(131)上安装有Y轴方向导轨(132)、Y轴方向导轨丝杠驱动电机(13)、Y轴方向丝杠(133),Y轴方向导轨丝杠驱动电机(13)通过Y轴方向丝杠(133)与Y轴方向导轨(132)的滑块相连;Y轴方向导轨(132)的滑块上设有X轴方向导轨安装平台(141);X轴方向导轨安装平台(141)上安装有X轴方向导轨(142)、X轴方向导轨丝杠驱动电机(14)、X轴方向丝杠(143),X轴方向导轨丝杠驱动电机(14)通过X轴方向丝杠(143)与X轴方向导轨(142)的滑块相连,工作台(4)安装在X轴方向导轨(142)的滑块上;
或者
电动升降装置(15)的顶面上设有X轴方向导轨安装平台(141);X轴方向导轨安装平台(141)上安装有X轴方向导轨(142)、X轴方向导轨丝杠驱动电机(14)、X轴方向丝杠(143),X轴方向导轨丝杠驱动电机(14)通过X轴方向丝杠(143)与X轴方向导轨(142)的滑块相连;X轴方向导轨(142)的滑块上设有Y轴方向导轨安装平台(131),Y轴方向导轨安装平台(131)上安装有Y轴方向导轨(132)、Y轴方向导轨丝杠驱动电机(13)、Y轴方向丝杠(133),Y轴方向导轨丝杠驱动电机(13)通过Y轴方向丝杠(133)与Y轴方向导轨(132)的滑块相连,工作台(4)安装在Y轴方向导轨(132)的滑块上。
3.如权利要求2所述的多功能岩心处理集成一体机,其特征在于:立柱(5)的后侧安装有电气箱(16);主体机床上设有可测量Y轴方向导轨安装平台(131)、X轴方向导轨安装平台(141)运行位置的限位传感器(19),限位传感器(19)通过线路与全伺服控制装置相连。
4.如权利要求1所述的多功能岩心处理集成一体机,其特征在于:V型夹持器(9)上的固定挡板(18)、可移动挡板(11)分别设置在V型夹持器(9)的两端;
V型夹持器(9)的底部的两端中的一端通过两铰接轴纵向设置的第一连接铰(22)与工作台(4)的顶面铰接,另一端通过一铰接轴纵向设置的第二连接铰(23)铰接在电动升降调节器(12)的顶端,电动升降调节器(12)的底端与工作台(4)的顶面相连,或者,
V型夹持器(9)的底部的两端中的一端通过一铰接轴纵向设置的第一连接铰(22)与工作台(4)的顶面铰接,另一端通过两铰接轴纵向设置的第二连接铰(23)铰接分别连接在两电动升降调节器(12)的顶端,各电动升降调节器(12)的底端与工作台(4)的顶面相连。
5.如权利要求1所述的多功能岩心处理集成一体机,其特征在于:冷却装置包括液氮钢瓶(26);空气压缩机(29);主轴(7)的中轴线上设有通孔,液氮钢瓶(26)顶部装有低温电磁阀(27);与空气压缩机(29)分别通过管路(28)与所述通孔相连。
6.如权利要求1所述的多功能岩心处理集成一体机,其特征在于:多功能岩心处理集成一体机包括全伺服控制装置,全伺服控制装置包括控制器、触摸控制液晶屏(2)。
7.如权利要求7所述的多功能岩心处理集成一体机,其特征在于:V型夹持器(9)上设有感知切磨到极限位置的极限位置传感器(20),当极限位置传感器(20)感知到钻削磨工具(8)时,控制器关闭动力源,并启动报警系统;触摸控制液晶屏(2)上设有急停按钮(21),紧急情况下,通过急停按钮(21)切断所有电源。
8.如权利要求1所述的多功能岩心处理集成一体机,其特征在于:所述主体机床包括还包括可密封底座(3)上工作台(4)、立柱(5)、主轴箱(6)的机壳(1),在机壳(1)顶部两侧设计有进出风口(17),方便粉尘排出。
9.采用权利要求1-9任意一权利要求所述的多功能岩心处理集成一体机进行岩心(10)处理的方法,其特征在于:
进行岩心(10)剖面表面削磨处理,包括如下步骤:
步骤1:工具的选用
根据岩心(10)剖面的岩性情况,选定钢丝轮(82)、毛刷轮(83);所述岩性情况包括岩心(10)的表面光洁度、硬度;
根据岩心(10)剖面的岩性情况,选择圆形刷子的直径,设定转速;圆型刷径越大,其效果越好,同样直径条件下,刷丝越短,磨削力越强,刷丝越长,磨削力就弱;
选取钢丝轮(82)、毛刷轮(83)时,应在保持原有岩层的纹露不被破坏的条件下选取对岩心(10)剖面强的削磨工具;
步骤2:将选定的削磨工具分别装入主轴箱(6)上的双主轴(7)上;
步骤3:将岩心(10)观察剖面放置在V型夹持器(9)内,岩心(10)一端顶在固定挡板(18)上,一端用可移动挡板(11)固定,开启电磁开关(25),使得V型夹持器(9)内部的电磁线圈(24)产生磁力,将可移动挡板(11)吸附固定在V型夹持器(9)上;
步骤4:通过全套伺服自动化控制系统,工作台(4)运动,将岩心(10)剖面移动到削磨工具工作位置进行打磨;主轴(7)带动钢丝轮(82)、毛刷轮(83)同时高速旋转,工作台水平匀速移动,钢丝轮(82)将岩心(10)表面的泥浆切削打磨下来,后面的毛刷轮(83)将浮在岩心(10)表面的杂质扫到岩心(10)外侧,从而完成对岩心(10)剖面表面的自动化清理;
进行岩心(10)剖面表面钻取处理处理,包括如下步骤:
步骤1:将钻头(81)装入主轴箱(6)上的两主轴(7)或其中一主轴(7)上;
步骤2:将岩心(10)采样剖面放置在V型夹持器(9)内,岩心(10)一端顶在固定挡板(18)上,一端用可移动挡板(11)固定,开启电磁开关(25),使得V型夹持器(9)内部的电磁线圈(24)产生磁力,将可移动挡板(11)吸附固定在V型夹持器(9)上;
步骤3:设备使用液氮冷却装置,液态氮钻取时,打开低温电磁阀与空压机开关,将液氮钢瓶内的和空压机内的压力空气通入到主轴中心孔内,液态氮冷却钻头,压力空气将钻取时产生的岩心碎屑从钻孔中带出,液态氮钢瓶与空压机实行电动开启和关闭;
步骤4:根据科研需求进行平面钻取或多角度钻取;当岩心(10)具有水平层理且岩性均质,使用两主轴(7)各装设钻头(81)同时钻取样品,节省时间,提高效率,只在一个主轴(7)装设钻头(81)钻取样品;对岩心(10)具有斜层理,而一些实验要求样品顺着层理方向钻取时,使用V型夹持器(9)下装有的电动升降调节器(12)将岩心(10)将V型夹持器(9)内调节到适合的钻取角度和位置钻取样品。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110954151A (zh) * 2019-12-25 2020-04-03 武汉福地科技有限公司 一种多角度光电传感器检测装置
CN111397947A (zh) * 2020-03-12 2020-07-10 中国海洋石油集团有限公司 一种取心仪的岩心检测装置
CN113650961A (zh) * 2021-07-31 2021-11-16 中建华宸(海南)建设集团有限公司 一种岩土工程用勘探用岩心样本储存装置

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5667025A (en) * 1995-09-29 1997-09-16 Schlumberger Technology Corporation Articulated bit-selector coring tool
CN201419341Y (zh) * 2009-03-18 2010-03-10 王德才 钻头磨床
CN201826791U (zh) * 2010-11-01 2011-05-11 东北石油大学 防碎裂岩芯取样装置
CN202199795U (zh) * 2011-01-07 2012-04-25 天津重型装备工程研究有限公司 锻件性能试料排钻加工机床
CN102463374A (zh) * 2010-11-17 2012-05-23 上海谱港机床有限公司 一种适用于重切削的立式升降台数控铣床
CN104267174A (zh) * 2014-10-25 2015-01-07 吴建平 一种岩心夹持器
CN104439368A (zh) * 2014-10-23 2015-03-25 昆山铄铝机电设备有限公司 一种可调式钻孔机
CN104551079A (zh) * 2013-10-17 2015-04-29 青岛仁和兴机床制造有限公司 一种数控立式钻床及其加工工件的方法
CN205185323U (zh) * 2015-11-03 2016-04-27 安徽煜锐三维科技有限公司 一种3d打印机
CN205748974U (zh) * 2016-05-20 2016-11-30 中石化石油工程技术服务有限公司 地层岩心小样取样装置
CN205809066U (zh) * 2016-07-20 2016-12-14 长江大学 一种温压可控下的非金属岩心夹持器
CN207016914U (zh) * 2017-06-30 2018-02-16 义乌市航飞包纱有限公司 一种用于纺纱并条的圈条底盘
CN207231901U (zh) * 2017-09-29 2018-04-13 南通迪宇电子有限公司 一种岩心夹持器组件
CN207263747U (zh) * 2017-01-09 2018-04-20 西南石油大学 一种高温岩心夹持器装置

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5667025A (en) * 1995-09-29 1997-09-16 Schlumberger Technology Corporation Articulated bit-selector coring tool
CN201419341Y (zh) * 2009-03-18 2010-03-10 王德才 钻头磨床
CN201826791U (zh) * 2010-11-01 2011-05-11 东北石油大学 防碎裂岩芯取样装置
CN102463374A (zh) * 2010-11-17 2012-05-23 上海谱港机床有限公司 一种适用于重切削的立式升降台数控铣床
CN202199795U (zh) * 2011-01-07 2012-04-25 天津重型装备工程研究有限公司 锻件性能试料排钻加工机床
CN104551079A (zh) * 2013-10-17 2015-04-29 青岛仁和兴机床制造有限公司 一种数控立式钻床及其加工工件的方法
CN104439368A (zh) * 2014-10-23 2015-03-25 昆山铄铝机电设备有限公司 一种可调式钻孔机
CN104267174A (zh) * 2014-10-25 2015-01-07 吴建平 一种岩心夹持器
CN205185323U (zh) * 2015-11-03 2016-04-27 安徽煜锐三维科技有限公司 一种3d打印机
CN205748974U (zh) * 2016-05-20 2016-11-30 中石化石油工程技术服务有限公司 地层岩心小样取样装置
CN205809066U (zh) * 2016-07-20 2016-12-14 长江大学 一种温压可控下的非金属岩心夹持器
CN207263747U (zh) * 2017-01-09 2018-04-20 西南石油大学 一种高温岩心夹持器装置
CN207016914U (zh) * 2017-06-30 2018-02-16 义乌市航飞包纱有限公司 一种用于纺纱并条的圈条底盘
CN207231901U (zh) * 2017-09-29 2018-04-13 南通迪宇电子有限公司 一种岩心夹持器组件

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110954151A (zh) * 2019-12-25 2020-04-03 武汉福地科技有限公司 一种多角度光电传感器检测装置
CN110954151B (zh) * 2019-12-25 2021-08-03 合肥零度光电科技有限公司 一种多角度光电传感器检测装置
CN111397947A (zh) * 2020-03-12 2020-07-10 中国海洋石油集团有限公司 一种取心仪的岩心检测装置
CN111397947B (zh) * 2020-03-12 2022-09-06 中国海洋石油集团有限公司 一种取心仪的岩心检测装置
CN113650961A (zh) * 2021-07-31 2021-11-16 中建华宸(海南)建设集团有限公司 一种岩土工程用勘探用岩心样本储存装置

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