CN110185405A - 岩芯取出设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种岩芯取出设备，包括起吊机和绳锯机；起吊机包括轴向贯通的取芯桶和连接于取芯桶上的升降控制装置，取芯桶上设有用于夹紧岩芯的夹紧结构；绳锯机通过其中环状的金刚石绳旋转以切割岩芯。金刚石绳的切割能力较强，切割范围较广，通过设置绳锯机可以对硬度较大的岩芯进行切割，在切割过程中，起吊机的取芯桶可以对岩芯起到一定的定位作用，提高切割的稳定性，通过起吊机及其中的夹紧结构可以将切割下来的岩芯取出，从而可以更加容易地获取硬岩岩芯。
Description
技术领域
本发明涉及地质勘探技术领域，具体涉及一种岩芯取出设备。
背景技术
在地质勘查领域，岩芯是发现油气层和研究地层、生油层、储油层、盖层、构造等的重要资料，因而需要获取岩芯进行研究。
一种典型的取岩芯方法中，采用钻孔技术将岩芯钻取出来。但是，目前的钻孔技术对施工后的硬岩岩芯的断裂和取出并没有一个好的方法，导致硬岩岩芯获取困难。
因此，如何更加容易地获取硬岩岩芯，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种岩芯取出设备，能够更加容易地获取硬岩岩芯。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种岩芯取出设备，包括起吊机和绳锯机；所述起吊机包括轴向贯通的取芯桶和连接于所述取芯桶上的升降控制装置，所述取芯桶上设有用于夹紧岩芯的夹紧结构；所述绳锯机通过其中环状的金刚石绳旋转以切割岩芯。
优选地，所述绳锯机包括绳锯主机和设于所述取芯桶外的第一导轮组，所述金刚石绳从所述绳锯主机上引出的两端经所述第一导轮组中各导向轮的导向后形成用于套住岩芯的C形环。
优选地，所述第一导轮组包括两个导向轮组，各所述导向轮组中的所述导向轮的轴向垂直于所述取芯桶的轴向；各所述导向轮组中的所述导向轮沿所述取芯桶的轴向依次设置；所述金刚石绳从所述绳锯主机上引出的两端分别沿着所述取芯桶朝向桶底的方向对应嵌入两个所述导向轮组中的各所述导向轮，并在嵌入完成后形成所述C形环。
优选地，所述绳锯主机包括绳锯转向架和设于所述绳锯转向架上的用于驱动所述金刚石绳转动的绳锯驱动装置，所述金刚石绳连接于所述绳锯驱动装置。
优选地，所述取芯桶的桶底内表面为锥形面且底端为小径端，所述夹紧结构为滑动连接于所述锥形面的若干个楔形块，所述楔形块在沿着朝向桶底的方向运动时具有沿所述取芯桶径向收紧的趋势。
优选地，所述楔形块能够伸出于所述取芯桶之外；所述C形环的端部在所述取芯桶轴向上的位置位于所述楔形块的极限轴向回缩位置与极限轴向伸出位置之间。
优选地，所述起吊机和所述绳锯主机均设于可移动车体上。
优选地，所述可移动车体包括机架和设于所述机架底端的两个履带，所述取芯桶能够在两个所述履带之间升降运动。
优选地，所述机架上设有用于为所述可移动车体、所述绳锯机和所述起吊机提供动力的动力站。
优选地，所述升降控制装置为葫芦起重机。
本发明提供的岩芯取出设备，包括起吊机和绳锯机；起吊机包括轴向贯通的取芯桶和连接于取芯桶上的升降控制装置，取芯桶上设有用于夹紧岩芯的夹紧结构；绳锯机通过其中环状的金刚石绳旋转以切割岩芯。
金刚石绳的切割能力较强，切割范围较广，通过设置绳锯机可以对硬度较大的岩芯进行切割，在切割过程中，起吊机的取芯桶可以对岩芯起到一定的定位作用，提高切割的稳定性，通过起吊机及其中的夹紧结构可以将切割下来的岩芯取出，从而可以更加容易地获取硬岩岩芯。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供岩芯取出设备的主视图；
图2为本发明实施例所提供岩芯取出设备的侧视图；
图3为本发明实施例所提供岩芯取出设备的俯视图；
图4为本发明实施例所提供岩芯取出设备中取芯桶的主视图；
图5为本发明实施例所提供岩芯取出设备中第一导轮组的结构图；
图6为本发明实施例所提供岩芯取出设备中楔形块的结构图，其中，实线的楔形块与虚线的楔形块代表运动至不同位置处的楔形块。
图1至图6中：
1-机架，2-绳锯主机，3-绳锯驱动装置，4-绳锯转向架，5-飞轮，6-大导向轮，61-第一大导向轮，62-第二大导向轮，7-导向轮固定架，8-小导向轮，81-第一小导向轮，82-第二小导向轮，9-取芯桶，10-楔形块，11-取芯桶壁，111-锥形面，12-吊耳，13-起吊架，14-葫芦起重机，15-横梁，16-动力站，17-履带，18-金刚石绳，181-C形环。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种岩芯取出设备，能够更加容易地获取硬岩岩芯。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明所提供岩芯取出设备的一种具体实施例中，包括起吊机和绳锯机。起吊机包括轴向贯通的取芯桶9和连接于取芯桶9的升降控制装置。如图4所述，取芯桶9具体可以包括环形结构的取芯桶壁11。取芯桶9上设有用于夹紧岩芯的夹紧结构。绳锯机通过其中环状的金刚石绳18旋转以切割岩芯。
在切割过程中，人工借助棍、棒等部件调整金刚石绳18的位置，将金刚石绳18套在待切割的岩芯上。将取芯桶9的底端套在待切割的岩芯上，夹紧结构与取芯桶9均高于切割面。在金刚石绳18完成切割后，夹紧结构夹紧切割下的岩芯的顶部，升降控制装置带动取芯桶9上升，切割下来的岩芯即被取出。
本申请中，取芯桶9的顶端和底端分别为取芯桶9轴向上的两端，在使用时，取芯桶的9轴向通常沿上下方向延伸，轴向上应位于上侧的为顶端，而应位于下侧的为底端。另外，沿着朝向桶底的方向指的是由取芯桶9的顶端指向底端的方向。
本实施例中，金刚石绳18的切割能力较强，切割范围较广，通过设置绳锯机可以对硬度较大的岩芯进行切割，在切割过程中，起吊机的取芯桶9可以对岩芯起到一定的定位作用，提高切割的稳定性，通过起吊机及其中的夹紧结构可以将切割下来的岩芯取出，从而可以更加容易地获取硬岩岩芯。
进一步地，如图4和图5所示，绳锯机包括绳锯主机2和设置在取芯桶9外的第一导轮组。金刚石绳18从绳锯主机2上引出的两端经第一导轮组中各导向轮的导向后形成用于套住岩芯的C形环181。其中，该C形环181的两个端部即对应金刚石绳18从绳锯主机2上引出的两端，该C形环181与金刚石绳18位于绳锯主机2上的部分配合构成一个封闭的环状的金刚石绳18。其中，C形环181主要指金刚石绳18上位于绳锯主机2之外的、具有两个端部的部分，随着金刚石绳18的转动，该C形环181具体在金刚石绳18上对应哪段绳段会相应变化，即C形环181不特指金刚石绳18上的某一长度与位置的绳段。
通过在取芯桶9上设置第一导轮组，可以使金刚石绳18随着取芯桶9一起下放至待切割的岩芯处，方便对金刚石绳18的定位。具体在使用时，可以将金刚石绳18套在取芯桶9的底端上，如图3所示，然后，通过人工使用棍棒等物体上下调整金刚石绳18的位置，使金刚石绳18下移并套在岩芯的待切割位置。
其中，具体地，第一导轮组包括两个导向轮组，各导向轮组中的导向轮的轴向垂直于取芯桶9的轴向，且各导向轮组中的导向轮沿取芯桶9的轴向依次设置。金刚石绳18从绳锯主机2上引出的两端分别沿着取芯桶9朝向桶底的方向对应嵌入两个导向轮组中的各导向轮，并在嵌入完成后形成C形环181。
具体如图3至图5所示，各导向轮组中可以包括两个导向轮，分别为沿取芯桶9的轴向依次设置的、沿着朝向桶底的方向依次为大导向轮6和小导向轮8，两个导向轮组并列设置。对于金刚石绳18从绳锯主机2上引出的第一端182，依次嵌入第一大导向轮61、第一小导向轮81中；对于金刚石绳18从绳锯主机2上引出的第二端183，依次嵌入第二大导向轮62、第二小导向轮82中，第一小导向轮81与第二小导向轮82之间即为C形环181。当然，在其他实施例中，导向轮组中的导向轮的数量也可以设置为三个、四个或者其他数量，另外，各导向轮组中导向轮数量可以是不同的。
由于导向轮组的导向，通过调整取芯桶9可以确定金刚石绳18的切割位置和方向，如图5，在使用时，便于金刚石绳18的下放，金刚石绳18大体垂直于取芯桶9的轴向进行切割。
其中，具体地，取芯桶9上可以固定设置导向轮固定架7，第一导轮组中的各导向轮转动连接在导向轮固定架7上对应的转轴上。
其中，具体地，如图1所示，绳锯主机2包括绳锯转向架4和设置在绳锯转向架4上的用于驱动金刚石绳18转动的绳锯驱动装置3，金刚石绳18连接于绳锯驱动装置3。在使用时，绳锯转向架4可以带动绳锯驱动装置3以及金刚石绳18整体转动，以方便地调整金刚石绳18的位置和方向。
其中，绳锯转向架4上还可以设置第二导向轮、飞轮5、张紧机构、进给机构等绳锯机工作所需部件，具体可以参考现有技术中的绳锯机。金刚石绳18位于绳锯主机2上的部分依次嵌设在各第二导向轮、飞轮5等部件上，从而通过绳锯主机2中各部件的带动使金刚石绳18转动起来以进行切割。优选地，第二导向轮、飞轮5的轴向与绳锯转向架4的轴向垂直，且在使用过程中，第二导向轮、飞轮5的轴向大体平行于第一导轮组中各导向轮的轴向。
进一步地，取芯桶9的桶底内表面为锥形面且底端为小径端，如图2所示。夹紧结构为滑动连接在该锥形面111上的若干个楔形块10，楔形块10在沿着朝向桶底的方向运动时具有沿取芯桶9径向收紧的趋势。
具体如图6所示，一种具体实施方式中，锥形面111上沿周向设置4个楔形块10，且所有楔形块10等间距设置。当然，在楔形块10数量为其他数量时，楔形块10也可以等间距设置。楔形块10在锥形面111上沿着朝向桶底的方向滑动时，锥形块径向向内收紧，即，图6中所述的俯视视角下，实线位置的锥形块10”沿取芯桶9的径向向内运动至对应的虚线位置的锥形块10’处，锥形块的内周面所在的圆柱面由面A变至面B。
其中，优选地，楔形块10的内周面(用于直接接触并夹紧岩芯的表面)可以与取芯桶9的轴向保持平行。
使用时，在岩芯完成切割后，楔形块10在与岩芯摩擦力的作用下会具有向下运动的趋势，楔形块与锥形面之间的斜面作用使楔形块10具有径向收紧的趋势，从而增加楔形块10与岩芯之间的压力，使两者之间有足够大的摩擦力以平衡切割下的岩芯的重力，从而可靠取出岩芯。其中，在取出过程中，由于上提岩芯的力主要为楔形块10与岩芯之间向上的摩擦力，岩芯的底端可以高于楔形块10的底端，也可以两者等高，或者岩芯的底端低于楔形块10的底端。
进一步地，楔形块10能够伸出于取芯桶9之外。C形环181的端部在取芯桶9轴向上的位置位于楔形块10的极限轴向回缩位置与极限轴向伸出位置之间。
其中，楔形块10沿着朝向桶底的方向(即向取芯桶9外)伸出的最远位置即为极限轴向伸出位置；楔形块10沿着朝向桶底的方向的反方向(即向取芯桶9内)回缩的最远位置即为极限轴向伸出位置。
其中，具体地，如图4所示，导向轮组中沿着朝向桶底的方向最端部的导向轮可以位于楔形块10的极限轴向回缩位置与极限轴向伸出位置之间，从而据此限定C形环181的端部位置。
在使用时，如图4所示，下放取芯桶之前，楔形块10处于极限轴向伸出位置，通过调节金刚石绳18的张紧程度，将C形环181可以套在各楔形块10上，使各楔形块10配合撑开C形环181。然后下放取芯桶9至待切割的岩芯处，金刚石绳18同步下放到岩芯处后，人工上下调整C形环181的位置以及绳锯主机调整金刚石绳18的张紧程度，使金刚石绳18离开楔形块10并运动至岩芯上待切割面的位置进行切割；又或者，金刚石绳18同步下放到岩芯处后，岩芯可能会顶住楔形块10使楔形块10向上运动一定的距离，金刚石绳18自动与楔形块10分离并掉落在岩芯上，然后再人工上下调整C形环181的位置以及绳锯主机调整金刚石绳18的张紧程度，使金刚石绳18运动至岩芯上待切割面的位置进行切割。切割后，各楔形块10相配合楔紧岩芯，金刚石绳18切割后的岩芯后由升降控制装置提升取芯桶9以取出。其中，下放取芯桶9至待切割的岩芯的对应位置后，楔形块10即可以配合夹紧岩芯。
通过楔形块10的位置设置，可以进一步方便金刚石绳18的定位，尤其是方便C形环181的下放。
其中，具体地，取芯桶9的顶部可以固定有吊耳12，吊耳12连接于吊钩绳索，吊钩绳索的顶部连接升降控制装置。
进一步地，起吊机和绳锯主机2均设于可移动车体上，可移动车体能够在地面上移动，从而可以方便地调节起吊机和绳锯主机2的空间位置。
其中，具体地，可移动车体包括机架1和设于机架1底端的两个履带17，取芯桶9能够在两个履带17之间升降运动，即履带17不会阻挡取芯桶9的升降。
履带17的地面附着力强对、地面的压力分布均匀下陷量小，实现机架1、起吊架13、绳锯机的稳定放置。
其中，具体地，起吊机可以通过起吊架13连接在可移动车体的机架1上。更具体地，起吊架13可以包括横梁15和固定在横梁15和机架1之间的立杆构成，升降控制装置连接在横梁15上。可选地，横梁15为200×200×8×12的H型钢。
其中，具体地，升降控制装置优选葫芦起重机14，以实现下放取芯桶9、将金刚石绳18送至切割岩芯位置以及取出岩芯。
进一步地，机架1上设有用于为可移动车体、绳锯机和起吊机提供动力的动力站16。该岩芯取出设备中需要提供动力的设备均可以电连接在动力站16，以方便地进行能量供应。由动力站16提供动力，采用绳锯机对硬岩岩芯进行切割，取芯桶9和起吊架13运动至对应的岩芯切割位置，再由取芯桶9内的各楔形块10配合楔紧岩芯，经过金刚石绳18切割后取出岩芯。
显然，在其他实施例中，夹紧结构也可以为机械手或者其他具有夹紧功能的部件。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的岩芯取出设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种岩芯取出设备，其特征在于，包括起吊机和绳锯机；所述起吊机包括轴向贯通的取芯桶(9)和连接于所述取芯桶(9)上的升降控制装置，所述取芯桶(9)上设有用于夹紧岩芯的夹紧结构；所述绳锯机通过其中环状的金刚石绳(18)旋转以切割岩芯。
2.根据权利要求1所述的岩芯取出设备，其特征在于，所述绳锯机包括绳锯主机(2)和设于所述取芯桶(9)外的第一导轮组，所述金刚石绳(18)从所述绳锯主机(2)上引出的两端经所述第一导轮组中各导向轮的导向后形成用于套住岩芯的C形环(181)。
3.根据权利要求2所述的岩芯取出设备，其特征在于，所述第一导轮组包括两个导向轮组，各所述导向轮组中的所述导向轮的轴向垂直于所述取芯桶(9)的轴向；各所述导向轮组中的所述导向轮沿所述取芯桶(9)的轴向依次设置；所述金刚石绳(18)从所述绳锯主机(2)上引出的两端分别沿着所述取芯桶(9)朝向桶底的方向对应嵌入两个所述导向轮组中的各所述导向轮，并在嵌入完成后形成所述C形环(181)。
4.根据权利要求3所述的岩芯取出设备，其特征在于，所述绳锯主机(2)包括绳锯转向架(4)和设于所述绳锯转向架(4)上的用于驱动所述金刚石绳(18)转动的绳锯驱动装置(3)，所述金刚石绳(18)连接于所述绳锯驱动装置(3)。
5.根据权利要求2至4任一项所述的岩芯取出设备，其特征在于，所述取芯桶(9)的桶底内表面为锥形面(111)且底端为小径端，所述夹紧结构为滑动连接于所述锥形面(111)的若干个楔形块(10)，所述楔形块(10)在沿着朝向桶底的方向运动时具有沿所述取芯桶(9)径向收紧的趋势。
6.根据权利要求5所述的岩芯取出设备，其特征在于，所述楔形块(10)能够伸出于所述取芯桶(9)之外；所述C形环(181)的端部在所述取芯桶(9)轴向上的位置位于所述楔形块(10)的极限轴向回缩位置与极限轴向伸出位置之间。
7.根据权利要求6所述的岩芯取出设备，其特征在于，所述起吊机和所述绳锯主机(2)均设于可移动车体上。
8.根据权利要求7所述的岩芯取出设备，其特征在于，所述可移动车体包括机架(1)和设于所述机架(1)底端的两个履带(17)，所述取芯桶(9)能够在两个所述履带(17)之间升降运动。
9.根据权利要求7所述的岩芯取出设备，其特征在于，所述机架(1)上设有用于为所述可移动车体、所述绳锯机和所述起吊机提供动力的动力站(16)。
10.根据权利要求5所述的岩芯取出设备，其特征在于，所述升降控制装置为葫芦起重机(14)。
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