CN110530699A - 一种超高分辨率泥质沉积物岩心分样器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超高分辨率泥质沉积物岩心分样器，其包括底板、丝杆升降机、装配框架；丝杆升降机安装于底板；装配框架固定在底板上，并且装配框架用于夹持沉积物钻孔套管；其中，丝杆升降机的顶升螺杆用于伸入沉积物钻孔套管内，并将沉积物钻孔套管内的样品顶出该沉积物钻孔套管；丝杠升降机中主动蜗杆转动一圈时顶升螺杆的行程为预设值；预设值为亚毫米级。该分样器利用丝杆升降机将沉积物钻孔套管内的样品推出，丝杠升降机中顶升螺杆的行程短，便于实现对每年沉积的样品(即亚毫米级别的样品)进行分割。

Description

一种超高分辨率泥质沉积物岩心分样器
技术领域
本发明涉及沉积物岩心样品分样器技术领域，更具体地说，涉及一种超高分辨率泥质沉积物岩心分样器。
背景技术
人类目前日益面临一系列环境、气候变化事件，对历史气候环境变化规律的研究将为我们理解人类和环境的相互作用、气候变化的机制以及人类如何应对未来的危机提供重要参考，其中，海洋、湖泊和泥炭等沉积物记录了宝贵而详尽的气候环境变化信息，尤其是玛珥湖等沉积物具有毫米、亚毫米级的年纹层，记录了过去气候环境年际变化以及人类活动的重要信息。通过对这些沉积物样品进行钻孔取样，然后按照不同时间间隔分样并做不同的分析测试，可以重建过去的气候环境变化历史。
但是，目前对于这些沉积物岩心样品，一般以1cm或0.5cm间隔分样并进行分析，还没有能够实现亚毫米级分样的分样器，因此无法实现对每年沉积的样品(厚度一般小于1mm)进行分割，严重阻碍了我们对过去高分辨率气候环境变化规律及其与人类活动关系的深入认识。
综上所述，如何提供一种泥质沉积物岩心分样器，以实现亚毫米级别的分样，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种超高分辨率泥质沉积物岩心分样器，其利用丝杆升降机将沉积物钻孔套管内的样品推出，丝杠升降机中顶升螺杆的行程短，便于实现对每年沉积的样品(即亚毫米级别的样品)进行分割。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种超高分辨率泥质沉积物岩心分样器，包括：
底板；
丝杆升降机，所述丝杆升降机安装于所述底板；
装配框架，所述装配框架固定在所述底板上，并用于夹持沉积物钻孔套管；
其中，所述丝杆升降机的顶升螺杆用于伸入所述沉积物钻孔套管内，并将所述沉积物钻孔套管内的样品顶出该沉积物钻孔套管；所述丝杠升降机中主动蜗杆转动一圈时所述顶升螺杆的行程为预设值；所述预设值为亚毫米级。
优选的，上述超高分辨率泥质沉积物岩心分样器中，所述预设值为0.5mm。
优选的，上述超高分辨率泥质沉积物岩心分样器中，所述装配框架包括：
立柱，所述立柱固定在所述底板上；
安装底板，所述安装底板套装并可拆卸地固定在所述立柱上；所述安装底板上设有用于插装所述沉积物钻孔套管的第一插装孔；
安装顶板，所述安装顶板套装并可拆卸地固定在所述立柱上，且所述安装顶板与所述安装底板间隔布置；所述安装顶板上设有用于插装所述沉积物钻孔套管的第二插装孔；
夹具，所述夹具用于固定在所述沉积物钻孔套管上，并夹在所述安装底板和所述安装顶板之间。
优选的，上述超高分辨率泥质沉积物岩心分样器中，所述夹具包括为多个弧形夹片，所述弧形夹片通过固定件连接形成卡环，所述卡环用于圈在所述沉积物钻孔套管外并与所述沉积物钻孔套管固定连接。
优选的，上述超高分辨率泥质沉积物岩心分样器中，所述立柱为多个；所述立柱包括固定连接的上部和下部，所述上部设有外螺纹，且所述上部的外径小于所述下部；所述安装底板套装在所述上部并落在所述下部的上端面；所述上部设有安装螺母，所述安装螺母压紧所述安装顶板的上表面。
优选的，上述超高分辨率泥质沉积物岩心分样器中，所述第一插装孔和所述第二插装孔孔径相同，并且两者的轴线重合。
优选的，上述超高分辨率泥质沉积物岩心分样器中，还包括垫片，所述垫片安装在所述顶升螺杆的顶端，并用于顶紧所述沉积物钻孔套管内样品。
优选的，上述超高分辨率泥质沉积物岩心分样器中，所述垫片的外径与所述沉积物钻孔套管的内径尺寸相同。
本发明提供一种超高分辨率泥质沉积物岩心分样器，其包括底板、丝杆升降机、装配框架；丝杆升降机安装于底板；装配框架固定在底板上，并且装配框架用于夹持沉积物钻孔套管；其中，丝杆升降机的顶升螺杆用于伸入沉积物钻孔套管内，并将沉积物钻孔套管内的样品顶出该沉积物钻孔套管；丝杠升降机中主动蜗杆转动一圈时顶升螺杆的行程为预设值；预设值为亚毫米级。
应用上述超高分辨率泥质沉积物岩心分样器时，将沉积物钻孔套管装夹在装配框架上，然后驱动丝杆升降机的主动蜗杆转动，使丝杆升降机的顶升螺杆向沉积物钻孔套管内推移，从而将沉积物钻孔套管中的沉积物向上亚毫米级地挤出，然后利用专用的陶瓷刀片刮取挤出的沉积物样品，实现超高分辨率的分样。
另外，每次取样完成后，可继续将沉积物钻孔套管中的沉积物向上亚毫米级地挤出并刮取，实现超高分辨率连续分样。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的超高分辨率泥质沉积物岩心分样器的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的丝杠升降机与底板的装配图；
图3为本发明实施例提供的丝杠升降机与装配框架的装配图；
其中，图1-图3中：
丝杆升降机1；底板2；立柱3；安装底板4；安装顶板5；夹具6；垫片7；沉积物钻孔套管8。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种超高分辨率泥质沉积物岩心分样器，其利用丝杆升降机将沉积物钻孔套管内的样品推出，丝杠升降机中顶升螺杆的行程短，便于实现对每年沉积的样品(即亚毫米级别的样品)进行分割。
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。
请参阅图1-图3，本发明实施例提供一种超高分辨率泥质沉积物岩心分样器，其包括底板2、丝杆升降机1、装配框架；丝杆升降机1安装于底板2；装配框架固定在底板2上，并且装配框架用于夹持沉积物钻孔套管8；其中，丝杆升降机1的顶升螺杆用于伸入沉积物钻孔套管8内，并将沉积物钻孔套管8内的样品顶出该沉积物钻孔套管8；丝杠升降机中主动蜗杆转动一圈时顶升螺杆的行程为预设值；预设值为亚毫米级。
应用上述超高分辨率泥质沉积物岩心分样器时，将沉积物钻孔套管8装夹在装配框架上，然后驱动丝杆升降机1的主动蜗杆转动，使丝杆升降机1的顶升螺杆向沉积物钻孔套管8内推移，从而将沉积物钻孔套管8中的沉积物向上亚毫米级地挤出，然后利用专用的陶瓷刀片刮取挤出的沉积物样品，实现超高分辨率的分样。
另外，每次取样完成后，可继续将沉积物钻孔套管8中的沉积物向上亚毫米级地挤出并刮取，实现超高分辨率连续分样。每次取样时，用户可根据预设值以及每年沉积的样品厚度控制主动蜗杆的转动圈数。具体的，预设值可设置为0.5mm或其它值，本实施例不做限定。主动蜗杆上安装有手柄，应用时用户直接旋转手柄即可。
上述装配框架包括：
立柱3，立柱3固定在底板2上；
安装底板4，安装底板4套装并可拆卸地固定在在立柱3上；安装底板4上设有用于插装沉积物钻孔套管8的第一插装孔；
安装顶板5，安装顶板5套装并可拆卸地固定在立柱3上，且安装顶板5与安装底板4间隔布置；安装顶板5上设有用于插装沉积物钻孔套管8的第二插装孔；
夹具6，夹具6用于固定在沉积物钻孔套管8上，并由安装底板4和安装顶板8夹紧。
为了确保顶升螺杆顺畅并完整推出沉积物钻孔套管8内样品，顶升螺杆的轴向与装夹在装配框架上沉积物钻孔套管8的轴向设置为平行，进一步的顶升螺杆和沉积物钻孔套管8两者的轴线设置为重合。
如上超高分辨率泥质沉积物岩心分样器中，夹具6包括为多个弧形夹片，弧形夹片通过固定件连接形成卡环，卡环用于圈在沉积物钻孔套管8外并与沉积物钻孔套管固定连接。
上述立柱3为多个，各立柱3分别焊接或分别通过固定件与底板2固定连接。立柱3包括固定连接的上部和下部，上部设有外螺纹，且上部的外径小于下部；上部与下部同轴；安装底板4套装在上部并落在下部的上端面；上部设有安装螺母，并且安装螺母压紧安装顶板5的上表面。
装夹时，将沉积物钻孔套管8插入第一插装孔，使各弧形夹片圈在沉积物钻孔套管8外并利用固定件连接相邻的弧形夹片，直至卡环固定在沉积物钻孔套管8上，使卡环落在安装底板4上；将安装顶板5套装于沉积物钻孔套管8和上部，使安装螺母旋紧在上部直至安装螺母压紧安装顶板5、卡环、安装底板4和下部即可。
第一插装孔和第二插装孔孔径相同，并且两者的轴线重合。第一插装孔的孔径与沉积物钻孔套管8的外径相同，应用时用户可根据沉积物钻孔套管8的外径选用合适的安装顶板5、安装底板4和夹具，并通过拆卸安装螺母实现更换，使用方便，且适用于多种外径的沉积物钻孔套管8。
进一步的，如上超高分辨率泥质沉积物岩心分样器中，还包括垫片7，垫片7安装在顶升螺杆的顶端，并用于顶紧沉积物钻孔套管8内样品。垫片7的外径与沉积物钻孔套管8的内径尺寸设置为相同。具体的，顶升螺杆外装配有丝杆保护管，垫片7放置在丝杆保护管顶端。应用时，用户可根据需要替换合适尺寸的垫片7。
具体的，上述顶升螺杆沿竖直方向设置，并位于沉积物钻孔套管8下方。丝杆升降机1倒置固定在底板2上，并通过螺栓装配，方便拆卸更换。
本实施例提供的分样器用于对海洋、湖泊和泥炭等沉积物钻孔样品进行亚毫米级的分样，操作方便，分样精确，可实现亚毫米级的连续分样，为利用沉积物样品重建年际环境和古气候变化领域的研究提供了可能，将引领未来这一研究领域的发展方向。
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。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种超高分辨率泥质沉积物岩心分样器，其特征在于，包括：
底板；
丝杆升降机，所述丝杆升降机安装于所述底板；
装配框架，所述装配框架固定在所述底板上，并用于夹持沉积物钻孔套管；
其中，所述丝杆升降机的顶升螺杆用于伸入所述沉积物钻孔套管内，并将所述沉积物钻孔套管内的样品顶出该沉积物钻孔套管；所述丝杠升降机中主动蜗杆转动一圈时所述顶升螺杆的行程为预设值；所述预设值为亚毫米级。
2.根据权利要求1所述的超高分辨率泥质沉积物岩心分样器，其特征在于，所述预设值为0.5mm。
3.根据权利要求1所述的超高分辨率泥质沉积物岩心分样器，其特征在于，所述装配框架包括：
立柱，所述立柱固定在所述底板上；
安装底板，所述安装底板套装并可拆卸地固定在所述立柱上；所述安装底板上设有用于插装所述沉积物钻孔套管的第一插装孔；
安装顶板，所述安装顶板套装并可拆卸地固定在所述立柱上，且所述安装顶板与所述安装底板间隔布置；所述安装顶板上设有用于插装所述沉积物钻孔套管的第二插装孔；
夹具，所述夹具用于固定在所述沉积物钻孔套管上，并夹在所述安装底板和所述安装顶板之间。
4.根据权利要求3所述的超高分辨率泥质沉积物岩心分样器，其特征在于，所述夹具包括为多个弧形夹片，所述弧形夹片通过固定件连接形成卡环，所述卡环用于圈在所述沉积物钻孔套管外并与所述沉积物钻孔套管固定连接。
5.根据权利要求4所述的超高分辨率泥质沉积物岩心分样器，其特征在于，所述立柱为多个；所述立柱包括固定连接的上部和下部，所述上部设有外螺纹，且所述上部的外径小于所述下部；所述安装底板套装在所述上部并落在所述下部的上端面；所述上部设有安装螺母，所述安装螺母压紧所述安装顶板的上表面。
6.根据权利要求3所述的超高分辨率泥质沉积物岩心分样器，其特征在于，所述第一插装孔和所述第二插装孔孔径相同，并且两者的轴线重合。
7.根据权利要求1所述的超高分辨率泥质沉积物岩心分样器，其特征在于，还包括垫片，所述垫片安装在所述顶升螺杆的顶端，并用于顶紧所述沉积物钻孔套管内样品。
8.根据权利要求7所述的超高分辨率泥质沉积物岩心分样器，其特征在于，所述垫片的外径与所述沉积物钻孔套管的内径尺寸相同。
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