CN110836099A - 一种基于绳索打捞器的岩芯获取装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于绳索打捞器的岩芯获取装置，包括：与取芯钻杆通过第一管路相连，用于利用水压将放置于取芯钻杆中的绳索打捞器送入至取芯钻杆的钻头前端的离心泵、与绳索打捞器相连，用于通过收放绳索以从取芯钻杆的钻头前端将绳索打捞器捞出的卷扬机；与取芯钻杆通过第二管路相连，用于根据绳索打捞器的运行要求控制第二管路的通断的调节阀；与离心泵相连，用于在利用第二管路排水时关闭第一管路的单向阀。因此，当需要将绳索打捞器取出时，可以通过打开调节阀，利用第二管路将取芯钻杆中的水排出。因此能够避免频繁地拆装与离心泵相连的水接头，从而降低人力以及时间的消耗、保障管路的密封性，提高通过绳索打捞器获取岩芯的便捷度。

Description

一种基于绳索打捞器的岩芯获取装置

技术领域

本发明涉及隧道掘进领域，特别涉及一种基于绳索打捞器的岩芯获取装置。

背景技术

在隧道掘进过程中，如果突遇大面积涌水或者发生破裂带地层的情况，将会给整个隧道掘进工程带来不可估量的损失。因此，在进行隧道掘进之前，一般利用钻机取芯设备从隧道中取出一定数量的岩芯，通过对岩芯进行分析和研究，对隧道周边的地层进行一定范围的勘探，了解隧道周边岩层的性质及其变化规律，进而指导隧道掘进作业，能够提高隧道掘进过程的安全性和掘进效率。

现有技术中提供了一种基于绳索打捞器的岩芯获取装置用于获取岩芯，通过将绳索打捞器分别与离心泵和卷扬机相连，通过将离心泵与水接头相连，利用水压将绳索打捞器送入到取芯钻杆的钻头前端，通过绳索打捞器提取内管钻具；然后利用卷扬机将绳索打捞器拉回，从而获取通过内管钻具获取到的岩芯。在取出绳索打捞器之前，需要将离心泵与水接头断开，将取芯钻杆内的水排出，以便取出绳索打捞器。频繁地拆装与离心泵相连的水接头的过程将费时、费力、费人工。尤其是在钻探水平孔或者上仰孔时，由于水回水压力较大，使得在拆装与水接头相连的管路的过程中，水柱将四处喷溅，严重影响钻探现场的环境和安全。另外，钻探现场岩石碎屑较多，管路丝扣中夹带的碎屑使得丝扣拧卸困难，并且频繁地拆装管路不仅会降低丝扣的使用寿命，而且会降低管路的密封性。

因此，如何提高通过绳索打捞器获取岩芯的便捷度，降低人力和时间的消耗，以及保障管路的密封性，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，本发明的目的在于提供一种基于绳索打捞器的岩芯获取装置，能够提高通过绳索打捞器获取岩芯的便捷度，降低人力和时间的消耗，以及保障管路的密封性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于绳索打捞器的岩芯获取装置，包括：

与取芯钻杆通过第一管路相连，用于利用水压将放置于所述取芯钻杆中的绳索打捞器送入至所述取芯钻杆的钻头前端的离心泵、与所述绳索打捞器相连，用于通过收放绳索以从所述取芯钻杆的钻头前端将所述绳索打捞器捞出的卷扬机，还包括：

与所述取芯钻杆通过第二管路相连，用于根据所述绳索打捞器的运行要求控制所述第二管路的通断的调节阀；

与所述离心泵相连，用于在利用所述第二管路排水时关闭所述第一管路的单向阀。

优选地，进一步包括：

与所述离心泵相连，用于检测所述第一管路的水压值的压力传感器；

与所述压力传感器相连，用于接收所述水压值，并根据所述水压值计算出所述离心泵的送入力的计算器；

与所述计算器相连，用于根据所述送入力和所述卷扬机的绳索拉力调节所述离心泵的转速或所述卷扬机的绳索拉力的控制器。

优选地，用于为所述离心泵提供水源的供水设备以及用于存储回水的储水设备具体为水罐。

优选地，进一步包括：

设置于所述水罐的罐体侧壁，用于检测所述水罐中的水位并在所述水位低于预设水位阈值时，控制关闭所述离心泵的液位开关。

优选地，进一步包括：

设置于所述调节阀和所述水罐之间的第二管路中，用于过滤所述回水的过滤器。

优选地，进一步包括：

设置于所述第一管路中，用于实时测量所述第一管路中的水流量值的流量计；

与所述流量计相连，用于接收并显示所述水流量值的显示器。

优选地，进一步包括：

与所述压力传感器相连，用于设置所述第一管路中的额定水压值，并在所述水压值大于所述额定水压值时打开，以控制所述第一管路中的所述水压值不超过所述额定水压值的安全阀。

优选地，进一步包括：

与所述液位开关相连，用于在所述水位低于预设水位阈值时，发出对应的提示信息的提示装置。

优选地，进一步包括：

分别设置于所述第一管路中和所述第二管路中，用于显示对应管路中的水压值的压力表。

本发明实施例提供的一种基于绳索打捞器的岩芯获取装置，进一步包括与取芯钻杆通过第二管路相连的调节阀，通过调节阀可以根据绳索打捞器的运行要求控制第二管路的通断，也就是说，当需要将绳索打捞器取出时，可以通过打开调节阀，利用第二管路将取芯钻杆中的水排出。因此，本装置能够避免频繁地拆装与离心泵相连的水接头，从而降低人力以及时间的消耗、保障管路的密封性，提高通过绳索打捞器获取岩芯的便捷度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于绳索打捞器的岩芯获取装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种基于绳索打捞器的岩芯获取装置的结构示意图。

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。

本发明实施例的核心是提供一种基于绳索打捞器的岩芯获取装置，能够提高通过绳索打捞器获取岩芯的便捷度，降低人力和时间的消耗，以及保障管路的密封性。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明实施例提供的一种基于绳索打捞器的岩芯获取装置的结构示意图。如图1所示，一种基于绳索打捞器的岩芯获取装置包括：

与取芯钻杆11通过第一管路相连，用于利用水压将放置于取芯钻杆11中的绳索打捞器12送入至取芯钻杆11的钻头前端的离心泵13、与绳索打捞器12相连，用于通过收放绳索以从取芯钻杆11的钻头前端将绳索打捞器12捞出的卷扬机14，还包括：

与取芯钻杆11通过第二管路相连，用于根据绳索打捞器12的运行要求控制第二管路的通断的调节阀15；

与离心泵13相连，用于在利用第二管路排水时关闭第一管路的单向阀16。

具体的，离心泵13指的是靠叶轮旋转时产生的离心力来输送液体的泵，主要由叶轮、泵体、泵轴、轴承、密封环和填料函等构成。可以理解的是，在实际操作中，须将离心泵13与水源相连，以利用水压推送绳索打捞器12，本实施例对用作水源的供水设备不做限定。通过将取芯钻杆11与离心泵13通过第一管路相连，然后将绳索打捞器12放入取芯钻杆11内，离心泵13利用水压将绳索打捞器12送入至取芯钻杆11的钻头前端。需要说明的是，在实际操作中，可以通过调节离心泵13的转速，来控制送入绳索打捞器12的速度。更具体的，在绳索打捞器12位于取芯钻杆11的入口处或者取芯钻杆11的中部时，可以增大离心泵13的转速，以实现加速送入绳索打捞器12，在绳索打捞器12靠近取芯钻杆11的钻头前端时，则需要降低离心泵13的转速，以降低送入绳索打捞器12的速度。

具体的，卷扬机14指的是用卷筒缠绕钢丝绳或链条提升或牵引重物的轻小型起重设备，又称绞车。本实施例中通过将绳索打捞器12与卷扬机14相连，进而能够通过卷扬机14收放绳索的方式将绳索打捞器12从取芯钻杆11的钻头前端捞出。捞取岩芯时，通过内管钻具获取岩芯，然后通过绳索打捞器12提取内管钻具，从而获取到岩芯。

需要说明的是，本实施例中的第一管路指的是将水送入至取芯钻杆11中的管路，第二管路指的是将水从取芯钻杆11中排出管路，且“第一”和“第二”不作为具体的限定。

可以理解的是，由于在将绳索打捞器12送入至取芯钻杆11的钻头前端时，具体是利用水压将绳索打捞器12送入的，因此取芯钻杆11中将存储有大量的水。从而，在捞出绳索打捞器12之前，需要将取芯钻杆11中的水排出。本实施例利用调节阀15与取芯钻杆11通过第二管路相连，然后根据绳索打捞器12的运行要求控制第二管路的通断。更具体的，在需要将绳索打捞器12送入时，通过调节阀15控制第二管路关闭，此时利用离心泵13向取芯钻杆11中送水；在需要捞出绳索打捞器12时，则通过调节阀15控制第二管路打开，以将取芯钻杆11中的水排出。

在实际操作中，在将取芯钻杆11中的水排出时，需要同时将第一管路关闭，因此本实施例在与离心泵13相连的第二管路上进一步设置单向阀16，以防止水反流，保护元器件。

本发明实施例提供的一种基于绳索打捞器的岩芯获取装置，进一步包括与取芯钻杆通过第二管路相连的调节阀，通过调节阀可以根据绳索打捞器的运行要求控制第二管路的通断，也就是说，当需要将绳索打捞器取出时，可以通过打开调节阀，利用第二管路将取芯钻杆中的水排出。因此，本装置能够避免频繁地拆装与离心泵相连的水接头，从而降低人力以及时间的消耗、保障管路的密封性，提高通过绳索打捞器获取岩芯的便捷度。

图2为本发明实施例提供的另一种基于绳索打捞器的岩芯获取装置的结构示意图。如图2所示，在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，本实施例进一步包括：

与离心泵13相连，用于检测第一管路的水压值的压力传感器17；

与压力传感器17相连，用于接收水压值，并根据水压值计算出离心泵13的送入力的计算器18；

与计算器18相连，用于根据送入力和卷扬机14的绳索拉力调节离心泵13的转速或卷扬机14的绳索拉力的控制器19。

首先需要说明的是，在实际操作中，压力传感器17、计算器18和控制器19还可以是一体化设置，本实施例对此不做限定。

具体的，压力传感器17用于检测第一管路中的水压值，本实施例对压力传感器17的具体类型不做限定。

具体的，计算器18接收压力传感器17获取到的水压值，然后根据水压值计算离心泵13将绳索打捞器12送入至取芯钻杆11的钻头前端的送入力。需要说明的是，具体可以是根据水压值、送入管道的内径以及水质因素等计算，本实施例对具体的计算方式不做限定。

具体的，控制器19根据计算器18计算得出的送入力以及卷扬机14的绳索拉力，调节离心泵13的转速或调节卷扬机14的绳索拉力，达到送入力与绳索拉力两者的平衡，以实现将绳索打捞器12送入至取芯钻杆11的钻头前端的过程中，绳索打捞器12的送入速度的加速和减速调节，从而减小绳索打捞器12与取芯钻杆11的钻头前端的碰撞力，保护绳索打捞器12和取芯钻杆11。

在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，本实施例中，用于为离心泵13提供水源的供水设备以及用于存储回水的储水设备具体为水罐20。

具体的，水罐20指的是能够存储水的设备，因此在本实施例中，水罐20既可以作为供水设备，又可作为储水设备。在实际操作中，将离心泵13和调节阀15分别与水罐20通过对应的管路相连，利用水罐20中的水为离心泵13提供水源，同时，在为取芯钻杆排水时，将排出的水存储至该水罐中，从而实现水的循环利用，避免造成水资源的浪费。

在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，本实施例进一步包括：

设置于水罐20的罐体侧壁，用于检测水罐20中的水位并在水位低于预设水位阈值时，控制关闭离心泵13的液位开关21。

可以理解的是，随着离心泵13将水罐20中的水通过第一管路送入至取芯钻杆11中，水罐20中的水位将逐渐下降。本实施例将液位开关21设置于水罐20的罐体侧壁，用液位开关21检测水罐20中的水位，设置液位开关21的位置即为预设水位阈值，当水位下降至设置液位开关21的位置以下时，即表示当前水位低于预设水位阈值，也即表示水罐20中的水量不够，因此通过断开液位开关21的线路的方式来实现控制关闭离心泵13，以避免水罐20内的水位过低导致离心泵13干吸，造成离心泵13的损坏。

作为优选的实施方式，本实施例进一步包括：

与液位开关21相连，用于在水位低于预设水位阈值时，发出对应的提示信息的提示装置。

具体的，当通过液位开关21检测到水罐20中的水量不够时，进一步通过与液位开关21的提示装置发出对应的提示信息，以通知用户当前水罐20中的水位较低，需要及时补充水。

需要说明的是，本实施例中对提示装置的具体类型不做限定，作为优选的实施方式，提示装置可以是蜂鸣器和/或指示灯。可以理解的是，蜂鸣器和指示灯作为常用的提示装置，不仅能够简单直观地达到提示的效果，而且使用简单，价格便宜，因此，本实施例中优选地使用蜂鸣器和/或指示灯作为提示装置。

可见，本实施例通过进一步利用提示装置提示当前的水位情况，进一步避免造成对离心泵的损坏。

在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，本实施例进一步包括：

设置于调节阀15和水罐20之间的第二管路中，用于过滤回水的过滤器22。

可以理解的是在，由于本实施例是通过第二管路将取芯钻杆11中的水排出，回收至水罐20中，因此本实施例进一步包括设置于调节阀15和水罐20之间的第二管路中的过滤器22，过滤器22用于过滤掉第二管路中的回水的杂质，保障返回至水罐20中的回水的清洁度，以便于将水罐20中的水实现循环利用。

可见，本实施例通过进一步在调节阀15和水罐20之间的第二管路设置过滤器22，能够提高水罐20中水的清洁度，能够实现水的循环利用，节约水资源。

在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，本实施例进一步包括：

设置于第一管路中，用于实时测量第一管路中的水流量值的流量计23；

与流量计23相连，用于接收并显示水流量值的显示器24。

具体的，流量计23指的是用于测试第一管路中的水流量情况的仪表，具体指示第一管路中的水在选定的时间间隔内流体总量。可以理解的是，流量计23的类型多种多样，本实施例对流量计23的具体类型也不做限定。

可以理解的是，在将绳索打捞器12送入的过程中，第一管路中的水流量将可能因为环境或离心泵13的工作电压等外界因素发生变化，因此本实施例进一步在第一管路中设置流量计23，以实时测量第一管路中的水流量值。

具体的，在利用流量计23获取到水流量值之后，将进一步将获取到的流量值通过显示器24展示出来。需要说明地是，显示器24具体可以是TFT(Thin Film Transistor，薄膜场效应晶体管)液晶显示屏或UFB(Ultra Fine&Bright)液晶显示屏或OLED(OrganicLight-Emitting Diode，有机发光二极管)显示屏等。

需要说明的是，在实际操作中，可以将显示器24设置于主控室，因此可以根据绳索打捞器12运行速度与水流量值的匹配关系，通过调节离心泵13的转速来控制水流量值，从而能够更加精准地控制绳索打捞器的运行速度。

可见，本实施例通过进一步利用显示屏显示实时监测到的水流量值，能更便于用户查看，进一步提升用户的使用体验。

在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，本实施例进一步包括：

与压力传感器17相连，用于设置第一管路中的额定水压，并在水压值大于额定水压值时打开，以控制第一管路中的水压值不超过额定水压值的安全阀。

考虑到在实际操作中，可能存在当前的第一管路中的水压值过高导致仪器损坏的情况，在本实施例中，进一步设置安全阀25。通过在安全阀25中设置第一管路中的额定水压值，若当前检测得出的第一管路中的水压值小于额定水压值，则表示当前第一管路处于正常状态，安全阀关闭；若当前检测得出的第一管路中的水压值小于额定水压值，通过打开安全阀25，将第一管路中的水排出一些，从而实现降低第一管路中的水压的效果，即，控制第一管路中的水压值不超过额定水压值。

可见，本实施例进一步通过在第一管路中设置安全阀，以保障整个装置的水压安全。

在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，本实施例进一步包括：

分别设置于第一管路中和第二管路中，用于显示对应管路中的水压值的压力表26。

具体的，在本实施例中，是分别在第一管路和第二管路中设置压力表26，以分别显示第一管路中的压力值和第二管路中的压力值。需要说明的是，由于压力表26适用于检测第一管路和第二管路中的压力值，因此一般将压力表26设置于管路的中间位置，以避免入水口或者出水口的水压值的影响对检测结果造成偏差。

可以理解的是，压力表26的类型多种多样，如根据显示类型分为数字型和指针型的压力表，如根据精度类型也有多种不同精度的压力表，本实施例对压力表的具体类型不做限定，一般根据实际需求进行选择。

可见，本实施例进一步通过压力表检测第一管路和第二管路中的水压值，能够让用户直接明了地知晓当前管路中的水压情况，以对离心泵或者单向阀进行调节，保障管路的安全性。

以上对本发明所提供的基于绳索打捞器的岩芯获取装置进行了详细介绍。本文中应用了具体实施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。

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。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

Claims (9)

1.一种基于绳索打捞器的岩芯获取装置，包括：与取芯钻杆通过第一管路相连，用于利用水压将放置于所述取芯钻杆中的绳索打捞器送入至所述取芯钻杆的钻头前端的离心泵、与所述绳索打捞器相连，用于通过收放绳索以从所述取芯钻杆的钻头前端将所述绳索打捞器捞出的卷扬机，其特征在于，还包括：

与所述取芯钻杆通过第二管路相连，用于根据所述绳索打捞器的运行要求控制所述第二管路的通断的调节阀；

与所述离心泵相连，用于在利用所述第二管路排水时关闭所述第一管路的单向阀。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括：

与所述离心泵相连，用于检测所述第一管路的水压值的压力传感器；

与所述压力传感器相连，用于接收所述水压值，并根据所述水压值计算出所述离心泵的送入力的计算器；

与所述计算器相连，用于根据所述送入力和所述卷扬机的绳索拉力调节所述离心泵的转速或所述卷扬机的绳索拉力的控制器。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，用于为所述离心泵提供水源的供水设备以及用于存储回水的储水设备具体为水罐。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，进一步包括：

设置于所述水罐的罐体侧壁，用于检测所述水罐中的水位并在所述水位低于预设水位阈值时，控制关闭所述离心泵的液位开关。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，进一步包括：

设置于所述调节阀和所述水罐之间的第二管路中，用于过滤所述回水的过滤器。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括：

设置于所述第一管路中，用于实时测量所述第一管路中的水流量值的流量计；

与所述流量计相连，用于接收并显示所述水流量值的显示器。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，进一步包括：

与所述压力传感器相连，用于设置所述第一管路中的额定水压值，并在所述水压值大于所述额定水压值时打开，以控制所述第一管路中的所述水压值不超过所述额定水压值的安全阀。

8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，进一步包括：

与所述液位开关相连，用于在所述水位低于预设水位阈值时，发出对应的提示信息的提示装置。

9.根据权利要求1至8任一项所述的装置，其特征在于，进一步包括：

分别设置于所述第一管路中和所述第二管路中，用于显示对应管路中的水压值的压力表。

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