CN111665083A - 一种富有机质泥岩段高效取样装置 - Google Patents

一种富有机质泥岩段高效取样装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种富有机质泥岩段高效取样装置，包括底座、环台座、样品放置组件、支撑臂以及连接臂，其中所述底座的中部设置有所述样品放置组件，用于放置待取样的原始岩样，所述底座上还固定有环台座，所述环台座的一侧固定有支撑臂，所述支撑臂上可上下移动的连接有所述连接臂；所述连接臂的另一端采用安装座设置有取样组件，所述取样组件的取样端为圆筒状，且通过驱动取样端进行转动，能够将原始岩样中分离出柱状样品，以便后续的力学测试；所述环台座上还设置有多组柔性夹持组件，所述柔性夹持组件能够从原始岩样的上方向下柔性按压原始岩样，使其能够保持被柔性夹持组件以及样品放置组件共同夹持状态，提高了原始岩样在取样过程中的稳定性。

Description

一种富有机质泥岩段高效取样装置
技术领域
本发明涉及岩体取样技术领域，具体是一种富有机质泥岩段高效取样装置。
背景技术
在对富有机质泥岩段进行力学研究的过程中，需要将原始岩样进行取样，从而使之成为符合力学测试试样的尺寸，而泥岩是一种弱固结的黏土经过中等程度的后生作用形成强固结的岩石，其遇水会水化解体，在取样过程中，需对原始需对取样时产生的碎屑进行及时的清理，否侧会影响其整体的完整性，另外，由于原始岩样的形状不规则，对于原始岩样的稳定夹持成为重中之重，否则，在取样过程中，原始岩样晃动，会导致所钻取的柱形样品不够标准，后续在套设轴套进行轴压测试时，轴套与样品之间不能够完全匹配，直接影响实验数据的准确性。
因此，本领域技术人员提供了一种富有机质泥岩段高效取样装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种富有机质泥岩段高效取样装置，其包括底座、环台座、样品放置组件、支撑臂以及连接臂，其中，所述底座的中部设置有所述样品放置组件，用于放置待取样的原始岩样，所述底座上还固定有环台座，所述环台座的一侧固定有支撑臂，所述支撑臂上可上下移动的连接有所述连接臂；
所述连接臂的另一端采用安装座设置有取样组件，所述取样组件的取样端为圆筒状，且通过驱动取样端进行转动，能够将原始岩样中分离出一柱状样品，以便后续的力学测试；
所述环台座上还设置有多组柔性夹持组件，所述柔性夹持组件能够从原始岩样的上方向下柔性按压原始岩样，使其能够保持被柔性夹持组件以及样品放置组件共同夹持状态。
进一步，作为优选，所述样品放置组件包括通气支撑柱、放置座、立柱以及弹性透气板，其中，所述通气支撑柱竖直固定于底座的中部，所述通气支撑柱的另一端固定有放置座，且所述通气支撑柱与放置座相连通设置，所述放置座为凹槽形，其顶部固定有弹性透气板作为其封口板，所述弹性透气板与放置座之间采用多组立柱作为支撑，所述弹性透气板能够弹性支撑原始岩样。
进一步，作为优选，所述环台座远离支撑臂的一端设置有冷风装置，所述冷风装置的冷气输出端采用软管与通气支撑柱相连通，从而通过弹性透气板持续为原始岩样以及其周围提供较冷的空气。
进一步，作为优选，多组所述柔性夹持组件圆周阵列在所述通气支撑柱的外部，以便从多个方向对原始岩样的顶部进行向下锁紧在弹性透气板上。
进一步，作为优选，所述柔性夹持组件包括齿牙轨、滑座、气缸座以及压紧缸，其中，多组柔性夹持组件中的齿牙轨圆周阵列固定在通气支撑柱的外表面，且多个所述齿牙轨沿着通气支撑柱的径向方向延伸且伸至固定在环台座的内壁上；
所述齿牙轨上对称滑动套设有两组滑座，所述滑座中转设置有关于齿牙轨上下对称的两组行走轮，所述行走轮由固定在滑座外部的行走电机进行驱动转动，所述行走轮与齿牙轨对应啮合；
两组滑座之间固定支撑有一气缸座，所述气缸座上固定有竖直放置的压紧缸，所述压紧缸的伸缩端固定锁紧头；且，
通过滑座的径向移动，能够使得锁紧头适应不同跨度的原始岩样。
进一步，作为优选，所述锁紧头包括压紧板、包裹囊以及弹性橡胶，其中所述压紧板的一端固定在压紧缸的伸缩端，所述压紧板靠近原始岩样的一侧固定有弹性橡胶，所述弹性橡胶的下方固定有包裹囊，所述弹性橡胶以及包裹囊均为倾斜设置。
进一步，作为优选，所述取样组件包括取样筒、扶正筒、安装筒以及密封轴承件，其中所述取样筒的上下两端均采用密封轴承件转动设置于所述扶正筒中，所述扶正筒上下两端均采用连接环座固定于安装筒中，所述安装筒固定于连接臂中；
所述取样筒由固定在连接臂上方的取样电机进行驱动转动，从而实现柱形取样。
进一步，作为优选，所述取样筒上开设有位于两组密封轴承件之间的碎屑排出口，所述碎屑排出口的外部可相对转动的套设有吸附套筒，所述吸附套筒固定于扶正套筒的内壁上且与吸尘装置的吸入端连通；
所述取样筒的内壁上还内嵌有打磨套，所述打磨套的内径与取样筒的内径相同。
进一步，作为优选，所述连接臂的下方还设置有上压组件，所述上压组件包括滑动板、压紧弹簧、压紧环板以及伸缩杆，其中，所述滑动板滑动套设在取样筒的外部，所述滑动板中采用多组压紧弹簧可缓冲的连接有压紧环板，所述滑动板还由固定在连接臂下方的多组伸缩杆进行驱动伸缩。
进一步，作为优选，所述环台座上固定有横截面为凸字形的导流框，所述导流框能够将样品放置组件、柔性夹持组件所包裹，且所述导流框的顶部为开口状。
与现有技术相比，本发明提供了一种富有机质泥岩段高效取样装置，具备以下有益效果：
1.本装置中，设置有样品放置组件、柔性夹持组件以及上压组件，从而能够实现对于原始岩样的全方位锁紧，提高原始岩样在取样时的稳定性，其中，样品放置组件中的立柱为间隔设置，从而使得相邻立柱之间的弹性透气板能够允许微量形变，便于适应不同形状的原始岩样，为其提供较好的支撑包裹，提高了弹性透气板与原始岩样之间的摩擦力，并且柔性夹持组件中，通过滑座的径向移动，能够快速的使得锁紧头适应不同跨度的原始岩样，通过压紧缸驱动锁紧头锁紧原始岩样的四周，以便从多个方向对原始岩样的顶部进行向下锁紧在弹性透气板上，防止因原始岩样的晃动，导致的柱形样品不够标准，从而影响后续实验的准确性。
2.本装置中在取样筒进行柱形取样的过程中，吸尘装置能够吸附取样过程中所产生的靠近取样筒内侧的碎屑，防止碎屑随着取样筒的转动而损坏柱形岩样的表面，并且，取样筒的内壁上还内嵌有打磨套，便于在取样的同时，对其表面进行打磨，节省了后续打磨步骤，提高了取样效率，为后续套设轴套进行轴压测试，打下了基础。
附图说明
图1为一种富有机质泥岩段高效取样装置的整体结构示意图；
图2为一种富有机质泥岩段高效取样装置的下半部分结构示意图；
图3为一种富有机质泥岩段高效取样装置中取样组件的结构示意图；
图4为一种富有机质泥岩段高效取样装置中柔性夹持组件的俯视结构示意图；图中：1、底座；2、环台座；3、样品放置组件；4、柔性夹持组件；5、冷风装置；6、支撑臂；7、连接臂；8、上压组件；9、取样组件；10、取样电机；11、安装座；12、导流框；
31、通气支撑柱；32、放置座；33、立柱；34、弹性透气板；
41、齿牙轨；42、滑座；43、气缸座；44、压紧缸；45、行走轮；46、压紧板；47、包裹囊；48、弹性橡胶；
81、滑动板；82、压紧弹簧；83、压紧环板；84、伸缩杆；
91、取样筒；92、扶正筒；93、安装筒；94、密封轴承件；95、打磨套；96、碎屑排出口；97、吸附套筒。
具体实施方式
请参阅图1～4，本发明实施例中，一种富有机质泥岩段高效取样装置，其包括底座1、环台座2、样品放置组件3、支撑臂6以及连接臂7，其中，所述底座1的中部设置有所述样品放置组件3，用于放置待取样的原始岩样，所述底座1上还固定有环台座2，所述环台座2的一侧固定有支撑臂6，所述支撑臂6上可上下移动的连接有所述连接臂7，具体的，支撑臂6可采用丝杠螺母副结构驱动与其滑动相连的连接臂7进行上下滑动；
所述连接臂7的另一端采用安装座11设置有取样组件9，所述取样组件9的取样端为圆筒状，且通过驱动取样端进行转动，能够将原始岩样中分离出一柱状样品，以便后续的力学测试；
所述环台座2上还设置有多组柔性夹持组件4，所述柔性夹持组件4能够从原始岩样的上方向下柔性按压原始岩样，使其能够保持被柔性夹持组件4以及样品放置组件3共同夹持状态。
本实施例中，如图2，所述样品放置组件3包括通气支撑柱31、放置座32、立柱33以及弹性透气板34，其中，所述通气支撑柱31竖直固定于底座1的中部，所述通气支撑柱31的另一端固定有放置座32，且所述通气支撑柱31与放置座32相连通设置，所述放置座32为凹槽形，其顶部固定有弹性透气板34作为其封口板，所述弹性透气板34与放置座32之间采用多组立柱33作为支撑，所述弹性透气板34能够弹性支撑原始岩样，并且，立柱33为间隔设置，从而使得相邻立柱33之间的弹性透气板34能够允许微量形变，便于适应不同形状的原始岩样，为其提供较好的支撑包裹，提高了弹性透气板34与原始岩样之间的摩擦力。
作为较佳的实施例，所述环台座2远离支撑臂6的一端设置有冷风装置5，所述冷风装置5的冷气输出端采用软管与通气支撑柱31相连通，从而通过弹性透气板34持续为原始岩样以及其周围提供较冷的空气，原始岩样能够传递温度，为与其相接触的取样组件的取样端提供制冷降温，防止取样组件的取样端过热，影响整体的取样，另外，冷风装置5为如空调这样的现有装置，故此不再赘述。
作为较佳的实施例，如图2和图4，多组所述柔性夹持组件4圆周阵列在所述通气支撑柱31的外部，以便从多个方向对原始岩样的顶部进行向下锁紧在弹性透气板34上。
本实施例中，如图2，所述柔性夹持组件4包括齿牙轨41、滑座42、气缸座43以及压紧缸44，其中，多组柔性夹持组件4中的齿牙轨41圆周阵列固定在通气支撑柱31的外表面，且多个所述齿牙轨41沿着通气支撑柱31的径向方向延伸且伸至固定在环台座2的内壁上；
所述齿牙轨41上对称滑动套设有两组滑座42，所述滑座42中转设置有关于齿牙轨41上下对称的两组行走轮45，所述行走轮45由固定在滑座42外部的行走电机进行驱动转动，所述行走轮45与齿牙轨41对应啮合；
两组滑座42之间固定支撑有一气缸座43，所述气缸座43上固定有竖直放置的压紧缸44，所述压紧缸44的伸缩端固定锁紧头；且，
每个滑座42均为独立运动，通过滑座42的径向移动，能够快速的使得锁紧头适应不同跨度的原始岩样，为后续的夹紧提供良好的基础。
为了进一步提高锁紧头与原始岩样之间的摩擦力，所述锁紧头包括压紧板46、包裹囊47以及弹性橡胶48，其中所述压紧板46的一端固定在压紧缸44的伸缩端，所述压紧板46靠近原始岩样的一侧固定有弹性橡胶48，所述弹性橡胶48的下方固定有包裹囊47，所述弹性橡胶48以及包裹囊47均为倾斜设置，包裹囊中充有百分之80的气体，便于包裹与之相接触的部分原始岩样。
本实施例中，如图1和图3，所述取样组件9包括取样筒91、扶正筒92、安装筒93以及密封轴承件94，其中所述取样筒91的上下两端均采用密封轴承件94转动设置于所述扶正筒92中，密封轴承件包括密封轴承以及密封圈等部件，在此不再赘述，所述扶正筒92上下两端均采用连接环座固定于安装筒93中，所述安装筒93固定于连接臂7中；
所述取样筒91由固定在连接臂7上方的取样电机10进行驱动转动，从而实现柱形取样。
作为较佳的实施例，所述取样筒91上开设有位于两组密封轴承件94之间的碎屑排出口96，所述碎屑排出口96的外部可相对转动的套设有吸附套筒97，所述吸附套筒97固定于扶正套筒92的内壁上且与吸尘装置的吸入端连通，吸尘装置可优选吸尘器，从而使得在柱形取样的过程中，吸附取样过程中所产生的靠近取样筒内侧的碎屑，防止碎屑随着取样筒的转动而损坏柱形岩样的表面；
所述取样筒91的内壁上还内嵌有打磨套95，所述打磨套95的内径与取样筒91的内径相同。
本实施例中，如图3，所述连接臂7的下方还设置有上压组件8，所述上压组件8包括滑动板81、压紧弹簧82、压紧环板83以及伸缩杆84，其中，所述滑动板81滑动套设在取样筒91的外部，所述滑动板81中采用多组压紧弹簧82可缓冲的连接有压紧环板83，所述滑动板81还由固定在连接臂7下方的多组伸缩杆84进行驱动伸缩，在具体实施时，通过伸缩杆84驱动压紧环板83向下按压原始岩样，能够进一步保证在取样过程中，岩样的稳定。
作为较佳的实施例，所述环台座2上固定有横截面为凸字形的导流框12，所述导流框12能够将样品放置组件3、柔性夹持组件4所包裹，且所述导流框12的顶部为开口状。
在具体实施时，先将原始岩样放置在弹性透气板34上，通过滑座42的径向移动，能够快速的使得锁紧头适应不同跨度的原始岩样，此时通过压紧缸44驱动锁紧头锁紧原始岩样的四周，并且利用压紧环板83压紧原始岩样的中部，实现全方位锁紧，提高原始岩样在取样时的稳定性，防止因原始岩样的晃动，导致的柱形样品不够标准，取样时，取样筒91由固定在连接臂7上方的取样电机10进行驱动转动，从而实现柱形取样。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种富有机质泥岩段高效取样装置，其包括底座(1)、环台座(2)、样品放置组件(3)、支撑臂(6)以及连接臂(7)，其中，所述底座(1)的中部设置有所述样品放置组件(3)，用于放置待取样的原始岩样，所述底座(1)上还固定有环台座(2)，所述环台座(2)的一侧固定有支撑臂(6)，所述支撑臂(6)上可上下移动的连接有所述连接臂(7)；
其特征在于：所述连接臂(7)的另一端采用安装座(11)设置有取样组件(9)，所述取样组件(9)的取样端为圆筒状，且通过驱动取样端进行转动，能够将原始岩样中分离出一柱状样品，以便后续的力学测试；
所述环台座(2)上还设置有多组柔性夹持组件(4)，所述柔性夹持组件(4)能够从原始岩样的上方向下柔性按压原始岩样，使其能够保持被柔性夹持组件(4)以及样品放置组件(3)共同夹持状态。
2.根据权利要求1所述一种富有机质泥岩段高效取样装置，其特征在于：所述样品放置组件(3)包括通气支撑柱(31)、放置座(32)、立柱(33)以及弹性透气板(34)，其中，所述通气支撑柱(31)竖直固定于底座(1)的中部，所述通气支撑柱(31)的另一端固定有放置座(32)，且所述通气支撑柱(31)与放置座(32)相连通设置，所述放置座(32)为凹槽形，其顶部固定有弹性透气板(34)作为其封口板，所述弹性透气板(34)与放置座(32)之间采用多组立柱(33)作为支撑，所述弹性透气板(34)能够弹性支撑原始岩样。
3.根据权利要求2所述一种富有机质泥岩段高效取样装置，其特征在于：所述环台座(2)远离支撑臂(6)的一端设置有冷风装置(5)，所述冷风装置(5)的冷气输出端采用软管与通气支撑柱(31)相连通，从而通过弹性透气板(34)持续为原始岩样以及其周围提供较冷的空气。
4.根据权利要求2所述一种富有机质泥岩段高效取样装置，其特征在于：多组所述柔性夹持组件(4)圆周阵列在所述通气支撑柱(31)的外部，以便从多个方向对原始岩样的顶部进行向下锁紧在弹性透气板(34)上。
5.根据权利要求4所述一种富有机质泥岩段高效取样装置，其特征在于：所述柔性夹持组件(4)包括齿牙轨(41)、滑座(42)、气缸座(43)以及压紧缸(44)，其中，多组柔性夹持组件(4)中的齿牙轨(41)圆周阵列固定在通气支撑柱(31)的外表面，且多个所述齿牙轨(41)沿着通气支撑柱(31)的径向方向延伸且伸至固定在环台座(2)的内壁上；
所述齿牙轨(41)上对称滑动套设有两组滑座(42)，所述滑座(42)中转设置有关于齿牙轨(41)上下对称的两组行走轮(45)，所述行走轮(45)由固定在滑座(42)外部的行走电机进行驱动转动，所述行走轮(45)与齿牙轨(41)对应啮合；
两组滑座(42)之间固定支撑有一气缸座(43)，所述气缸座(43)上固定有竖直放置的压紧缸(44)，所述压紧缸(44)的伸缩端固定锁紧头；且，
通过滑座(42)的径向移动，能够使得锁紧头适应不同跨度的原始岩样。
6.根据权利要求5所述一种富有机质泥岩段高效取样装置，其特征在于：所述锁紧头包括压紧板(46)、包裹囊(47)以及弹性橡胶(48)，其中所述压紧板(46)的一端固定在压紧缸(44)的伸缩端，所述压紧板(46)靠近原始岩样的一侧固定有弹性橡胶(48)，所述弹性橡胶(48)的下方固定有包裹囊(47)，所述弹性橡胶(48)以及包裹囊(47)均为倾斜设置。
7.根据权利要求1所述一种富有机质泥岩段高效取样装置，其特征在于：所述取样组件(9)包括取样筒(91)、扶正筒(92)、安装筒(93)以及密封轴承件(94)，其中所述取样筒(91)的上下两端均采用密封轴承件(94)转动设置于所述扶正筒(92)中，所述扶正筒(92)上下两端均采用连接环座固定于安装筒(93)中，所述安装筒(93)固定于连接臂(7)中；
所述取样筒(91)由固定在连接臂(7)上方的取样电机(10)进行驱动转动，从而实现柱形取样。
8.根据权利要求7所述一种富有机质泥岩段高效取样装置，其特征在于：所述取样筒(91)上开设有位于两组密封轴承件(94)之间的碎屑排出口(96)，所述碎屑排出口(96)的外部可相对转动的套设有吸附套筒(97)，所述吸附套筒(97)固定于扶正套筒(92)的内壁上且与吸尘装置的吸入端连通；
所述取样筒(91)的内壁上还内嵌有打磨套(95)，所述打磨套(95)的内径与取样筒(91)的内径相同。
9.根据权利要求7所述一种富有机质泥岩段高效取样装置，其特征在于：所述连接臂(7)的下方还设置有上压组件(8)，所述上压组件(8)包括滑动板(81)、压紧弹簧(82)、压紧环板(83)以及伸缩杆(84)，其中，所述滑动板(81)滑动套设在取样筒(91)的外部，所述滑动板(81)中采用多组压紧弹簧(82)可缓冲的连接有压紧环板(83)，所述滑动板(81)还由固定在连接臂(7)下方的多组伸缩杆(84)进行驱动伸缩。
10.根据权利要求1所述一种富有机质泥岩段高效取样装置，其特征在于：所述环台座(2)上固定有横截面为凸字形的导流框(12)，所述导流框(12)能够将样品放置组件(3)、柔性夹持组件(4)所包裹，且所述导流框(12)的顶部为开口状。
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