CN111795847A - 一种便携式浅层泥岩取样机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式浅层泥岩取样机构，其包括外部壳体、支护座、内置取样组件、侧抽采组件以及储存筒座，其中，所述外部壳体的下端面倒扣固定设置有支护座，该所述支护座与浅层泥岩外表面充分贴合接触，并通过设置其圆周外侧的多个固定件临时伸入固定在浅层泥岩上，所述外部壳体内的竖直方向上同轴设置有内置取样组件，所述内置取样组件在进行取样工作时将取样管件伸入浅层泥岩内；所述外部壳体的左右两侧均设置有侧抽采组件，所述侧抽采组件对泥岩样本进一步分层抽取，并根据其抽采成分比得出浅层泥岩内部分层结构；所述外部壳体上左右错开排设有储存筒座，各所述储存筒座与侧抽采组件相连通，有效对各分层抽采样本进行存储。

Description

一种便携式浅层泥岩取样机构

技术领域

本发明涉及泥岩取样装置技术领域，具体为一种便携式浅层泥岩取样机构。

背景技术

为了解地表及地下深层岩石的物理力学性质，每年要进行大量岩石力学实验。当前，泥岩成功取样是岩石力学界公认的取样难题。由于泥岩是由泥质及黏士固化而成的一种沉积岩，其层理明显，胶结交弱，硬度低，脆性好，遇水水化解体，现有技术在对浅层泥岩取进行取样时，需要通过取样机构对浅层泥岩取进行取样，现有的取样机构一般将取样机构放置在浅层泥岩表面，然后对其进行局部挖掘，并通过旋转叶片将其从地表层提取出，而此类方法会对样本内部分层结构造成严重破坏，不便于对泥岩进行结构分析，且在抽取时，由于内部成分不完整造成各分层比例不具备准确性，导致取样实验结果精度较低，因此有必要提出一种便携式浅层泥岩取样机构，以解决上述问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种便携式浅层泥岩取样机构，其包括外部壳体、支护座、内置取样组件、侧抽采组件以及储存筒座，其中，所述外部壳体的下端面倒扣固定设置有支护座，该所述支护座与浅层泥岩外表面充分贴合接触，并通过设置其圆周外侧的多个固定件临时伸入固定在浅层泥岩上，所述外部壳体内的竖直方向上同轴设置有内置取样组件，

所述内置取样组件在进行取样工作时将取样管件伸入浅层泥岩内，并通过其旋转伸缩功将泥岩样本从浅层泥岩层内完整取出；

所述外部壳体的左右两侧均设置有侧抽采组件，所述侧抽采组件对泥岩样本进一步分层抽取，并根据其抽采成分比得出浅层泥岩内部分层结构；

所述外部壳体上左右错开排设有储存筒座，各所述储存筒座与侧抽采组件相连通，有效对各分层抽采样本进行存储。

作为本发明的一种优选技术方案，所述内置取样组件包括液压伸缩杆、连接座、辅助弹簧、伸缩套筒、旋转电机以及取样管件，其中，所述外部壳体内同轴设置有内筒壁，所述内筒壁的上端面中心位置通过轴承座内嵌可相对转动的设置有连接座，该所述连接座上竖直贯穿有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的输出端可相对上下滑动的伸入内筒壁内，

所述液压伸缩杆的末端固定有取样管件，并通过所述取样管件对浅层泥岩区域取样；

所述外部壳体内还安装有旋转电机，所述旋转电机的输出端通过齿轮啮合作用与连接座啮合传动，使得当所述液压伸缩杆上下调节取样管件的相对位面高度时，其驱动取样管件匀速圆周旋转工作；

所述液压伸缩杆靠近取样管件的一端外还套设有伸缩套筒，该所述伸缩套筒呈两段可伸缩式结构，且其内部平行设置有多个辅助弹簧。

作为本发明的一种优选技术方案，所述取样管件的管壁上左右错开设置有多个抽采孔，且，所述取样管件的下端面外圆周侧壁上设置有多个旋转螺纹。

作为本发明的一种优选技术方案，所述侧抽采组件包括主连接杆、外设撑板、连接弹簧、支撑板件以及分层抽采筒座，其中，所述外部壳体的左右两侧对称可相对滑动的设置有主连接杆，所述主连接杆的一端伸入所述外部壳体内，并与支撑板件连接固定，

所述主连接杆的另一端垂直连接有外设撑板，所述外设撑板与外部壳体之间上下对称铰接有多个辅助支杆，所述辅助支杆之间连接固定有连接弹簧；

所述支撑板件上靠近取样管件的一侧端面上下均匀排设有多个分层抽采筒座，各所述分层抽采筒座与取样管件上的抽采孔一一对应设置，使得所述分层抽采筒座通过抽采孔对泥岩样本进行分层抽取，并通过各分层抽采筒座内的抽采成分比例有效计算浅层泥岩内部分层结构，

各所述分层抽采筒座通过输送管件与储存筒座相连通。

作为本发明的一种优选技术方案，所述分层抽采筒座还包括外固定筒、内置筒座以及连接管，其中，所述外固定筒的一端通过限位件内嵌固定在支撑板件上，所述外固定筒内横向固定有内置筒座；

所述内置筒座与外固定筒呈同心圆结构，且，所述内置筒座与外固定筒均通过连接管与储存筒座相连通，当所述分层抽采筒座对泥岩样本进行分层抽取时，其通过内置筒座与外固定筒再次将泥岩样本内外分层，使得泥岩样本颗粒经由连接管输送至储存筒座内。

作为本发明的一种优选技术方案，所述外固定筒与内固定筒的内筒壁上均匀倾斜排设有多个吸收头座一以及吸收头座二，所述吸收头座一与吸收头座二对泥岩样本区域范围进行吸收抽取。

作为本发明的一种优选技术方案，所述储存筒座包括前端盖、连接筒、密封座、气流导管以及导向筒，其中，所述导向筒内嵌固定在外部壳体上，且其一端可拆卸的配合衔接有前端盖，所述输送管件的一端通过密封座密封连通在导向筒的一端，

所述导向筒内固定有连接筒，并通过所述连接筒对泥岩样本颗粒进行储存，

所述连接筒的另一端通过气流导管与外设微型抽压泵相连通，使得其通过外设微型抽压泵将内部形成负压状态，以便于泥岩样本颗粒进入连接筒内。

作为本发明的一种优选技术方案，所述气流导管伸入所述连接筒的一端设有活性碳吸附装置。

与现有技术相比，本发明提供了一种便携式浅层泥岩取样机构，具备以下有益效果：

本发明中通过液压伸缩杆的伸缩控制取样管件伸入浅层泥岩表层内，并由旋转电机旋转驱动，从而使得取样管件能得到完整的泥岩样本；在外部壳体的左右两侧对称设置有侧抽采组件，通过侧抽采组件滑动伸入取样管件内对泥岩样本进行初步分层抽采，以便于通过实验检测各分层抽采筒座内的泥岩样本成分比例而有效计算地表浅层泥岩内部分层结构；且该分层抽采筒座包括内置筒座与外固定筒，经由内置筒座与外固定筒再次将泥岩样本内外分层，并通过吸收头座一与吸收头座二对内外分层进行抽取，提高样本检测的权威性与代表性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中内置取样组件的结构示意图；

图3为本发明中侧抽采组件的结构示意图；

图4为本发明中分层抽采筒座的剖视图；

图5为本发明中储存筒座的剖视图；

图中：1外部壳体、101内筒壁、2内置取样组件、201液压伸缩杆、202连接座、203轴承座、204辅助弹簧、205伸缩套筒、206旋转电机、207取样管件、3储存筒座、301前端盖、302导向筒、303连接筒、304气流导管、305密封座、306活性碳吸附装置、4支护座、401固定件、5侧抽采组件、501主连接杆、502外设撑板、503支撑板件、504连接弹簧、6分层抽采筒座、601外固定筒、602内置筒座、603连接管、604限位件、605吸收头座一、606吸收头座二、7输送管件。

具体实施方式

参照图1，本发明提供一种技术方案：一种便携式浅层泥岩取样机构，其包括外部壳体1、支护座4、内置取样组件2、侧抽采组件5以及储存筒座3，其中，所述外部壳体1的下端面倒扣固定设置有支护座4，该所述支护座4与浅层泥岩外表面充分贴合接触，并通过设置其圆周外侧的多个固定件401临时伸入固定在浅层泥岩上，所述外部壳体1内的竖直方向上同轴设置有内置取样组件2，

所述内置取样组件2在进行取样工作时将取样管件伸入浅层泥岩内，并通过其旋转伸缩功将泥岩样本从浅层泥岩层内完整取出；此中需要注意的是，该浅层泥岩的取样环境需为干湿度均衡的地表岩层，使得该区域范围进行泥岩取样时，其泥岩内部分层不会产生断层或粘附现象，

所述外部壳体1的左右两侧均设置有侧抽采组件5，所述侧抽采组件5对泥岩样本进一步分层抽取，并根据其抽采成分比得出浅层泥岩内部分层结构，该侧抽采组件能将泥岩样本上下分为多层进行抽取，再通过对各分层内的泥岩成分组成比例计算得出样本泥岩的内部分层结构，此中，即便侧抽采组件将泥岩样本错开分层，也就是说该泥岩样本未经成分分配比进行分层抽取，也可通过检测出的各层成分组成占比经由叠加计算而得出泥岩样本的具体分层情况；具有较高的准确性以及代表性。

所述外部壳体1上左右错开排设有储存筒座3，各所述储存筒座3与侧抽采组件5相连通，有效对各分层抽采样本进行存储。

参照图2，本实施例中，所述内置取样组件2包括液压伸缩杆201、连接座202、辅助弹簧204、伸缩套筒205、旋转电机206以及取样管件207，其中，所述外部壳体1内同轴设置有内筒壁101，所述内筒壁101的上端面中心位置通过轴承座203内嵌可相对转动的设置有连接座202，该所述连接座202上竖直贯穿有液压伸缩杆201，所述液压伸缩杆201的输出端可相对上下滑动的伸入内筒壁101内，

所述液压伸缩杆201的末端固定有取样管件207，并通过所述取样管件207对浅层泥岩区域取样；

所述外部壳体1内还安装有旋转电机206，所述旋转电机206的输出端通过齿轮啮合作用与连接座202啮合传动，使得当所述液压伸缩杆201上下调节取样管件207的相对位面高度时，其驱动取样管件207匀速圆周旋转工作；

所述液压伸缩杆201靠近取样管件207的一端外还套设有伸缩套筒205，该所述伸缩套筒205呈两段可伸缩式结构，且其内部平行设置有多个辅助弹簧204，此中，取样管件通过旋转下降的方式伸入泥岩表层内，为保证泥岩样本能完全从地表层脱离，该取样管件所需的水平转速相对下降线速而言较高。

本实施例中，所述取样管件207的管壁上左右错开设置有多个抽采孔，且，所述取样管件207的下端面外圆周侧壁上设置有多个旋转螺纹，以便于取样管件能伸入地表层内。

参照图3，本实施例中，所述侧抽采组件5包括主连接杆501、外设撑板502、连接弹簧504、支撑板件503以及分层抽采筒座6，其中，所述外部壳体1的左右两侧对称可相对滑动的设置有主连接杆501，所述主连接杆510的一端伸入所述外部壳体1内，并与支撑板件503连接固定，

所述主连接杆501的另一端垂直连接有外设撑板502，所述外设撑板502与外部壳体1之间上下对称铰接有多个辅助支杆，所述辅助支杆之间连接固定有连接弹簧504，在一般状态下其通过弹簧弹力使得分层抽采筒座脱离取样管件；

所述支撑板件503上靠近取样管件207的一侧端面上下均匀排设有多个分层抽采筒座6，各所述分层抽采筒座6与取样管件207上的抽采孔一一对应设置，使得所述分层抽采筒座6通过抽采孔对泥岩样本进行分层抽取，其通过各分层抽采筒座6内的抽采成分比例有效计算浅层泥岩内部分层结构，

各所述分层抽采筒座6通过输送管件7与储存筒座3相连通，为方便人为操作，该外设撑板的外表面可设为符合人体手模型的流水式接触面。

参照图4，本实施例中，所述分层抽采筒座6还包括外固定筒601、内置筒座602以及连接管603，其中，所述外固定筒601的一端通过限位件604内嵌固定在支撑板件503上，所述外固定筒601内横向固定有内置筒座602；

所述内置筒座602与外固定筒601呈同心圆结构，且，所述内置筒座602与外固定筒601均通过连接管603与储存筒座3相连通，当所述分层抽采筒座6对泥岩样本进行分层抽取时，其通过内置筒座602与外固定筒601再次将泥岩样本内外分层，使得泥岩样本颗粒经由连接管603输送至储存筒座3内。

本实施例中，所述外固定筒601与内固定筒602的内筒壁上均匀倾斜排设有多个吸收头座一605以及吸收头座二606，所述吸收头座一605与吸收头座二606对泥岩样本区域范围进行吸收抽取，能有效对分层抽采筒座的内外层进行抽取，从而使得抽采的泥岩样本成分均匀分配至储存筒座内，提高样本检测的准确性。

参照图5，本实施例中，所述储存筒座3包括前端盖301、连接筒303、密封座305、气流导管304以及导向筒302，其中，所述导向筒302内嵌固定在外部壳体1上，且其一端可拆卸的配合衔接有前端盖301，所述输送管件7的一端通过密封座305密封连通在导向筒302的一端，

所述导向筒302内固定有连接筒303，并通过所述连接筒303对泥岩样本颗粒进行储存，

所述连接筒303的另一端通过气流导管304与外设微型抽压泵相连通，使得其通过外设微型抽压泵将内部形成负压状态，以便于泥岩样本颗粒进入连接筒303内。

本实施例中，所述气流导管304伸入所述连接筒303的一端设有活性碳吸附装置306，防止内部颗粒分子进入外设微型抽压泵中，造成泵体堵塞。

具体地，在对泥岩样本进行采样时，先选取适当地取样环境(具体可从其内部干湿度、地表温度以及颗粒粒径范围大小等参照)，通过支护座上的固定件将装置临时定位固定在浅层泥岩表层，通过液压伸缩杆的伸缩控制取样管件伸入浅层泥岩表层内，并由旋转电机旋转驱动，取样管件取得完整的泥岩样本，为保证装置稳定性，其工作时可对其进行辅助扶持，取样完成后，通过侧抽采组件对取样管件内的泥岩样本进一步分层抽取，可根据其抽采成分比得出浅层泥岩内部分层结构；此中，分层抽采筒座经由内置筒座与外固定筒再次将泥岩样本内外分层，并通过吸收头座一与吸收头座二对内外分层进行抽取，将各抽采样本利用输送管件输送至储存筒座内，最后通过检测各储存筒内的泥岩成分比例得出样品环境区域地表泥岩具体内部结构。

以上所述，仅为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 (8)

1.一种便携式浅层泥岩取样机构，其包括外部壳体(1)、支护座(4)、内置取样组件(2)、侧抽采组件(5)以及储存筒座(3)，其中，所述外部壳体(1)的下端面倒扣固定设置有支护座(4)，该所述支护座(4)与浅层泥岩外表面充分贴合接触，并通过设置其圆周外侧的多个固定件(401)临时伸入固定在浅层泥岩上，其特征在于：所述外部壳体(1)内的竖直方向上同轴设置有内置取样组件(2)，

所述内置取样组件(2)在进行取样工作时将取样管件伸入浅层泥岩内，并通过其旋转伸缩功将泥岩样本从浅层泥岩层内完整取出；

所述外部壳体(1)的左右两侧均设置有侧抽采组件(5)，所述侧抽采组件(5)对泥岩样本进一步分层抽取，并根据其抽采成分比得出浅层泥岩内部分层结构；

所述外部壳体(1)上左右错开排设有储存筒座(3)，各所述储存筒座(3)与侧抽采组件(5)相连通，有效对各分层抽采样本进行存储。

2.根据权利要求1所述的一种便携式浅层泥岩取样机构，其特征在于：所述内置取样组件(2)包括液压伸缩杆(201)、连接座(202)、辅助弹簧(204)、伸缩套筒(205)、旋转电机(206)以及取样管件(207)，其中，所述外部壳体(1)内同轴设置有内筒壁(101)，所述内筒壁(101)的上端面中心位置通过轴承座(203)内嵌可相对转动的设置有连接座(202)，该所述连接座(202)上竖直贯穿有液压伸缩杆(201)，所述液压伸缩杆(201)的输出端可相对上下滑动的伸入内筒壁(101)内，

所述液压伸缩杆(201)的末端固定有取样管件(207)，并通过所述取样管件(207)对浅层泥岩区域取样；

所述外部壳体(1)内还安装有旋转电机(206)，所述旋转电机(206)的输出端通过齿轮啮合作用与连接座(202)啮合传动，使得当所述液压伸缩杆(201)上下调节取样管件(207)的相对位面高度时，其驱动取样管件(207)匀速圆周旋转工作；

所述液压伸缩杆(201)靠近取样管件(207)的一端外还套设有伸缩套筒(205)，该所述伸缩套筒(205)呈两段可伸缩式结构，且其内部平行设置有多个辅助弹簧(204)。

3.根据权利要求2所述的一种便携式浅层泥岩取样机构，其特征在于：所述取样管件(207)的管壁上左右错开设置有多个抽采孔，且，所述取样管件(207)的下端面外圆周侧壁上设置有多个旋转螺纹。

4.根据权利要求3所述的一种便携式浅层泥岩取样机构，其特征在于：所述侧抽采组件(5)包括主连接杆(501)、外设撑板(502)、连接弹簧(504)、支撑板件(503)以及分层抽采筒座(6)，其中，所述外部壳体(1)的左右两侧对称可相对滑动的设置有主连接杆(501)，所述主连接杆(510)的一端伸入所述外部壳体(1)内，并与支撑板件(503)连接固定，

所述主连接杆(501)的另一端垂直连接有外设撑板(502)，所述外设撑板(502)与外部壳体(1)之间上下对称铰接有多个辅助支杆，所述辅助支杆之间连接固定有连接弹簧(504)；

所述支撑板件(503)上靠近取样管件(207)的一侧端面上下均匀排设有多个分层抽采筒座(6)，各所述分层抽采筒座(6)与取样管件(207)上的抽采孔一一对应设置，使得所述分层抽采筒座(6)通过抽采孔对泥岩样本进行分层抽取，其通过各分层抽采筒座(6)内的抽采成分比例有效计算浅层泥岩内部分层结构，

各所述分层抽采筒座(6)通过输送管件(7)与储存筒座(3)相连通。

5.根据权利要求4所述的一种便携式浅层泥岩取样机构，其特征在于：所述分层抽采筒座(6)还包括外固定筒(601)、内置筒座(602)以及连接管(603)，其中，所述外固定筒(601)的一端通过限位件(604)内嵌固定在支撑板件(503)上，所述外固定筒(601)内横向固定有内置筒座(602)；

所述内置筒座(602)与外固定筒(601)呈同心圆结构，且，所述内置筒座(602)与外固定筒(601)均通过连接管(603)与储存筒座(3)相连通，当所述分层抽采筒座(6)对泥岩样本进行分层抽取时，其通过内置筒座(602)与外固定筒(601)再次将泥岩样本内外分层，使得泥岩样本颗粒经由连接管(603)输送至储存筒座(3)内。

6.根据权利要求5所述的一种便携式浅层泥岩取样机构，其特征在于：所述外固定筒(601)与内固定筒(602)的内筒壁上均匀倾斜排设有多个吸收头座一(605)以及吸收头座二(606)，所述吸收头座一(605)与吸收头座二(606)对泥岩样本区域范围进行吸收抽取。

7.根据权利要求6所述的一种便携式浅层泥岩取样机构，其特征在于：所述储存筒座(3)包括前端盖(301)、连接筒(303)、密封座(305)、气流导管(304)以及导向筒(302)，其中，所述导向筒(302)内嵌固定在外部壳体(1)上，且其一端可拆卸的配合衔接有前端盖(301)，所述输送管件(7)的一端通过密封座(305)密封连通在导向筒(302)的一端，

所述导向筒(302)内固定有连接筒(303)，并通过所述连接筒(303)对泥岩样本颗粒进行储存，

所述连接筒(303)的另一端通过气流导管(304)与外设微型抽压泵相连通，使得其通过外设微型抽压泵将内部形成负压状态，以便于泥岩样本颗粒进入连接筒(303)内。

8.根据权利要求7所述的一种便携式浅层泥岩取样机构，其特征在于：所述气流导管(304)伸入所述连接筒(303)的一端设有活性碳吸附装置(306)。

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