CN113982515B - 保压取心装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种保压取心装置,包括外管单元、内管单元以及防扭断组件。其中,外管单元包括外筒及钻头;外筒内设有第一容置腔。内管单元包括内筒、避震组件、切断组件、密封组件以及夹持组件。避震组件用于与进入第二容置腔的岩心外壁抵接,以消除内筒对岩心的振动作用。切断组件用于对进入第二容置腔内的岩心进行切断。密封组件用于在切断组件将岩心切割并在内筒带动被切割的岩心上行后自动闭合,以对第二容置腔进行密封。夹持组件用于在岩心被切割后对第二容置腔内的岩心进行夹持。防扭断组件用于消除由外筒传递给内筒的扭转力。本发明提供的保压取心装置能够对岩心进行有效的保护,可有效的反映真实的地下情况,保压取心效果好,实用性较强。
Description
技术领域
本发明属于生物质能技术服务技术领域,具体涉及一种保压取心装置。
背景技术
页岩气是指富含有机质、成熟的暗色泥页岩或高碳泥页岩中由于有机质吸附作用或岩石中存在着裂缝和基质孔隙,使之储集和保存了一定具商业价值的生物成因、热解成因及二者混合成因的天然气,页岩气具有非常广阔的开发前景。页岩气的开采过程需要通过保压取心装置进行取心。
现有技术中,保压取心装置通常包括取心外筒和取心内筒,而取心内筒所采用的密封结构占据空间较大,限制了钻取岩心的直径,因为取心内筒的尺寸固定,导致岩心的直径普遍较小。而且,在钻探装置驱动取心外筒与钻头同步钻进过程中,通常是通过防转机构避免转动效应对岩心产生的扭断破坏,但是取心外筒和钻头不仅会发生高速旋转,还会发生振动,振动作用同样导致岩心被破坏。另外,现有技术忽略了岩心大小与取心内筒尺寸因无法完全匹配而导致的岩心在筒内晃动的问题,岩心易与筒壁发生碰撞摩擦等作用。综上所述,当外部扰动较大时,这些作用极易对岩心产生破坏,使岩心失去原位结构信息,无法反映真实的地下情况,保压取心效果差,实用性较差。
发明内容
本发明实施例提供一种保压取心装置,旨在能够解决现有保压取心装置因易对岩心产生破坏而导致的实用性差的问题。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种保压取心装置,包括:
外管单元,包括外筒及钻头;所述外筒沿着竖直方向设置,所述外筒内设有第一容置腔,且在所述外筒的底端设有与所述第一容置腔连通的第一敞口;所述钻头可拆卸设置在所述外筒的底端,所述钻头设有与所述第一敞口连通的走芯通道;
内管单元,包括内筒、避震组件、切断组件、密封组件以及夹持组件;所述内筒沿着竖直方向设置在所述第一容置腔中,所述内筒内设有第二容置腔,且在所述内筒的底端设有与所述第二容置腔连通的第二敞口,所述内筒的外径小于所述外筒的内径;所述避震组件设有多组,各组所述避震组件沿着竖直方向间隔设置在所述第二容置腔的内壁上,用于与进入所述第二容置腔的岩心外壁抵接,以消除所述内筒对岩心的振动作用;所述切断组件设置在所述第二容置腔中,且位于靠近所述第二敞口处,用于对进入所述第二容置腔内的岩心进行切断;所述密封组件设置在所述第二敞口处,用于在所述切断组件将岩心切割并在所述内筒带动被切割的岩心上行后自动闭合,以对所述第二容置腔进行密封;所述夹持组件设置在所述第二容置腔的顶端,用于在岩心被切割后对所述第二容置腔内的岩心进行夹持;以及
防扭断组件,设置在所述第一容置腔中,且位于所述内筒外壁与所述外筒内壁之间,用于消除由所述外筒传递给所述内筒的扭转力。
在一种可能的实现方式中,所述防扭断组件包括:
止推轴承,至少设有两个,各所述止推轴承沿着竖直方向间隔设置在所述第一容置腔中,每个所述止推轴承具有轴圈及座圈,所述座圈与所述外筒的内壁过盈配合;
滚动轴承至少设有一个,各所述滚动轴承沿着竖直方向间隔设置,且分布在各止推轴承的上下两侧,每个所述滚动轴承均具有内圈和外圈,所述外圈与所述外筒的内壁过盈配合;以及
气胀结构,包括固定圆筒以及滑块;所述固定圆筒具有与所述内筒外壁过盈配合的通孔;在所述固定圆筒筒壁的内部设有压力腔,且在所述固定圆筒的外壁上设有多个与所述压力腔连通的滑孔,所述压力腔用于与外设的充气装置相连通;所述滑块设有多个,各所述滑块与各所述滑孔一一对应设置,每个所述滑块均沿着所述固定圆筒的径向滑动设置在对应的所述滑孔中,以在所述压力腔内气压增大后,向外滑动,并与所述轴圈和/或内圈抵接。
在一种可能的实现方式中,每组所述避震组件包括至少三个缓冲结构,各所述缓冲结构绕着所述内筒的中轴线呈环形且间隔设置;
每个所述缓冲结构均包括万向球以及弹簧;所述万向球沿着所述内筒的径向滑动设置在所述第二容置腔的内壁上;所述弹簧的一端与所述内筒抵接,另一端与所述万向球抵接,用于沿着所述内筒的径向向内弹动所述万向球,以使所述万向球与位于第二容置腔中的岩心外侧壁滚动抵接;
其中,在所述第二容置腔的内壁上设有供所述弹簧安置且供所述万向球滑动的第一滑腔。
在一种可能的实现方式中,所述切断组件包括两个裁切结构,两个所述裁切结构沿着所述内筒的中轴线呈环形且间隔设置;每个所述裁切结构包括滑块、切刀以及拉簧;所述滑块沿着所述内筒的径向滑动设置在所述第二容置腔的内壁;所述切刀的一端固设在所述滑块上,另一端向着所述第二容置腔内部水平延伸;所述拉簧的一端与所述内筒相连接,所述拉簧的另一端与所述滑块相连接;
其中,在所述第二容置腔的内壁上设有供所述拉簧、所述滑块及所述切刀安置的第二滑腔,且在所述内筒侧壁中设有与所述第二滑腔连通的充气通道,所述充气通道用于与外设的充气装置相连通,以在岩心长度达到标准后,向所述第二滑腔中通入惰性气体,以推动滑块及切刀切断岩心。
一些实施例中/示例性的/举例说明,在所述充气通道的进口处可拆卸连接有单向阀。
在一种可能的实现方式中,所述第二容置腔靠近所述第二敞口处为长方体腔,且底端与所述第二敞口连通,在所述长方体腔的底面上形成限位平台,在所述限位平台上设有铰接座。
所述密封组件包括密封挡板以及扭簧;所述密封挡板设置在所述长方体腔中,所述密封挡板具有铰接端,所述铰接端与所述铰接座铰接;所述扭簧套设在所述铰接端与铰接座间的铰接轴上,且一端与所述密封挡板卡接,另一端与所述限位平台卡接,用于在所述内筒向上提起后,带动所述密封挡板向下翻转,并扣合在所述限位平台上,以对所述第二容置腔进行密封。
一些实施例中/示例性的/举例说明,所述限位平台上覆设有密封涂层。
在一种可能的实现方式中,所述夹持组件包括底座、齿轮、第一连杆、第二连杆、夹爪、驱动器、压力传感器以及配套的控制器;所述底座固设在所述第二容置腔的顶端;所述齿轮设有两个,两个所述齿轮均转动设置在所述底座上,且相互啮合;所述第一连杆设有两个,两个所述第一连杆分别与两个所述齿轮一一对应设置,每个所述第一连杆的一端与对应的所述齿轮固定连接,另一端沿着所述齿轮的径向向外伸出;所述夹爪设有两个,两个所述夹爪与两个所述第一连杆一一对应设置,每个所述夹爪的一端与对应的所述第一连杆的伸出端铰接,夹持端向下延伸;所述第二连杆设有两个,两个所述第二连杆与两个所述夹爪一一对应设置,每个所述第二连杆的一端与所述底座铰接,另一端与所述夹爪铰接,每个所述第二连杆与对应的所述夹爪、所述第一连杆共同形成平行四连杆结构,用于使夹爪的夹持端沿着岩心的径向对岩心进行夹持;所述驱动器固设在所述底座上,动力输出端与其中一个所述齿轮动力连接,以驱动所述齿轮转动;所述压力传感器设置在所述底座的下端,用于在接收到岩心的压力信号后,传递给所述控制器;所述控制器用于接收到所述压力传感器传递而来的压力信号后,控制所述驱动器转动,以使夹爪对岩心进行夹持。
一些实施例中/示例性的/举例说明,所述夹爪与所述第二连杆的铰接点位于所述连杆的夹持端上方。
本实现方式/申请实施例中,在内筒与外筒之间设置了防扭断组件,能够防止外筒带动内筒同步转动,进而可有效的防止进入至第二容置腔内的岩心被扭断,保证岩心的完整性,保证取心效果。而且,在内筒中设置避震组件、切断组件、密封组件及夹持组件。避震组件能够对第二容置腔内的岩心进行保护,可有效的防止内筒的振动作用被传递至岩心上,进一步保证岩心的完整性,保证取心效果。切断组件能够将岩心在岩心母体上进行切割,而夹持组件能够对被切割下的岩心进行夹持,防止岩心脱离第二容置腔,密封组件能够对第二容置腔进行密封,进而保证保压取心的效果。本实现方式/申请实施例能够在外部扰动较大时,对岩心进行有效的保护,防止岩心被破坏,保证岩心原有的结构,能够有效的反映真实的地下情况,保压取心效果好,实用性较强。
附图说明
图1为本发明实施例提供的保压取心装置的结构示意图一(夹持组件未对岩心夹持);
图2为本发明实施例提供的保压取心装置的结构示意图二(夹持组件对岩心夹持);
图3为图2实施例A-A向剖视结构示意图;(切断组件部分)
图4为图2实施例B-B向剖视结构示意图;(避震组件部分)
图5为图2实施例C-C向剖视结构示意图;(密封组件部分)
图6为本发明实施例提供的保压取心装置的防扭断组件结构示意图;
图7为图6实施例提供的D处放大结构示意图;
附图标记说明:
10、外管单元;11、外筒;111、第一容置腔;112、第一敞口;12、钻头;
20、内管单元;21、内筒;211、第二容置腔;212、第二敞口;213、充气通道;214、长方体腔;22、避震组件;221、万向球;222、弹簧;23、切断组件;231、滑块;232、切刀;233、拉簧;234、单向阀;24、密封组件;241、密封挡板;25、夹持组件;251、底座;252、齿轮;253、第一连杆;254、第二连杆;255、夹爪;256、压力传感器;
30、防扭断组件;31、滚动轴承;32、止推轴承;33、气胀结构;331、固定圆筒;332、滑块;333、压力腔;
40、岩心。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请一并参阅图1至图5,现对本发明提供的保压取心装置进行说明。所述保压取心装置,包括外管单元10、内管单元20以及防扭断组件30。其中,外管单元10包括外筒11及钻头12;外筒11沿着竖直方向设置,外筒11内设有第一容置腔111,且在外筒11的底端设有与第一容置腔111连通的第一敞口112。钻头12可拆卸设置在外筒11的底端,钻头12设有与第一敞口112连通的走芯通道。内管单元20包括内筒21、避震组件22、切断组件23、密封组件24以及夹持组件25。内筒21沿着竖直方向设置在第一容置腔111中,内筒21内设有第二容置腔211,且在内筒21的底端设有与第二容置腔211连通的第二敞口212,内筒21的外径小于外筒11的内径。避震组件22设有多组,各组避震组件22沿着竖直方向间隔设置在第二容置腔211的内壁上,用于与进入第二容置腔211的岩心40外壁抵接,以消除内筒21对岩心40的振动作用。切断组件23设置在第二容置腔211中,且位于靠近第二敞口212处,用于对进入第二容置腔211内的岩心40进行切断。密封组件24设置在第二敞口212处,用于在切断组件23将岩心40切割并在内筒21带动被切割的岩心40上行后自动闭合,以对第二容置腔211进行密封。夹持组件25设置在第二容置腔211的顶端,用于在岩心40被切割后对第二容置腔211内的岩心40进行夹持。
防扭断组件30,设置在第一容置腔111中,且位于内筒21外壁与外筒11内壁之间,用于消除由外筒11传递给内筒21的扭转力。
本实施例中,内筒21与外筒11均为圆柱形外形结构,而第一容置腔111和第二容置腔211也可为圆柱形腔体。
本实施例提供的保压取心装置,与现有技术相比,在内筒21与外筒11之间设置了防扭断组件30,能够防止外筒11带动内筒21同步转动,进而可有效的防止进入至第二容置腔211内的岩心40被扭断,保证岩心40的完整性,保证取心效果。而且,在内筒21中设置避震组件22、切断组件23、密封组件24及夹持组件25。避震组件22能够对第二容置腔211内的岩心40进行保护,可有效的防止内筒21的振动作用被传递至岩心40上,进一步保证岩心40的完整性,保证取心效果。切断组件23能够将岩心40在岩心40母体上进行切割,而夹持组件25能够对被切割下的岩心40进行夹持,防止岩心40脱离第二容置腔211,密封组件24能够对第二容置腔211进行密封,进而保证保压取心的效果。本实现方式/申请实施例能够在外部扰动较大时,对岩心40进行有效的保护,防止岩心40被破坏,保证岩心40原有的结构,能够有效的反映真实的地下情况,保压取心效果好,实用性较强。
在一些实施例中,上述防扭断组件30可以采用如图1、图2、图6及图7所示结构。参见图1至图2,防扭断组件30包括滚动轴承31、止推轴承32以及气胀结构33。止推轴承32至少设有两个,各止推轴承32沿着竖直方向间隔设置在第一容置腔111中,每个止推轴承32具有轴圈及座圈,座圈与外筒11的内壁过盈配合;滚动轴承31至少设有一个,各滚动轴承31沿着竖直方向间隔设置,且分布在各止推轴承32的上下两侧,每个滚动轴承31均具有内圈和外圈,外圈与外筒11的内壁过盈配合。
气胀结构33包括固定圆筒331以及滑块332;固定圆筒331具有与内筒21外壁过盈配合的通孔;在固定圆筒331筒壁的内部设有压力腔333,且在固定圆筒331的外壁上设有多个与压力腔333连通的滑孔,压力腔333用于与外设的充气装置相连通;滑块332设有多个,各滑块332与各滑孔一一对应设置,每个滑块332均沿着固定圆筒331的径向滑动设置在对应的滑孔中,以在压力腔333内气压增大后,向外滑动,并与轴圈和/或内圈抵接。
本实施例中,气胀结构33的设置主要是保证对内筒21的拆装,因为在设置止推轴承32和滚动轴承31的作用在于防止内筒21旋转,但是为了便于内筒21的取出,内筒21还不能够与内圈及轴圈过盈配合,只能够间隙配合。因此,通过套设在内筒21外壁的固定圆筒331,能够保证与内筒21同步旋转,二者为过盈配合或者平键连接。滑块332的设置可直接均布为与止推轴承数量适配的组数,每组滑块环着固定圆筒331的轴线间隔设置,该种结构可保证增大与轴圈的抵接点位及面积,以保证内筒21的竖直度。当压力腔充入高压气体,滑块会向外滑动,并且与轴圈紧密抵接,进而能够对内筒在周向进行限位,而且能够防止内筒21与轴圈之间发生滑移,实用性强。
每个滑块332位于压力腔333中的一端设有密封套,密封套与压力腔333的内壁连接,以保证二者之间的密封。
需要进行说明的是,其中一个滚动轴承31设置在最下方,该滚动轴承的尺寸可适当加大,同时将内筒21底端设置为阶梯式,以保证与滚动轴承31适配,且为间隙配合,该种结构可保证对内筒21在竖直位置上的准确判断,进而保证滑块332能够与各轴圈抵接。如果内筒21的底端非阶梯式,也可使滑块332直接与内圈抵接。
止推轴承32能够在内筒21的轴线方向对内筒21进行限位,以防止内筒21在第一容置腔111内上下移动,而滚动轴承31的设置可对止推轴承32横向的空隙进行补偿,以防止内筒21沿着其径向发生移动,该种结构能够保证内筒21不随外筒11转动的同时,还能够保证内筒21的稳定性。
在一些实施例中,上述避震组件22可以采用如图4所示结构。参见图4,每组避震组件22包括至少三个缓冲结构,各缓冲结构绕着内筒21的中轴线呈环形且间隔设置。
每个缓冲结构均包括万向球221以及弹簧222;万向球221沿着内筒21的径向滑动设置在第二容置腔211的内壁上;弹簧222的一端与内筒21抵接,另一端与万向球221抵接,用于沿着内筒21的径向向内弹动万向球221,以使万向球221与位于第二容置腔211中的岩心40外侧壁滚动抵接。其中,在第二容置腔211的内壁上设有供弹簧222安置且供万向球221滑动的第一滑腔。
万向球221为现有技术,包括外壳和滚珠,其外壳滑动设置在第一滑腔中,滚珠与岩心40的外壁面万向滚动抵接,该种结构可保证在岩心40的径向对岩心40进行支撑,而且受到弹簧222的作用,能够使万向球221与岩心40为弹性接触,可防止内筒21的振动力传递至岩心40上,进而保证岩心40的完整性。
另外,需要进行说明的是,万向球221的外壳在第一滑腔中向第二容置腔211内滑动时,具有最大行程,即通过万向球221的外壳与第一滑腔卡接限位的结构,以防止万向球221脱离第一滑腔,该种结构为现有技术,在此不再赘述。
在一些实施例中,上述切断组件23可以采用如图1、图2及图3所示结构。参见图1、图2及图3,切断组件23包括两个裁切结构,两个裁切结构沿着内筒21的中轴线呈环形且间隔设置;每个裁切结构包括滑块231、切刀232以及拉簧233;滑块231沿着内筒21的径向滑动设置在第二容置腔211的内壁;切刀232的一端固设在滑块231上,另一端向着第二容置腔211内部水平延伸;拉簧233的一端与内筒21相连接,拉簧233的另一端与滑块231相连接。
其中,在第二容置腔211的内壁上设有供拉簧233、滑块231及切刀232安置的第二滑腔,且在内筒21侧壁中设有与第二滑腔连通的充气通道213,充气通道213与外设的充气装置相连通。在岩心40长度达到标准后,向第二滑腔中通入惰性气体,推动滑块231及切刀232切断岩心40;当岩心40被切断后,且充气通道213及第二滑腔内的惰性气体被泄气后,受拉簧233的拉力作用,滑块231及切刀232被拉回第二滑腔中。切刀232的设置可保证减小与岩心40的接触面积,进而增大了对岩心40的压强,保证岩心40被快速的被切断。
在一些实施例中,上述充气通道213可以采用如图1至图2所示结构。参见图1至图2,在充气通道213的进口处可拆卸连接有单向阀234,单向阀234的设置可防止进入充气通道213的惰性气体发生泄露,进而保证切刀232对岩心40的切割。当使用完毕后,即内筒21被提拉至地面后,可通过将单向阀234拆卸的方式,将充气通道213及第二滑腔内的惰性气体导出。
在一些实施例中,上述密封组件24可以采用如图5所示结构。参见图5,第二容置腔211靠近第二敞口212处为长方体腔214,且底端与第二敞口212连通,在长方体腔214的底面上形成限位平台,在限位平台上设有铰接座。
密封组件24包括密封挡板241以及扭簧;密封挡板241设置在长方体腔214中,密封挡板241具有铰接端,铰接端与铰接座铰接;扭簧套设在铰接端与铰接座间的铰接轴上,且一端与密封挡板241卡接,另一端与限位平台卡接,用于在内筒21向上提起后,带动密封挡板241向下翻转,并扣合在限位平台上,以对第二容置腔211进行密封。
可以理解为,第二容置腔211包括上方的圆柱形腔及下方与圆柱形腔连通的长方体腔214,第二敞口212位于长方体腔214的底面上,且第二敞口212的直径小于长方体腔214底面的宽度,进而会在长方体腔214的底面上形成限位平台。该平台能够对密封挡板241进行限位,防止密封挡板241脱离第二敞口212,并且能够便于设置铰接座,可在一定程度上保证密封效果。
密封挡板241可为圆形板,长方体腔214的设置,能够保证密封挡板241向上翻转至竖直状态,防止与第二容置腔211的内壁发生干涉,进而能够增大所取岩心40的直径。
在使用过程中,当切断组件23将岩心40切断后,内筒21在外筒11的作用下被向上提升,此时被切断且被夹持的岩心40脱离下方的岩心40母体,当下方的岩心40母体相对移动出第二敞口212后,密封挡板241在扭簧的作用下向下翻转,并扣在限位平台上,以将第二敞口212进行封堵。
在一些实施例中,上述密封组件24可以采用如图5所示结构。参见图5,限位平台上覆设有密封涂层,密封涂层的设置,可保证密封挡板241的无缝接触,进而保证密封效果,而且随着内筒21的提升,其第二容置腔211内的压力比外部压力大,可保证对第二容置腔211的密封效果。
需要进行说明的是,密封挡板241的外表面也可覆设密封涂层,该种结构可保证保压效果。
在一些实施例中,上述夹持组件25可以采用如图1至图2所示结构。参见图1至图2,夹持组件25包括底座251、齿轮252、第一连杆253、第二连杆254、夹爪255、驱动器、压力传感器256以及配套的控制器;底座251固设在第二容置腔211的顶端;齿轮252设有两个,两个齿轮252均转动设置在底座251上,且相互啮合;第一连杆253设有两个,两个第一连杆253分别与两个齿轮252一一对应设置,每个第一连杆253的一端与对应的齿轮252固定连接,另一端沿着齿轮252的径向向外伸出;夹爪255设有两个,两个夹爪255与两个第一连杆253一一对应设置,每个夹爪255的一端与对应的第一连杆253的伸出端铰接,夹持端向下延伸;第二连杆254设有两个,两个第二连杆254与两个夹爪255一一对应设置,每个第二连杆254的一端与底座251铰接,另一端与夹爪255铰接,每个第二连杆254与对应的夹爪255、第一连杆253共同形成平行四连杆结构,用于使夹爪255的夹持端沿着岩心40的径向对岩心40进行夹持;驱动器固设在底座251上,动力输出端与其中一个齿轮252动力连接,以驱动齿轮252转动;压力传感器256设置在底座251的下端,用于在接收到岩心40的压力信号后,传递给控制器;控制器用于接收到压力传感器256传递而来的压力信号后,控制驱动器转动,以使夹爪255对岩心40进行夹持。
由第一连杆253、第二连杆254、夹爪255及底座251形成的平行的四连杆结构,其齿轮252的转轴和第二连杆254与底座251的铰接轴沿着竖直方向间隔设置,该种结构能够保证夹爪255的夹持端能够沿着岩心40的径向对岩心40进行抵接夹持,进而保证岩心40受力的均匀,保证岩心40被夹持的稳定性。另外,夹爪255的夹持端可设置为与岩心40外壁适配的弧形,可保证与岩心40的接触面积,进而防止岩心40被破坏。
在一些实施例中,上述夹持组件25可以采用如图1至图2所示结构。参见图1至图2,夹爪255与第二连杆254的铰接点位于连杆的夹持端上方,该种结构可防止第二连杆254与岩心40发生干涉,保证夹爪255的夹持端对岩心40稳定的夹持。
在一些实施例中,上述内筒可以采用如图1至图2所示结构。参见图1至图2,内筒21包括筒身及筒盖,筒身与筒盖为法兰连接,其夹持组件25设置在筒盖上,该种结构可保证对夹持组件25的安装。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.保压取心装置,其特征在于,包括:
外管单元,包括外筒及钻头;所述外筒沿着竖直方向设置,所述外筒内设有第一容置腔,且在所述外筒的底端设有与所述第一容置腔连通的第一敞口;所述钻头可拆卸设置在所述外筒的底端,所述钻头设有与所述第一敞口连通的走芯通道;
内管单元,包括内筒、避震组件、切断组件、密封组件以及夹持组件;所述内筒沿着竖直方向设置在所述第一容置腔中,所述内筒内设有第二容置腔,且在所述内筒的底端设有与所述第二容置腔连通的第二敞口,所述内筒的外径小于所述外筒的内径;所述避震组件设有多组,各组所述避震组件沿着竖直方向间隔设置在所述第二容置腔的内壁上,用于与进入所述第二容置腔的岩心外壁抵接,以消除所述内筒对岩心的振动作用;所述切断组件设置在所述第二容置腔中,且位于靠近所述第二敞口处,用于对进入所述第二容置腔内的岩心进行切断;所述密封组件设置在所述第二敞口处,用于在所述切断组件将岩心切割并在所述内筒带动被切割的岩心上行后自动闭合,以对所述第二容置腔进行密封;所述夹持组件设置在所述第二容置腔的顶端,用于在岩心被切割后对所述第二容置腔内的岩心进行夹持;以及
防扭断组件,设置在所述第一容置腔中,且位于所述内筒外壁与所述外筒内壁之间,用于消除由所述外筒传递给所述内筒的扭转力;所述防扭断组件包括止推轴承、滚动轴承以及气胀结构;所述止推轴承至少设有两个,各所述止推轴承沿着竖直方向间隔设置在所述第一容置腔中,每个所述止推轴承具有轴圈及座圈,所述座圈与所述外筒的内壁过盈配合;所述滚动轴承至少设有一个,各所述滚动轴承沿着竖直方向间隔设置,且分布在各止推轴承的上下两侧,每个所述滚动轴承均具有内圈和外圈,所述外圈与所述外筒的内壁过盈配合;所述气胀结构包括固定圆筒以及滑块;所述固定圆筒具有与所述内筒外壁过盈配合的通孔;在所述固定圆筒筒壁的内部设有压力腔,且在所述固定圆筒的外壁上设有多个与所述压力腔连通的滑孔,所述压力腔用于与外设的充气装置相连通;所述滑块设有多个,各所述滑块与各所述滑孔一一对应设置,每个所述滑块均沿着所述固定圆筒的径向滑动设置在对应的所述滑孔中,以在所述压力腔内气压增大后,向外滑动,并与所述轴圈和/或内圈抵接。
2.如权利要求1所述的保压取心装置,其特征在于,每组所述避震组件包括至少三个缓冲结构,各所述缓冲结构绕着所述内筒的中轴线呈环形且间隔设置;
每个所述缓冲结构均包括万向球以及弹簧;所述万向球沿着所述内筒的径向滑动设置在所述第二容置腔的内壁上;所述弹簧的一端与所述内筒抵接,另一端与所述万向球抵接,用于沿着所述内筒的径向向内弹动所述万向球,以使所述万向球与位于第二容置腔中的岩心外侧壁滚动抵接;
其中,在所述第二容置腔的内壁上设有供所述弹簧安置且供所述万向球滑动的第一滑腔。
3.如权利要求1所述的保压取心装置,其特征在于,所述切断组件包括两个裁切结构,两个所述裁切结构沿着所述内筒的中轴线呈环形且间隔设置;每个所述裁切结构包括滑块、切刀以及拉簧;所述滑块沿着所述内筒的径向滑动设置在所述第二容置腔的内壁;所述切刀的一端固设在所述滑块上,另一端向着所述第二容置腔内部水平延伸;所述拉簧的一端与所述内筒相连接,所述拉簧的另一端与所述滑块相连接;
其中,在所述第二容置腔的内壁上设有供所述拉簧、所述滑块及所述切刀安置的第二滑腔,且在所述内筒侧壁中设有与所述第二滑腔连通的充气通道,所述充气通道用于与外设的充气装置相连通,以在岩心长度达到标准后,向所述第二滑腔中通入惰性气体,以推动滑块及切刀切断岩心。
4.如权利要求3所述的保压取心装置,其特征在于,在所述充气通道的进口处可拆卸连接有单向阀。
5.如权利要求1所述的保压取心装置,其特征在于,所述第二容置腔靠近所述第二敞口处为长方体腔,且底端与所述第二敞口连通,在所述长方体腔的底面上形成限位平台,在所述限位平台上设有铰接座;
所述密封组件包括密封挡板以及扭簧;所述密封挡板设置在所述长方体腔中,所述密封挡板具有铰接端,所述铰接端与所述铰接座铰接;所述扭簧套设在所述铰接端与铰接座间的铰接轴上,且一端与所述密封挡板卡接,另一端与所述限位平台卡接,用于在所述内筒向上提起后,带动所述密封挡板向下翻转,并扣合在所述限位平台上,以对所述第二容置腔进行密封。
6.如权利要求5所述的保压取心装置,其特征在于,所述限位平台上覆设有密封涂层。
7.如权利要求1所述的保压取心装置,其特征在于,所述夹持组件包括底座、齿轮、第一连杆、第二连杆、夹爪、驱动器、压力传感器以及配套的控制器;所述底座固设在所述第二容置腔的顶端;所述齿轮设有两个,两个所述齿轮均转动设置在所述底座上,且相互啮合;所述第一连杆设有两个,两个所述第一连杆分别与两个所述齿轮一一对应设置,每个所述第一连杆的一端与对应的所述齿轮固定连接,另一端沿着所述齿轮的径向向外伸出;所述夹爪设有两个,两个所述夹爪与两个所述第一连杆一一对应设置,每个所述夹爪的一端与对应的所述第一连杆的伸出端铰接,夹持端向下延伸;所述第二连杆设有两个,两个所述第二连杆与两个所述夹爪一一对应设置,每个所述第二连杆的一端与所述底座铰接,另一端与所述夹爪铰接,每个所述第二连杆与对应的所述夹爪、所述第一连杆共同形成平行四连杆结构,用于使夹爪的夹持端沿着岩心的径向对岩心进行夹持;所述驱动器固设在所述底座上,动力输出端与其中一个所述齿轮动力连接,以驱动所述齿轮转动;所述压力传感器设置在所述底座的下端,用于在接收到岩心的压力信号后,传递给所述控制器;所述控制器用于接收到所述压力传感器传递而来的压力信号后,控制所述驱动器转动,以使夹爪对岩心进行夹持。
8.如权利要求7所述的保压取心装置,其特征在于,所述夹爪与所述第二连杆的铰接点位于所述连杆的夹持端上方。
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