CN115839237B - 一种用于油井开采的土壤取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤取样技术领域，尤其涉及一种用于油井开采的土壤取样装置，包括作为整个装置载体的钻机主体，所述钻机主体上设有钻杆，钻杆的端部固接有置物套，置物套的底端固接有用于钻孔的钻头，置物套外壁开设有进料口，置物套内设有用于取土的取土机构，置物套内设有用于感应取土时是否有硬性障碍物的防护机构，在置物套内安装有用于粉碎硬物的破壁机构。所述取土机构包括可转动安装于置物套内用于改变进料口密封状态的密封板，滑杆上滑动连接有传动块，传动块上铰接有用于承装土壤的探铲，螺套和探铲之间铰接有连接条。本发明通过设置取土机构，可以直接对底部土层进行取样，能够提高工作效率，且可以避免与上方的土层出现混合的现象。

Description

一种用于油井开采的土壤取样装置

技术领域

本发明涉及土壤取样技术领域，具体为一种用于油井开采的土壤取样装置。

背景技术

在进行油井开采之前，需要对土壤进行取样，通过对土壤中的成分进行检测分析并判断下方是否有油井，现有的取样装置会通过按压的方式直接将取样管插入土中，然后将取样管拔出，实现土壤取样，而油井开采只需要将位于底层的土壤提取出来，然后进行检测，对位于底部的土壤进行分析判断，并不需要将整条土层全部提取出来，加上利用按压的方式，上方和下方的土壤容易混合在一起，影响检测的结果，为了提高检测的准确性，需要对大多数的土壤样本进行检测，继而会增加检测的成本和时间，降低了油井开采勘测的效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于油井开采的土壤取样装置，可以直接对底部土层中的土壤进行取样，不需要将自上而下垂直线的整个土层进行取样，能够提高工作效率，且可以避免与上方的土层出现混合的现象的优点，解决了整条土层全部提取出来，以及利用按压的方式，上方和下方的土壤容易混合在一起的问题。

为解决上述的技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种用于油井开采的土壤取样装置，包括作为整个装置载体的钻机主体，所述钻机主体上设有钻杆，钻杆的端部固接有置物套，置物套的底端固接有用于钻孔的钻头，置物套外壁开设有进料口，置物套内设有用于取土的取土机构，置物套内设有用于感应取土时是否有硬性障碍物的防护机构，在置物套内安装有用于粉碎硬物的破壁机构。所述取土机构包括可转动安装于置物套内用于改变进料口密封状态的密封板，置物套内可转动安装有螺杆，螺杆上螺纹连接有螺套，置物套的内壁两侧均有滑杆，滑杆上滑动连接有传动块，传动块上铰接有用于承装土壤的探铲，探铲的朝向与进料口相对应，螺套和探铲之间铰接有连接条，所述置物套内固装有电机a，置物套内壁通过滑槽滑动连接有齿环，密封板固接在齿环上，置物套内顶壁转动安装有与螺杆固接的传动轴，传动轴上套装有直齿轮a，电机a的输出端固接有分别与齿环和直齿轮a相对应的不完全齿轮。

优选的，所述探铲为洛阳铲结构，且滑杆和探铲为倾斜安装。

优选的，所述防护机构包括固接于置物套内壁的支撑条和支撑板，支撑条的底部固接有用于控制探铲运行的触动开关a，支撑条上安装有用于计算取土时间的计时器，螺套上固接有支架，支架上固接有与触动开关a相对应的触头，支撑板上设有用于控制计时器运行的控制组件。

优选的，所述控制组件包括安装于支撑板上的触动开关b，支撑板上固接有负重块，负重块上滑动连接有控制杆，控制杆上套装有传动盘，负重块和传动盘之间固接有弹簧，控制杆的端部固接有传动条，传动条的顶端固接有弧形块，支架的底部固接有与弧形块相对应的球体。

优选的，所述破壁机构包括设于置物套内两侧的微型钻机，置物套内安装有用于带动微型钻机向土壁方向移动的驱动组件，微型钻机和进料口位于同一平面，所述驱动组件包括固接于置物套内两侧的传动杆，两个传动杆之间滑动连接有与微型钻机固接的连接架，两个连接架上分别固接有齿条a和齿条b，置物套内固装有电机b，电机b的输出端固接有分别与齿条a和齿条b啮合传动的直齿轮b。

优选的，所述置物套上开设有螺纹槽，钻头与置物套螺纹连接。

优选的，所述置物套的底部为敞口结构，且置物套底部与钻头贴合。

优选的，所述滑杆的端部固接有用于防止探铲滑落的限位块。

借由上述技术方案，本发明提供了一种用于油井开采的土壤取样装置，至少具备以下有益效果：

1、该用于油井开采的土壤取样装置，通过设置取土机构，探铲穿过置物套使其插入土中，随后螺杆反转，探铲复位，实现土壤的取样，可以直接对底部土层进行取样，不需要将自上而下垂直线的整个土层进行取样，能够提高工作效率，且可以避免与上方的土层出现混合的现象。

2、该用于油井开采的土壤取样装置，通过设置破壁机构，驱动组件带动两侧微型钻机向外侧移动，随后微型钻机运行可以将硬物进行粉碎处理，继而可以保证取样的正常进行，且粉碎过后的岩石部分也同样可以去除，增加取样的全面性，进一步提高油井探测的准确性。

3、该用于油井开采的土壤取样装置，通过设置防护机构，计时器进行计时，螺套移动带动支架移动，触头随着支架向上方移动，在规定时间触头没有触动到触动开关a，则将电机a停止运行，避免探铲继续插入造成部件损坏，在规定时间触头触动到触动开关a，则设备进行正常运行，准确性高，能够提高对设备运行状态的监测，进一步提高取样的安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分：

图1为本发明正视方向的立体结构示意图；

图2为本发明置物套的剖视图；

图3为本发明置物套的内部仰视图；

图4为本发明取土机构的结构示意图；

图5为本发明防护机构的结构示意图；

图6为本发明图5中的A处放大图；

图7为本发明破壁机构的结构示意图。

附图标记：

100、钻机主体；101、钻杆；102、置物套；103、进料口；104、钻头；

200、取土机构；201、电机a；202、不完全齿轮；203、齿环；204、密封板；205、传动轴；206、直齿轮a；207、螺杆；208、螺套；209、滑杆；210、传动块；211、探铲；212、连接条；

300、破壁机构；301、电机b；302、直齿轮b；303、传动杆；304、连接架；305、齿条a；306、齿条b；307、微型钻机；

400、防护机构；401、触动开关a；402、计时器；403、支撑条；404、支撑板；405、支架；406、触头；407、控制组件；4071、传动盘；4072、弹簧；4073、触动开关b；4074、控制杆；4075、传动条；4076、弧形块；4077、球体。

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。

下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的一种用于油井开采的土壤取样装置。

实施例一：

结合图1-图4所示，本发明提供的一种用于油井开采的土壤取样装置，包括作为整个装置载体的钻机主体100，钻机主体100上设有钻杆101，钻杆101的端部固接有置物套102，置物套102的底端固接有用于钻孔的钻头104，置物套102外壁开设有进料口103，置物套102内设有用于取土的取土机构200，置物套102内设有用于感应取土时是否有硬性障碍物的防护机构400，硬性障碍物为石块或者岩层，在置物套102内安装有用于粉碎硬物的破壁机构300，取土机构200的设置，可以直接对底部土层进行取样，不需要将插入的整个土层进行取样，能够提高工作效率，且可以避免与上方的土层出现混合的现象，防护机构400的设置，可以对取土的土壁进行感应，当出现硬物无法取土时，能够及时停止，避免强行取样造成部件出现损坏，有利于提高取样时的安全性，破壁机构300的设置，可以将土壁的硬物进行粉碎处理，便于进行取样，取土机构200包括可转动安装于置物套102内用于改变进料口103密封状态的密封板204，置物套102内可转动安装有螺杆207，螺杆207上螺纹连接有螺套208，置物套102的内壁两侧均有滑杆209，滑杆209上滑动连接有传动块210，传动块210上铰接有用于承装土壤的探铲211，探铲211的朝向与进料口103相对应，螺套208和探铲211之间铰接有连接条212，密封板204从进料口103处移开，随后螺杆207进行转动，螺杆207转动带动螺套208上升使其通过连接条212推动探铲211移动，探铲211穿过置物套102使其插入土中，随后螺杆207反转，探铲211复位，实现土壤的取样，可以直接取得最底部的土壤，不需要自上而下将整个土层进行取样，且利用钻杆101的转动，可以快速插入到底部土层中，实现快速取样。

具体的，探铲211为洛阳铲结构，且滑杆209和探铲211为倾斜安装，铲头是个喇叭状，插入土中的铲头被土撑大，土被挤压在铲体里，拔出便能把土带出来，利用插入的方式，避免出现卡住的现象。

进一步的，置物套102上开设有螺纹槽，钻头104与置物套102螺纹连接，置物套102的底部为敞口结构，且置物套102底部与钻头104贴合，利用转动的方式实现对钻头104的安装和拆卸，便于对置物套102内部的部件进行检修和清理。

滑杆209的端部固接有用于防止探铲211滑落的限位块，限位块的设置，可以避免传动块210出现脱落的情况。

根据实施例可知，密封板204从进料口103处移开，随后螺杆207进行转动，螺杆207转动带动螺套208上升使其通过连接条212推动探铲211移动，探铲211穿过置物套102使其插入土中，随后螺杆207反转，探铲211复位，实现土壤的取样，可以直接取得最底部的土壤，不需要取出土壤的土壤，且利用钻杆101的转动，可以快速插入到底部土层中，实现快速取样。

实施例二：

结合图2和图4所示，在实施例一的基础上，置物套102内固装有电机a201，置物套102内壁通过滑槽滑动连接有齿环203，密封板204固接在齿环203上，置物套102内顶壁转动安装有与螺杆207固接的传动轴205，传动轴205上套装有直齿轮a206，电机a201的输出端固接有分别与齿环203和直齿轮a206相对应的不完全齿轮202，电机a201启动带动不完全齿轮202转动，当不完全齿轮202与齿环203啮合时，不完全齿轮202转动过程中带动齿环203进行转动，随后密封板204从进料口103处移开，然后不完全齿轮202与直齿轮a206啮合带动传动轴205转动，螺杆207随着传动轴205转动，实现对探铲211的运行，随后电机a201驱动不完全齿轮202反转，使得传动轴205反转，将探铲211复位，随后不完全齿轮202再次与齿环203啮合带动密封板204复位，将进料口103处进行密封，利用电机a201作为单个动力源，实现取样，结构精简，能够降低设备的制造成本。

根据实施例可知，可以直接对底部土层进行取样，不需要将插入的整个土层进行取样，能够提高工作效率，且可以避免与上方的土层出现混合的现象。

实施例三：

结合图2、图3、图5和图6所示，在实施例一的基础上，防护机构400包括固接于置物套102内壁的支撑条403和支撑板404，支撑条403的底部固接有用于控制探铲211运行的触动开关a401，支撑条403上安装有用于计算取土时间的计时器402，螺套208上固接有支架405，支架405上固接有与触动开关a401相对应的触头406，支撑板404上设有用于控制计时器402运行的控制组件407，计时器402进行计时，螺套208移动带动支架405移动，触头406随着支架405向上方移动，在规定时间触头406没有触动到触动开关a401，则将电机a201停止运行，避免探铲211继续插入造成部件损坏，在规定时间触头406触动到触动开关a401，则设备进行正常运行。

具体的，控制组件407包括安装于支撑板404上的触动开关b4073，支撑板404上固接有负重块，负重块上滑动连接有控制杆4074，控制杆4074上套装有传动盘4071，负重块和传动盘4071之间固接有弹簧4072，控制杆4074的端部固接有传动条4075，传动条4075的顶端固接有弧形块4076，支架405的底部固接有与弧形块4076相对应的球体4077，支撑条403随着螺套208上升，使得球体4077脱离弧形块4076，弹簧4072推动传动盘4071向触动开关b4073方向进行移动，控制杆4074随着传动盘4071移动，则控制杆4074的端部与触动开关b4073接触，可以将计时器402启动，能够在设备运行时立刻启动计时器402，准确性高，能够提高对设备运行状态的监测，进一步提高取样的安全性。

根据实施例可知，钻机主体100内还安装有控制器，可以对触动开关a401和计时器402以及触动开关b4073上的数据进行感应分析，继而可以对电机a201进行控制，可以将计时器402启动，能够在设备运行时立刻启动计时器402，计时器402进行计时，螺套208移动带动支架405移动，触头406随着支架405向上方移动，在规定时间触头406没有触动到触动开关a401，则将电机a201停止运行，避免探铲211继续插入造成部件损坏，在规定时间触头406触动到触动开关a401，则设备进行正常运行，准确性高，能够提高对设备运行状态的监测，进一步提高取样的安全性。

实施例四：

结合图2、图3和图7所示，在实施例一的基础上，破壁机构300包括设于置物套102内两侧的微型钻机307，置物套102内安装有用于带动微型钻机307向土壁方向移动的驱动组件，微型钻机307和进料口103位于同一平面，当土壁出现硬物时，驱动组件带动两侧微型钻机307向外侧移动，随后微型钻机307运行可以将硬物进行粉碎处理，继而可以保证取样的正常进行，且粉碎过后的岩石部分也同样可以去除，增加取样的全面性，进一步提高油井探测的准确性。

具体的，驱动组件包括固接于置物套102内两侧的传动杆303，两个传动杆303之间滑动连接有与微型钻机307固接的连接架304，两个连接架304上分别固接有齿条a305和齿条b306，置物套102内固装有电机b301，电机b301的输出端固接有分别与齿条a305和齿条b306啮合传动的直齿轮b302，电机b301启动带动直齿轮b302转动，直齿轮b302转动带动齿条a305和齿条b306上的连接架304分别向两侧移动，连接架304将微型钻机307推送出去进行破壁，继而可以完成硬物处理，且可以同时对两侧土壁进行处理，有利于提高工作效率。

通过上述实施例可知：工作人员将设备移动到勘探点，随后设备启动，钻杆101带动钻头104插入土中，当置物套102位于需要取样土层的位置时停止移动，随后电机a201启动带动不完全齿轮202转动，当不完全齿轮202与齿环203啮合时，不完全齿轮202转动过程中带动齿环203进行转动，随后密封板204从进料口103处移开，然后不完全齿轮202与直齿轮a206啮合带动传动轴205转动，螺杆207随着传动轴205转动，螺杆207转动带动螺套208上升使其通过连接条212推动探铲211移动，探铲211穿过置物套102使其插入土中，随后电机a201驱动不完全齿轮202反转，使得传动轴205反转，将探铲211复位，实现土壤的取样，随后不完全齿轮202再次与齿环203啮合带动密封板204复位，将进料口103处进行密封，取样完成之后将置物套102从土层中取出，然后探铲211再次推送出来，工作人员将土壤取走即可。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于油井开采的土壤取样装置，包括作为整个装置载体的钻机主体（100），其特征在于：所述钻机主体（100）上设有钻杆（101），钻杆（101）的端部固接有置物套（102），置物套（102）的底端固接有用于钻孔的钻头（104），置物套（102）外壁开设有进料口（103），置物套（102）内设有用于取土的取土机构（200），置物套（102）内设有用于感应取土时是否有硬性障碍物的防护机构（400），在置物套（102）内安装有用于粉碎硬物的破壁机构（300）；

所述取土机构（200）包括可转动安装于置物套（102）内用于改变进料口（103）密封状态的密封板（204），置物套（102）内可转动安装有螺杆（207），螺杆（207）上螺纹连接有螺套（208），置物套（102）的内壁两侧均有滑杆（209），滑杆（209）上滑动连接有传动块（210），传动块（210）上铰接有用于承装土壤的探铲（211），探铲（211）的朝向与进料口（103）相对应，螺套（208）和探铲（211）之间铰接有连接条（212），所述置物套（102）内固装有电机a（201），置物套（102）内壁通过滑槽滑动连接有齿环（203），密封板（204）固接在齿环（203）上，置物套（102）内顶壁转动安装有与螺杆（207）固接的传动轴（205），传动轴（205）上套装有直齿轮a（206），电机a（201）的输出端固接有分别与齿环（203）和直齿轮a（206）相对应的不完全齿轮（202）；

所述防护机构（400）包括固接于置物套（102）内壁的支撑条（403）和支撑板（404），支撑条（403）的底部固接有用于控制探铲（211）运行的触动开关a（401），支撑条（403）上安装有用于计算取土时间的计时器（402），螺套（208）上固接有支架（405），支架（405）上固接有与触动开关a（401）相对应的触头（406），支撑板（404）上设有用于控制计时器（402）运行的控制组件（407）；

所述控制组件（407）包括安装于支撑板（404）上的触动开关b（4073），支撑板（404）上固接有负重块，负重块上滑动连接有控制杆（4074），控制杆（4074）上套装有传动盘（4071），负重块和传动盘（4071）之间固接有弹簧（4072），控制杆（4074）的端部固接有传动条（4075），传动条（4075）的顶端固接有弧形块（4076），支架（405）的底部固接有与弧形块（4076）相对应的球体（4077）；

支撑条（403）随着螺套（208）上升，使得球体（4077）脱离弧形块（4076），弹簧（4072）推动传动盘（4071）向触动开关b（4073）方向进行移动，控制杆（4074）随着传动盘（4071）移动，则控制杆（4074）的端部与触动开关b（4073）接触，可以将计时器（402）启动，计时器（402）进行计时，螺套（208）移动带动支架（405）移动，触头（406）随着支架（405）向上方移动，在规定时间触头（406）没有触动到触动开关a（401），则将电机a（201）停止运行，避免探铲（211）继续插入造成部件损坏，在规定时间触头（406）触动到触动开关a（401），则设备进行正常运行。

2.根据权利要求1所述的用于油井开采的土壤取样装置，其特征在于：所述探铲（211）为洛阳铲结构，且滑杆（209）和探铲（211）为倾斜安装。

3.根据权利要求1所述的用于油井开采的土壤取样装置，其特征在于：所述破壁机构（300）包括设于置物套（102）内两侧的微型钻机（307），置物套（102）内安装有用于带动微型钻机（307）向土壁方向移动的驱动组件，微型钻机（307）和进料口（103）位于同一平面；

所述驱动组件包括固接于置物套（102）内两侧的传动杆（303），两个传动杆（303）之间滑动连接有与微型钻机（307）固接的连接架（304），两个连接架（304）上分别固接有齿条a（305）和齿条b（306），置物套（102）内固装有电机b（301），电机b（301）的输出端固接有分别与齿条a（305）和齿条b（306）啮合传动的直齿轮b（302）。

4.根据权利要求1所述的用于油井开采的土壤取样装置，其特征在于：所述置物套（102）上开设有螺纹槽，钻头（104）与置物套（102）螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的用于油井开采的土壤取样装置，其特征在于：所述置物套（102）的底部为敞口结构，且置物套（102）底部与钻头（104）贴合。

6.根据权利要求1所述的用于油井开采的土壤取样装置，其特征在于：所述滑杆（209）的端部固接有用于防止探铲（211）滑落的限位块。

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