CN210460560U - 一种套管式小岩芯取芯装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种套管式小岩芯取芯装置,包括套管结构、设置在套管结构内的取芯机构、连接在取芯机构尾部的连接件；所述套管结构包括管身、设置在管身端口处的导向口，所述管身上设置有多个螺栓孔，且在管身中部开有岩心套取插孔。采用本实用新型取得十余米孔深处完整的小岩芯，避免小岩芯的断裂与脱落，有效判断测试点出岩体完整程度和成孔质量，提高应力解除法测试地应力的速度与准确性，推动应力解除法测试地应力的发展。

Description

一种套管式小岩芯取芯装置

技术领域

本实用新型涉及地质勘查技术领域，具体而言，涉及一种套管式小岩芯取芯装置。

背景技术

在隧道与地下工程中，应力解除法测试地应力原理，是岩体处于三向应力状态中，在岩体中钻出小孔，再用大孔套钻小孔，小孔将发生膨胀变形，若在小空中安装了测试小孔变形的传感元件，则可由小孔变形计算出地应力的大小和方向。但是，在钻小孔的过程中，我们必须保证测试点处岩体的完整程度和成孔质量，判断岩体完整程度最直接的方法便是通过取得完整长度的小岩芯，从而直观确定该测试点处岩体完整，成孔质量高，才能进行下一步安装传感元件测试地应力。因此，取得完整长度的小岩芯便成为应力解除法测试地应力实验的重点环节。

在现有技术操作下，实际取芯过程大多都是通过两种方法取得小岩芯。一是钻头在钻出需求长度小岩芯后，通过停水干钻，将小岩芯直接扭断于钻头内取出，这个方法可以比较快速的得到小岩芯，但是由于钻头的剧烈抖动，很容易让小岩芯断成若干节，很难判断测试点处岩石的完整性。另一方法是钻头钻出需求长度小岩芯后，退出钻头，此时小岩芯在小孔中且依附在孔底岩体，先用装楔形头推送杆将小孔中的小岩芯轴向冲击，掰断脱离岩体，然后用十余米长的细铁丝将落于小孔中完整的小岩芯勾出，由于小孔过于深，灯光无法照亮孔底，肉眼不能看清孔底，用细铁丝勾出极为不方便，这个操作方法极其困难。因此取得完整小岩芯，判断测试点处岩石完整性，成为解除法测试地应力操作过程中非常困难的环节，严重测试进度控制以及施工方的进度。

随着社会交通的不断发展，隧道和地下工程越来越流行于交通轨道的建设中，例如山岭公路隧道，铁路隧道，水电站硐室等。为了确保地下工程建设的安全，地应力测试成为了必不可少的环节。地应力测试的方法有水压制裂法，应力解除法等。其中，应力解除法因为其测试精度高，测试速度快，占用空间小，对施工影响小等优势受到欢迎。但是在测试中为取得完整的小岩芯从而判断岩石完整程度和成孔质量成为了一个比较困难的操作环节。如果能使用一种新型的小岩芯取芯装置，能够快速便捷的从十余米深的小孔中取出小岩芯，且能保证小岩芯的完整，则有利于判断测试点岩体完整程度和成孔质量，加快测试速度与准确性。

为了取得十余米孔深处的小岩芯，避免小岩芯的断裂与脱落，有效判断测试点出岩体完整程度和成孔质量，提高应力解除法测试地应力的进度与准确性，推动解除法测试地应力的技术发展，我们提出了一种套管式小岩芯取芯装置。

实用新型内容

本实用新型提供了一种套管式小岩芯取芯装置，目的在于取得十余米孔深处完整的小岩芯，避免小岩芯的断裂与脱落，有效判断测试点出岩体完整程度和成孔质量，提高应力解除法测试地应力的速度与准确性，推动应力解除法测试地应力的发展。

为达到上述技术目的，本实用新型采用的技术方案具体如下：

一种套管式小岩芯取芯装置，包括套管结构、设置在套管结构内的取芯机构、连接在取芯机构尾部的连接件；所述套管结构包括管身、设置在管身端口处的导向口，所述管身上设置有多个螺栓孔，且在管身中部开有岩心套取插孔。

进一步地，所述管身内壁设置有粘接涂层。

粘接涂层由涂抹具有黏性的黄油或胶水类物质在管身的内壁形成，在取芯过程中可以起到固定小岩芯的作用。

进一步地，所述导向口外翻，且外翻角度与岩芯喇叭口方向贴合。

进一步地，所述取芯机构包括楔形刚性件，楔形刚性件设置在管身内，并通过螺栓固定。

进一步地，所述楔形刚性件为一端为楔形的滑块，且滑块直径大小小于管身内径。

进一步地，多个螺栓孔为等间距间隔设置在管身上。

进一步地，所述连接件包括活接螺母、尾部插管，活接螺母抱箍在尾部插管的外部。

进一步地，所述尾部插管一端固定到套管末端，另一端连接到外部的推送杆，并通过活接螺母锁紧。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型区别于现有技术，本实用新型套管式小岩芯取芯装置，能够快速便捷的从十余米深的小孔中取出小岩芯，保证小岩芯的完整性，防止小岩芯的断裂和脱落，有利于判断解除法测试地应力测试点岩体完整程度和成孔质量，加快测试的速度与准确性。

附图说明

图1是本实用新型提供的套管式小岩芯取芯装置结构示意；

图2是本实用新型所应用对象小岩芯在小孔中附着状态图；

附图标记：

1-导向口，2-带孔管身，3-螺栓孔，4-楔形刚性件，5-螺栓，6-活接螺母，7-尾部插管，8-小岩芯，9-小孔，10-大孔，11-岩石。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

图1-图2所示，一种套管式小岩芯8取芯装置，包括套管结构、设置在套管结构内的取芯机构、连接在取芯机构尾部的连接件。

所述套管结构包括管身2、设置在管身2端口处的导向口1，所述管身2上设置有多个螺栓5孔3，多个螺栓5孔3为等间距间隔设置在管身2上。且在管身2中部开有岩心套取插孔。所述管身2内壁设置有粘接涂层。粘接涂层由涂抹具有黏性的黄油或胶水类物质在管身2的内壁形成，在取芯过程中可以起到固定小岩芯8的作用。所述导向口1外翻，且外翻角度与岩芯喇叭口方向贴合。

所述取芯机构包括楔形刚性件4，楔形刚性件4设置在管身2内，并通过螺栓5固定。所述楔形刚性件4为一端为楔形的滑块，且滑块直径大小小于管身2内径。

所述连接件包括活接螺母6、尾部插管7，活接螺母6抱箍在尾部插管7的外部。所述尾部插管7一端固定到套管末端，另一端连接到外部的推送杆，并通过活接螺母6锁紧。

在具体使用时，如图2所示，岩石11已经在前期开有大孔10跟小孔9，此时需要采用本实用新型的取芯装置取出小岩芯8，套管端口有外翻导向口1，导向口1外翻角度与岩芯喇叭口方向贴合，利于套管顺利推送进入小孔9，导向口1外径略小于小孔9直径，装置能在小孔9内自由滑动。

套管内径略大于小岩芯8直径，利于装置套住小岩芯8，套管内壁需涂抹具有黏性的黄油或胶水类物质。套管上分布着等间距的螺栓5孔3，可将内部带孔楔形钢块固定在套管内不同深度的位置。

楔形钢块直径略小于套管内径，可在套管内自由滑动，并通过螺栓5件固定。当套管完全套住小岩芯8时，楔形钢块正好插入小岩芯8与套管内壁缝隙，通过轴向冲击，将小岩芯8掰断，被带有黏性黄油的套管带出，取得完整小岩芯8。

本实用新型具有联接方便，稳定性好，零部件较少，取芯快速方便，不破坏小岩芯8等特点，可有效确定深部岩石11完整情况。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种套管式小岩芯取芯装置，其特征在于：包括套管结构、设置在套管结构内的取芯机构、连接在取芯机构尾部的连接件；所述套管结构包括管身、设置在管身端口处的导向口，所述管身上设置有多个螺栓孔，且在管身中部开有岩心套取插孔。

2.根据权利要求1所述的套管式小岩芯取芯装置，其特征在于：所述管身内壁设置有粘接涂层。

3.根据权利要求1所述的套管式小岩芯取芯装置，其特征在于：所述导向口外翻，且外翻角度与岩芯喇叭口方向贴合。

4.根据权利要求1所述的套管式小岩芯取芯装置，其特征在于：所述取芯机构包括楔形刚性件，楔形刚性件设置在管身内，并通过螺栓固定。

5.根据权利要求4所述的套管式小岩芯取芯装置，其特征在于：所述楔形刚性件为一端为楔形的滑块，且滑块直径小于管身内径。

6.根据权利要求1所述的套管式小岩芯取芯装置，其特征在于：多个螺栓孔为等间距间隔设置在管身上。

7.根据权利要求1所述的套管式小岩芯取芯装置，其特征在于：所述连接件包括活接螺母、尾部插管，活接螺母抱箍在尾部插管的外部。

8.根据权利要求7所述的套管式小岩芯取芯装置，其特征在于：所述尾部插管一端固定到套管末端，另一端连接到外部的推送杆，并通过活接螺母锁紧。

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