CN214408316U - 一种盐岩试样的制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种盐岩试样的制备装置，包括底座支架、切割机构、打磨机构，所述切割机构和打磨机构并列设置在底座支架上，所述切割机构包括平行设置的电动锯条机构和岩芯固定机构，所述电动锯条机构切割岩芯固定机构夹持的岩芯以制成长方体的岩芯中间体，所述岩芯中间体的截面为正方形结构。本实用新型采用先切割在打磨的方式，在盐岩试样制备过程中不对岩芯性质造成破坏，不会导致岩芯脆性崩裂，同时可以大幅降低岩样制备的费用，提高制备速度。

Description

一种盐岩试样的制备装置

技术领域

本实用新型涉及岩样试样制备技术领域，具体涉及一种盐岩试样的制备装置。

背景技术

目前，对于石油工程岩石力学领域内，实验室岩石力学单轴或三轴试验使用的岩样，其制备方法一般是先使用岩石取芯机钻取一段小型岩芯柱，再对岩芯柱进行端面处理，以便制得标准的试验用岩样。采用这种方法在对盐岩取芯时，钻头转速过快会使盐岩崩裂或脆性断裂，内部结构发生破坏，此外为降温消尘而使用的水流会使盐岩部分融化，而且转速过快摩擦生成的热量会加剧盐岩的融化，所以难以按照传统的取芯方法对盐岩制样。

实用新型内容

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种盐岩试样的制备装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种盐岩试样的制备装置，包括底座支架、切割机构、打磨机构，所述切割机构和打磨机构并列设置在底座支架上，所述切割机构包括平行设置的电动锯条机构和岩芯固定机构，所述电动锯条机构切割岩芯固定机构夹持的岩芯以制成长方体的岩芯中间体，所述岩芯中间体的截面为正方形结构，所述打磨机构包括平行设置打磨盘机构和打磨试样定型机构，所述打磨试样定型机构包括多个尺寸相同的定型钢块，每个定型钢块的一端面上均设置一个内凹槽，多个定型钢块上的内凹槽的内凹角度均不相同，所述岩芯中间体由打磨盘机构按照多个定型钢块上的内凹角度逐个进行打磨以制成圆柱状的盐岩试样。

优选的是，所述电动锯条机构包括锯条、曲柄滑块机构，所述锯条与曲柄滑块机构中的滑块固定，由曲柄滑块机构驱动锯条做上下往复运动。

在上述任一方案中优选的是，所述岩芯固定机构包括两组岩芯夹持器，两组所述岩芯夹持器均设置在底座支架上以分别夹持岩芯的端部。

在上述任一方案中优选的是，所述底座支架上固定两个直线导轨，每个直线导轨上均滑动连接一组岩芯夹持器。

在上述任一方案中优选的是，所述打磨盘机构包括打磨电机、打磨盘、滑动板，所述打磨电机固定在滑动板上，所述打磨电机驱动打磨盘旋转，所述打磨盘上固定砂纸，所述滑动板与底座支架滑动连接。

在上述任一方案中优选的是，所述滑动板内螺纹连接螺杆，所述螺杆的一端延伸至滑动板的外侧并固定手摇柄，所述滑动板一侧的底座支架上固定连接块，所述连接块与螺杆转动连接。

在上述任一方案中优选的是，所述滑动板的底部滑动连接线性滑轨，所述线性滑轨固定在底座支架上，所述线性滑轨的顶端设有多个沿滑动板移动方向排列的螺纹盲孔，其中一个螺纹盲孔上螺纹连接限位螺柱，以限制滑动板的移动位置。

在上述任一方案中优选的是，多个螺纹盲孔分别对应不同的定型钢块上的内凹角，以使岩芯中间体被打磨掉设定的厚度。

在上述任一方案中优选的是，所述打磨盘远离滑动板一侧的底座支架上设有与定型钢块间隙配合的固定凹槽，所述定型钢块插进固定凹槽内时，内凹槽位于底座支架的上方。

在上述任一方案中优选的是，所述定型钢块的个数为四个，四个定型钢块上内凹槽的内凹角度分别为90°、135°、157.5°和168.75°。

与现有技术相比，本实用新型提供的盐岩试样的制备装置具有以下有益效果：

通过锯条切割以及多次打磨的形式实现盐岩试样的制备，可以克服传统取芯方法对盐岩取芯时，速度过快导致岩芯崩裂发生脆性破坏，也避免了取芯过程中盐岩遇水遇热发生融化的问题，可得到用于岩石力学常规单轴三轴实验的标准岩样。试样制备过程中不会对岩样性质造成破坏，不会导致岩样脆性崩裂，同时可以大幅降低岩样制备费用，提高制样速度，经济环保无污染。

附图说明

图1为盐岩试样的制备装置中电动锯条机构在底座支架上的分布图；

图2为岩芯固定机构的结构示意图；

图3为电动锯条机构中曲柄滑块机构的结构示意图；

图4为盐岩试样的制备装置中打磨机构在底座支架上的分布图；

图5为打磨机构在底座支架上的俯视图；

图6为内凹角为90°的定型钢块；

图7为内凹角为135°的定型钢块；

图8为内凹角为157.5°的定型钢块；

图9为内凹角为168.75°的定型钢块；

图10为岩芯中间体为正四边形时顶角与内凹槽配合的结构示意图；

图11为岩芯中间体为正八边形时顶角与内凹槽配合的结构示意图；

图12为岩芯中间体为正十六边形时顶角与内凹槽配合的结构示意图；

图13为岩芯中间体为正三十二边形时顶角与内凹槽配合的结构示意图。

图中标注说明：1、底座支架；2、滑块；3、锯条；4、岩芯夹持器；5、岩芯；6、直线导轨；7、竖向板；8、第一导轨；9、打磨电机；10、打磨盘；11、固定凹槽；12、滑动板；13、打磨盘移动孔；14、线性滑轨；15、螺杆；16、定型钢块；17、螺纹盲孔；18、限位螺柱。

具体实施方式

为了更进一步了解本实用新型的发明内容，下面将结合具体实施例详细阐述本实用新型。

如图1-13所示，按照本实用新型提供的盐岩试样的制备装置的一实施例，包括底座支架1、切割机构、打磨机构，所述切割机构和打磨机构并列设置在底座支架1上，所述切割机构包括平行设置的电动锯条3机构和岩芯固定机构，所述电动锯条3机构切割岩芯固定机构夹持的岩芯5以制成长方体的岩芯中间体，所述岩芯中间体的截面为正方形结构，所述打磨机构包括平行设置打磨盘机构和打磨试样定型机构，所述打磨试样定型机构包括多个尺寸相同的定型钢块16，每个定型钢块16的上端面上均设置一个内凹槽，多个定型钢块16上的内凹槽的内凹角度均不相同，所述岩芯中间体由打磨盘机构按照多个定型钢块16上的内凹角度逐个进行打磨以制成圆柱状的盐岩试样。岩芯中间体的截面边长与最终得到盐岩试样的直径相等。

所述电动锯条3机构包括锯条3、曲柄滑块机构，所述锯条3与曲柄滑块机构中的滑块2固定，由曲柄滑块机构驱动锯条3做上下往复运动。

如图3所示，所述底座支架1上设有通孔，所述锯条3的底端从通孔内穿过延伸至底座支架1的下方，所述曲柄滑块机构包括驱动电机、滑块2、第一导轨8，所述驱动电机固定在底座支架1的下方，驱动电机的输出轴连接第一连杆，所述第一连杆上铰接第二连杆，所述第二连杆与滑块2铰接，滑块2与第一导轨8滑动连接，所述第一导轨8与底座支架1固定，第一导轨8从通孔内穿过，锯条3与滑块2固定，驱动电机带动第一连杆旋转，在第二连杆的作用下，使滑块2沿第一导轨8作直线运动，从而带动锯条3作往复直线运动。

采用转速较低的驱动电机，带动滑块2作往复直线运动以使锯条3慢速切割岩芯5，最终获得端面为正方形的长方体岩芯中间体。

采用简单方便的切割机构、打磨机构对盐岩先切割，后打磨，最终获得试验用的标准岩样；该岩样制备装置结构简单，成本低廉，提高制备速度，经济环保无污染。

如图2所示，所述岩芯固定机构包括两组岩芯夹持器4，两组所述岩芯夹持器4均设置在底座支架1上以分别夹持岩芯5的端部。

所述底座支架1上固定两个直线导轨6，每个直线导轨6上均滑动连接一组岩芯夹持器4。岩芯夹持器4沿直线导轨6的方向可以滑动。

具体的，直线导轨6固定在竖向板7上，竖向板7固定在锯条3一侧的底座支架1上，直线导轨6的中心线与锯条3的中心线垂直，直线导轨6上滑动连接支撑块，所述岩芯夹持器4安装在支撑块上，以使岩芯夹持器4能够沿直线导轨6滑动。

需要说明的是，岩芯夹持器4的具体结构为现有技术，在此不再详细赘述。

如图4-5所示，所述打磨盘机构包括打磨电机、打磨盘、滑动板，所述打磨电机固定在滑动板上，所述打磨电机驱动打磨盘旋转，所述打磨盘上固定砂纸，所述滑动板与底座支架滑动连接。

具体的，打磨盘10为钢制圆饼形结构，打磨盘10上固定有所需型号的砂纸，打磨盘10的一侧壁上固定转轴，转轴转动连接在支撑架上，支撑架固定在滑动板上，转轴上固定套有从动链轮，打磨电机9的输出轴上固定主动链轮，主动链轮与从动链轮通过链条连接。

所述滑动板12内螺纹连接螺杆15，所述螺杆15的一端延伸至滑动板12的外侧并固定手摇柄，所述滑动板12一侧的底座支架1上固定连接块，所述连接块与螺杆15转动连接。

所述滑动板12的底部滑动连接线性滑轨14，所述线性滑轨14固定在底座支架1上，所述线性滑轨14的顶端设有多个沿滑动板12移动方向排列的螺纹盲孔17，其中一个螺纹盲孔17上螺纹连接限位螺柱18，以限制滑动板12的移动位置。线性滑轨14的个数为两个且平行排列，两个线性滑轨14之间的底座支架1上设有打磨盘移动孔13，所述打磨盘10的底端从打磨盘移动孔13内穿过，打磨盘10在滑动板12的驱动下在打磨盘移动孔内可以移动。

多个螺纹盲孔17分别对应不同的定型钢块16上的内凹角，以使岩芯中间体被打磨掉设定的厚度。通过限位螺柱限制滑动板的移动位置，从而保证了岩芯中间体顶角被打磨掉的厚度，准确性高。

所述打磨盘10远离滑动板12一侧的底座支架1上设有与定型钢块16间隙配合的固定凹槽11，所述定型钢块16插进固定凹槽11内时，内凹槽位于底座支架1的上方。固定凹槽11位于打磨盘移动孔的一侧。

如图6-9所示，所述定型钢块16的个数为四个，四个定型钢块16上内凹槽的内凹角度分别为90°、135°、157.5°和168.75°。根据“正方形裁内切圆计算圆周率方法”可知，从正四边形(各内角90°)不断外裁顶角，依次可得正八边形(各内角135°)、正十六边形(各内角157.5°)、正三十二边形(各内角168.75°)，裁至正六十四边形时，所得圆周率数值已精确至3.14。故经过4次侧面打磨处理，可得精确度较高的近似圆柱体，符合实验标准。

此时，螺纹盲孔17的个数可以设置四个，每个螺纹盲孔17的位置对应一个岩芯5打磨的厚度，当移动块12抵在该螺纹盲孔17连接的限位螺柱时，岩芯5的打磨厚度达到对应要求。

本实施例的工作原理：驱动电机旋转，使滑块2沿第一导轨8作往复直线运动，从而使锯条3上下往复运动，将岩芯5夹持在两组岩芯夹持器4之间，实现岩芯5的固定，然后手动推动岩芯夹持器4，在直线导轨6上滑动，在滑动过程中向锯条3靠近，以实现切割，最终切割为长方体的岩芯中间体，然后将岩芯中间体进行打磨以制成盐岩试样，在打磨时，将内凹角90°的定型钢块16插进固定凹槽内，使定型钢块16无法移动，同时定型钢块16上的内凹槽位于底座支架1的上方，内凹槽朝向打磨盘方向，将限位螺柱安装在对应内凹角90°的螺纹盲孔17内，以限制岩芯中间体的打磨厚度，然后手动将岩芯中间体的一条棱放置在内凹槽内并手动按压，使岩芯中间体的一条棱与打磨盘正对应，然后手动转动螺杆使滑动板12带动打磨盘10向定型钢块16的方向移动，由打磨盘10上的砂纸进行打磨，直到滑动板12触碰限位螺柱18，无法移动，此时对岩芯中间体的打磨厚度达到要求，更换另一条棱进行打磨，最终将端面打磨成正八边形结构，然后按照上述步骤重复进行，以实现正八边形(各内角135°)、正十六边形(各内角157.5°)、正三十二边形(各内角168.75°)，裁至正六十四边形时，所得圆周率数值已精确至3.14。故经过4次侧面打磨处理，可得精确度较高的近似圆柱体，符合实验标准，岩芯5试样的两个端面同样在经打磨至端面平整。

本领域技术人员不难理解，本实用新型包括上述说明书的发明内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (10)

1.一种盐岩试样的制备装置，其特征在于：包括底座支架、切割机构、打磨机构，所述切割机构和打磨机构并列设置在底座支架上，所述切割机构包括平行设置的电动锯条机构和岩芯固定机构，所述电动锯条机构切割岩芯固定机构夹持的岩芯以制成长方体的岩芯中间体，所述岩芯中间体的截面为正方形结构，所述打磨机构包括平行设置打磨盘机构和打磨试样定型机构，所述打磨试样定型机构包括多个尺寸相同的定型钢块，每个定型钢块的一端面上均设置一个内凹槽，多个定型钢块上的内凹槽的内凹角度均不相同，所述岩芯中间体由打磨盘机构按照多个定型钢块上的内凹角度逐个进行打磨以制成圆柱状的盐岩试样。

2.根据权利要求1所述的一种盐岩试样的制备装置，其特征在于：所述电动锯条机构包括锯条、曲柄滑块机构，所述锯条与曲柄滑块机构中的滑块固定，由曲柄滑块机构驱动锯条做上下往复运动。

3.根据权利要求1所述的一种盐岩试样的制备装置，其特征在于：所述岩芯固定机构包括两组岩芯夹持器，两组所述岩芯夹持器均设置在底座支架上以分别夹持岩芯的端部。

4.根据权利要求3所述的一种盐岩试样的制备装置，其特征在于：所述底座支架上固定两个直线导轨，每个直线导轨上均滑动连接一组岩芯夹持器。

5.根据权利要求1所述的一种盐岩试样的制备装置，其特征在于：所述打磨盘机构包括打磨电机、打磨盘、滑动板，所述打磨电机固定在滑动板上，所述打磨电机驱动打磨盘旋转，所述打磨盘上固定砂纸，所述滑动板与底座支架滑动连接。

6.根据权利要求5所述的一种盐岩试样的制备装置，其特征在于：所述滑动板内螺纹连接螺杆，所述螺杆的一端延伸至滑动板的外侧并固定手摇柄，所述滑动板一侧的底座支架上固定连接块，所述连接块与螺杆转动连接。

7.根据权利要求6所述的一种盐岩试样的制备装置，其特征在于：所述滑动板的底部滑动连接线性滑轨，所述线性滑轨固定在底座支架上，所述线性滑轨的顶端设有多个沿滑动板移动方向排列的螺纹盲孔，其中一个螺纹盲孔上螺纹连接限位螺柱，以限制滑动板的移动位置。

8.根据权利要求7所述的一种盐岩试样的制备装置，其特征在于：多个螺纹盲孔分别对应不同的定型钢块上的内凹角，以使岩芯中间体被打磨掉设定的厚度。

9.根据权利要求6所述的一种盐岩试样的制备装置，其特征在于：所述打磨盘远离滑动板一侧的底座支架上设有与定型钢块间隙配合的固定凹槽，所述定型钢块插进固定凹槽内时，内凹槽位于底座支架的上方。

10.根据权利要求1所述的一种盐岩试样的制备装置，其特征在于：所述定型钢块的个数为四个，四个定型钢块上内凹槽的内凹角度分别为90°、135°、157.5°和168.75°。

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