【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于取樣設備領域，具體涉及一種用于頁巖氣地質勘探的一體式鉆孔取樣裝置。
技術介紹
1、頁巖氣，又名致密氣層氣，是蘊藏于頁巖層可供開采的天然氣資源，中國的頁巖氣可采儲量居世界首位。頁巖氣的形成和富集有著自身獨特的特點，往往分布在盆地內厚度較大、分布廣的頁巖烴源巖地層中。較常規天然氣相比，頁巖氣開發具有開采壽命長和生產周期長的優點，大部分產氣頁巖分布范圍廣、厚度大，且普遍含氣，這使得頁巖氣井能夠長期地以穩定的速率產氣。主要用于民用和工業燃料，化工和發電等，具有廣闊開發前景，頁巖氣的開發和利用有利于緩解油氣資源短缺，增加清潔能源供應，是常規能源的重要補充，頁巖氣勘查勘驗過程中需要進行鉆井取樣，現有的取樣器通常鉆孔取樣一體化，
2、就如目前市面上專利號為cn115096643a的一種巖土工程土壤智能取樣裝置，包括鉆頭和鉆桿，所述鉆頭和鉆桿的下端可拆卸連接，其特征在于：所述鉆桿內開設有第一空腔和第二空腔，所述第一空腔和第二空腔連通，第一空腔位于第二空腔的上方；包括活塞頭，所述活塞頭和與第二空腔滑動連接，活塞頭尾部與第二空腔底部之間設置有活塞復位彈簧和推臺，所述推臺上端與活塞頭尾部固定連接，所述活塞復位彈簧一端與推臺下端固定連接，另一端與第二空腔底部固定連接；所述鉆桿上側壁還開有取料孔，取料孔位于第二空腔高度位置處，所述取料孔內設置有取料箱，所述取料箱與取料孔滑動連接，所述推臺用于推動取料箱從取料孔內滑出，所述取料箱頂部開有收集孔；所述第二空腔內壁還設有用于取料箱復位的取料復位彈簧，所述取料復位彈簧一端與第二空腔內壁固
3、本方案的有益效果在于冰融化成水可以帶走鉆頭大量的熱，避免了鉆頭升溫過高損傷零部件。
4、但也存在一些問題，1、當鉆頭運行過深時，有些孔壁松散會坍塌下來，導致卡鉆。2、不能多段采樣，該方案的取料箱只能取一次料。
技術實現思路
1、本專利技術提供一種用于頁巖氣地質勘探的一體式鉆孔取樣裝置，用以解決鉆孔時，孔壁松動的問題。
2、為達到以上目的，本方案提供一種用于頁巖氣地質勘探的一體式鉆孔取樣裝置，包括鉆桿、鉆頭、滑桿、滑軌、底座、電機、機架、支撐桿和送桿機，所述支撐桿與底座固定連接，所述滑軌與底座固定連接，所述滑桿與滑軌滑動連接，所述電機與機架固定連接，所述送桿機與機架固定連接，還包括加固鉆孔機構，
3、所述加固鉆孔機構包括滑塊、連桿、加固塊、限位塊和環形滑軌，所述環形滑軌與鉆桿固定連接，所述限位塊與滑軌固定連接，所述滑塊與環形滑軌相配合，所述滑塊與限位塊相配合，所述連桿一端與滑塊轉動連接，另一端與加固塊轉動連接，所述連桿與鉆頭相配合；
4、本方案的原理在于：工人啟動電機，使得鉆桿和鉆頭開始旋轉，達到一定轉速后，啟動送桿機，將鉆桿往下送，鉆頭開始工作，鉆開孔洞，這時，由于是正轉，滑塊位于限位塊內部，限位塊擋住了連桿，防止連桿因離心力的作用支撐起來，降低了鉆頭鉆孔的效率。同時，由于轉速不夠快，離心力不足以將擋塊打開，加固塊處于封閉狀態。
5、隨著鉆頭鉆到第一個目標層，鉆頭停止轉動，開始反向1000r/min速度空轉，由于鉆桿反轉，導致滑塊滑出限位塊，連桿在離心力的作用下展開，使得加固塊的平面壓實周圍孔壁。
6、本方案的有益效果在于：1、每次加深鉆孔深度時，都會進行反轉后撤，使得加固塊的外殼對孔壁進行反復壓實，防止了孔壁因土質松散導致坍塌使得鉆頭卡鉆。
7、進一步，所述加固塊內部設有斜槽，所述斜槽包括彈簧、擋塊、輸送管和分層球；所述分層球與斜槽滑動連接，所述輸送管一端連通鉆孔，另一端連通斜槽，所述擋塊與輸送管相配合，所述彈簧一端與擋塊固定連接，另一端與加固塊固定連接。當鉆頭到達需要取樣的深度后，鉆頭反轉，轉速達到1000r/min，所以擋塊因離心力的作用打開，在1000r/min的轉速下。第一個分層球由于離心力的作用開始在斜槽上升，泥土從輸送管進入到斜槽內，第一層的泥土就存放在了第一個分層球和第二個分層球之間。然后工人降低反轉轉速，在600-800r/min之間，離心力減小，擋塊關閉輸送管，鉆頭開始往回撤退，加固塊的外殼由于離心力的作用下，一直在壓實和穩固孔壁。當穩固好周圍孔壁后，電機停止，然后再次正轉，滑塊又再次回到限位塊內，防止降低鉆孔的效率。鉆頭機繼續深入，直到鉆到第二層。重復之前的操作，只不過反向空轉速度需要達到1100r/min，使得第二個分層球懸浮在斜槽上方，泥土進入到第二個分層球和第三個分層球之間。以此循環，完成鉆孔和取樣一體化。該機構加固塊實現了多段采樣，不用反復撤回地面進行取出在鉆孔取樣。
8、進一步，還包括加強桿和橫向加強桿，所述加強桿一端與底座固定連接，另一端與支撐桿固定連接，所述橫向加強桿與加強桿固定連接。加強桿和橫向加強桿起到了一個加強支撐桿強度的作用，防止支撐桿扭曲變形。
9、進一步，所述電機的軸上設有主動斜齒輪，所述鉆桿上設有從動斜齒輪，所述主動斜齒輪與從動斜齒輪相嚙合。電機通過主動斜齒輪和從動斜齒輪實現了改變方向的作用，使得電機不用豎著放置，能橫向放置在機架上。
10、進一步，所述分層球設有5個，所述分層球每個質量不同，從上往下質量逐漸增大。多個分層球通過轉速來控制分層球的上下移動，從而實現多層取樣，不用一次一次的取樣，方便快捷。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種用于頁巖氣地質勘探的一體式鉆孔取樣裝置，包括鉆桿、鉆頭、滑桿、滑軌、底座、電機、機架、支撐桿和送桿機，所述支撐桿與底座固定連接，所述滑軌與底座固定連接，所述滑桿與滑軌滑動連接，所述電機與機架固定連接，所述送桿機與機架固定連接，其特征在于，還包括加固鉆孔機構，
2.根據權利要求1所述的一種用于頁巖氣地質勘探的一體式鉆孔取樣裝置，其特征在于，所述加固塊內部設有斜槽，所述斜槽包括彈簧、擋塊、輸送管和分層球；所述分層球與斜槽滑動連接，所述輸送管一端連通鉆孔，另一端連通斜槽，所述擋塊與輸送管相配合，所述彈簧一端與擋塊固定連接，另一端與加固塊固定連接。
3.根據權利要求1所述的一種用于頁巖氣地質勘探的一體式鉆孔取樣裝置，其特征在于，還包括加強桿和橫向加強桿，所述加強桿一端與底座固定連接，另一端與支撐桿固定連接，所述橫向加強桿與加強桿固定連接。
4.根據權利要求1所述的一種用于頁巖氣地質勘探的一體式鉆孔取樣裝置，其特征在于，所述電機的軸上設有主動斜齒輪，所述鉆桿上設有從動斜齒輪，所述主動斜齒輪與從動斜齒輪相嚙合。
5.根據權利要求1所述的
...【技術特征摘要】
1.一種用于頁巖氣地質勘探的一體式鉆孔取樣裝置，包括鉆桿、鉆頭、滑桿、滑軌、底座、電機、機架、支撐桿和送桿機，所述支撐桿與底座固定連接，所述滑軌與底座固定連接，所述滑桿與滑軌滑動連接，所述電機與機架固定連接，所述送桿機與機架固定連接，其特征在于，還包括加固鉆孔機構，
2.根據權利要求1所述的一種用于頁巖氣地質勘探的一體式鉆孔取樣裝置，其特征在于，所述加固塊內部設有斜槽，所述斜槽包括彈簧、擋塊、輸送管和分層球；所述分層球與斜槽滑動連接，所述輸送管一端連通鉆孔，另一端連通斜槽，所述擋塊與輸送管相配合，所述彈簧一端與擋塊固定連接，另一端與加固塊固...
【專利技術屬性】
技術研發人員：焦偉偉，郭平，
申請(專利權)人：重慶工業職業技術學院，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。