一种连续导管式取芯设备制造技术

本发明专利技术涉及一种连续导管式取芯设备，包括取芯器和连续导管作业装置；取芯器包括内管总成和外管总成，内管总成可与外管总成卡合连接；外管总成包括外管和安装在外管上的钻头，内管总成包括内管组件和中心杆；内管组件包括岩芯内筒、岩心外筒以及安装在岩芯外筒底部的保压阀；连续导管作业装置包括连续导管以及可牵引连续导管下井或起出的导向注入一体化机构，连续导管用于下放和提升内管总成。本发明专利技术利用连续导管作业装置来上提、下放保压取芯器，连续导管便于内穿电缆传输测控信号，利于实现对孔底参数的实时测量；其导向注入一体化机构将导向和注入功能基于一体，可省去导向鹅颈，能有效降低设备的高度；尤其适用于空间高度有限的作业环境。

【技术实现步骤摘要】
一种连续导管式取芯设备
本专利技术涉及地下勘探
，尤其涉及一种连续导管式取芯设备。
技术介绍
我国既是煤炭生产大国，也是煤炭消费大国，煤炭是我国重要的基础能源和原料。煤层瓦斯含量和煤层瓦斯压力是突出煤层突出危险性区域预测和区域效果检验的主要指标，煤层瓦斯含量通常采用地面煤层气含量测定、地勘瓦斯含量测定、矿井井下煤层钻孔取芯等方法进行测定，由于煤层瓦斯含量测试条件和测试方法等区别，上述煤层瓦斯含量测试结果往往差异较大精度不高，普遍存在估算损失，对煤矿开采的指导意义有限。对于煤层坑道取芯，有公开号为CN204646157U的专利文献公开了一种煤层气绳索取芯装置，该装置使用绳索提升/下放取芯器，同时需要为取芯装置通入压缩空气，驱动取芯装置动作。而公开号为CN107905752A的取芯器，也是使用绳索提升/下放取芯器。这种结构的取芯器不方便电缆走线。连续油管作业是勘探开发常用的技术之一。如图1所示，现有的连续油管作业设备通常包括导向鹅颈（序号100）和注入头（序号200），导向鹅颈用于引导连续管进入注入头。现有的连续管注入头的入口位于出口正上方，注入头本身具有一定的高度，再加上导向鹅颈的高度，导致整个设备高度很高，这并不适用于空间高度有限的作业环境（例如煤矿巷道，一般高度不超过3m）。此外，为了进一步实现对煤层的保压取芯，有公开号为CN201811862U的专利文献公开了一种井下卸压密闭煤芯取样器，其依靠粘液、真空装置进行样品的保压取芯，上述装置中均存在流体介质，会对煤层岩芯造成一定的污染，并影响含水率等参数的测定。取芯器通常由内管总成和外管总成组成，内管总成和外管总成之间存在间隙，导致取芯筒容易随取芯外筒一同转动，当外部扰动较大时，取芯成分与真实情况可能存在较大误差。为了减少由于转动带来的误差，目前使用的取芯器常在外管总成和内管总成之间设置单动装置来减少取芯筒的转动，但是单动装置虽然具有防转作用，但防转效果有限，很难有效减小测量误差。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题提供一种连续导管式取芯设备。本专利技术通过下述技术方案实现：一种连续导管式取芯设备，包括取芯器和连续导管作业装置；所述取芯器包括内管总成和外管总成，内管总成可与所述外管总成卡合连接；所述外管总成包括外管和安装在外管上的钻头，所述内管总成包括内管组件和中心杆；内管组件包括岩芯内筒、岩心外筒以及安装在岩芯外筒底部的保压阀；所述连续导管作业装置包括连续导管和导向注入一体化机构，所述连续导管用于下放和提升所述内管总成；所述导向注入一体化机构包括一对链轮链条夹持组件，所述的一对链轮链条夹持组件用于夹持连续导管以及牵引连续导管下井或起出，所述的一对链轮链条夹持组件间可构成供连续导管通过的导管导向通道，所述导管导向通道的入口与出口不在一条直线上。进一步的，一种连续导管式取芯设备还包括坑道钻机，所述外管总成通过钻杆连接所述坑道钻机。优选地，所述导管导向通道为圆弧形。进一步的，两个链轮链条夹持组件均包括链轮组、链条、安装在链条上的夹持块以及用于压紧夹持块的推板；所述推板为圆弧形板，两个链轮链条夹持组件的推板同心设置；至少一个链轮链条夹持组件的推板连接有用于带动其径向移动的夹紧驱动装置；两个链轮链条夹持组件的推板用于使两个链轮链条夹持组件的部分夹持块之间形成所述导管导向通道，以及使两个链轮链条夹持组件上的所述部分夹持块夹紧导管。其中，位于外围的链轮链条夹持组件的链轮组包括主动轮、张紧轮和从动轮；位于内围的链轮链条夹持组件的链轮组至少包括主动轮和从动轮。进一步的，一种连续导管式取芯设备还包括校直装置，所述校直装置用于对连续导管进行校直。进一步的，所述校直装置包括支架、第一滚轮、第二滚轮、拐臂和压紧油缸；所述第一滚轮有至少两个，第一滚轮沿直线方向排布；所述拐臂一端与所述支架活动连接，所述第二滚轮转动安装在所述拐臂的拐点处，所述压紧油缸的输出端与拐臂的另一端连接以使第一滚轮与第二滚轮间形成校直通道。进一步的，所述中心杆底端固连活塞，活塞内设有保压控制器；保压控制器包括保压缸，保压缸竖直设置，保压缸内设有保压活塞，保压活塞与保压缸内壁滑动配合，保压活塞将保压缸分为上部腔室、下部腔室，下部腔室与活塞底面连通，上部腔室内充有气体。进一步的，内管组件和中心杆之间设有复合轴承组，中心杆包括定位管段；复合轴承组包括基座，基座为推力轴承形式，基座设于内管组件内，基座内壁设有环形的滚珠凹陷，所述定位管段中部沿周向设有多个滚珠孔洞，球形滚子安装于滚珠孔洞内，球形滚子凸出的部分适配滚珠凹陷；中心杆上设有第一环形凸楞，第一环形凸楞与内管组件之间设有推力轴承，第一环形凸楞位于两个推力轴承之间。其中，内管组件顶部设有弹卡机构，外管总成顶部内壁设有弹卡室；弹卡机构外壁设有锁闩槽，锁闩槽内安装有锁闩，锁闩底部转动连接锁闩槽内壁，锁闩顶部与锁闩槽之间设有弹簧，锁闩适配弹卡室。进一步的，保压阀为自重力阀门，自重力阀门包括环形阀座、圆形阀瓣，圆形阀瓣边沿铰接环形阀座顶面边沿；圆形阀瓣具有弹性结构，当自重力阀门开启时，圆形阀瓣处于竖直位置，圆形阀瓣呈弧形，圆形阀瓣适配岩芯外筒内壁。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1，本专利技术利用连续导管作业装置来上提、下放保压取芯器，起到传统绳索取芯中“绳索”的作用；而且，连续导管的中空结构，可内穿电缆传输测控信号，通过对取芯器上设置传感器或相关测控装置，实现对孔底所需目标参数的实时测量；2，本专利技术的导向注入一体化机构将导向和注入功能基于一体，可省去导向鹅颈，能有效降低设备的高度；尤其适用于空间高度有限的作业环境（例如在煤矿巷道中作业）；3，本专利技术通过校直装置可对连续导管进行校直，利于确保连续导管垂直进入井内，能有效减轻井下磨损。4，连续导管具有一定的刚性，其与保压取芯器中心杆直接相连，而中心杆与内管组件间有复合轴承组，可以防止取芯筒在取芯过程中转动，其防扭能力好，可以提供较好的防转能力；尤其适用于坑道内，取芯深度有限，使用的连续导管长度有限的情况；5，本专利技术中使用复合轴承，不仅可以起到对岩芯内筒的防转作用，同时可以在岩芯内筒下放/提起时起到定位作用；6，本专利技术利用钻机驱动取芯器钻进，无需使用流体介质，可避免对煤层岩芯造成污染，防止影响含水率等参数的测定。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。图1是现有技术中导向鹅颈与注入头的结构示意图；图2为本专利技术的结构示意图；图3为连续导管作业装置的示意图；图4为卷盘装置的示意图；图5为卷盘装置的侧视图；图6是实施例一中导向注入一体化机构及校直装置的结构示意图；图7是夹持块夹紧导管时局部位置的示意图；图8是图7中A-A处的剖面图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续导管式取芯设备，其特征在于：包括取芯器和连续导管作业装置；所述取芯器包括内管总成和外管总成，内管总成可与所述外管总成卡合连接；/n所述外管总成包括外管和安装在外管上的钻头，所述内管总成包括内管组件和中心杆；内管组件包括岩芯内筒、岩心外筒以及安装在岩芯外筒底部的保压阀；/n所述连续导管作业装置包括连续导管和导向注入一体化机构，所述连续导管用于下放和提升所述内管总成；/n所述导向注入一体化机构包括一对链轮链条夹持组件，所述的一对链轮链条夹持组件用于夹持连续导管以及牵引连续导管下井或起出，所述的一对链轮链条夹持组件间可构成供连续导管通过的导管导向通道，所述导管导向通道的入口与出口不在一条直线上。/n

【技术特征摘要】
1.一种连续导管式取芯设备，其特征在于：包括取芯器和连续导管作业装置；所述取芯器包括内管总成和外管总成，内管总成可与所述外管总成卡合连接；
所述外管总成包括外管和安装在外管上的钻头，所述内管总成包括内管组件和中心杆；内管组件包括岩芯内筒、岩心外筒以及安装在岩芯外筒底部的保压阀；
所述连续导管作业装置包括连续导管和导向注入一体化机构，所述连续导管用于下放和提升所述内管总成；
所述导向注入一体化机构包括一对链轮链条夹持组件，所述的一对链轮链条夹持组件用于夹持连续导管以及牵引连续导管下井或起出，所述的一对链轮链条夹持组件间可构成供连续导管通过的导管导向通道，所述导管导向通道的入口与出口不在一条直线上。


2.根据权利要求1所述的连续导管式取芯设备，其特征在于：它还包括坑道钻机，所述外管总成通过钻杆连接所述坑道钻机。


3.根据权利要求1所述的连续导管式取芯设备，其特征在于：所述导管导向通道为圆弧形。


4.根据权利要求3所述的连续导管式取芯设备，其特征在于：两个链轮链条夹持组件均包括链轮组、链条、安装在链条上的夹持块以及用于压紧夹持块的推板；
所述推板为圆弧形板，两个链轮链条夹持组件的推板同心设置；至少一个链轮链条夹持组件的推板连接有用于带动其径向移动的夹紧驱动装置；
两个链轮链条夹持组件的推板用于使两个链轮链条夹持组件的部分夹持块之间形成所述导管导向通道，以及使两个链轮链条夹持组件上的所述部分夹持块夹紧导管。


5.根据权利要求4所述的连续导管式取芯设备，其特征在于：位于外围的链轮链条夹持组件的链轮组包括主动轮、张紧轮和从动轮；位于内围的链轮链条夹持组件的链轮组至少包括主动轮和从动轮。


6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的连续导管式取芯设备，其特征在于：它还包括校直装置，所述校直装置用于对...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明庆，高明忠，陈领，余波，李佳南，李聪，何志强，胡云起，黄伟，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51