一种冻土层取芯装置、取芯系统及取芯方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及冻土层取芯技术领域，特别涉及一种冻土层取芯装置、取芯系统及取芯方法。其中，装置包括：支撑固定模块、取芯模块、保护仓、监控模块、补偿模块和控制模块；取芯模块包括取芯弹射器、取芯仓和钻头部件；保护仓的底端设置有开关门；监控模块用于对取芯仓和保护仓的温度和压力进行检测；补偿模块与外部的补偿器连接，用于根据监控模块的检测结果，对取芯仓和保护仓的温度和压力进行补偿；控制模块用于根据控制终端的指令，控制取芯弹射器、钻头部件、开关门、监控模块、补偿模块的工作状态，以在向冻土层的目标位置移动、弹出取芯和取芯完成的工作过程中，使取芯仓和保护仓的温度和压力均维持冻土层的原位温度和原位压力。压力均维持冻土层的原位温度和原位压力。压力均维持冻土层的原位温度和原位压力。

【技术实现步骤摘要】
一种冻土层取芯装置、取芯系统及取芯方法


[0001]本专利技术实施例涉及冻土层取芯
，特别涉及一种冻土层取芯装置、取芯系统及取芯方法。

技术介绍

[0002]冻土层在地质历史和气候演化的背景下，由地质构造、水文和地表特征和地理环境等因素共同作用产生，其具有独特的演化规律，并且冻土层对气候变化及人类活动敏感，被称为气候变化的指示器。目前国内外研究学者分别将目光集中至冻土垂向演化、冻土层孔隙分布、运用冻土层准备恢复垂向气候和环境变化等，这些亟待获取冻土层连续取芯的样品进行解决。
[0003]由于冻土层样品易受温度、压力等变化影响，因此冻土层取芯装置的保温保压作用显得尤为重要。然而，现有的冻土层取芯装置主要运用球阀密封来保压，运用隔热保温材料来保温，这样保压保温的效果差，难以保持冻土层的原位压力和原位温度。
[0004]因此，亟需一种新的冻土层取芯装置。

技术实现思路

[0005]为了解决现有的冻土层取芯装置保压和保温效果差的问题，本专利技术实施例提供了一种冻土层取芯装置、取芯系统及取芯方法。
[0006本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冻土层取芯装置，其特征在于，包括：支撑固定模块、取芯模块、保护仓(1)、监控模块、补偿模块和控制模块；所述支撑固定模块包括支撑架(2)和壳体(3)，所述支撑架(2)用于固定所述取芯模块、所述保护仓(1)、所述监控模块、所述补偿模块和所述控制模块，所述壳体(3)设置在外部，用于保护所述取芯模块、所述保护仓(1)、所述监控模块、所述补偿模块和所述控制模块；所述取芯模块包括取芯弹射器(4)、取芯仓(5)和钻头部件(6)，所述取芯弹射器(4)固定在所述支撑架(2)的底端，所述取芯仓(5)固定在所述取芯弹射器(4)的底端，所述钻头部件(6)设置在所述取芯仓(5)的底端，所述取芯弹射器(4)用于弹出所述取芯仓(5)，以利用所述钻头部件(6)对冻土层进行取芯；所述保护仓(1)固定在所述支撑架(2)的下端，且包围在所述取芯模块的外部，所述保护仓(1)的底端设置有开关门(7)，所述保护仓(1)用于保护所述取芯模块，所述开关门(7)用于使所述取芯仓(5)和钻头部件(6)弹出和弹回所述保护仓(1)；所述监控模块设置在所述支撑架(2)上，用于对所述取芯仓(5)和所述保护仓(1)的温度和压力进行检测；所述补偿模块设置在所述支撑架(2)上，且与外部的补偿器(90)连接，所述补偿模块用于根据所述监控模块的检测结果，对所述取芯仓(5)和所述保护仓(1)的温度和压力进行补偿；所述控制模块设置在所述支撑架(1)上，分别与所述取芯弹射器(4)、所述钻头部件(6)、所述开关门(7)、所述监控模块、所述补偿模块以及外部的控制终端(80)电连接，所述控制模块用于根据所述控制终端(80)的指令，控制所述取芯弹射器(4)、所述钻头部件(6)、所述开关门(7)、所述监控模块、所述补偿模块的工作状态，以在向冻土层的目标位置移动、弹出取芯和取芯完成的工作过程中，使所述取芯仓(5)和所述保护仓(1)的温度和压力均维持冻土层的原位温度和原位压力。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关门(7)包括：电磁继电器(701)和密封盖(702)；所述电磁继电器(701)设置于所述保护仓(1)的底端，所述密封盖(702)设置于所述电磁继电器(701)上，当所述电磁继电器(701)断电时，所述密封盖(702)打开，以使所述取芯仓(5)和钻头部件(6)弹出和弹回所述保护仓(1)；当所述电磁继电器(701)通电时，所述密封盖(702)关闭，以使所述保护仓(1)密封。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述钻头部件(6)包括：电动关节(601)和电热钻头(602)；所述电动关节(601)和电热钻头(602)的数量相等；所述电动关节(601)设置于所述取芯仓(5)的底端，所述电热钻头(602)通过所述电动关节(601)与所述取芯仓(5)的底端连接；当所述电动关节(601)关闭时，所述电热钻头(602)密封于所述取芯仓(5)的底端；所述电热钻头(602)用于加热后，对冻土层的目标位置进行钻动取芯。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监控模块包括：监控器(8)、第一压力传感器(9)、第一温度传感器(10)、第二压力传感器(11)和第二温度传感器(12)；所述第一压力传感器(9)和第一温度传感器(10)分别与所述监控器(8)电连接，所述第一压力传感器(9)和第一温度传感器(10)的检测头设置于所述保护仓(1)内，分别用于对所
述保护仓(1)内的压力和温度进行实时检测，并将检测结果传输至所述监控器(8)；所述第二压力传感器(11)和第二温度传感器(12)分别与所述监控器(8)电连接，所述第二压力传感器(11)和第二温度传感器(12)的检测头伸入所述取芯仓(5)内，分别用于对所述取芯仓(5)内的压力和温度进行实时检测，并将检测结果传输至所述监控器(8)；所述监控器(8)固定在所述支撑架(2)上，所述监控器(8)用于将检测结果发送至所述控制模块。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述补偿模块包括：补偿控制器(13)、第一补偿管线(14)、第二补偿管线(15)和第三补偿管线(16)；所述补偿控制器(13)固定在所述支撑架(2)上，所述补偿控制器(13)用于根据所述控制模块发送的所述保护仓(1)和所述取芯仓(5)的检测结果，分别控制输送至所述第二补偿管线(15)和第三补偿管线(16)的温度补偿量和压力补偿...

【专利技术属性】
技术研发人员：李元吉，张保勇，张强，刘传海，
申请(专利权)人：黑龙江科技大学，
类型：发明
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