【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于岩样钻孔取芯，更具体地说，是涉及一种岩样钻孔取芯设备及取芯方法。
技术介绍
1、膨胀性软岩具有较强的吸水膨胀性，容易发生膨胀变形。操作人员将外界的岩样带到实验室，需要先对岩样进行钻孔取芯以获取岩芯，之后再利用岩芯做相关实验。
2、岩芯质量的高低对试验的准确性有着直接的影响。在进行膨胀软岩的钻孔取芯操作时，一般以水为冷却剂进行岩样钻取，岩样遇水会发生明显的膨胀变形，造成岩芯的崩解、掉块、泥化等破坏，影响了岩芯后续实验的精准度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种岩样钻孔取芯设备及取芯方法，能够有效提高钻孔取芯效率，降低操作难度，保证了后续实验测试的精度。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种岩样钻孔取芯设备，包括：
3、底座，底座的上方设有用于夹持岩样的夹持组件；
4、钻机，设置于底座上，钻机具有向下延伸、且与岩样上下对应的中空钻头；
5、冷却罐，通过冷却管与钻机相连；
6、其中，钻机上连接有套设于中空钻头外周的冷却外筒，中空钻头贯穿冷却外筒设置，冷却外筒与中空钻头转动配合、且与中空钻头围合成用于容纳液态冷却气的冷却腔，中空钻头的周壁上设有与冷却腔连通的进气孔，冷却管连接于冷却外筒上、用于供送液态冷却气至冷却腔以及中空钻头内，液态冷却气能够在中空钻头内转换为冷却气体、并冷却中空钻头。
7、在一种可能的实现方式中，底座上设有用于罩设于岩样上方的防护罩，防护罩
8、一些实施例中，除尘器通过连通管与防护罩相连，除尘器内设有除尘风机以及用于过滤灰尘的过滤网，除尘风机位于过滤网远离防护罩的一侧，过滤网与除尘风机相邻的一侧逐渐向外上方倾斜延伸。
9、在一种可能的实现方式中，夹持组件包括：
10、两个安装座，对称设置于底座上；
11、两个夹持臂，一一对应螺纹连接于安装座上，两个夹持臂沿水平方向相向延伸；
12、两个夹持块，一一对应连接于两个夹持臂的延伸端，夹持块上设有用于与岩样抵压的夹持槽。
13、在一种可能的实现方式中，冷却外筒包括：
14、外筒体，连接于钻机上、且套设于中空钻头外周；
15、两个密封圈，分别套设于中空钻头的外周、且与中空钻头转动配合，两个密封圈分别靠近外筒体的上下两端设置，两个密封圈、外筒体以及中空钻头围合成冷却腔。
16、在一种可能的实现方式中，中空钻头的下部设有轴向延伸至中空钻头下缘以供冷却气体逸出的排气槽，排气槽沿中空钻头的周向间隔设有若干个。
17、在一种可能的实现方式中，冷却管包括内层管、保温层以及压力保护层，保温层套设于内层管的外周，压力保护层套设于保温层的外周，保温层的厚度大于内层管的厚度。
18、在一种可能的实现方式中，立柱，沿上下方向连接于底座上；
19、机座，滑动连接于立柱上，立柱上设有能够带动机座上下移动的纵向驱动件，中空钻头连接于机座上；
20、旋转驱动件，设置于机座上，用于带动中空钻头旋转。
21、在一种可能的实现方式中，岩样钻孔取芯设备还包括控制器以及分别与控制器电连接的温度传感器和调压阀，温度传感器设置于冷却外筒的下端面上，温度传感器用于监测中空钻头下端的温度参数、并发送温度参数至控制器，调压阀设置于冷却管上，调压阀用于接收控制器发送的调压指令。
22、本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，本申请实施例所示的方案，利用冷却管将液态冷却气供送至冷却腔和中空钻头内，利用低温气体对中空钻头进行有效冷却，冷却外筒套设于中空钻头的外周，且与中空钻头转动配合，与中空钻头之间形成良好的密封效果，液态冷却气经进气孔进入中空钻头内由液态转化为气态，对钻头进行有效降温，避免了采用水冷却造成对岩样自身的影响，保证了取芯操作的顺利进行，有助于提高后续试验的检测精度。
23、本专利技术还提供了一种岩样钻孔取芯方法，岩样钻孔取芯方法包括以下步骤：
24、s100：安装岩样至底座上，并利用夹持组件夹持固定，安装防护罩至底座上；
25、s200：根据岩样的种类设定中空钻头的转速以及钻进速度；
26、s300：开启冷却管上的调压阀，以使液态冷却气以预设流量送入冷却外筒、并经冷却腔送至中空钻头内；
27、s400：开启除尘器，再开启钻机，利用中空钻头对岩样进行钻孔取芯；
28、s500：温度传感器发送温度参数至控制器，控制器根据预设程序生成调压指令发送至调压阀，调压阀根据调压指令对液态冷却气的流量进行调节；
29、s600：钻机对岩样钻进，直至完成取芯后停止。
30、本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，本申请实施例所示的方案，利用冷却管将液态冷却气供送至冷却腔和中空钻头内，利用低温气体对中空钻头进行有效冷却，冷却外筒套设于中空钻头的外周，且与中空钻头转动配合，与中空钻头之间形成良好的密封效果，液态冷却气经进气孔进入中空钻头内由液态转化为气态，对钻头进行有效降温，避免了采用水冷却造成对岩样自身的影响，保证了取芯操作的顺利进行，有助于提高后续试验的检测精度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.岩样钻孔取芯设备，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的岩样钻孔取芯设备，其特征在于，所述底座(1)上设有用于罩设于所述岩样上方的防护罩(6)，所述防护罩(6)外部连接有除尘器(7)，所述夹持组件(2)位于所述防护罩(6)内，所述冷却外筒(5)贯穿所述防护罩(6)的顶壁设置，所述冷却管(41)位于所述防护罩(6)的上方。
3.如权利要求2所述的岩样钻孔取芯设备，其特征在于，所述除尘器(7)通过连通管(71)与所述防护罩(6)相连，所述除尘器(7)内设有除尘风机(72)以及用于过滤灰尘的过滤网(73)，所述除尘风机(72)位于所述过滤网(73)远离所述防护罩(6)的一侧，所述过滤网(73)与所述除尘风机(72)相邻的一侧逐渐向外上方倾斜延伸。
4.如权利要求1所述的岩样钻孔取芯设备，其特征在于，所述夹持组件(2)包括：
5.如权利要求1所述的岩样钻孔取芯设备，其特征在于，所述冷却外筒(5)包括：
6.如权利要求1所述的岩样钻孔取芯设备，其特征在于，所述中空钻头(31)的下部设有轴向延伸至所述中空钻头(31)下缘以供
7.如权利要求1所述的岩样钻孔取芯设备，其特征在于，所述冷却管(41)包括：
8.如权利要求1所述的岩样钻孔取芯设备，其特征在于，所述钻机(3)包括：
9.如权利要求1所述的岩样钻孔取芯设备，其特征在于，所述岩样钻孔取芯设备还包括控制器以及分别与所述控制器电连接的温度传感器(36)和调压阀(45)，所述温度传感器(36)设置于所述冷却外筒(5)的下端面上，所述温度传感器(36)用于监测所述中空钻头(31)下端的温度参数、并发送所述温度参数至所述控制器，所述调压阀(45)设置于所述冷却管(41)上，所述调压阀(45)用于接收所述控制器发送的调压指令。
10.岩样钻孔取芯方法，其特征在于，所述岩样钻孔取芯方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.岩样钻孔取芯设备，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的岩样钻孔取芯设备，其特征在于，所述底座(1)上设有用于罩设于所述岩样上方的防护罩(6)，所述防护罩(6)外部连接有除尘器(7)，所述夹持组件(2)位于所述防护罩(6)内，所述冷却外筒(5)贯穿所述防护罩(6)的顶壁设置，所述冷却管(41)位于所述防护罩(6)的上方。
3.如权利要求2所述的岩样钻孔取芯设备，其特征在于，所述除尘器(7)通过连通管(71)与所述防护罩(6)相连，所述除尘器(7)内设有除尘风机(72)以及用于过滤灰尘的过滤网(73)，所述除尘风机(72)位于所述过滤网(73)远离所述防护罩(6)的一侧，所述过滤网(73)与所述除尘风机(72)相邻的一侧逐渐向外上方倾斜延伸。
4.如权利要求1所述的岩样钻孔取芯设备，其特征在于，所述夹持组件(2)包括：
5.如权利要求1所述的岩样钻孔取芯设备，其特征在于，所述冷却外筒(5)包括：
6.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙立川，刘军，王景宏，许军龙，赵哲强，
申请(专利权)人：河北中核岩土工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。