[发明专利]一种取芯机构及取芯方法

权利要求书

1.一种取芯机构，其特征在于，包括可移动设置在钻杆内部的动力单元和取芯装置，所述动力单元与取芯装置连接，用于为取芯装置作业提供动力；

所述动力单元为电动小车；

所述电动小车包括动力组件和张紧组件，所述动力组件包括行走驱动电机、减速装置和驱动齿轮，所述行走驱动电机为电动小车提供运行动力，且行走驱动电机的输出端与减速装置连接，所述减速装置与驱动齿轮连接，用于将行走驱动电机的输出动力传递到驱动齿轮上从而实现电动小车前进，所述驱动齿轮的数量为两个且沿电动小车的宽边方向对称设置，所述张紧组件与驱动齿轮连接并为驱动齿轮提供张紧力矩使驱动齿轮贴紧钻杆内壁；

所述张紧组件包括依次连接的转臂张紧电机、转臂张紧螺杆、转臂张紧连杆和驱动轮转臂，所述转臂张紧连杆的数量为两个且分开设置在转臂张紧螺杆远离转臂张紧电机的一端端部，所述驱动轮转臂的数量为两个且分别对应设置在每个转臂张紧连杆上，所述驱动轮转臂与驱动齿轮一一对应连接，所述转臂张紧电机提供的旋转力矩经转臂张紧螺杆转换为轴向推力，从而推动两个转臂张紧连杆形成一定夹角，将两个驱动轮转臂张开，通过驱动轮转臂最终将张紧力传递到驱动齿轮上，使驱动齿轮紧贴钻杆内壁。

2.根据权利要求1所述的取芯机构，其特征在于，所述电动小车还包括框架和设置在框架外部的导向组件，所述框架设置在动力组件和张紧组件的外部，所述导向组件的数量为两组且对称设置在框架沿钻杆长度方向的两端上，每组导向组件包括支撑滚轮、压缩弹簧、调节件和导向轴，所述导向轴设置在框架沿钻杆长度方向的一端上，所述支撑滚轮的数量为两个且通过伸缩件对称设置在导向轴的两侧，所述压缩弹簧和调节件均套设在导向轴上，所述压缩弹簧的一端与伸缩件固连，而另一端与调节件接触，所述调节件与导向轴螺纹连接，通过旋转调节件使压缩弹簧处于压缩状态，进而挤压伸缩件使支撑滚轮紧贴钻杆内壁；

在所述电动小车上还设有监视器和行程计量装置，所述监视器用于观察电动小车运行方向上的路况，所述行程计量装置用于实时跟进电动小车行程。

3.根据权利要求2所述的取芯机构，其特征在于，所述电动小车的数量至少为一个，当电动小车的数量为两个以上时，相邻电动小车之间通过法兰连接。

4.根据权利要求3所述的取芯机构，其特征在于，还包括机械手和卷扬机，所述电动小车的一端通过机械手与取芯装置的捞矛头连接，所述电动小车的另一端通过钢丝电缆与卷扬机连接，且电动小车通过钢丝电缆与外部电源连通。

5.根据权利要求4所述的取芯机构，其特征在于，所述钻杆包括设置在钻杆作业端的钻头和依次远离钻头且设置在钻杆内部的定位台阶和弹卡室。

6.根据权利要求5所述的取芯机构，其特征在于，所述取芯装置还包括弹簧导向轮和依次远离捞矛头设置的弹卡构件、O型圈、定位环和卡簧，所述弹卡构件与O型圈连接并与弹卡室配合设置，所述定位环紧靠O型圈并与定位台阶配合设置，所述卡簧靠近钻头设置，用于截断岩心柱，所述弹簧导向轮环向设置在取芯装置的外部且与钻杆内壁贴合。

7.一种根据权利要求6所述的取芯机构的取芯方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、取芯装置定位，具体为电动小车通过机械手与取芯装置的捞矛头连接，并将取芯装置输送至预定位置，使定位环抵住定位台阶，弹卡构件在O型圈作用下张开进入弹卡室，完成取芯装置定位；

步骤2、电动小车收回，具体为电动小车通过行走驱动电机电流变化使机械手张开以脱离取芯装置，卷扬机通过卷扬钢丝电缆将电动小车收回至钻杆内安全位置；

步骤3、取芯作业，具体为钻头破岩，取芯装置储存中间岩心柱，电动小车前进并再次通过机械手与取芯装置的捞矛头连接，卷扬机通过卷扬钢丝电缆将电动小车收回，取芯装置随电动小车同步收回，在取芯装置后退时带动弹卡构件缩回，并带动卡簧相对岩心柱后退并收紧，从而将岩心柱截断，完成取芯作业。