[发明专利]一种取芯机构及取芯方法

说明书

本发明提供了一种取芯机构及取芯方法，所述取芯机构，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。所述取芯方法，包括步骤1、取芯装置定位；步骤2、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、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将岩心柱截断，完成取芯作业。本发明采用电动小车作为动力输送取芯装置，用于为取芯装置作业提供动力。

技术领域

本发明涉及地质勘探技术领域，具体涉及一种取芯机构及取芯方法。

背景技术

目前广泛采用的绳索取芯包括金刚石钻头磨削、冲洗液(如水)冷却排渣和冲洗液输送取芯装置的组合方式完成取芯作业。如专利号为CN107905752A的发明专利公开了一种双管绳索取芯钻具及其组装的钻机、及其取芯方法，在投放钻具时安装水接头，通过水压推送内管总成直至钻具到位；在打捞钻具时安装水接头，把打捞器放在水接头内，依靠水压把打捞器推送到内管总成处与捞矛头完成固定。该发明公开的取芯钻具需要采用水压作为输送钻具到位和打捞器到位的动力。然而在缺水高寒地区，水源稀少，作业难度大且成本高。此外，在水平钻探取芯时水容易流失，导致卡钻、烧钻和密封快速磨损等问题，同时水容易冲散并污染岩心，影响取芯率和岩性判断，还有水渣混合后，不利于气动潜孔锤排渣。

综上所述，急需一种取芯机构及取芯方法以解决现有技术中采用水压作为动力存在的作业难度大且成本高的问题。

发明内容

本发明第一目的在于提供一种取芯机构，具体技术方案如下：

一种取芯机构，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。

优选的，所述动力单元为电动小车。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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或两个以上时，相邻电动小车之间通过法兰连接。