技术领域
[0001] 本发明涉及地质工程中岩芯取样技术领域，具体涉及一种岩芯取样装置。
相关背景技术
[0002] 在地质工程中，对岩层进行钻探取样是了解地质构造的重要方式。需要使用到取样装置，通过取样装置上中空的钻头朝向岩层钻入，钻入过程中岩芯就被保留在钻头内部而连同钻头一起提出来，再取出岩芯即可。
[0003] 目前的取样装置在取样时不能对进入到筒内的岩芯部分实现自动切断，或者需要依赖更多的传感器及电控装置来实现，这样就导致无法获得所需要的一定长度的样品，无法保证单次取样的质量。
[0004] 鉴于此，提出本专利申请。
具体实施方式
[0038] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
[0039] 在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
[0040] 在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
[0041] 在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0042] 如图1～8中所示，一种岩芯取样装置，包括外壳3，外壳3为圆筒形，外壳3的一端固定连接钻头1、另一端连接钻具连接端2，钻头1是具有中空容纳空间的结构，钻具连接端2与钻具固定连接。在外壳3内设有导向筒4、触发筒5、弹性件6、推环7、旋转环8、卡持件9和切刀10。
[0043] 其中，导向筒4与外壳3之间为固定连接，触发筒5套在导向筒4内部且触发筒5与导向筒4之间是滑动配合的关系，触发筒5的一端为封闭的结构，可设置一个封闭顶板19。可以通过设置导向筒4以及触发筒5的长度来获取所需要的岩芯的长度。
[0044] 弹性件6可以采用蓄力弹簧，弹性件6活动套在触发筒5外并卡持在推环7与触发筒5之间，在导向筒4的外筒壁上开设有一个卡持环槽11，而在推环7的外壁上开设有环形卡持槽12，环形卡持槽12与卡持环槽11的位置相应，二者相通而形成一定的空间。而卡持件9活动卡持在卡持环槽11与环形卡持槽12之间的空隙内，用以卡持推环7，避免推环7移动，当触发筒5未移动时卡持件9与触发筒5的外壁是相切的。
[0045] 推环7与旋转环8均套在导向筒4外部，并且推环7与旋转环8与导向筒4之间也是滑动配合的关系，推环7可以沿导向筒4移动，旋转环8可以在导向筒4外转动、移动，旋转环8被外壳3的端部卡持不会移出。卡持件9可以设置为钢球，钢球对称设置两个。
[0046] 推环7与旋转环8之间通过各自的凸起部13交错卡持。当推环7移向旋转环8由于斜面14的存在会促使斜面14贴合而导致旋转环8发生转动。更好的，推环7与旋转环8上的凸起部13均设置一个，凸起部13均具有一个斜面14，从而相配合的凸起部13之间的接触面为斜面14，两个斜面14在接触时相贴合，两个凸起部13交错配合以使推环7移动时依靠两个斜面14的靠近贴合而触发旋转环8转动。
[0047] 切刀10通过转轴转动连接在外壳3上，旋转环8靠近切刀10的一端设有豁口15，与豁口15相应的就是旋转环8上的凸起，切刀10部分可进入豁口15内，切刀10的端面可以与豁口15的端面平齐。更好的，切刀10设置两个，旋转环8上的豁口15对应设置两个。在豁口15靠近切刀10的一端为弧形斜面14，与切刀10的自由端部相配合，形成类似于凸轮面之间的配合。当旋转环8转动时可以推动两个切刀10沿取样装置的径向相向转动完成对向切割。切刀10距离钻头具有一定的距离。
[0048] 使用时，连接钻具，工作时将钻头1钻进，岩芯被挤压经钻头1进入到导向筒4内，当岩芯的长度达到一定长度，会接触到触发筒5的封闭顶部，从而顶着触发筒5朝向钻具连接端2移动，同时蓄力弹簧受到挤压，触发筒5与卡持件9脱离后，卡持件9会沿取样装置的径向方向发生一定的移动，从而解除对推环7的卡持作用，蓄力弹簧则推动这推环7朝向旋转环8的方向移动。在旋转环8与推环7上的凸起部13及斜面14的共同作用下，旋转环8旋转，位于豁口15处的切刀10被旋转环8上与豁口15相对应的凸起推着旋转，对岩芯进行切割。这样就可以对岩芯自动切断，无需依靠传感器或电控装置，也可以根据需要设计定尺寸取芯长度，当进入取样装置的岩芯尺寸达到需求长度时，即触发切断，完成取芯。同时在切刀10切断岩芯后，切刀10始终保持在径向位置，可以作为阻挡结构，防止岩芯掉出。
[0049] 本发明的岩芯取样装置可以作为一次性耗材使用，在将岩芯去除后可以丢弃掉，也可以多次使用，取出岩芯后手动将切刀拨动回到原始位置。
[0050] 进一步地，在触发筒5的顶部设有卡持凸起16，沿触发筒5的径向朝向两侧凸起，卡持凸起16可以与顶板19一体成型，卡持凸起16与外壳3内壁之间为滑动配合，蓄力弹簧卡持在由外壳3、推环7和卡持凸起16共同形成的空间内，通过卡持凸起16与外壳3和推环7的相互作用使蓄力弹簧被稳定地卡持而不会产生形变。
[0051] 进一步地，卡持环槽11为贯穿导向筒4的贯穿孔形成一定的让位空间，卡持环槽11为一端开口大、一端开口小的斜形贯穿喇叭状的槽，且卡持环槽11开口较小的一端孔径小于卡持件9即钢球的外周径，这样当触发筒5滑动脱离卡持件9时，钢球就没有了来自触发筒5的挤压，而此时由于蓄力弹簧的作用会挤压推环7导致钢球受到挤压而沿径向移动，钢球的部分进入到卡持贯穿槽内，推环7不再受限而沿导向筒4移向旋转环8。
[0052] 更进一步地，在推环7上设有导向槽17，导向槽17可以使贯穿推环7侧壁的槽，导向筒4靠近触发筒5的一端处设有导向凸18，导向凸18卡持在导向槽17内并滑动配合，卡持环槽11设置在导向凸18上。导向槽17与导向凸18均对称设置两组。通过导向槽17与导向凸18的配合可以限制推环7的移动行程，使推环7仅能在轴向方向移动而不会发生转动。且对推环7的移动具有良好的导向作用，避免在移动过程中的晃动。
[0053] 实施例2：
[0054] 在实施例1的基础上，如图2、4、5、6中所示，钻具连接端2卡入外壳3内部，在触发筒5顶部的封闭顶板19与钻具连接端2之间设有弹性震动顶持件20。由于在进行钻探过程中，不可避免地会产生震动，岩芯取样装置也会发生震动，在岩芯进入到导向筒4、触发筒5的过程中，可能会由于震动导致岩芯误触及触发筒5而引发切刀10切断岩芯，设置弹性震动顶持件20可以在触发筒5的顶部对触发筒5产生一定的挤压，避免由于震动导致误触发。同时弹性震动顶持件20由于自身的弹性作用，当岩芯长度足够并对触发筒5产生足够的挤压时，弹性震动顶持件20就被挤压而使触发筒5触发以对岩芯进行切割。弹性震动顶持件20最好采用弹簧。
[0055] 以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
