一种地质勘探空气反循环连续取样缩分装置

摘要

本发明公开了一种地质勘探空气反循环连续取样缩分装置，属于地质勘探机械中的钻机辅助工具领域，包括拖车和塔架，塔架安装于拖车上，拖车上设置有起塔油缸；塔架自上而下依次固定安装有旋流筒、积渣筒和缩分筒；旋流筒上设置有入渣管和排气管，缩分筒安装有中空的中心轴，中心轴上设置有长条孔，中心轴上套装有回转篮；回转篮设置有和中心轴相套装的套筒，套筒上设置有与中心轴长条孔相对应的长条孔，回转篮上安装有多个取样篮，取样篮上设置有与回转篮长条孔相对应的长条孔，中心轴正下方安装有取样管和排渣管。本发明可实现岩样存储、隔离、按要求比例缩分、去水分、干湿分离等功能，该缩分装置结构简单，功能强大，设备全封闭，环境污染小。

说明书

技术领域

本发明属于地质勘探机械中的钻机辅助工具领域，具体涉及一种在空气反循环连续取样施工过程中快速连续获取岩样的缩分收集装置。

背景技术

随着国民经济的快速发展，对各种资源的需求也相应提高，快速勘探获取岩样成为必然趋势。目前我国常用的勘探工艺方法为金刚石提钻获取岩心或绳索取心，提钻取心需要在每回次结束后提出孔内全部钻具拿出岩心，效率十分低下。绳索取心工艺方法不需要提出钻具就可将岩心取出，效率有较大提升，但在深孔施工效率明显，在浅孔施工中比提钻取心优势并不突出。

20世纪40～50年代，空气反循环钻探技术开始在国外兴起，很快推广到世界各地，并相继出现了多种形式的反循环钻探技术，配套的钻探机具已经成熟并成体系。反循环钻探时，由于冲洗介质在钻杆中心孔内以高速度上升,故排出岩屑的能力强，能大幅度提高钻探效率减少钻探成本。

在我国空气反循环钻探工艺并没有得到很好的推广运用，适用该种钻探工艺的配套机具也不成熟。岩样采取缩分装置是重要的配套设备，国内大都是只能实现岩样采取相对简易的采样装置，不能实现岩样的缩分及岩样的干湿分离，而且每次取样都需要停钻才可以，严重制约了空气反循环快速取样优势的发挥。因此，研制一种先进、高效、环保、操作简单方便的反循环连续取样缩分装置是十分必要的。

发明内容

为了克服现有岩样的采取缩分装置技术的不足,本发明提供了一种地质勘探空气反循环连续取样缩分装置，可实现岩样存储、隔离、按要求比例缩分、去水分、干湿分离等功能，该缩分装置结构简单，安全，功能强大，设备全封闭，环境污染小。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种地质勘探空气反循环连续取样缩分装置,包括拖车和塔架，塔架安装于拖车上，拖车上设置有起塔油缸；塔架自上而下依次固定安装有旋流筒、积渣筒和缩分筒；旋流筒上设置有入渣管和排气管；缩分筒的中轴线位置上安装有中空的中心轴，中心轴上设置有长条孔，中心轴上套装有回转篮；回转篮设置有和中心轴相套装的套筒，套筒上设置有与中心轴长条孔相对应的长条孔，回转篮上安装有多个取样篮，取样篮上设置有与回转篮长条孔相对应的长条孔，中心轴正下方安装有取样管和排渣管。通过起塔油缸可实现塔架竖立或放平，通过拖车可实现缩分装置的拖挂快速移动；岩样和空气由入渣管进入到旋流筒，实现固气分离，气体从排气管排出，岩样经过积渣筒，到取样篮，取样篮在中心轴的带动下旋转，将岩样中的水分进一步甩干，同时岩样由于重力作用经过长条孔到达中心轴，岩样经过取样管排出，废渣由排渣管排出。

缩分筒正上方中部安装有回转马达，回转马达套接中心轴正上端，中心轴正上端安装有小盖板和上盖总成，回转篮上设置有多个篮框，每个篮框上安装一个取样篮，取样篮包括挂板和框架，框架和篮框形状一致，框架上安装过滤网或铁板；取样管上方焊接喇叭状接料盘，喇叭状接料盘安装于中心轴正下端，取样管下端焊接在排渣管上。中心轴由于有回转马达的带动，可以实现快速转动，使得岩样的水分进一步被甩干；在小盖板和上盖总成的作用下，中心轴能够稳定的固定在缩分筒的中轴线上；回转篮上的篮框可放置多个取样篮，通过取样篮的数目变化可以达到缩分比例的变化，若为干燥岩样或者不需要干湿分离的岩样，可以将过滤网换为铁板，同时可根据对岩样粒径不同要求确定过滤网目数，确保所需岩样符合要求；接喇叭状接料盘可以保证岩样能够很好的进入到取样管内。

旋流筒内壁上焊接有螺旋形降速隔板。降速隔板可以将高速气体携带的岩样降速。

积渣筒上下两部分呈锥形状。实现较好的输送和储存的功能。

旋流筒与积渣筒之间安装有上闸阀，积渣筒与缩分筒之间安装有下闸阀。上、下闸阀为手动操作，钻探机转进时，下闸阀关闭，上闸阀打开，岩样进入到积渣筒内。钻探机钻进到规定位置时，将上闸阀关闭，下闸阀打开，岩样进入缩分筒，进行岩样缩分和水分分离，同时防止继续钻进产生的岩样对本次钻进岩样的污染。操作人员仅需要在钻探机钻进一定深度后，短时操作即可，可降低人员劳动强度，同时由于装置全封闭，通过上、下闸阀的配合使用，可减少岩样对环境污染，也可防止岩样的混样，提高效率。

缩分筒上设置有小门。工人可通过小门实现取样篮的增加或者减少，同时还有方便工人对设备的保养和检修。

拖车四个角设置有手动式支脚。实现塔架的稳定，保证整个过程的施工安全。

本发明的优点是：可实现岩样存储、隔离、按要求比例缩分、去水分、干湿分离等功能，该缩分装置结构简单，安全，功能强大，设备全封闭，环境污染小。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明缩分筒装置剖面图；

图3是本发明旋流筒结构示意图；

图4是本发明中心轴结构示意图；

图5是本发明回转篮结构示意图；

图6是本发明取样篮结构示意图。

图中符号说明;1、旋流筒；1.1、入渣管；1.2、降速隔板；1.3、排气管；2、积渣筒；3、缩分筒；3.1、回转马达；3.2、中心轴；3.2.1、长条孔；3.3、小盖板；3.4、上盖总成；3.5、回转篮；3.5.1、篮框；3.5.2、套筒；3.6、取样篮；3.6.1、挂板；3.6.2、过滤网；3.6.3、框架；3.7、排渣管；3.8、取样管；3.8.1、喇叭状接料盘；3.9、外筒总成；4.1、上闸阀；4.2、下闸阀；5、塔架；6、起塔油架；7、拖车；7.1、手动式支脚；8、小门。

具体实施方式

一种地质勘探空气反循环连续取样缩分装置,包括拖车7和塔架5，塔架5安装于拖车7上，拖车7上设置有起塔油缸6；塔架5自上而下依次固定安装有旋流筒1、积渣筒2和缩分筒3；旋流筒1上设置有入渣管1.1；缩分筒3的中轴线位置上安装有中空的中心轴3.2，中心轴3.2上设置有长条孔3.2.1，中心轴3.2上安装有回转篮3.5；回转篮3.5设置有和中心轴3.2相套装的套筒3.5.2，套筒3.5.2上设置有与中心轴3.2长条孔3.2.1相对应的长条孔3.2.1，回转篮3.5上安装有多个取样篮3.6，取样篮3.6上设置有与回转篮3.5长条孔3.2.1相对应的长条孔3.2.1，中心轴3.2正下方安装有取样管3.8和排渣管3.7。

缩分筒3正上方中部安装有回转马达3.1，回转马达3.1套接中心轴3.2正上端，中心轴3.2正上端安装有小盖板3.3和上盖总成3.4，回转篮3.5上设置有多个篮框3.5.1，每个篮框3.5.1上安装一个取样篮3.6，取样篮3.6包括挂板3.6.1和框架3.6.3，框架3.6.3和篮框3.5.1形状一致，框架3.6.3上安装过滤网3.6.2或铁板；取样管3.8上方焊接喇叭状接料盘3.8.1，喇叭状接料盘3.8.1安装于中心轴3.2正下端，取样管3.8下端焊接在排渣管3.7上。

旋流筒1内壁上焊接有螺旋形降速隔板1.2。

积渣筒2上下两部分呈锥形状。

旋流筒1与积渣筒2之间安装有上闸阀4.1，积渣筒2与缩分筒3之间安装有下闸阀4.2。

缩分筒3上设置有小门8。

拖车7四个角设置有手动式支脚7.1。

钻探机正常钻进时，可将下闸阀4.2关闭，上闸阀4.1打开，岩样和气体高速进入旋流筒1，岩样高速转动，在降速隔板1.2的作用下，岩样速度慢慢降低，在旋流过程中实现固气分离，气体由排气管1.3排除，岩样进入到积渣筒2内。当钻探机钻进到规定位置时，将上闸阀4.1关闭，钻探机继续钻进，岩样暂时保存到积渣筒2内，防止继续钻进时新产生的岩样污染旧岩样。启动回转马达3.1，回转马达3.1带动中心轴3.2高速旋转，中心轴3.2带动回转篮3.5上的取样篮3.6高速旋转。将取样袋固定在取样管3.8上，废渣袋固定在排渣管3.7上，打开下闸阀4.2，积渣筒2内的岩样及水进入到缩分筒3内的取样篮3.6，岩样及水在高速旋转状态下，水分穿过过滤网3.6.2进入到排渣管3.7内，岩样经回转将多余的水分排去后沿取样篮3.6进入中心轴3.2内，并经取样管3.8进入到取样袋内，废渣经过排渣管3.7进入到废渣袋。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。