科创中国
岩样保真取芯系统
发布时间: 2023-04-03
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
实用新型专利
行业领域：
高新技术改造传统产业,高端装备制造产业,制造业
成果介绍
本实用新型公开一种岩样保真取芯系统，包括依次连接的驱动模块、保真模块和取芯模块，取芯模块岩芯钻取工具、岩芯样品存储筒，保真模块包括岩芯样品保真舱，驱动模块包括取芯钻机，取芯钻机包括液道；岩芯钻取工具包括取芯钻具、捕芯器和内芯管，取芯钻具包括外芯管和空心的钻头，钻头与外芯管的下端连接；内芯管下端伸向外芯管底部，内芯管与外芯管间隙配合；岩芯样品保真舱包括内取芯筒、外取芯筒和蓄能器，外取芯筒套在内取芯筒上，内取芯筒上端连通液氮存储罐，液氮存储罐位于外取芯筒内，蓄能器连通外取芯筒，外取芯筒设有翻板阀。本实用新型有利于岩芯保持其在原位环境下的状态，提高钻进速度，提高取芯效率。
成果亮点
取芯工具包括取芯钻具和捕芯器，取芯钻具切割进入地层后，用捕芯器将岩芯保持在内筒中，现有的捕芯器只能取软岩，难以取硬岩。此外，现有的取芯钻具的刀片冷却速度慢，刀具的磨损快，刀片的使用寿命短。
井下温度高，电气设备无法使用，常使用液压设备，液压设备启动前，需阻断液体流道，启动后，应使液体流道畅通，向工作部件提供液压，驱动液压马达，冷去钻机钻头。
团队介绍
第一发明人简介：
谢和平， 1956年1月17日出生于湖南娄底， 矿山岩体力学专家，中国工程院院士，中国矿业大学原校长 ，四川大学教授、博士生导师、原校长。深圳大学特聘教授，深圳大学深地科学与绿色能源研究院院长。国务院学位委员会委员，中国科学技术协会常委。国家重点研发计划"深部岩体力学与开采理论"项目负责人。
1978年谢和平进入中国矿业大学学习，先后获得学士、硕士、博士学位;1986年加入中国共产党;1987年博士毕业后留校任教，先后担任副教授、教授;1993年至1995年担任中国矿业大学副校长;1995年获得首批国家杰出青年科学基金资助;1996年入选国家七部委"百千万人才工程"第一、二层次;1997年至1998年担任原煤炭工业部科技教育司司长;1998年至2003年担任中国矿业大学校长;2001年当选中国工程院院士;2002年担任国家973项目首席科学家;2003年担任国家自然科学基金委创新研究群体首席科学家;2003年至2017年担任四川大学党委常委、校长 ;2012年当选四川省科学技术协会第八届委员会主席 ;2018年获得第七届"IET杰出大学校长奖" 。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：- (-) 评价时间：2023-04-17
胡荣杰
广东博士创新发展促进会
战略研究主任
综合评价
本实用新型的有益效果如下：
1、本实用新型可自动加热和冷却保真舱，有利于岩芯保持其在原位环境下的状态。
2、本实用新型可自动增压保真舱，有利于岩芯保持其在原位环境下的状态。
3、本实用新型的翻板机构能够在取芯完成时自动封闭保真舱，结构简单，安全可靠。
4、本实用新型的石墨烯层能够降低岩芯在PVC管内侧的滑动阻力，同时提高内侧的强度和表面精度，增强热导系数等。
5、本实用新型的密封腔可以隔绝通过保真腔内的钻井液。
6、本实用新型设计朝上并向内收拢的机械卡爪，当卡爪下行时，卡爪易被岩芯撑开，从而使岩芯进入内芯筒内；当卡爪上行时，卡爪难以被岩芯撑开，由于岩芯不能抵抗较大的拉力以及卡爪的夹紧作用，岩芯在卡爪处被拉断，断裂的岩芯将随卡爪继续上行从而保持在内筒中；
7、本实用新型中钻头分为二级刀片，由最下端的刀片首先钻小孔，再由上方的刀片扩孔，可以提高钻进速度，提高取芯效率；
8、本实用新型在刀片部位均设置通孔作为冷却液回路孔，冷却液可以通过该通孔喷出来冷却刀片，加快刀片的冷却速度，减少刀具的磨损，延长刀片的寿命；
9、在外芯管的外壁设置有与钻头连续的螺旋槽，随着外芯管旋入岩层，外芯管给取芯工具创造一个密闭空间，可防止保真舱被污染；
10、启动前，剪销固定锁定杆，流出孔在密封段，流出孔外壁开口被封死，液体为无法流出，当后方泥浆泵提供的液压达到启动值，冲断剪销，锁定杆前移，液体流经中心杆外壁与连接段内壁、出液段内壁形成的液体流道通过流出孔进入液道段内壁与流入段外壁形成的液体流道，在经流入孔流进中心杆外壁与流入段内壁形成的液体流道与前方液压马达和钻机钻头连通，启动液压马达，冷却钻机钻头；
11、凸起部外径大于密封段内径，限定锁定杆向前移动的距离，使锁定杆到达工作位置后不再向前移动；
12、设置锁紧螺母，锁紧螺母与锁体螺纹连接，连接段与流出段螺纹连接，便于安装、更换剪销；
13、锁紧孔A、锁紧孔B和固定螺钉配合，限制周向转动；
14、剪销头包括大头和小头，剪销孔包括外段和内段，可限制剪销径向向内移动。
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