一种用于切割岩样的装置转让专利
申请号 : CN201910476487.3
文献号 : CN112025557B
文献日 : 2021-09-10
发明人 : 陈军海 , 李丹丹 , 韩艳浓 , 曾义金 , 孙连环 , 王怡
申请人 : 中国石油化工股份有限公司 , 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院
摘要 :
权利要求 :
1.一种用于切割岩样的装置,其特征在于,包括岩样固定装置、水射流发生器、动力装置、传动装置、水刀和处理单元;其中,所述水射流发生器与所述水刀连接;所述传动装置分别与所述动力装置和所述水刀连接;
所述处理单元能够控制所述水刀的运行路线,所述用于切割岩样的装置还包括能量耗散计算单元,所述处理单元能够根据所述能量耗散计算单元的计算结果调整所述水刀的角度,其中,所述能量耗散计算单元根据岩样厚度来将能量耗散值转换成水刀刀头的倾角,水刀刀头的倾角θ与岩样厚度h关系为所述用于切割岩样的装置还包括平行度测量单元,所述处理单元能够根据所述平行度测量单元的测量结果调整所述水刀的角度,其中,所述平行度测量单元包括主尺和两个副尺;其中,
所述主尺沿岩样的轴向方向平齐放置,两个所述副尺分别与岩样两端面平齐设置;
所述主尺上设有两个数显量角器和一个数显平行度测量器。
2.根据权利要求1所述的用于切割岩样的装置,其特征在于,所述岩样固定装置包括全尺寸岩样固定装置和岩样端面处理固定装置。
3.根据权利要求2所述的用于切割岩样的装置,其特征在于,所述全尺寸岩样固定装置包括第一底座、支架和压盖;其中,所述支架布置在所述第一底座上,所述第一底座上设有用于固定岩样的安装槽;
所述压盖与所述支架连接从而将岩样固定在所述支架上。
4.根据权利要求3所述的用于切割岩样的装置,其特征在于,所述压盖与所述支架通过可调紧固件连接。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的用于切割岩样的装置,其特征在于,所述岩样端面处理固定装置包括第二底座、夹具座、固定槽、挡板和挡圈;其中,所述夹具座布置在所述第二底座上,所述夹具座上设有用于固定岩样的固定槽;
所述挡圈固定在所述挡板上,所述挡板与所述夹具座连接从而将所述岩样固定在所述夹具座上。
6.根据权利要求5所述的用于切割岩样的装置,其特征在于,所述挡板与所述夹具座通过可调紧固件连接。
7.根据权利要求5所述的用于切割岩样的装置,其特征在于,所述固定槽包括若干组并且均匀布置在所述夹具座上。
说明书 :
一种用于切割岩样的装置
技术领域
背景技术
常现场取得的全尺寸岩心不能直接用于室内实验,还需要进一步加工、切割,取出符合实验
要求的小岩心柱才能够开展岩石力学室内实验。目前,针对岩心取心主要有机械钻头式和
线切割式,但是加工过程中机械震动大,对岩心扰动大,容易对结构复杂岩心造成破坏,导
致取心失败。
发明内容
接。处理单元能够控制水刀的运行路线。
制作用下,切割前可根据实验需求绘制水刀运行路线,动力装置带动传送带运动,水刀安装
在传送带末端,在处理单元的控制下水刀的运动无方向限制,能够及其方便地切割出任意
图形,从而加工出各种形状的岩心样品,能够满足不同实验的要求,为下一步开展岩石的室
内实验提供条件和保障。因此,根据本发明的用于切割岩样的装置,适用性强,操作简单,快
速稳定。
面加工平行度的需求。
数显量角器和一个数显平行度测量器。
调节水刀刀头的倾角,对岩样端面进行微切割,从而确保岩样两端面的平行度。整个操作直
观、简单、便捷。
接从而将岩样固定在支架上。
定槽。挡圈固定在挡板上,挡板与夹具座连接从而将岩样固定在夹具座上。
槽开在夹具座上,便于水刀从夹具座的两侧对岩样两端面进行加工。
附图说明
具体实施方式
施例的平行度测量单元4的整体结构。图4示意性显示了本发明实施例的用于切割岩样的装
置10的工作流程。
置分别与动力装置和水刀连接。处理单元能够控制水刀的运行路线。根据本发明实施例的
用于切割岩样的装置,采用高压水射流作为切割动力,能量高,减小了切割过程中对岩样的
扰动,因此能够保证复杂岩样取心之后的完整性。在处理单元的控制作用下,切割前可根据
实验需求绘制水刀运行路线,动力装置带动传送带运动,水刀安装在传送带末端,在处理单
元的控制下水刀的运动无方向限制,能够及其方便地切割出任意图形,从而加工出各种形
状的岩心样品,能够满足不同实验的要求,为下一步开展岩石的室内汇演提供条件和保障。
因此,根据本发明的用于切割岩样的装置,适用性强,操作简单,快速稳定。
号,再由驱动电源驱动电机按一定速度作正转或反转运动,使得水刀刀头进行X、Y、Z方向的
运动,从而实现不同形状岩样的加工。
角度。能量耗散计算单元能够根据岩石厚度,将能量耗散值转换成水刀刀头的倾角,通过处
理单元自动控制水刀刀头的倾角,从而能够保证岩样端面切割的垂直度。
样厚度h关系为 切割前输入岩样厚度,根据能量耗散计算得到倾角结果,由处理
单元传送至水刀刀头,依靠电机调整刀头角度。
量初次加工后岩样两端面的平行度,既可以检测加工质量,也可以通过处理单元及时微调
水刀刀头定位倾角保证平行度,从而能够满足岩样端面加工平行度的需求。具体地,在本实
施例中,如图3所示,平行度测量单元4包括主尺41和两个副尺42。其中,主尺41沿岩样6的轴
向方向平齐放置,两个副尺41分别与岩样6两端面平齐设置。主尺41上设有两个数显量角器
43和一个数显平行度测量器44。两个数显量角器能够实时显示主尺两端分别与副尺的夹
角,数显平行度测量器能够实时显示主尺两端分别与副尺的夹角之间的差值,差值为0时,
岩样6的两端面平行,若差值不为0,处理单元能够根据差值实时调节水刀刀头的倾角,对岩
样端面进行微切割,从而确保岩样两端面的平行度。整个操作直观、简单、便捷。
置,能够使得岩样加工的操作过程便捷以及提高加工质量和效果。
的安装槽114。压盖113与支架112连接从而将岩样6固定在支架112上。将支架布置在底座上
的结构能够保证切割时固定装置稳定可靠,通过在支架上设置安装槽的结构能够保证岩样
的固定稳定牢靠。进一步地,在本实施例中,压盖113与支架112通过可调紧固件5连接。通过
可调紧固件固定岩样,能够满足不同尺寸岩样的安装固定,从而增加固定装置的适用性。优
选地,第一底座111采用确定厚度的钢板制成,因为能够保证切割时固定装置不移动。
122上设有用于固定岩样6的固定槽123。挡圈125固定在挡板124上,挡板124与夹具座122连
接从而将岩样6固定在夹具座122上。将夹具座布置在底座上的结构能够保证固定装置的结
构稳定可靠,不影响加工质量,通过挡圈和挡板的形式能够确保整个岩样在固定槽中的安
装稳定可靠。并且,由于固定槽开在夹具座上,便于水刀从夹具座的两侧对岩样两端面进行
加工。进一步地,在本实施例中,挡板124与夹具座122通过可调紧固件5连接。通过可调紧固
件固定岩样,能够满足不同尺寸岩样的安装固定,从而增加固定装置的适用性。优选地,在
本实施例中,固定槽123包括若干组并且均匀布置在夹具座122上。通过在夹具座上设置多
组固定槽,可将初次加工后的多个岩样快速固定,一次性进行端面加工,端面处理效率高。
中,在能量耗散计算单元3中输入岩样6的尺寸,根据计算结果调整水刀刀头的倾角,并根据
实验需求在处理单元中绘制出水刀的运行轨迹,开启高压泵,通过泵对水及金刚砂混合物
加压,产生高能量高压水柱,水柱通过水喷嘴形成水射流,处理单元向X、Y、Z方向驱动电源
发出信号,再由驱动电源驱动电机按确定速度作正转或反转运动,使得水刀刀头进行X、Y、Z
方向的运动,完成岩样切割。初次切割完成后,将平行度测量单元4的主尺41部分沿岩样轴
向方向平齐放置,主尺41为伸缩结构,将主尺41长度调至与岩样6的长度一致,两个副尺42
分别与岩样6两端面平齐,此时,主尺41显示屏分别为副尺42与主尺41两端的角度,以及两
个角度的差值,差值为0时,表示岩样6的两端面平行。若差值不为0,则根据差值调节水刀刀
头的倾角,对岩样端面进行微切割。
突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文
中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。