本發(fā)明涉及天然氣水合物取芯，特別是涉及一種保壓取芯樣品切割裝置。

背景技術(shù)：

1、天然氣水合物因其儲(chǔ)量豐富、清潔且能量密度高，被認(rèn)為是未來(lái)具有巨大潛力的清潔能源。目前天然氣水合物的開(kāi)采研究仍面臨挑戰(zhàn)，主要問(wèn)題在于水合物儲(chǔ)層的復(fù)雜性。在采樣過(guò)程中，環(huán)境條件的改變易導(dǎo)致相變，進(jìn)而喪失樣品的原位狀態(tài)和信息，影響樣品分析結(jié)果的有效性。因此，現(xiàn)有的采樣過(guò)程通常采用原位保壓取樣器進(jìn)行采樣，然后將取樣器取出的樣品切割并轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)樣器中進(jìn)行長(zhǎng)期儲(chǔ)存。通過(guò)保壓取芯技術(shù)獲取的水合物樣品需在特定裝置中進(jìn)行分析、測(cè)試和切割，以保持其物理力學(xué)性質(zhì)并支持進(jìn)一步研究。

2、但是，由于保壓環(huán)境的特殊性和天然氣水合物的不穩(wěn)定性，常規(guī)的切割方法都是在密閉的環(huán)境中進(jìn)行切割，切割過(guò)程中樣品不可見(jiàn)，切割結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作困難，且切口無(wú)法觀察，因此切割效率無(wú)法保證，切割的效果也無(wú)法評(píng)估。

3、因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種保壓取芯樣品切割裝置，旨在解決現(xiàn)有的天然氣水合物取芯樣品的保壓切割過(guò)程不可見(jiàn)，切割效率、切割效果不可控的問(wèn)題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種保壓取芯樣品切割裝置，其中，包括主體、旋轉(zhuǎn)刀架、驅(qū)動(dòng)組件、刀具、進(jìn)刀組件和視窗組件，所述主體上設(shè)置有用于插入取芯樣品的中心通道，并且圍繞所述中心通道的同一個(gè)截面內(nèi)周向設(shè)置有第一裝配孔、第二裝配孔和第三裝配孔；所述旋轉(zhuǎn)刀架嵌套設(shè)置在所述主體的內(nèi)側(cè)，以所述中心通道的中心線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)；并且，所述旋轉(zhuǎn)刀架上沿所述中心通道的半徑方向形成有貫通的裝刀孔；所述裝刀孔與所述第二裝配孔設(shè)于同一平面上；所述驅(qū)動(dòng)組件設(shè)于所述第一裝配孔；所述驅(qū)動(dòng)組件延伸至所述中心通道內(nèi)，并與所述旋轉(zhuǎn)刀架傳動(dòng)連接，用于帶動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)刀架轉(zhuǎn)動(dòng)；所述刀具可滑動(dòng)設(shè)于所述裝刀孔內(nèi)，用于伸入至所述中心通道以切入所述取芯樣品；所述進(jìn)刀組件設(shè)于所述第二裝配孔；當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)刀架轉(zhuǎn)動(dòng)至所述第二裝配孔與所述裝刀孔對(duì)齊時(shí)，所述進(jìn)刀組件可朝向所述中心通道推進(jìn)所述刀具；所述視窗組件設(shè)于所述第三裝配孔，所述視窗組件上設(shè)有導(dǎo)通至所述中心通道的觀察通道。

4、所述的保壓取芯樣品切割裝置，其中，所述主體包括同軸設(shè)置的中心塊和第一連接塊，所述中心塊和所述第一連接塊對(duì)接形成所述中心通道；并且，所述中心塊的內(nèi)壁上與所述第一連接塊對(duì)接的一端形成有端口槽，所述端口槽的端面與所述第一連接塊的端面之間形成有容納空間；所述容納空間用于嵌套定位軸承，所述定位軸承的外環(huán)與所述容納空間卡接，所述定位軸承的內(nèi)環(huán)套設(shè)在所述旋轉(zhuǎn)刀架上。

5、所述的保壓取芯樣品切割裝置，其中，所述旋轉(zhuǎn)刀架的形狀為環(huán)形，且沿軸向劃分為連接部和傳動(dòng)部，所述連接部與所述定位軸承相互嵌套，所述傳動(dòng)部上背離所述連接部的一端形成有齒盤(pán)；所述第一裝配孔沿所述中心通道的徑向方向延伸；所述驅(qū)動(dòng)組件包括第一固定座、至少兩個(gè)卡位軸承，以及傳動(dòng)桿，所述第一固定座插接設(shè)置于所述第一裝配孔內(nèi)；所述第一固定座中空形成軸向延伸的孔道；至少兩個(gè)所述卡位軸承間隔設(shè)置于所述孔道內(nèi)；所述傳動(dòng)桿設(shè)于所述孔道內(nèi)，與所述卡位軸承的內(nèi)環(huán)插接；所述傳動(dòng)桿的一端延伸至所述中心通道，并形成有齒輪桿頭，所述齒輪桿頭與所述齒盤(pán)嚙合；所述傳動(dòng)桿的另一端外接動(dòng)力設(shè)備。

6、所述的保壓取芯樣品切割裝置，其中，所述動(dòng)力設(shè)備包括手輪、發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)中的任意一種。

7、所述的保壓取芯樣品切割裝置，其中，所述傳動(dòng)部的側(cè)壁上設(shè)有所述裝刀孔，所述裝刀孔朝向所述中心通道的一側(cè)收緊，形成抵擋平臺(tái)；所述抵擋平臺(tái)的中心形成有所述刀具通過(guò)的過(guò)刀孔；所述刀具包括復(fù)位彈簧和刀頭，所述復(fù)位彈簧的一端與所述抵擋平臺(tái)上朝向所述裝刀孔的端面抵接，另一側(cè)與所述刀頭抵接；所述刀頭包括呈片狀的刀刃部和呈柱狀的刀柄部，所述刀刃部插入至所述復(fù)位彈簧的內(nèi)側(cè)，并對(duì)準(zhǔn)所述過(guò)刀孔，所述刀柄部與所述復(fù)位彈簧抵接；當(dāng)所述第二裝配孔與所述裝刀孔對(duì)齊時(shí)，所述刀柄部與所述進(jìn)刀組件接觸；所述復(fù)位彈簧用于推動(dòng)所述刀頭朝向所述第二裝配孔移動(dòng)。

8、所述的保壓取芯樣品切割裝置，其中，所述刀刃部的長(zhǎng)度值大于所述中心通道的徑向橫截面的半徑值。

9、所述的保壓取芯樣品切割裝置，其中，所述進(jìn)刀組件包括第二固定座和活塞，所述第二固定座插接設(shè)置于所述第二裝配孔內(nèi)；所述第二固定座中空形成軸向延伸的滑道；所述活塞可滑動(dòng)設(shè)置于所述滑道內(nèi)，所述活塞的一端朝向所述中心通道延伸，用于接觸所述刀柄部；所述活塞的另一端用于外接液壓設(shè)備。

10、所述的保壓取芯樣品切割裝置，其中，所述進(jìn)刀組件包括第三固定座、滑桿和驅(qū)動(dòng)件，所述第三固定座插接設(shè)置于所述第二裝配孔內(nèi)；所述第三固定座中空形成軸向延伸的往復(fù)通道；所述滑桿設(shè)于所述往復(fù)通道內(nèi)，所述滑桿與所述刀具可拆卸連接；所述驅(qū)動(dòng)件與所述滑桿傳動(dòng)連接，用于帶動(dòng)所述滑桿在所述第二裝配孔內(nèi)往復(fù)移動(dòng)，以朝向所述中心通道推進(jìn)所述刀具或者背離所述中心通道退出所述刀具。

11、所述的保壓取芯樣品切割裝置，其中，所述第三裝配孔沿所述中心通道的徑向方向延伸；所述視窗組件包括第四固定座和藍(lán)寶石塊，所述第四固定座插接設(shè)置于所述第三裝配孔內(nèi)，所述第四固定座中空形成軸向延伸的固定通道；所述藍(lán)寶石塊的一端與所述固定通道插接，另一端延伸至所述第三裝配孔內(nèi)。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

13、本發(fā)明公開(kāi)的保壓取芯樣品切割裝置用于切割天然氣水合物保壓取出的樣品，主體組裝在保壓取芯裝置上，切割時(shí)，中心通道內(nèi)保持高壓狀態(tài)，達(dá)到在原位保壓條件下切割的效果。通過(guò)視窗組件可以直接觀察中心通道內(nèi)的內(nèi)部情況，當(dāng)插入取芯樣品到切割處，啟動(dòng)進(jìn)刀組件將刀具插入取芯樣品中，直至刺穿，然后啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)刀架進(jìn)行合適角度的轉(zhuǎn)動(dòng)，將取芯樣品完全切斷，切割過(guò)程中通過(guò)觀察通道觀察切割進(jìn)度和切割效果，最后，在觀察到切割完成后，退刀，結(jié)束切割。整個(gè)切割過(guò)程準(zhǔn)確、高效，有利于提高切割效率，而且切割位置準(zhǔn)確，效果可控，有利于準(zhǔn)確提取樣品，以便于研究分析。

技術(shù)特征：

1.一種保壓取芯樣品切割裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保壓取芯樣品切割裝置，其特征在于，所述主體包括同軸設(shè)置的中心塊和第一連接塊，所述中心塊和所述第一連接塊對(duì)接形成所述中心通道；并且，所述中心塊的內(nèi)壁上與所述第一連接塊對(duì)接的一端形成有端口槽，所述端口槽的端面與所述第一連接塊的端面之間形成有容納空間；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保壓取芯樣品切割裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)刀架的形狀為環(huán)形，且沿軸向劃分為連接部和傳動(dòng)部，所述連接部與所述定位軸承相互嵌套，所述傳動(dòng)部上背離所述連接部的一端形成有齒盤(pán)；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保壓取芯樣品切割裝置，其特征在于，所述動(dòng)力設(shè)備包括手輪、發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)中的任意一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保壓取芯樣品切割裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)部的側(cè)壁上設(shè)有所述裝刀孔，所述裝刀孔朝向所述中心通道的一側(cè)收緊，形成抵擋平臺(tái)；所述抵擋平臺(tái)的中心形成有所述刀具通過(guò)的過(guò)刀孔；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的保壓取芯樣品切割裝置，其特征在于，所述刀刃部的長(zhǎng)度值大于所述中心通道的徑向橫截面的半徑值。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的保壓取芯樣品切割裝置，其特征在于，所述進(jìn)刀組件包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保壓取芯樣品切割裝置，其特征在于，所述進(jìn)刀組件包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的保壓取芯樣品切割裝置，其特征在于，所述第三裝配孔沿所述中心通道的徑向方向延伸；所述視窗組件包括第四固定座和藍(lán)寶石塊，所述第四固定座插接設(shè)置于所述第三裝配孔內(nèi)，所述第四固定座中空形成軸向延伸的固定通道；所述藍(lán)寶石塊的一端與所述固定通道插接，另一端延伸至所述第三裝配孔內(nèi)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種保壓取芯樣品切割裝置，包括主體、旋轉(zhuǎn)刀架、驅(qū)動(dòng)組件、刀具、進(jìn)刀組件和視窗組件，主體上設(shè)置有中心通道，圍繞中心通道的同一個(gè)截面內(nèi)周向設(shè)置有第一裝配孔、第二裝配孔和第三裝配孔；驅(qū)動(dòng)組件設(shè)于第一裝配孔，延伸至中心通道內(nèi)，并與旋轉(zhuǎn)刀架傳動(dòng)連接；旋轉(zhuǎn)刀架嵌套設(shè)置在主體的內(nèi)側(cè)，以所述中心通道的中心線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)刀架上形成有貫通的裝刀孔，刀具可滑動(dòng)設(shè)于裝刀孔內(nèi)；裝刀孔與第二裝配孔設(shè)于同一平面上；進(jìn)刀組件設(shè)于第二裝配孔，用于朝向中心通道推進(jìn)刀具；視窗組件設(shè)于第三裝配孔，視窗組件上設(shè)有導(dǎo)通至中心通道的觀察通道。通過(guò)在保壓狀態(tài)下進(jìn)行可視化切割，提高切割效率。

技術(shù)研發(fā)人員：王朋飛,滕瑩,陳奕淇,安森友,付國(guó)勝,高天,尚德磊,李赟,朱金龍,韓松柏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南方科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2