[实用新型]一种实验室钻取岩样的辅助装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种实验室钻取岩样的辅助装置，其适用于实验室钻取同一块岩芯不同方向岩样，进而可以在实验室利用岩石力学实验仪器和声发射测试系统，测试岩石力学性质受空间效应的影响以及岩样所在处的三维地应力。 

背景技术：

岩石力学实验所获得的的岩样力学参数对压裂优化设计、井筒稳定性研究及地应力方向测定等石油工程方面起极其重要的作用；而岩石力学实验基本是直接采用天然岩石进行的实验，这样实验更接近野外地质实际；很多文献记载影响岩石力学实验的因素主要分为两类：一类是岩石本身的性质：如岩石组成、密度、风化程度、各向异性等；另一类是实验与环境条件：如侵蚀、温度、加载速率等；而针对岩样的空间位置如埋藏方向的影响、以及利用声发射测试岩样所在处三维地应力的研究还不是很多，主要是由于无法在现有的岩芯钻机的基础上，获得同一块岩芯各个方向的岩样，进而不能利用单因素分析方法控制方向因素对岩样力学性质影响，也无法测试3个特殊方向对应的岩样地应力。 

实用新型内容：

本实用新型提出了一种实验室钻取岩样的辅助装置，是为了解决现有的岩芯钻机只能钻取圆柱体岩样的3个方向的岩样的弊端，即x、y、z三个方向岩样（事先假定圆柱体轴向为y方向，垂直圆柱体轴向方向断面的两个方向分别为x 和z方向）。 

本实用新型包括岩样放置套筒、槽孔、支撑架、装置底座、岩样固定装置；所述岩样放置套筒通过焊接方式放置在支撑架上，所述支撑架通过两端的钻孔分别于装置底座的钻孔和岩样放置套筒底部的钻孔铰接在一起，通过变换他们之间的不同铰接位置以及支撑架的高度，改变岩样放置套筒和装置底座的夹角，从而钻取不同方向的岩样，所述槽孔处于岩样放置套筒下侧，为了避免钻头取样过程钻头触到岩样放置套筒，所述岩样固定装置可以通过拧紧一侧螺母和螺杆夹紧岩样，并通过一侧的铰接销轴与岩样放置套筒焊接在一起。 

本实用新型具有的优点和积极效果是：利用该新型的结构特点，可以钻取待取岩芯不同方向的岩样，通过对不同方向岩样的进行力学实验，从而可以测试空间方向效应对岩石力学性质的影响，同时利用声发射测试仪测试xy45°、xz45°、yz45°三个特殊方向上岩样的地应力，进而结合x、y、z方向岩样的地应力，可以计算岩样的三个主应力的大小和方向。 

附图说明：

图1（a）为本实用新型对应60°夹角位置对应的钻取岩样图； 

图1（b）为本实用新型对应45°夹角位置对应的钻取岩样图； 

图1（c）为本实用新型对应30°夹角位置对应的钻取岩样图； 

图2为本实用新型的主视图； 

图3为本实用新型的铰接装置图； 

图4为本实用新型不同高度支撑架图。 

图中：1-岩芯钻机钻头；2-水平夹持装置；3-夹持垫板；4-螺母；5-螺杆； 6-岩样放置套筒；7-支撑架；8-岩样固定装置；9-铰接销轴；10-装置底座；11-钻孔；12-槽孔；13-岩样。 

具体实施方式：

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。 

本实用新型是一种实验室钻取岩样的辅助装置，可以辅助现有岩芯钻机钻取同一块岩芯不同方向的岩样。而现有的岩芯钻机只能钻取x、y、z三个方向，下面具体的介绍钻取不同方向岩芯的过程。 

首先将岩样13放置在岩样放置套筒6内，利用岩样固定装置8拧紧螺母4固定岩样13，接着将本实用新型装置放置在水平夹持装置2之间，岩芯钻机钻头1在本实用新型上方呈垂直状态，用于钻取岩芯： 

在附图1（a）中，将支撑架7与钻孔11铰接在一起，使装置底座10与岩样放置套筒6底部成60°夹角，通过转动岩样13在岩样放置套筒6内的位置，拧紧岩样固定装置8的螺母4固定岩样13，钻机钻头1垂直下钻，钻取对应的3个特殊方向岩样，分别是xy60°、xz60°、yz60°方向； 

在附图1（b）中，改变支撑架7与钻孔11的铰接位置，使装置底座10与岩样放置套筒6底部成45°夹角，打开岩样固定装置8，通过转动岩样13在岩样放置套筒6内的位置，然后拧紧岩样固定装置8的螺母4固定岩样13，钻机钻头1垂直下钻，可以钻取对应的3个特殊方向岩样，分别是xy45°、xz45°、yz45°方向；