具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图4，现对本发明提供的保压取芯装置进行说明。所述保压取芯装置，包括外管总成10、内管总成20、抗扭转组件30、密封挡门40以及控制器。其中，外管总成10包括外筒11及钻头12；外筒11沿着竖直方向设置，具有第一容置腔111，且在外筒11的底端设有与第一容置腔111连通的第一敞口112；钻头12设置在外筒11的底端，且具有与第一敞口112连通的走芯通道。内管总成20包括内筒21、切割组件22及提拉组件23；内筒21沿着竖直方向设置在第一容置腔111中，且内筒21的外径小于外筒11的内径，内筒21具有第二容置腔211，且在内筒21的底端设有与第二容置腔211连通的第二敞口212；切割组件22设置在第二容置腔211中，用于对通过走芯通道及第一敞口112并进入至第二容置腔211内的岩芯50进行切割；提拉组件23设置在第一容置腔111中，且分别与内筒21的顶端及外筒11的内壁相连，用于沿着竖直方向牵动内筒21。

抗扭转组件30设置在第一容置腔111中，且位于外筒11的内侧壁及内筒21的外侧壁之间，用于抵消由外筒11转动而传递给内筒21的扭转力，并缓冲由外筒11传递给内筒21的振动作用。密封挡门40设置在第二敞口212处，用于在岩芯50进入第二容置腔211过程中打开；在切割组件22将岩芯50切割并在提拉组件23将内筒21及被切割后的岩芯50向上提拉后自动闭合，以对第二容置腔211进行密封。

需要说明的是，外筒11和内筒21均为圆柱形外形结构，而第一容置腔111和第二容置腔211也为圆柱形空腔，以及钻头12、钻头12与外筒11的连接方式均为现有技术，在此不再赘述。

本实施例提供的保压取芯装置，与现有技术相比，设置了外筒11，能够分别与钻探设备和钻头12相连接，并且外筒11内部设置了第一容置腔111，能够便于内筒21的放置，钻头12具有走芯通道，能够使岩芯50依次通过第一敞口112及第二敞口212并进入至第二容置腔211中，在一定程度上保证了岩芯50的取样工作。另外，在内筒21与外筒11之间设置了抗扭转组件30，能够将外筒11传递给内筒21的扭转力进行抵消，进而保证外筒11转动过程中，内筒21保持静止状态，该种结构可防止在岩芯50取样的过程中，岩芯50因扭力过大而发生破碎，进而能够保证岩芯50的完整性。抗扭转组件30还能够对外筒11传递给内筒21的振动作用进行缓冲，以使内筒21在第二容置腔211中保持准确且稳定的放置，能够便于岩芯50准确且顺利的进入至第二容置腔211中，岩芯50取样效果较好。本方案还在第二敞口212处设置了密封挡门40，能够对第二容置腔211进行密封，进而对进入第二容置腔211内的岩芯50样品进行密封保压，能够反映出真实的低下环境，可便于后续的研究工作。本方案通过设置的抗扭转组件30及密封挡门40，能够提高岩芯50取样的准确性及稳定性，并且能够对岩芯50样品进行保压，能够便于后续的研究工作，实用性强。

在一些实施例中，上述抗扭转组件30可以采用如图1所示结构。参见图1，抗扭转组件30至少设有两组，各组抗扭转沿着竖直方向间隔设置；每组抗扭转组件30包括第一滚动轴承31、第二滚动轴承32以及弹簧33。其中，第一滚动轴承31的轴线沿着竖直方向设置，第一滚动轴承31固定安装在第一容置腔111中，具有第一内圈和第一外圈。第二滚动轴承32的轴线与第一滚动轴承31的轴线共线设置，第二滚动轴承32位于第一内圈中；第二滚动轴承32具有第二内圈和第二外圈，第二外圈的直径小于第一内圈的直径，第二内圈与内筒21为间隙配合。弹簧33设有多个，多个弹簧33呈环形且间隔设置在第二外圈与第一内圈之间；每个弹簧33沿着第一滚动轴承31或第二滚动轴承32的径向设置，一端与第一内圈的侧壁固定连接，另一端与第二外圈的侧壁固定连接。第一外圈与第一容置腔111的内壁为过盈配合，也可直接焊接在第一容置腔111的侧壁上，通过第一转动轴承和第二转动轴承的设置，可有效的放置外筒11的扭转力传递至内筒21上，进而保证内筒21的稳定性。另外，外筒11与钻头12相连接，转动过程中会带有振动作用，弹簧33的设置可有效的对振动作用进行缓冲，进而防止内筒21也振动作用。

因为第二滚动轴承32仅通过弹簧33连接，进而弹簧33的数量较多，而且其强度需要保证足够。第二内圈与内筒21为间隙配合，主要是为了保证内筒21能够在第一容置腔111内移动。

在一些实施例中，上述密封挡门40可以采用如图4所示结构。参见图4，密封挡门40包括半圆形挡板41、遇水膨胀止水胶42以及扭簧。其中，半圆形挡板41设有两个，各半圆形挡板41均与内筒21相铰接，以在第二容置腔211中俯仰转动；两个半圆形挡板41转动至水平状态时相互对合，共同组合形成与第二敞口212适配的圆形板体，半圆形挡板41的直径小于内筒21的内径。遇水膨胀止水胶42覆设在两个半圆形挡板41的外表面，用于与钻井液接触后膨胀，以将对合的两个半圆形挡板41间的缝隙进行填充。扭簧设有两个，两个扭簧分别与两个半圆形挡板41一一对应设置，每个扭簧均套设在对应的半圆形挡板41的铰接轴上，一端与半圆形挡板41相抵接，另一端与内筒21相抵接，用于带动半圆形挡板41保持向下翻转。环着内筒21的底端设有限位折边213，限位折边213上设有供半圆形挡板41铰接的铰接座。

两个半圆形挡板41向上翻转一定角度后可保证岩芯50的通过，而向下翻转至水平放置时，又可将第二容置腔211进行密封，能够保证保压效果。因为钻头12的钻孔过程中，需要持续注入钻井液，遇水膨胀止水胶42遇到钻井液后膨胀，能够将半圆形挡板41周边的缝隙填充满，进而保证密封效果。扭簧能够保证在两个半圆形挡板41不受外力时，保证翻转至水平状态放置，扭簧及扭簧的连接结构为现有技术，在此不再赘述。

遇水膨胀止水胶42是一种施工性优良的止水材料、是水膨胀单液型密封剂。一经硬化就变成复原性良好的橡胶弹性体、浸水后自身体积膨胀、充填空隙发挥确实的止水效果。

需要进行说明的是，岩芯50样品的直径要小于第二容置腔211的内径，而此时半圆形挡板41向上翻转的角度不需要太大，即可使岩芯50顺利通过。

在一些实施例中，上述限位折边213可以采用如图1所示结构。参见图1，限位折边213沿着内筒21的径向水平向内延伸，且限位折边213的内径小于半圆形挡板41的直径，限位折边213用于对向下翻转的半圆形挡板41进行限位，以使半圆形挡板41呈水平放置。折边结构的设置，能够防止半圆形挡板41向下翻转的角度过大，能够使半圆形挡板41呈水平放置。另外，能够补偿半圆形挡板41的翻转角度，使其向上的翻转角度变大，能够防止因半圆形挡板41向上翻转过程中与第二容置腔211的内壁发生干涉，而无法是岩芯50样品通过。

在一些实施例中，上述切割组件22可以采用如图2所示结构。参见图2，切割组件22包括切刀221以及第一伸缩结构222。其中，切刀221至少设有两个，各切刀221环形且间隔设置在第二容置腔211中，每个切刀221水平设置，且与第二容置腔211的内壁铰接；切刀221与第二容置腔211内壁的铰接轴线沿着竖直方向设置。第一伸缩结构222至少设有两个，各第一伸缩结构222与各切刀221一一对应设置，且均与控制器电性连接；每个第一伸缩结构222具有第一固定端及第一伸缩端，第一固定端与第二容置腔211的内壁面相铰接，第一伸缩端与切刀221相铰接，用于带动切刀221水平转动，切刀221的刀头向第二容置腔211的中心移动，以对位于第二容置腔211内的岩芯50进行剪切。

因为页岩的质地较脆软，因此不需要太大的切割力，同时也不需要切刀221旋转，而切刀221及第一伸缩结构222在初始状态时，保持靠近在折边的内边缘与第二容置腔211的侧壁之间，能够保证岩芯50样品的顺利通过，当需要对岩芯50进行切割时，第一伸缩结构222拉动起到转动，切刀221的一端向内筒21的中心方向移动，以对岩芯50进行切割。切割完成后，第一伸缩结构222及切刀221回归至初始位置，该种结构占用的空间较小，而且能够保证对岩芯50样品的切割工作，便于取样工作，结构简单，实用性强。

在一些实施例中，上述切刀221可以采用如图2所示结构。参见图2，每个切刀221均为三角形外形结构，具有三个角点，第一个角点与第二容置腔211的内壁铰接，第二个角点与第一伸缩结构222铰接，第三个角点为刀头，在折边的内边缘与第二容置腔211的侧壁之间水平向外伸出。当切刀221受力转动后，刀头向内筒21的中心方向移动，以切割岩芯50，结构简单，便于制作，实用性强。

在一些实施例中，上述提拉组件23可以采用如图1所示结构。参见图1，提拉组件23包括驱动电机231、卷筒232以及拉绳233。其中，驱动电机231固设在内筒21的顶端，动力输出端水平设置，驱动电机231与控制器电性连接。卷筒232与驱动电机231的动力输出端同轴连接。拉绳233的一端与第二容置腔211的顶部侧壁固定连接，另一端绕设在卷筒232上。

当岩芯50被切割后，驱动电机231带动卷筒232转动，进而在拉绳233的作用下，内筒21向上移动，此时被切割的岩芯50样品随之向上移动，当内筒21提升至一定高度后，半圆形挡板41脱离与岩芯50母体的抵接作用，会向下翻转至水平放置，此时密封挡门40将第二容置腔211进行密封。因此，提拉组件23的设置，能够便于被切割后的岩芯50样品脱离岩芯50母体，并且便于对岩芯50样品的保压工作，实用性强。

在一些实施例中，参见图3，内管总成20还包括夹持组件24，夹持组件24包括环形滑轨241、弹性钢片242以及第二伸缩结构243。其中，环形滑轨241设置在第二容置腔211中，且位于切割组件22的上方，环形滑轨241固设在第二容置腔211的内壁上，且与内筒21的轴线共线设置。弹性钢片242至少设有两个，各弹性钢片242环形且间隔设置在第二容置腔211中；每个弹性钢片242具有弹性钢片242第一端及弹性钢片242第二端，弹性钢片242第一端与第二容置腔211的内壁铰接，且铰接轴线沿着竖直方向设置，弹性钢片242第二端滑动设置在环形滑轨241上。第二伸缩结构243至少设有两个，各第二伸缩结构243与各弹性钢片242一一对应设置；每个第二伸缩结构243均具有第二固定端及第二伸缩端，第二固定端与第二容置腔211的内壁相铰接，第二伸缩端与对应的弹性钢片242第二端相铰接，用于驱动弹性钢片242第二端靠近弹性钢片242第一端移动，以使弹性钢片242的中间部位沿着内筒21的径向向内形变凸起，并与第二容置腔211内的岩芯50侧壁抵接。

夹持组件24的设置，能够保证岩芯50被切割的过程中，及内筒21被提拉的过程中，岩芯50能够与内筒21保持相对静止状态，该种结构可便于对岩芯50的取样工作。通过设置的环形滑轨241，弹性钢片242及第二伸缩结构243，其占用空间较小，能够保证岩芯50样品的顺利通过，并且通过弹性钢片242的形变作用，能够保证对岩芯50的稳定夹持，结构简单，实用性强。

为了防止岩芯50被压伤，可在竖直方向增大弹性钢板的长度，以增加与岩芯50样品的接触面积。另外，弹性钢片242的内板面设有防滑凸起，保证夹持岩芯50的稳定性。

在一些实施例中，上述内筒21可以采用如图1所示结构。参见图1，第二容置腔211的顶部设有压力传感器，压力传感器与控制器电性连接，用于对进入第二容置腔211内的岩芯50的进行监测。当岩芯50的顶端与压力传感器接触后，压力传感器将信号传递给控制器，控制器控制夹持组件24及切割组件22依次工作，便于对岩芯50样品的采集工作，实用性强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。