[發明專利]防碎裂型巖石試樣切磨裝置及其切磨工藝

無效

• 申請號: 201110054418.7
• 申請日: 2011-03-08
• 公開（公告）號: CN102172876A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 閆鐵;李瑋;畢雪亮;孫曉峰;張立剛
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: B24B27/06
• 分類號: B24B27/06;B28D1/24
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 曹愛華

一、?????技術領域：

本發明涉及的是主要應用在巖石力學工程、巖土力學工程、石油工程及采礦工程等領域中的巖石力學試樣的制備工具，具體涉及的是防碎裂型巖石試樣切磨裝置及其切磨工藝。

二、背景技術：

為了解地表及地下深層巖石的物理力學性質，巖石力學工程、巖土力學工程、石油工程及采礦工程等領域中的學者們每年要進行大量巖石力學實驗。當前，國內外巖石力學測試使用的試樣尺寸多為φ25mm*50mm或φ50mm*100mm。由于深部地層取心尺寸較小（一般為φ100mm的圓柱形巖心），且數量少，石油工程中測試深部地層巖石的力學性質，常用φ25?mm?*50mm的巖石試樣。一些結構松散的軟質巖石（如泥巖、頁巖）、層理明顯或裂紋明顯的硬脆性巖石（如油頁巖、頁巖和泥巖等）試樣的切磨是巖石力學試樣制備過程中的一大難題。使用一些特殊的方法，這些巖石試樣的切磨雖能成功，但在切磨時大量胚樣由于自身缺陷出現耗損，造成這類巖石的力學參數測試成為困難。

在本發明做出之前，現有技術對這類巖石的切磨主要在常規切割機、打磨機上分別進行。無論是切還是磨，這種技術的成功率都很低，而其操作要極為細致，效率低下，另外，由于夾持巖樣的工具為直桿，導致巖樣局部受力集中，易夾裂巖樣，而且不管是切還是磨，都需要將巖石試樣夾持在夾持裝置中，不僅操作繁雜，需要反復安裝巖石試樣，更是增加了巖石試樣被夾裂的機會，如此不只提高室內實驗的成本，造成實驗滯后，也極大地限制了現場工程進度和提高施工成本。

三、發明內容：

本發明的一個目的是提供防碎裂型巖石試樣切磨裝置，本發明的另一個目的是提供防碎裂型巖石試樣切磨裝置的切磨工藝，它用于解決現在制備巖石試樣需要切、磨分別在切割機、打磨機上進行，操作復雜、成功率低的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：這種防碎裂型巖石試樣切磨裝置由底座上安裝切磨裝置、夾持裝置、給進裝置構成，切磨裝置有一個電機，該電機帶動兩個并列的傳動軸，一個傳動軸安裝金剛石切割片，另一個傳動軸安裝打磨砂輪，夾持裝置與金剛石切割片、打磨砂輪相對；給進裝置可沿底座運行，調節夾持裝置與金剛石切割片、打磨砂輪之間的位置；夾持裝置有一個夾持器，夾持器從支架中穿過，夾持器是分體的，上夾持體與下夾持體扣合后形成圓柱形或正六邊形的夾持腔，上夾持體設置有夾緊搖柄，夾緊搖柄穿過支架與上夾持體螺紋連接，夾持器上安裝有冷卻管，冷卻管的噴嘴位于夾持腔的前面位置。

上述方案中夾持裝置固定在底座上，給進裝置與底座通過縱向設置的導軌滑道連接，給進裝置與其上部的切磨裝置通過橫向設置的導軌滑道連接，給進裝置上帶有搖柄，切磨裝置上也帶有搖柄。

上述方案中切磨裝置固定在底座上，給進裝置與底座通過縱向設置的導軌滑道連接，給進裝置與其上部的夾持裝置通過橫向設置的導軌滑道連接，給進裝置上帶有搖柄，夾持裝置上也帶有搖柄。

上述方案中夾緊搖柄與支架螺紋連接，以進一步確保夾緊搖柄夾緊上夾持體時不產生傾斜。

上述方案中夾持器的上下兩個夾持面上還有一層軟質橡膠層，這樣，能夠使夾持力更均勻的分布于巖樣，進一步防止巖樣碎裂。

上述防碎裂型巖石試樣切磨裝置的切磨工藝為：

一、將金屬工作臺底座固定在表面十分平整的水泥、巖石等硬質實體平面上；

二、打開夾持器，將夾持器內壁碎屑等雜物清理干凈，在試樣外表面圍裹一層1mm-10mm左右的軟質墊片，墊片材料可以是橡膠或布，再將二者放入夾持器內并合上夾持器；

三、放入到夾持器中巖石試樣，其出露長度在5-10mm，出露長度指的是試樣的不平端面中距離夾持器最近的距離；

四、在夾持器夾緊之前，檢查夾持器壁面是否平行；如果平行則夾緊夾持器，但要注意力度；如果不平行，則打開夾持器重新圍裹軟質墊片；

五、打開冷卻管，不同的巖石試樣需要的冷卻方式不同，根據試樣需要可以選擇水冷或風冷；

六、打開切磨裝置電源，當電機帶動的金剛石切割片和打磨砂輪運動振動平穩后開始切割及打磨；

七、通過給進裝置來調整巖樣與金剛石切割片和打磨砂輪之間的距離，最終實現切割和打磨；在試樣切割和打磨過程，給進過程一定要平穩，當感覺阻力較大要退回來重新給進；

八、當切磨刀具每鉆進5mm-10mm時，退回重新給進，實現短程給進操作工藝，如此反復直到試樣切割完成。

有益效果：