装矿自动取样装置

Ⅰ 旋转式侧壁取样技术

这种取样方法多在油气钻井领域应用，由于科学钻探所需的很多钻探器械和钻探方法都是从石油钻井领域借鉴改进而来的，因此，这种侧壁取样方法也很值得科学钻探超深孔侧壁取样研究借鉴。

旋转式井壁取心技术方法最早出现于20世纪40年代，当时是用钻杆下放到井内。这种取心方法可以从井壁上取得少量岩心，但仍然需要起下钻具，操作比较复杂，费时费事而且成本较高，作用比较有限。为了提高井壁取心效率，后来就发展成为使用电缆起下井的旋转式井壁取心器。近几十年来，这种类型的取心器又经过不断改进，得到了越来越多的应用。

图4.10 西安石油勘探仪器厂连续切割式侧壁取样示意图

这种取样系统采用多芯电缆升降取心器具，并通过电缆给井下装置提供动力，在地表有专门的控制表盘进行操作控制，井下取样装置主要由电动机、推靠定位装置、钻进取心机构、岩心卡断机构、取样筒转移机构、密封装置、岩心储纳装置等组成，结构比较复杂，外径通常较大，一般要在大于170mm的孔径才能使用。这种取样方法具有自己独特的优点，单颗岩心取样时间短，一次下井能在多点进行取心。而且这种取样装置钻进岩心使用的是电动机或液压马达带动金刚石钻头高速旋转，能够在较硬岩石中使用，钻取的岩样直径及长度虽然较小，但多为圆柱形，比较规则且质量较高，能满足地质多种分析的需要。近些年来，世界几大石油服务公司对该种类型取样器进行了大量的研究改进工作，取得了许多新型专利。前苏联也有自己一系列这种类型的取心器，德国KTB主孔取心计划中也将这种取心器作为应用于6000～10000m超深孔孔段的侧壁补心器具进行研究改进。表4.4是旋转式井壁取心技术的综合调查表。下面，对这种类型的取心器，选择具有代表性的一些例子进行介绍。

4.5.1 Schlumberger公司的MSCT（Mechanical Sidewall Coring Tool）

Schlumberger公司是全球最早研制水平钻进取样器的公司，它在1947年就推出了自己研制的旋转式井壁取心器。但是由于当时的仪器设备复杂、操作需要高超的技术没有能够被广泛使用，大约在1955年停止使用（王世圻，1998）。1985年Schlumberger公司又研制了一种新研制的硬岩侧壁取样装置和方法———“Apparatus for Hard RockSidewallCoringinaBorehole”。这种取样器综合了各种旋转式取样器的特点，采用了先进的液压技术，自动化程度比较高。图4.11是Schlumberger公司在其网站上公布的最新的MSCT的图片。

表4.4 旋转式井壁取心技术调查表

图4.11 MSCT 示意图

据Schlumberger公司公布的MSCT的参数如下：

一次下井取心数量：标准配置50颗，可选20～75颗；

岩心尺寸：直径23.4mm，长度可选38.1mm～44.4mm；取心效率：3～5min/颗；

耐温：177℃，最高可达218℃；

耐压：138MPa，最高可达172MPa；

仪器外径：136.5mm；

仪器长度：9.54m；

仪器质量：340kg；

适用井径：158.7～482.6mm，通过更换配件，最小可在127mm井内使用。

4.5.2 Halliburton公司的RSCT^TM（Rotary Sidewall Coring Tool）

美国的Halliburton公司也是为石油及天然气行业提供产品及服务的供应商之一。该公司拥有RSCT^TM技术，这种技术最早是由Gearhart公司研制成功的。Halliburton公司于1988年收购了Gearhart公司。这种技术也就划归Halliburton公司名下。在德国进行KTB主孔6000～10000m孔段的取心设计时，曾将这种技术列为进行孔壁取心系统科研和开发的项目之一。图4.12是这种系统的示意图。图4.13是Halliburton公司网站公布的RSCT^TM侧壁取心钻头部分的图片。

图4.12 RSCT侧壁取心钻头部分图片

图4.13 RSCT侧壁取心钻头部分图片

RSCT使用金刚石钻头垂直于钻孔侧壁进行钻进，在钻进的过程中时刻进行监控。在用伽马射线进行深度定位之后，一个推靠臂延伸出来，将钻具牢牢地固定在所要取心的地层上。一个以2000r/min进行旋转的金刚石钻头从地层上切割下来一块直径为23.8mm，长度为45mm的岩样。通过控制施加于钻头的钻压通过地面控制来使钻进最优化。

当岩样被切割下来之后，通过钻头一个轻微的垂直运动将岩样从井壁上折断取下来。然后，包含岩样的钻头收缩回钻具内部，岩样被捅出，落到一个用来盛岩心的岩心筒里面。指示器显示出取心成功与否和所取岩心的深度。钻具随后准备进行下一个岩心点的取样工作。

RSCT钻具用来在密实地层进行取心，一个带有金刚石切削刃的管状钻头用来切割岩心，补取的岩心呈圆柱状。图4.14是RSCT获取的井壁岩心照片。

这套系统在测井工程车或垫木上独立于其他系统之外进行工作。它只需要交流电源。同时，还需要一个用来记录γ射线相关数据的记录仪器。这套井下装置通过使用地面的控制面板进行控制。图4.15是RSCT地面控制面板的照片。

图4.14 RSCT获取的井壁岩心照片

图4.15 RSCT地面控制面板照片

RSCT钻具有以下几个特征：

1）一个回次能够钻取30个或者更多个岩心；

2）能够在大斜度测井系统或者挠性管测井系统上进行工作来获取斜井、分支井和水平井中的岩心；

3）设计有岩心长度指示器，避免了在取心中靠猜测确定岩心的长度；

4）这套独立的钻具可以在第三方测井单元上工作。

Halliburton公司网站公布的RSCT的部分技术参数如表4.5所示。

表4.5 RSCT的技术参数表

4.5.3 Weatherford公司的RSCT（Rotary Sidewall Coring Tool）

Weatherford（威德福）公司也是一家著名的提供油气钻井及相关技术服务的跨国公司，它也提供有旋转式井壁取心技术产品Rotary Sidewall Coring Tool（RSCT），其产品的结构示意图如图4.16所示。其取得的岩心图片如图4.17所示。

其部分技术参数如下：

钻头类型：金刚石钻头；

钻头转速：2000r/min；

单次下井取心数量：25；

适用钻孔直径：152～324mm；

仪器直径：124mm；

仪器长度：5.1m；

适用最高温度：149℃；

适用最高压力：138MPa；

仪器质量：159kg；

岩心尺寸：直径24mm，长度44mm。

图4.16 Weatherford公司旋转式井壁取心器（RSCT）示意图

图4.17 Weatherford公司旋转式井壁取心器取心照片

4.5.4 前苏联的旋转式侧壁取样技术

前苏联是研制旋转式井壁取样器最早的国家，尤其经过近几十年来的努力，不断改进提高，在沉积岩钻井中现已进入实用阶段。以下为全苏ВНИИТИ（研究所）推出的系列井壁取样器具。

（1）СКО-8-9型取样器

该取样器是前苏联首次在油气勘探井中获得广泛使用的侧壁取样器。它可与普通的测井设备仪器使用，并由КТБ-6三芯铠装电缆放入钻孔内。

СКО-8-9取样器可供在孔深达3500m的无套管钻孔内进行侧壁取心。如图4.18所示，整套设备包括控制台1、操纵台2、升压变压器3、绞车4、测井电缆5，以及放入孔内的侧钻式取样器。

图4.18 СКО-8-9型多次取样器设备连接图

取样器的工作顺序是：将它下放到孔内的取样孔段，由地表操纵台经测井电缆提供三相交流电，从而使取样器的功能件起动，由此将取样器压紧在孔壁上，然后开始钻进岩样；当钻具充分退出后（从操纵台可观察到），使取样器及其与之相连的功能件反转，因此带有岩心的钻具及压杆（推靠臂）退回；随后停止供应电能，并将取样器移到新的取样孔段上。

СКО-8-9侧钻式取样器如图4.19所示，电能经测井电缆及电缆头13供给，岩样由镶入钻具6端部的钻头8来钻出，电动机18经锥齿轮和正齿轮装置来实现钻具的回转。在钻进岩样的过程中，借助于压杆19将取样器压在孔壁上，压杆由活塞11推动。活塞泵3产生的液压压力使活塞在汽缸内运动，活塞泵也由电动机18带动，也正是这个压力作用在活塞与钻具上，从而给回转的钻头提供一个钻进所必需的轴向力。轴向力的大小可借助于给进调节器改变压力的大小来调节，给进调节器的减压阀通过微电机实现回转。

在钻进过程中，借助于冲洗泵9由充满在钻孔内的液体将钻屑冲洗出去，冲洗泵由取样器的液压系统启动。整个取样器及液压系统均充满变压器油。取样器内部的压力由活塞或孔内压力补偿器14来补偿。为了防止孔内液体进入取样器的内部（如果任一密封元件密封失效时），补偿器的弹簧便在取样器内形成一个相对于钻孔的过剩压力。取样器钻进岩心的速度可在操纵台上通过改变变阻器20的阻力大小来控制，变阻器的滑块与钻具的活塞相连。

当钻头充分地钻进孔壁之后，使电动机逆转，并且改变液压泵的回转方向及液压系统中液体的运动方向，从而使钻具向后退出，并由岩心提断器将岩心卡断。岩心提断器卡断岩心是通过在加速-冲击机构内产生的冲击扭矩扭转岩样，同时拉紧钻具来实现的。

在这种取样器中，还包括一个备用的装置，以便当钻进过程中取样器不能工作时能剪切钻入孔壁内的一段钻具，以及由弹簧10来拉紧压杆（拉力为8～9kN）。

图4.19 СКО-8-9型取样器

图4.19中的虚线代表取样器的液压回路。在钻具向前钻进时，泵3通过阀1将液体压入，并由干线16输送到压紧装置的汽缸及冲洗泵9内，并且经给进调节器的活塞沿干线17输送到钻具6的活塞。电动机逆转时，改变液体的流动方向，经干线4输送到钻具活塞和压紧汽缸，液压系统的压力由阀2来调节。

（2）СКМ-8-9多次取样器

СКО-8-9取样器的使用表明，当保持最佳的钻进规程参数，并且使用АСК-35/22金刚石钻头时，它可采集直径为22mm，长度大于20mm的岩心。但是，随着钻孔深度的增加（>4000m），СКО-8-9的使用效率急剧下降，因为每个回次采集的岩样数量少（最多为3个岩心），而且由于测井电缆的导线阻力增加，供给电动机的功率下降。因此研制了一种新型的СКМ-8-9取样器，它能保证在一个回次中取到更多的样品。

图4.20 СКМ-8-9取样器

图4.20为СКМ-8-9取样器的总图。岩样由钻具6端部的钻头钻进，动力电动机4经减速器5、16带动钻具回转。在钻进岩样之前，借助于压杆17和活塞9将取样器压向孔壁，活塞是在液压泵3形成的压力作用下移动的，而液压泵由电动机4转动。钻具的给进以及在卡断岩心之后返回是借助于活塞15并经作用在杆7上的拉杆11来实现的。钻出的岩心彼此压出，并落入盒8中，钻进岩心时所需的轴向荷载由扼流型遥控调节器来调节，其大小取决岩层的性能。钻屑通过冲洗泵的活塞12往复运动来实现冲洗，冲洗泵的上腔通道与钻具的内腔相连。活塞口在液压系统压力的作用下周期性地移动，液压系统先对动力活塞起作用。在钻进过程中，根据钻具钻进传感器14阻力的变化来控制钻具6的钻进速度。取样器内工作液体的压力借助于活塞式压力补偿器1来补偿。为了处理取样器内的事故，采用弹簧10来拉紧压杆17。

使用表明，与СКО-8-9相比，СКМ-8-9取样器具有下述优点：

1）一个回次中能进行多次采样；

2）电动机的液压保护较好；

3）改进了钻具的冲洗系统和钻进过程，岩样的质量好；

4）简化了取样器的操作。

（3）СКТ-1耐热型取样器

随着钻孔深度的增加，孔内的温度也会增加，当温度高于100℃时就不宜使用СКМ8 9型取样器。为此，研制了一种可在孔深达5000m，温度为150℃的条件下使用的耐热型取样器，这种取样器中各功能件采用机械驱动，并且采用独立的冲洗装置。

图4.21为СКТ-1耐热型取样器。电缆头接入输入端密封的发光桥；补偿器2用来平衡取样器内部工作液体的压力和孔内压力；与驱动件相连的电动机3实现功能件的回转及移动（将取样器压向孔壁，钻具的回转、给进和冲洗）；驱动件与外壳相连，外壳内布置有所有的执行机构。

万向轴6将回转传递给钻进部件15，钻进部件可引导杆14轴向移动。钻具的内部有岩心提断器，钻头拧入岩心提断器的端部。钻具在橡皮填料盒内回转，这样可密封外壳内部的腔体。在钻具15的外壳上具有销16，以固定与取样器的轴线倾斜的仿形尺12。螺母7与仿形尺相连，而螺母可与驱动件4的导动螺杆13相互作用。仿形尺12还与冲洗活塞21相连。在外壳的下部布置有矿泥收集器22，收集器的腔体经旁道20与钻具的内腔相连。为了存放钻出的岩样，使用岩心接收盒，并固定在可拆式盖24上。

压杆装置23铰接式地固定在外壳上，并通过操作把11和安全销10将它与螺母9的卡爪相连，螺母与驱动件的丝杆8相互作用。钻具15中具有岩心卡断机构17、18、19和制动机构5，岩心卡断机构在向前钻进到达端点时起动。

СКТ-1取样器的工作原理是：当取样器固定在给定的取样位置后，开动电动机3以驱动驱动件4，万向轴6，导动螺杆13和丝杆8同时转动。丝杆8带动螺母9运动，从而使压杆23以一定的压力将取样器压紧在孔壁上，此后，丝杆8停止转动。同时，螺母7与螺母9一起沿轴向移动，从而使仿形尺移动。仿形尺的移动实现了钻具的回转及钻头的给进，并使钻具冲洗系统的活塞21移动。

在钻具行程的终点，开动岩心卡断机构17、18、19以及取样器的制动机构5。制动机构是一对圆锥形摩擦式离合器，它作用在中心轴及电力拖动上（当仿形尺的端部与制动套筒相互作用时）。

图4.21 СКТ-1耐热型取样器

当取样器停止之后（可从操纵台上观察到，因为这时电流急剧增加），使电力拖动逆动，并拉紧压杆及钻具。当执行机构恢复到原位时，安装在驱动件内的棘轮机构使中心万向轴停止转动，因此，在不回转钻头时拉紧钻具，这样排除了钻头的拧出，制动系统的圆锥体也不会妨碍起动（电动机逆动时）。驱动件实现钻具的快速拉紧，给定的仿形尺形状能保证先拉紧活塞，然后拉紧钻具这一顺序，这样才能由冲洗液将钻出的岩样吸入岩心接收盒。

试验表明，与СКМ-8-9取样器相比，尤其是在深度大，温度高的钻孔内使用时，СКТ-1取样器具有以下优点：

1）由于没有齿轮泵（几乎消耗电动机的一半功率），大大提高了取样器的驱动效率；2）由于没有调节阀、减压阀、滑阀分配器，以及大量的液压干线和密封元件，因此提高了取样器在深孔中工作的可靠性；

3）采用了独立的冲洗系统，改进了岩心钻进过程；

4）由于采用强制性的岩心卡断机构，并用液压方式将岩心送入接受盆中，因而提高了岩样的采取率；

5）降低了由于钻头拧下而使取样器无法采样的次数；

6）减轻了取样器的操作、预检及修理工作。

表4.6列出了前苏联系列侧壁取样器的部分技术参数。

表4.6 前苏联侧壁取样器技术参数表

4.5.5 国产旋转式井壁取心技术

我国旋转式井壁取心技术研制起步较晚，刚开始主要是从国外油服公司引进同类仪器，但是实际应用效果不太理想。1986年，河南油田测井公司与北京航天自动控制研究所（航天一院12所）历经8年科技攻关，研制出了HH-1型旋转式井壁取心器（田学信，2000），见图4.22。

图4.22 HH-1旋转式井壁取心器

该装置基本上是对Halliburton公司RSCT取心器的仿制，主要改进是在Halliburton公司产品一个推靠臂的基础上又增加了两个推靠臂，增加的两个推靠臂为辅助推靠臂，但在实际使用中，发现两个辅助推靠臂所起的作用不是太大，因此，这种井壁取心器的实际使用效果也不是十分理想。

由于HH-1旋转式井壁取心器的使用效果不是很理想，国内一些公司在它的基础上又进行了一些研发和改进，保留了HH-1型的内部执行机构，改进后的使用效果仍然不是十分满意。在众多改进中，北京华能通达能源科技公司的工作相对比较突出。该公司生产的井壁取心器命名为FCT（Formation Coring Tool）旋转式井壁取心器（图4.23）。该仪器部分技术参数如下：

长度6.8m；重量180kg；最大直径127mm；一次下井可取岩心数量25颗；岩样尺寸直径25mm，长度50mm；耐温150℃；耐压100MPa。

目前，国内还能提供旋转式井壁取心技术服务的公司还有中海油田（COSL）和中油测井（CNLC）两家公司。这两家公司的取心器主要是引进国外的同类产品或者是对国外产品的仿制。

图4.23 FCT旋转式井壁取心器

Ⅱ 氡检测仪

SoRn-222型空气(土壤)氡连续检测仪是一种对土壤和空气中氡气进行“连续”“实时”“微型泵全自动连续取样”的测氡装置，它利用微型泵结合静电收集氡衰变子体RaA作为测量对象，满足GB/T14582-1993的采样与测量方法要求，定量测量土壤或空气氡浓度。具有灵敏度高，操作简便，克服了人工取样的不便与外界的干扰因素，实时测量并给出结果。测量时间在1-120min内可据氡水平高低自行设置，一般设置15min,是国内土壤氡检测自动化程度最高的仪器，满足于GB50325《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（2006年版）土壤测氡要求，广泛用于民用建筑工程、放射性找矿射气测量及水化找矿的水氡浓度测定，还可用于寻找地下水源、地震预报、环保工程及科研教学等部门的氡水平调查与防氡降氡等研究工作。
具体可询》上海仁日 021-6951.5711

Ⅲ 采样机概述

采样机是一种专门用于从大批物料中获取具有代表性的试样的装置，根据不同的行业和使用环境，采样机的结构形式多种多样。主要分为车厢采样机、管道采样机和皮带采样机（头部和中部）等。这类设备通常由采样机、输送设备、破碎设备、缩分设备、弃料处理设备和电控系统构成，被称为机械化自动取样装置。

在选取物料样品时，需要遵循相应的标准，比如煤炭的机械化取样标准和铁矿石的标准。机械化采样机能够替代人工采样，提高采样的精确性和代表性，确保采样时间、子样重量和采样范围的准确性，同时减少安全隐患，减轻工人的劳动强度。采样结果对于产品质量检测的准确性和指导生产至关重要。

车厢（汽车、火车）采样装置如入厂煤采样机，是专为煤炭运输过程设计的，集采样、破碎、缩分和集样于一体，符合煤炭国家标准，适用于电厂、煤矿和煤码头等场合。其工作原理涉及螺旋钻取式采样、密闭给料、破碎、缩分和余煤处理等步骤。

管道采样机则用于管道中流动物料的取样，适用于颗粒小或粉状、浆液物料。皮带中部和头部采样机适用于散装物料，对水分和粒度要求不严，采样间隔可通过定时控制器设定，特别注意安全，适用于比重较低的物料。采样过程涉及皮带刮扫、破碎、缩分和弃料处理等步骤。

Ⅳ 土壤取样钻机具体用途

HM-QY02土壤取样钻机用途：
1、深层土样采集，土壤结构描述
2、植物根系采样调查根系情况，获取深内度和密实度对容根部影响
3、检测原状土的成分和密度
4、对长期作业的土壤研究其含水量和溶解物质情况
5、对水的流动和溶解物质的研究，如土壤中水分快速流失现象

Ⅳ 煤采样误差范围

这样误差不会太大,有误差的原因就是机器不一样,最多在100大卡之内
采样机（自动取样机）是为了从一批物料中获得一个其试验结果能代表整批被采样物料的试样，所采用的一种装置。采样机的种类很多，不同的行业、不同的场所采用采样机的结构形式也不同。一般按照结构形式及使用场合，大体可分为：车厢（汽车、火车）采样机、管道采样机、皮带采样机（头部、中部）等。一般用于散装物料（如煤炭、矿石、粮食等）输送、转运过程中的取样。

Ⅵ 工业自动化仪表主要有哪些，谢谢

工业自动化仪表过去叫热工仪表，主要是锅炉、电厂、钢厂、热处理等版行业用到。
现在在石油、化权工电力、冶金、制药等各行各业扩展，而且有直接称自动化仪表的趋势。
主要是用于测量温度、压力、流量、液面（料位）、成分（在线分析）……的仪表。
工业自动化仪表为了适应各行业的不同需求，大量采用“单元组合”的形式，像搭积木一样拼出符合各种功能需要的系统。主要包括：
测量仪表——如：测温元件、流量计、液位计、压力仪表、在线分析仪（包括燃气报警等）
转换仪表——如：变送器、转换器；
显示仪表——如：……
运算仪表——如：开方器、加法器、积算器；
执行仪表——如：各种调节阀、电磁阀、
辅助仪表——配电器、安全栅、定位器、位置开关
还有很多无法具体归类仪表。

Ⅶ 采样机的设备分类

车厢（汽车、火车）取样装置
用途：汽（火）车入厂煤采样机是针对运煤汽车、火车采样而设计的机械化采样设备。该设备集采样、破碎、缩分、集样于一体、结构合理、运行可靠、操作方便。采样制样工艺过程符合GB19494（对于煤炭）国家标准。适用于电厂、煤矿、煤码头等进行煤质检验采样的场合。
工作原理：汽车入厂煤采样机主要由采样头（螺旋钻取式采样机）、给料机、破碎机、缩分集样器、余煤处理系统组成。首先由钻取式螺旋采样机提取煤样，通过密闭式给料送入破碎机，破碎后进入缩分集样器，通过缩分的煤样进入集样器，多余的煤样由余煤处理系统返排回汽车或直接排回煤场。
管道采样机
一般安装在管道侧壁用于从管道中采取一定量的流动的物料作为样品。有螺旋式、活塞式、插管式等等。常用语小颗粒物料或者粉料、浆液的取样。
皮带取样装置
适用性：由中部（头部）采样机、给料皮带机、破碎机、缩分器、样品收集器、弃料返回系统、控制系统组成。皮带中部、头部自动采样机完全满足国标要求。对所采煤样的水分、粒度无特殊要求；采样间隔（时间、质量）可由定时控制器或程序设定。为安全起见，皮带中部采样机一般用于物料堆比重1.6t/m3以下的散装物料。
工作原理：采样装置按设定的时间从皮带上做全断面刮扫，采取的子样通过溜槽进入初级送料皮带机，同时把样品均匀送入破碎机破碎到一定的粒度（一般6~13mm），再通过次级皮带及缩分器分成留样和弃料，留样被自动收集在储料罐中，弃料被斗式提升机返回到皮带。

Ⅷ 选矿厂设计的自动控制

生产检测设计需要考虑的检测参数有矿石量、 矿浆量、精矿量、品位、粒度、矿浆浓度、水分和pH 值等，通常要设计取样流程。干式计量用地中衡、胶带秤或其他计量装置，湿式计量用流量计、密度计或矿浆计量取样器;粒度和品位分析，用筛析、化学分析、仪器分析或用载流粒度仪、在线X射线分析仪、同位素分析仪;料位、液位分别用料位计和液位计。 自动化选矿工艺的在线检测，是实现自动化的基础，一般用于磨矿~级及浮选车间。选矿过程控制，有前馈控制、反馈控制及以反馈控制为主，辅以前馈控 制的综合控制。前馈控制是干涉因素未进入过程以前，先检出其有关参数，利用预先研究的关系式，判明其对生产过程的影响，按要求予以校正。反馈控制，先测出被控变量参数，反馈到控制器中，并与给定值进行比较，然后按比较结果，调节被控变量，直至与给定值接近。但选矿过程中由于矿量、品位、粒度和药量等参数 复杂多变，难以求得较精确的关系式，设计不宜大量采用前馈控制。同时由于选矿过程的滞后时间较长，如果完全纳入反馈控制系统，也难以收到良好效果。因此，设计通常采用以反馈控制为主，并辅以前馈控制的综合控制方式。如磨矿回路中的给矿量、浓度、细度控制和功率监测;浮选回路中的药剂、品位和液位控制等。