浅析一种旋调平起操作结构设计

明晓峰

摘  要：在石油勘探的地质录井领域，用于岩屑样品制备的装置是岩屑料杯，岩屑料杯在样品制作中要用到高粘度胶体，靠胶体的凝固而使样品固定以便于下部观察分析，而在观察分析前需要将胶体取出，但是，强粘度的胶合作用增加了样品取出难度，所以，必须要有一种高效的工具设施来完成下步工作。本文探讨的就是岩屑料杯的开启结构设计。

关键词：岩屑;料杯;开启;工具

引言

在识别矿物时，矿物的形态和物理性质由于其易于鉴定而成为鉴定矿物最常用的标志。地壳中存在的自然化合物和少数自然元素，具有相对固定化学成分和性质，都是固态的（自然汞常温液态除外）无机物，矿物是组成岩石的基础。矿物由元素组成，是天然产出的（自然作用形成的）元素的单质或化合物，所以，岩石矿物分析的最终分析就是电镜扫描岩石矿物定量评价。进行岩石矿物电镜扫描定量评价，就必须对大块的岩石进行粉碎研磨，即：样品制备。在石油钻探现场，经钻头破碎的井下岩石返至地面称为钻屑，地质工作人员就对岩屑进行一系列的观察和分析，而观察和分析的前提是要对岩屑进行研磨，只有研磨后的岩屑才能进行电镜下的扫描观察和分析。岩屑的研磨要借助于相应的工具和方法，但是，常规的操作模式降低了工作时效。

1岩屑料杯的常规操作模式分析

在矿物岩石元素分析及矿物岩石扫描电镜定量评价的样品制备中，粉碎机或压膜胶合工艺替代了人工研磨和封胶，成为省时省力的工具组合。料杯是粉碎机粉碎研磨岩屑颗粒成为微细粉末的工具，扫描电镜需要压膜胶合制备样品，在这些工艺中都用到了料杯，金属料杯由杯盖、料管、料杯组成，而在扫描电镜制备样品时却用塑料料杯。塑料料杯是一个中空的料筒，顶部有封盖，上下有不同径的台阶，需要进行分析的样品在制成薄片后需要粘附在加热的塑胶表面，塑胶就充填在塑料料杯中。将热塑胶充填在塑料料杯中，盖盖然后等待冷却，冷却后塑胶就和料盖粘固在了一起，而要进行下步分析就要将料盖开启，取出样品。塑料非金属特性，软而脆，而要将这种料盖和冷却后的塑胶分离就不能采取起撬的方式，否则会损坏料杯。有时，为了将杯盖和料筒分离，操作人员就拿起塑料料杯向地上摔，使其分离，但是这样更加会损坏料杯甚至是粘附在塑胶上的样品。概括起来，在开启塑料料杯的过程中存在着以下几个方面的问题：

⑴ 塑料料杯和杯盖的结构设计，为塑胶胶合后分离料杯和杯盖造成了困难;

⑵ 没有科学高效的开启工具，降低了工作时效;

⑶ 用平口螺丝刀作为起盖工具易损坏塑料，易造成料杯损坏;

⑷ 操作人员在分離杯盖和料杯的过程中的砸摔，易造成料杯损坏;

⑸ 采用其它方式起盖，杯盖和料筒瞬间分离后无法控制杯盖起落，容易伤害操作人员，不利于职业健康保护，更是一种不安全操作行为;

⑹ 开启杯盖后由于无法对杯盖和料筒进行限位，不利于样品保护;

⑺ 费时费力的机械操作降低了操作人员的劳动积极性。

由此分析，在塑料料杯的操作中亟需一种科学高效的操作工具。

2一种旋调平起操作结构设计

要解决上述存在的问题，必须对操作结构进行创新设计。该结构优选不锈钢材质，主要包括底座、撑盘、料杯腔、旋丝盘、卡盘、立撑座、丝杆及出料棒等组成。

（1）底座。底座为圆形，绕底座边缘均匀分布多个六个螺丝固定孔，固定孔相差排列，便于不同安装条件的需求，底座的中间焊接一个圆盘料盒，和小丝固孔相排列，等腰垂直焊接三根撑杆，撑杆的顶部焊接撑盘，撑杆绕撑盘边缘呈等腰均匀布列;

（2）撑盘。撑盘为一圆盘，撑盘的中间开孔，该孔作为出料孔，是料杯中的样品落入底座料盒的无阻通道。围绕撑盘焊接一个料杯腔;

（3）料杯腔。料杯腔与撑盘出料孔之间的孔径差作为料杯座入的撑底。料杯腔上部车外丝，下部不车丝。围绕料杯腔的底部底缘均匀开设三个丝孔，丝孔中拧入拧丝杆，用于固定料杯底部使其不转动，料杯腔的上部丝外旋接旋丝盘;

（4）旋丝盘。旋丝盘车有内丝和料杯腔的外丝旋接。围绕旋丝盘中间位置均匀布设焊接四根摇把。旋丝盘的上部设置卡盘;

（5）卡盘。卡盘为一圆盘，对半割开，中间开孔，该孔作为卡环卡在料杯杯盖下的料筒壁上。卡盘上开孔，然后在边缘处横切一部分，利用该孔在两个对半卡盘的顶面和底面上各焊接一个垫片，两垫片中孔居中。用钢柱穿过上下垫片，再在顶底部垫片上部和下部焊接圆钢片，形成转轴。卡盘对半切开，在安装转轴处横切一部分，这样卡盘的两个对半即可在转轴的作用下呈大角度开合。转轴的底部通过一片钢块和旋丝盘焊接在一起，当转动旋丝盘时卡盘随着转动。在转轴的对面距离卡盘边缘处呈中心孔距均匀开设四个销孔，外围两个孔焊接两个手捏把手;内侧两个孔内插接锁叉，用于合并两个对半的卡盘，拔出锁叉则可搬动手捏把手分开卡盘。

（6）立撑座。在底座的边缘上垂直焊接一钢柱，钢柱作为立撑座;上面再焊接一段钢柱，作为立撑杆，在立撑杆的上部套接一个转轴，转轴上下焊接钢片和转轴一起形成转杯。在转杯上对称焊接两根横撑，分别作为丝杆横撑和出料棒横撑。① 丝杆横撑。丝杆横撑的前端焊接一个圆形螺丝帽作为丝碗，丝碗中旋调丝杆，丝杆的顶部焊接一个钢片作为顶盘，顶盘的两侧各焊接一根转杆，用于手动转动丝杆;丝杆的底部居中焊接一钢片，作为顶盘。转动丝杆下调顶盘可顶出料杯中的样品使其落入料盒中;同时，将丝杆顶盘旋调到卡盘以上一定的高度即可作为杯盖起出后的限位作用，即：丝杆即可作为通杆也可作为限位杆用;② 出料棒横撑。出料棒横撑前端焊接一挂环，挂环内搁置出料棒。出料棒为尼龙棒。出料棒的上面开穿孔，握杆穿过穿孔用于手持。端起握杆从挂环中取出出料棒，将出料棒端放在已起盖的料杯样品的顶部，轻击出料棒，样品从料杯腔中下落到底座的料盒内。

3效果验证

旋调平起操作结构采用了旋调起升设计，底座可固定在其它稳定物体上，撑杆将撑盘起升到一定高度，为取样操作提供空间;料杯腔上有拧丝杆可以稳固料杯台阶，旋丝盘旋转起升将杯盖稳稳抬升;卡盘随旋丝盘动作，可开合卡住杯盖;旋进旋出丝杆带动顶盘可将起降可顶出样品，也可用出料棒将样品顶出。出料棒和丝杆悬挂在可转动的横撑上，取用方便，角度可调。整体结构经久耐用，无需维护，操作高效。

4结束语

综上所述，创新设计的“旋调平起操作结构”实现了胶体粘合胶杯的科学高效开启，避免了砸碰操作所可能导致的硬件物料损坏，规范了作业操作流程，提升了安全作业效率。