本實用新型涉及石油錄井技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種X射線熒光巖屑元素分析裝置。

背景技術(shù)：

在石油勘探開發(fā)過程中，準(zhǔn)確的獲取鉆遇地層的巖性資料是錄井的基本任務(wù)，通過對巖性資料的獲取可以及時的建立地層剖面、準(zhǔn)確的評價油氣層性質(zhì)、正確的預(yù)測地層以及指導(dǎo)鉆井生產(chǎn)正常的運行。近年來，隨著鉆井新技術(shù)、新工藝（如PDC鉆頭、氣體鉆井等）的大量應(yīng)用，致使巖屑細小，巖性極難識別，為了解決上述問題，近年來逐漸研究開發(fā)出利用X射線熒光分析技術(shù)進行巖屑巖性的綜合評價X射線元素錄井技術(shù)能通過巖屑化學(xué)元素組合特征的分析來識別巖性，因此適合于任何鉆井條件下的巖屑錄井，X射線元素分析技術(shù)引進為巖屑錄井技術(shù)瓶頸的突破奠定了基礎(chǔ)，但目前的X 射線熒光元素錄井設(shè)備，制樣麻煩，并且在粉碎樣品時易產(chǎn)生噪聲和粉塵污染；而且真空度不能精確控制，降低了儀器的準(zhǔn)確度。

如專利號為201220329911.5的中國實用新型專利公開了一種用于粉末樣品檢測的XRF儀器的機芯，如專利號為201520145382.7的中國實用新型專利公開了一種XRF元素錄井儀，上述這些裝置均適用于檢測細小的粉末物質(zhì)，對于鉆井巖屑需要用機器研磨成粉末，制樣麻煩，并且在粉碎樣品時易產(chǎn)生噪聲和粉塵污染，如果不研磨并充分混合均勻，只能對樣品某一點進行測量，檢測結(jié)果的代表性就很差，不能準(zhǔn)確的進行巖屑巖性的正確判斷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型的目的是提供一種X射線熒光巖屑元素分析裝置，該裝置對巖屑樣品進行檢測，無需粉碎，保持了巖屑的原始狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)多點檢測，檢測結(jié)果準(zhǔn)確，避免了粉碎樣品產(chǎn)生的噪聲和粉塵污染，縮短了制樣時間。

為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種X射線熒光巖屑元素分析裝置，包括一端開口的真空腔體，安裝在真空腔體上的X射線光管和X射線熒光檢測器，所述真空腔體的開口端設(shè)置有用于密封開口的密封板，所述真空腔體內(nèi)滑動裝配有旋轉(zhuǎn)樣品臺，所述旋轉(zhuǎn)樣品臺沿著真空腔體的水平延伸方向滑動，所述真空腔體與旋轉(zhuǎn)樣品臺之間設(shè)置有傳動機構(gòu)；所述真空腔體的上方開設(shè)有傾斜相對的X射線光管安裝孔和X射線熒光檢測器安裝孔。

所述X射線光管安裝孔的中軸線與X射線熒光檢測器安裝孔的中軸線均相較于與真空腔體底面垂直的豎直面上，并成大于30度、小于60度的夾角。

還包括放置樣品的樣品盒，所述樣品盒放置在所述旋轉(zhuǎn)樣品臺上；所述樣品盒包括盒底，所述盒底的邊沿具有第一環(huán)形凸沿，所述第一環(huán)形凸沿內(nèi)設(shè)置有第二環(huán)形凸沿；所述第二環(huán)形凸沿垂直于所述盒底；所述第一環(huán)形凸沿的高度高于所述的第二環(huán)形凸沿。第一環(huán)形凸沿與第二環(huán)形凸沿之間形成環(huán)狀空間，且第一環(huán)形凸沿的高度高于第二環(huán)形凸沿的高度，以防止多余的樣品灑落在樣品盒外。

所述X射線光管安裝孔的中軸線與X射線熒光檢測器安裝孔的中軸線的交點在第二環(huán)形凸沿頂面所在平面的落點位置為以該平面中心點為圓心的同心圓上。

所述同心圓的半徑為第二環(huán)形凸沿頂面所在平面內(nèi)切圓半徑的1/2。

所述第一環(huán)形凸沿的外側(cè)壁上還凸出設(shè)置有花紋。該花紋的設(shè)置便于用手或工具拿取樣品盒。

進一步的，所述第一環(huán)形凸沿和第二環(huán)形凸沿均為圓環(huán)形。

所述真空腔體內(nèi)旋轉(zhuǎn)樣品臺與X射線光管安裝孔和X射線熒光檢測器安裝孔之間設(shè)置有隔離板，所述隔離板由上下疊加的底板和蓋板組成，所述底板和蓋板中間具有連通蓋板和底板的供X射線穿入和穿出的中心孔，所述中心孔的四周布設(shè)有通孔，所述底板和蓋板之間中心孔位置處夾設(shè)有隔離膜，所述底板和蓋板之間夾設(shè)有用于覆蓋布設(shè)的通孔的過濾膜。

所述旋轉(zhuǎn)樣品臺包括支架、固定在支架上的步進電機和用于放置樣品的托盤，所述傳動機構(gòu)包括設(shè)置在真空腔體底面上的導(dǎo)軌和設(shè)置在所述支架上的與導(dǎo)軌配合的導(dǎo)軌槽，所述導(dǎo)軌與導(dǎo)軌槽配合控制旋轉(zhuǎn)樣品臺在真空腔體內(nèi)滑動；所述托盤固定在步進電機轉(zhuǎn)軸上。步進電機帶動托盤以每分鐘1~6圈的速度水平轉(zhuǎn)動。

所述真空腔體由相互連通的檢測腔體和進樣腔體組成，所述進樣腔體靠近所述真空腔體的開口端；所述X射線光管和X射線熒光檢測器安裝在檢測腔體的上方；所述支架上靠近進樣腔體的一端設(shè)置有擋板，所述擋板的形狀與檢測腔體的形狀吻合。當(dāng)旋轉(zhuǎn)樣品臺被推到檢測位置時，擋板正好封住長方形腔體，進一步保護檢測腔體不受干擾和污染，提高檢測的準(zhǔn)確性。

進一步的，所述進樣腔體為圓柱形，所述檢測腔體為長方體。應(yīng)當(dāng)可以理解的是進樣腔體和檢測腔體的具體形狀并不影響整個分析裝置的檢測功能。

所述導(dǎo)軌靠近進樣腔體的端部還設(shè)置有限位板，使樣品臺在向外滑動時不脫離真空腔體。

所述托盤由下而上依次包括底托和調(diào)節(jié)座，所述底托的內(nèi)表面設(shè)置有螺紋，所述調(diào)節(jié)座的外表面設(shè)置有與螺紋配合的螺桿，使得調(diào)節(jié)座在底托內(nèi)上下升降。

所述調(diào)節(jié)座上表面還對稱設(shè)置有至少兩個針形爪，用于固定樣品。

進一步的，所述調(diào)節(jié)座上設(shè)置的針形爪的個數(shù)為3個。

所述X射線光管和X射線熒光檢測器與真空腔體的連接部位均設(shè)置有密封結(jié)構(gòu)。

進一步的，所述X射線光管3設(shè)有準(zhǔn)直器和保險單子，保險單子開關(guān)由密封蓋15控制，當(dāng)密封蓋15關(guān)閉時保險單子閉合，X射線光管3允許工作，當(dāng)密封蓋15打開時保險單子斷開，X射線光管3管不能工作。

所述X射線光管和X射線熒光檢測器均電連接有散熱裝置和溫度傳感器。

所述進樣腔體的側(cè)壁上設(shè)置有氣孔，所述進樣腔體通過氣孔連接真空傳感器；所述X射線光管、X射線熒光檢測器、真空傳感器、溫度傳感器和散熱裝置均與計算機控制連接。

本實用新型X射線熒光巖屑元素分析裝置，在真空腔體內(nèi)滑動裝配旋轉(zhuǎn)樣品臺，當(dāng)樣品放置在樣品臺上進行檢測時，可隨著旋轉(zhuǎn)樣品臺的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)對樣品的多點檢測，使得鉆井巖屑在進行檢測時無需粉碎，避免了粉碎樣品產(chǎn)生的噪聲和粉塵污染，縮短了制樣時間，并保持了鉆井巖屑的原始形態(tài)，實現(xiàn)對鉆井原始巖屑所含元素的快速、準(zhǔn)確定量分析，提高了現(xiàn)場地質(zhì)人員進行巖性識別及地層評價的準(zhǔn)確性。

進一步的，本實用新型X射線熒光巖屑元素分析裝置，改進了樣品盒的結(jié)構(gòu)，避免樣品屑灑落在樣品盒外，消除了繁重的壓樣工作。

進一步的，本實用新型X射線熒光巖屑元素分析裝置，在旋轉(zhuǎn)樣品臺和X射線光管和X射線熒光檢測器之間設(shè)置隔離板，減少了粉塵顆粒對X射線光管和X射線熒光檢測器鈹窗的傷害。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的X射線熒光元素分析裝置立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的X射線熒光元素分析裝置后視剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的X射線熒光元素分析裝置旋轉(zhuǎn)樣品臺結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型實施例提供的X射線熒光元素分析裝置樣品盒結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型實施例提供的X射線熒光元素分析裝置隔離板結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

實施例

一種X射線熒光巖屑元素分析裝置，如圖1~2所示，包括一端開口的真空腔體1、所述真空腔體1的開口端設(shè)置有用于密封開口的密封板15，所述真空腔體1內(nèi)滑動裝配有旋轉(zhuǎn)樣品臺4，所述旋轉(zhuǎn)樣品臺4沿著真空腔體的水平延伸方向滑動，所述真空腔體與旋轉(zhuǎn)樣品臺之間設(shè)置有傳動機構(gòu)；所述真空腔體1由相互連通的圓柱形檢測腔體12和長方體進樣腔體13組成，所述進樣腔體13靠近所述真空腔體1的開口端，所述檢測腔體12和進樣腔體13的底面處于同一水平面上；所述檢測腔體的上方開設(shè)有傾斜相對的X射線光管安裝孔10和X射線熒光檢測器安裝孔11，所述X射線光管3和X射線熒光檢測器2分別通過X射線光管安裝孔和X射線熒光檢測器安裝孔安裝在檢測腔體的上方；所述X射線光管安裝孔10的中軸線與X射線熒光檢測器安裝孔11的中軸線均相較于與真空腔體底面垂直的豎直面上，并成45度的夾角；所述進樣腔體12的外側(cè)壁上設(shè)置有氣孔9，所述真空腔體1通過氣孔9與真空傳感器27相連。

本實施例中所述X射線光管安裝孔10的中軸線與X射線熒光檢測器安裝孔11的中軸線與真空腔體底面垂直的豎直面的夾角可以為30度~60度。

如圖1~3所示，旋轉(zhuǎn)樣品臺4包括支架14、步進電機6、托盤7，步進電機6固定在支架14上，所述支架14上靠近進樣腔體的一端設(shè)置有擋板20，所述擋板20高度和寬度與所述的長方形腔體13相匹配，當(dāng)樣品臺推到檢測位時，支架的外側(cè)擋板20正好封住長方形腔體13，與密封蓋15一起實現(xiàn)二次隔離，進一步保護檢測腔體不受干擾和污染，提高檢測的準(zhǔn)確性。上述傳動機構(gòu)包括真空腔體1底面設(shè)置的導(dǎo)軌槽和支架14的底部設(shè)置的與導(dǎo)軌5配合的導(dǎo)軌槽，使旋轉(zhuǎn)樣品臺在導(dǎo)軌上水平滑動；導(dǎo)軌前端有限位板17，使旋轉(zhuǎn)樣品臺4在向外滑動時不能脫離真空腔體1；托盤7固定在步進電機6的轉(zhuǎn)軸上，步進電機6帶動其水平旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度為每分鐘1～6圈，并在一個分析周期內(nèi)為整數(shù)圈，托盤7由底托18和調(diào)節(jié)座19組成，底托18內(nèi)表面設(shè)有螺紋，調(diào)節(jié)座19外表面設(shè)有與底托18上設(shè)置的螺紋配合使用的螺桿，使得調(diào)節(jié)座19可以在底托18內(nèi)進行升降，調(diào)節(jié)座19上還對稱設(shè)有3個針形爪，方便進行升降調(diào)節(jié)和固定樣品。

還包括放置樣品的樣品盒16，所述樣品盒16放置在所述旋轉(zhuǎn)樣品臺4的托盤7上；如圖4所示，所述樣品盒16包括盒底，所述盒底的邊沿具有第一環(huán)形凸沿21，所述第一環(huán)形凸沿21內(nèi)設(shè)置有第二環(huán)形凸沿22；所述第二環(huán)形凸沿22垂直于所述盒底；所述第一環(huán)形凸沿21的高度高于所述的第二環(huán)形凸沿22。本實施例中第一環(huán)形凸沿和第二環(huán)形凸沿均為圓環(huán)形，應(yīng)當(dāng)可以理解的是該環(huán)形凸沿的形狀不影響本實施例分析裝置對巖屑元素的檢測結(jié)果，也可以為三角形、多邊形等其他形狀。分析前將樣品盒16放入托盤7內(nèi)，調(diào)整托盤7使所述的X射線熒光檢測器安裝孔11中軸線與X射線光管安裝孔10的中軸線的交點落在第二環(huán)形凸沿22側(cè)壁頂部所在的平面內(nèi)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)樣品臺在檢測位時，X射線熒光檢測器安裝孔11中軸線與X射線光管安裝孔10的中軸線的交點落在第二環(huán)形凸沿22側(cè)壁頂部所在的圓面同心1/2半徑圓上，使得檢測效果最佳，第二環(huán)形凸沿22與第一環(huán)形凸沿21之間的環(huán)形空間是防止多出的鉆井巖屑落到樣品盒16外，第一環(huán)形凸沿21的外側(cè)壁還可以設(shè)置花紋方便用手或工具拿取。

如圖1~2所示，真空腔體1內(nèi)旋轉(zhuǎn)樣品臺4與X射線光管安裝孔10和X射線熒光檢測器安裝孔11之間還設(shè)置有隔離板8，如圖5所示，所述隔離板8由上下疊加的底板23和蓋板24組成，所述底板23和蓋板24中間具有供X射線穿入和穿出的大圓孔26，所述大圓孔26的四周布設(shè)有相互連通的小圓孔25，底板23和蓋板24之間夾有隔離膜和過濾膜，隔離膜對應(yīng)中間的大圓孔26，過濾膜覆蓋四周的小孔25，作為優(yōu)選，所述隔離膜和過濾膜為麥拉膜或康普頓膜。

作為優(yōu)選的，本實施例X射線光管3設(shè)有準(zhǔn)直器和保險單子，保險單子開關(guān)由密封蓋15控制，當(dāng)密封蓋15關(guān)閉時保險單子閉合，X射線管3允許工作，當(dāng)密封蓋15打開時保險單子斷開，X射線3管不能工作。

本實施例X射線光管3和X射線熒光檢測器2與真空腔體1連接部位都設(shè)有密封結(jié)構(gòu)； X射線光管3和X射線熒光檢測器2都有散熱裝置和溫度傳感器；本實施例X射線光管3、X射線熒光檢測器2、真空傳感器27、散熱裝置和溫度傳感器均與計算機控制連接；

本實施例X射線熒光巖屑元素分析裝置的使用過程：當(dāng)需要檢測巖屑樣品時，先將樣品盒16放在水平桌面上，然后將鉆井巖屑倒入樣品盒16內(nèi)的第二環(huán)形凸沿22中，在桌面上水平晃動樣品盒16，使小圓筒內(nèi)的鉆井巖屑的上表面與第二環(huán)形凸沿22的高度一致，多出的鉆井巖屑落入樣品盒環(huán)形槽內(nèi)，再將裝有巖屑樣品的樣品盒16放到旋轉(zhuǎn)樣品臺4的托盤7上面，推入旋轉(zhuǎn)樣品臺4，關(guān)閉密封蓋15，啟動儀器分析控制軟件，開始抽真空，當(dāng)真空度達到設(shè)定值時，停止抽氣，啟動步進電機6，使樣品開始勻速旋轉(zhuǎn)，同時啟動X射線光管3、X射線熒光檢測器2，進行檢測分析。