一种用于地质勘察的多深度取样装置及方法与流程

本发明涉及地质勘察，具体涉及一种用于地质勘察的多深度取样装置及方法。

背景技术：

1、覆盖层的分层采样，是进行地质分析的关键一环。要求既要钻入土层中足够的深度，又要避免各覆盖层的样品被混合，影响分析结果的准确性。

2、相关技术中关于岩土钻探的取样设备包括固定支架，在固定支架上设置有液压缸，液压缸的缸底固定在支架上，液压缸的活塞杆连接有取样杆，取样杆的头部为尖角状，取样杆上均匀分布一组取样槽，在取样槽上设置有盖板，盖板通过拉杆连接在一起，取样杆上具有盖板滑道。在取样时，通过液压缸带动取样杆移动至指定的位置，将该位置的岩土收集至取样槽内，完成对岩土内指定位置的取样。

3、然而其实际使用时，当需要进行多深度取样时，需要开设不同的钻探孔，或重复操作，影响取样效率。

技术实现思路

1、本发明为解决现有技术的不足，目的在于提供一种用于地质勘察的多深度取样装置及方法，采用本方案，通过相互配合的内钻杆和外钻杆，用以快捷操作使用进行多深度钻探取样。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种用于地质勘察的多深度取样装置，包括：

4、从外到内依次设置的钻探筒和内钻杆，所述内钻杆沿所述钻探筒轴向设置，所述内钻杆上端伸出所述钻探筒和钻探驱动设备连接；所述钻探筒下端环向带有粉碎齿，所述内钻杆下端带有局部伸出所述钻探筒下端的钻头，所述钻头和所述钻探筒内侧之间留有间隙；

5、外钻杆，所述外钻杆和钻探筒转动连接，且和内钻杆同轴设置，所述外钻杆轴向带有通孔，所述内钻杆局部穿过所述通孔，所述外钻杆沿其轴向方向的外侧设置有绞龙扇叶，所述绞龙扇叶的外径和内钻杆的内径相适配；

6、所述内钻杆和外钻杆之间设置有用于驱动所述外钻杆转动的驱动结构。

7、相对于现有技术中，在取样时，通过液压缸带动取样杆移动至指定的位置，将该位置的岩土收集至取样槽内，完成对岩土内指定位置的取样。然而其实际使用时，当需要进行多深度取样时，需要开设不同的钻探孔，或重复操作，影响取样效率的问题，本发明提供了一种用于地质勘察的多深度取样装置，采用本方案，通过相互配合的内钻杆和外钻杆，用以快捷操作使用进行多深度钻探取样。具体方案中，包括从外到内依次设置的钻探筒和内钻杆，钻探筒和内钻杆的下端分别带有粉碎齿和钻头，故在钻探驱动设备的旋转驱动下，通过粉碎齿和钻头进行一定深度的钻探，钻头和钻探筒之间留有间隙，便于地质样品通过；在钻探筒内还设置有外钻杆，外钻杆中部带有通孔，内钻杆局部穿过通孔，此时外钻杆和内钻杆之间无传动关系，故内钻杆的转动并不会带动外钻杆旋转，外钻杆转动连接于钻探筒内侧，以固定其轴向位置；在内钻杆和外钻杆之间还设置有驱动结构，驱动结构用于制动外钻杆，其驱动外钻杆旋转，这样，在通过钻头和粉碎齿钻探的一定深度后，控制驱动结构带动外钻杆转动，即可将该深度的样品通过绞龙扇叶向上输送；当完成一个深度的取样后，控制驱动结构停止驱动所述外钻杆转动，继续控制多深度取样装置下降，重复上述步骤，即可完成下一个深度的取样。

8、更进一步的方案，作为一种驱动外钻杆旋转的具体实现方式，所述组件包括套盘和伸缩件，所述套盘滑动套设于所述内钻杆，并位于所述外钻杆上方；所述伸缩件位于所述钻探筒内并用于带动所述套盘沿内钻杆轴向移动；所述套盘和所述外钻杆上端正对面上均带有相啮合的卡齿。本方案中，套盘和内钻杆能同步转动，且能沿内钻杆轴向滑动，故在伸缩件的带动下，能带动套盘向下滑动，使套盘上的上卡齿和外钻杆上端的下卡齿逐渐啮合，以带动外钻杆同步转动。

9、更进一步的方案，作为一种同步旋转，且能沿轴向滑动的具体实现方式，所述内钻杆侧面沿其轴向带有滑槽，所述套盘内侧面上带有和所述滑槽相适配的凸块。

10、更进一步的方案，为便于套盘和外钻杆之间的脱离，所述滑槽内带有复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别和所述滑槽底部以及凸块连接；所述伸缩件位于所述套盘上方，且为电动推杆。本方案中，伸缩件采用电动微型推杆，电动推杆用于向下推动套盘，并压缩复位弹簧，使上卡齿和下卡齿啮合；当需要脱离时，电动推杆向上收缩，套盘能在压缩弹簧的弹力下向上复位。

11、更进一步的方案，为便于取出钻探筒内部样品，所述钻探筒侧壁带有内外贯通的出料口，所述绞龙扇叶的最上端高于所述出料口。

12、更进一步的方案，为提高钻探效率，所述钻头上带有若干均匀排列的粉碎凸起；其中粉碎凸起围绕钻头圆心方向阵列设置有多组。

13、更进一步的方案，为增加钻探效果，提高钻探效率，所述钻探筒上端和内钻杆转动连接，所述钻探筒上端环向带有啮合齿。本方案中，钻探筒和内钻杆之间转动连接，可通过在钻探筒上端中间孔内设置转轴槽，内钻杆局部伸入转轴槽内实现转动，或在钻探筒上端中间孔内设置轴承，实现转动等等；在钻探筒上端环向带有啮合齿，这样，钻探驱动设备可分别通过轴和齿驱动钻探筒以及内钻杆独立转动，即通过中间轴和内钻杆连接，通过另外的旋转齿和啮合齿相互啮合，以实现钻探筒和内钻杆为相对独立运动的转动方式，两者互补影响，从而便于进行双重破碎钻探，增加钻探效果。

14、更进一步的方案，作为一种外钻杆转动连接的具体实现方式，所述外钻杆上端带有环向支撑板，所述钻探筒内侧带有和所述环向支撑板滑动连接的环向槽。

15、更进一步的方案，所述内钻杆上端伸出部分通过联轴器和钻探驱动设备连接。

16、更进一步的方案，一种用于地质勘察的多深度取样装置的取样方法，包括以下步骤：

17、s1：选取钻探地点；

18、s2：固定钻探架，将多深度取样装置与钻探架组装；

19、s3：启动钻探，通过所述粉碎齿和钻头进行粉碎钻探，样品被挤压进钻探筒内；

20、s4：达到取样深度后，控制驱动结构带动所述外钻杆转动，通过绞龙扇叶向上输送；

21、s5：完成一个深度的取样后，控制驱动结构停止驱动所述外钻杆转动，继续控制多深度取样装置下降，重复上述步骤，完成下一个深度的取样。

22、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

23、本发明提供了一种用于地质勘察的多深度取样装置及方法，在本发明中，通过对常规的钻杆结构进行改进，将钻探筒、钻杆设置为相对独立运动互不影响，方便进行双重破碎钻探，增加钻探效果；而钻杆又分别设置为内钻杆与外钻杆，通过简单的离合结构实现运动状态的控制，从而实现根据需要进行取样送料，方便控制使用，增加使用效率。

技术特征：

1.一种用于地质勘察的多深度取样装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于地质勘察的多深度取样装置，其特征在于，所述组件包括套盘(10)和伸缩件(16)，所述套盘(10)滑动套设于所述内钻杆(2)，并位于所述外钻杆(3)上方；所述伸缩件(16)位于所述钻探筒(1)内并用于带动所述套盘(10)沿内钻杆(2)轴向移动；所述套盘(10)和所述外钻杆(3)上端正对面上均带有相啮合的卡齿。

3.根据权利要求2所述的一种用于地质勘察的多深度取样装置，其特征在于，所述内钻杆(2)侧面沿其轴向带有滑槽(13)，所述套盘(10)内侧面上带有和所述滑槽(13)相适配的凸块(14)。

4.根据权利要求3所述的一种用于地质勘察的多深度取样装置，其特征在于，所述滑槽(13)内带有复位弹簧(15)，所述复位弹簧(15)的两端分别和所述滑槽(13)底部以及凸块(14)连接；所述伸缩件(16)位于所述套盘(10)上方，且为电动推杆。

5.根据权利要求1所述的一种用于地质勘察的多深度取样装置，其特征在于，所述钻探筒(1)侧壁带有内外贯通的出料口(15)，所述绞龙扇叶(4)的最上端高于所述出料口(15)。

6.根据权利要求1所述的一种用于地质勘察的多深度取样装置，其特征在于，所述钻头(7)上带有若干均匀排列的粉碎凸起(8)。

7.根据权利要求1所述的一种用于地质勘察的多深度取样装置，其特征在于，所述钻探筒(1)上端和内钻杆(2)转动连接，所述钻探筒(1)上端环向带有啮合齿(17)。

8.根据权利要求1所述的一种用于地质勘察的多深度取样装置，其特征在于，所述外钻杆(3)上端带有环向支撑板(18)，所述钻探筒(1)内侧带有和所述环向支撑板(18)滑动连接的环向槽。

9.根据权利要求1所述的一种用于地质勘察的多深度取样装置，其特征在于，所述内钻杆(2)上端伸出部分通过联轴器(9)和钻探驱动设备连接。

10.根据权利要求1～9任一项所述的一种用于地质勘察的多深度取样装置的取样方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种用于地质勘察的多深度取样装置及方法，涉及地质勘察技术领域，包括：从外到内依次设置的钻探筒和内钻杆，所述内钻杆沿所述钻探筒轴向设置；所述钻探筒下端环向带有粉碎齿，所述内钻杆下端带有局部伸出所述钻探筒下端的钻头，所述钻头和所述钻探筒内侧之间留有间隙；外钻杆，所述外钻杆和钻探筒转动连接，且和内钻杆同轴设置，所述外钻杆轴向带有通孔，所述内钻杆局部穿过所述通孔，所述外钻杆沿其轴向方向的外侧设置有绞龙扇叶，所述绞龙扇叶的外径和内钻杆的内径相适配；所述内钻杆和外钻杆之间设置有用于驱动所述外钻杆转动的驱动结构。采用本方案，通过相互配合的内钻杆和外钻杆，用以快捷操作使用进行多深度钻探取样。技术研发人员：赵程,肖华波,田雄,李青春,刘永波受保护的技术使用者：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18