一种可水下取土的带封口器活塞薄壁冲击取土器的制作方法

本发明涉及岩土工程勘探和土壤调查领域，具体为一种可水下取土的带封口器活塞薄壁冲击取土器。

背景技术：

1、取士器是目前岩土工程勘探和土壤调查领域中必不可少的常规设备，通过对取土器从地层中采得的试样(尽可能保持地层原状)的试验，就可对该地层在物理，力学方面作出定性、定量的分析评价，土壤调查要求取出原状地层样品，因此对取土器取样的质量优劣将直接影响勘探调查的工作质量。目前国内取土技术分为回转式和冲击式。回转式取土取样深度深，但回转会破坏样品结构，循环井液也会污染样品。冲击式取土取样深度浅，孔壁支护难度大，对水下地层和软弱漏失地层取样困难。目前国内大多数取土器为底部开口装置，对水下地层和软弱漏失地层采取率低。

技术实现思路

1、为了解决以上问题，本发明提供了一种可水下取土的带封口器活塞薄壁冲击取土器。

2、为实现所述目的，本发明所采用的技术方案如下：

3、一种可水下取土的带封口器活塞薄壁冲击取土器，包括冲击器、可拆卸连接于所述冲击器一端的连接管、可拆卸连接于所述冲击器一端的钻杆、套管、可拆卸连接于所述连接管或冲击器另一端的捞渣器，其特征在于，还包括：与所述连接管或钻杆可拆卸连接的取样器以及与所述套管卡扣连接的封口器；

4、所述取样器包括取样管和连接于所述取样管内部的活塞，所述可拆卸活塞沿着竖直向上的方向相对所述取样管运动，所述取样管沿着竖直向下的方向运动；

5、所述封口器包括封口管、设置于所述封口管外壁的封口部件以及与所述封口部件活动连接的收口部件，所述收口部件驱动所述封口部件，所述封口部件沿着靠近封口管底部的方向覆盖封堵所述取样管底部。

6、可选的，所述取样器还包括与所述取样管卡合连接的连接头、抵接于所述连接头的活塞杆单向止锁键、穿过所述活塞杆单向止锁键的弹簧片、设置于所述连接头内部的上下活动管、与所述上下活动管啮合连接的上下活动管控制旋钮以及设置于连接头底端的取样管止锁键，所述活塞杆单向止锁键相对一侧为斜面，所述弹簧片与所述活塞杆单向止锁键扭接，所述取样管止锁键上设有弹簧；

7、所述连接头包括与所述连接管可拆卸连接的第一口径接头、设置于所述第一口径接头上的第二口径接头、与所述取样管卡合连接的连接头底部；所述第一口径接头内部开槽，所述活塞杆单向止锁键可转动连接于所述第一口径接头内部的槽；所述连接头轴线上开孔，所述第一口径接头内部的槽与所述连接头轴线上的孔贯通，且所述第一口径接头内部槽的直径大于所述连接头轴线上的孔直径，所述上下活动管设置于所述连接头轴线的孔内。

8、可选的，根据权利要求所述的一种可水下取土的带封口器活塞薄壁冲击取土器，其特征在于，所述上下活动管外壁设置有咬合齿，所述上下活动管控制旋钮上设置有咬合齿，两齿啮合，使所述上下活动管沿所述连接头上孔的轴线运动，所述上下活动管抵接于所述活塞杆单向止锁键底部。

9、可选的，所述活塞包括与所述活塞杆单向止锁键抵接的活塞杆以及与所述活塞杆螺纹连接的活塞头，所述活塞杆外壁上设有单向齿，所述单向齿与所述活塞杆单向止锁键的斜面斜率相同，所述活塞杆穿过所述上下活动管抵接于所述活塞杆单向止锁键的斜面之间，所述活塞沿所述取样管轴线单向运动；所述取样管轴线与所述上下活动管轴线重合。

10、可选的，所述取样管包括围绕所述取样管外壁均匀设置的与所述取样管止锁键配合使用的取样管锁止孔以及围绕所述取样管外壁均匀设置的取样管排气口。

11、可选的，所述封口管沿轴线方向在外壁单边开竖向槽，贯穿所述封口管，所述封口管包括卡设在所述取样管外壁的上节封口管和滑动连接于所述上节封口管的下节封口管；所述封口部件包括卡设在所述下节封口管外壁的复位u型滑块以及由所述复位u型滑块穿过上端收口的帆布；所述收口部件包括穿过所述帆布下端收口的收口钢丝以及固定在所述上节封口管下端的收口钢丝锚，所述收口钢丝锚固定在所述竖向槽两侧，所述复位u型滑块在所述下节封口管外壁上沿所述下节封口管轴线方向向下滑动。

12、可选的，所述封口器还包括均匀设置在所述上节封口管内壁上的第一单向弹簧卡扣、多个设置在所述封口管内壁的导轨以及转动连接于所述下节封口管外壁上的第二单向弹簧卡扣，所述收口钢丝连接所述第二单向弹簧卡扣上端，所述导轨用于连接所述上节封口管、下节封口管，所述上节封口管、下节封口管沿轴线相互靠近或远离。

13、可选的，所述下节封口管包括通过导轨连接所述上节封口管的下节封口管上部、固定连接于所述下节封口管上部的下节封口管中部、固定连接于所述下节封口管中部的下节封口管底部、在竖向槽两侧管壁沿所述下节封口管轴线方向开的竖向孔、在所述下节封口管底部的管壁周向开一圈的周向孔以及在所述第二单向弹簧卡扣下方管壁开的点位孔，竖向孔与周向孔贯通，周向孔与点位孔贯通，所述下节封口管上部外径大于所述下节封口管中部外径；所述收口钢丝连接所述第二单向弹簧卡扣靠近所述下节封口管管壁的一侧，所述收口钢丝穿过所述点位孔，进入所述周向孔，最后进入所述竖向孔向上固定于所述收口钢丝锚。

14、可选的，所述下节封口管还包括在所述下节封口管中部与所述下节封口管底部连接处侧向开的u型槽以及在所述u型槽与所述竖向槽连接处开的连接孔，所述收口钢丝穿过所述帆布下端收口，穿过所述连接孔，与进入所述竖向孔的钢丝汇合，向上固定于所述收口钢丝锚。

15、可选的，所述捞渣器包括上部捞渣器以及可拆卸连接于所述上部捞渣器的下部捞渣器；

16、所述上部捞渣器包括可拆卸连接于所述上部捞渣器上的半合管锁止环、与所述半合管锁止环可拆卸连接的第一半合管、与所述第一半合管可拆卸连接的第二半合管、位于所述第一半合管上下两端的内插卡槽以及位于所述第二半合管上下两端的内插卡块，所述第一半合管与所述第二半合管通过上下设置的所述内插卡槽、内插卡块进行卡接，所述第一半合管上部有螺纹，通过所述半合管锁止环与所述第一半合管螺纹连接，进一步固定第一半合管与所述第二半合管；

17、所述下部捞渣器包括连接所述上部捞渣器和下部捞渣器的弹簧、多个均匀分布在管内的硬质弹簧钢片以及位于管底的刀口。

18、本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

19、本发明通过设置有单向齿的活塞杆带动活塞头在取样管内沿轴线相对取样管向上运动，排出所述取样管内空气，使所述取样管达到真空状态，避免土样受到扰动；上下活动管外壁设置有咬合齿，上下活动管控制旋钮上设置有咬合齿，两齿啮合，使上下活动管沿连接头上孔的轴线运动，顶开活塞杆单向止锁键，释放活塞，打开取样管与连接头的卡合连接处，可以快速拆卸取满样品的取样管，重新组装也更加方便快捷；通过拉动收口部件使封口部件覆盖取样管底部，防止样品脱落，解决了水下砂层和软弱漏失地层取样困难的问题；通过硬质弹簧钢片的压缩和恢复，阻挡捞渣器内渣土不会掉出，通过设置第一半合管和第二半合管，增大了清理渣土的面积，可快速地完成套管的去渣。

技术特征：

1.一种可水下取土的带封口器活塞薄壁冲击取土器，包括冲击器（4）、可拆卸连接于所述冲击器（4）一端的连接管（5）、可拆卸连接于所述冲击器（4）一端的钻杆（6）、套管（7）、可拆卸连接于所述连接管（5）或冲击器（4）另一端的捞渣器（3），其特征在于，还包括：与所述连接管（5）或钻杆（6）可拆卸连接的取样器（1）以及与所述套管（7）卡扣连接的封口器（2）；

2.根据权利要求1所述的一种可水下取土的带封口器活塞薄壁冲击取土器，其特征在于，所述取样器（1）还包括与所述取样管（12）卡合连接的连接头（11）、抵接于所述连接头（11）的活塞杆单向止锁键（14）、穿过所述活塞杆单向止锁键（14）的弹簧片（15）、设置于所述连接头（11）内部的上下活动管（16）、与所述上下活动管（16）啮合连接的上下活动管控制旋钮（17）以及设置于连接头（11）底端的取样管止锁键（18），所述活塞杆单向止锁键（14）相对一侧为斜面，所述弹簧片（15）与所述活塞杆单向止锁键（14）扭接，所述取样管止锁键（18）上设有弹簧；

3.根据权利要求2所述的一种可水下取土的带封口器活塞薄壁冲击取土器，其特征在于，所述上下活动管（16）外壁设置有咬合齿，所述上下活动管控制旋钮（17）上设置有咬合齿，两齿啮合，使所述上下活动管（16）沿所述连接头（11）上孔的轴线运动，所述上下活动管（16）抵接于所述活塞杆单向止锁键（14）底部。

4.根据权利要求2所述的一种可水下取土的带封口器活塞薄壁冲击取土器，其特征在于，所述活塞（13）包括与所述活塞杆单向止锁键（14）抵接的活塞杆（131）以及与所述活塞杆（131）螺纹连接的活塞头（132），所述活塞杆（131）外壁上设有单向齿（1311），所述单向齿（1311）与所述活塞杆单向止锁键（14）的斜面斜率相同，所述活塞杆（131）穿过所述上下活动管（16）抵接于所述活塞杆单向止锁键（14）的斜面之间，所述活塞（13）沿所述取样管（12）轴线单向运动；所述取样管（12）轴线与所述上下活动管（16）轴线重合。

5.根据权利要求1所述的一种可水下取土的带封口器活塞薄壁冲击取土器，其特征在于，所述取样管（12）包括多个围绕所述取样管（12）外壁均匀设置的与所述取样管止锁键（18）配合使用的取样管锁止孔（121）以及围绕所述取样管（12）外壁均匀设置的取样管排气口（122）。

6.根据权利要求1所述的一种可水下取土的带封口器活塞薄壁冲击取土器，其特征在于，所述封口管（21）沿轴线方向在外壁单边开竖向槽（27），贯穿所述封口管（21），所述封口管（21）包括卡设在所述取样管（12）外壁的上节封口管（211）和滑动连接于所述上节封口管（211）的下节封口管（212）；所述封口部件（22）包括卡设在所述下节封口管（212）外壁的复位u型滑块（221）以及由所述复位u型滑块（221）穿过上端收口的帆布（222）；所述收口部件（23）包括穿过所述帆布（222）下端收口的收口钢丝（231）以及固定在所述上节封口管（211）下端的收口钢丝锚（232），所述收口钢丝锚（232）固定在所述竖向槽（27）两侧，所述复位u型滑块（221）在所述下节封口管（212）外壁上沿所述下节封口管（212）轴线方向向下滑动。

7.根据权利要求6所述的一种可水下取土的带封口器活塞薄壁冲击取土器，其特征在于，所述封口器（2）还包括多个均匀设置在所述上节封口管（211）内壁上的第一单向弹簧卡扣（24）、多个均匀设置在所述封口管（21）内壁的导轨（25）以及转动连接于所述下节封口管（212）外壁上的第二单向弹簧卡扣（26），所述收口钢丝（231）连接所述第二单向弹簧卡扣（26）上端，所述导轨（25）用于连接所述上节封口管（211）、下节封口管（212），所述上节封口管（211）、下节封口管（212）沿轴线相互靠近或远离。

8.根据权利要求6所述的一种可水下取土的带封口器活塞薄壁冲击取土器，其特征在于，所述下节封口管（212）包括通过导轨连接所述上节封口管的下节封口管上部（2121）、固定连接于所述下节封口管上部（2121）的下节封口管中部（2122）、固定连接于所述下节封口管中部（2122）的下节封口管底部（2123）、在竖向槽（27）两侧管壁沿所述下节封口管（212）轴线方向开的竖向孔（2124）、在所述下节封口管底部（2123）的管壁周向开一圈的周向孔（2125）以及在所述第二单向弹簧卡扣（26）下方管壁开的点位孔（2126），竖向孔（2124）与周向孔（2125）贯通，周向孔（2125）与点位孔（2126）贯通，所述下节封口管上部（2121）外径大于所述下节封口管中部（2122）外径；所述收口钢丝（231）连接所述第二单向弹簧卡扣（26）靠近所述下节封口管（212）管壁的一侧，所述收口钢丝（231）穿过所述点位孔（2126），进入所述周向孔（2125），最后进入所述竖向孔（2124）向上固定于所述收口钢丝锚（232）。

9.根据权利要求8所述的一种可水下取土的带封口器活塞薄壁冲击取土器，其特征在于，所述下节封口管（212）还包括在所述下节封口管中部（2122）与所述下节封口管底部（2123）连接处侧向开的u型槽（2127）以及在所述u型槽（2127）与所述竖向槽（27）连接处开的连接孔（2128），所述收口钢丝（231）穿过所述帆布（222）下端收口，穿过所述连接孔（2128），与进入所述竖向孔（2124）的钢丝汇合，向上固定于所述收口钢丝锚（232）。

10.根据权利要求1所述的一种可水下取土的带封口器活塞薄壁冲击取土器，其特征在于，所述捞渣器（3）包括上部捞渣器（31）以及可拆卸连接于所述上部捞渣器（31）的下部捞渣器（32）；

技术总结本发明公开了一种可水下取土的带封口器活塞薄壁冲击取土器，涉及岩土工程勘探和土壤调查领域，包括冲击器、可拆卸连接于冲击器一端的连接管、可拆卸连接于冲击器一端的钻杆、套管、可拆卸连接于连接管或冲击器另一端的捞渣器，其特征在于，还包括：与连接管或钻杆可拆卸连接的取样器以及与套管卡扣连接的封口器；取样器包括取样管和连接于取样管内部的活塞，可拆卸活塞沿着竖直向上的方向相对取样管运动，取样管沿着竖直向下的方向运动；封口器包括封口管、设置于封口管外壁的封口部件以及与封口部件活动连接的收口部件，收口部件驱动封口部件，封口部件沿着靠近封口管底部的方向覆盖封堵取样管底部，防止样品脱落。技术研发人员：郝国利,彭飞,黄文龙,庄丁源,白华,边文英,姚文永,张志飞,王亚会,梅久娟,李宁受保护的技术使用者：河北省地质矿产勘查开发局国土资源勘查中心（河北省矿山和地质灾害应急救援中心）技术研发日：技术公布日：2024/7/4