一种钻探取芯装置的制作方法

本技术涉及岩芯取样，特别涉及一种钻探取芯装置。

背景技术：

1、工程地质勘察中，钻探采取芯样是获得地层工程地质性质最直观、最有效的手段。通过对岩土芯样开展室内试验，获得岩土体物理力学参数，为工程设计提供依据。目前岩芯取样是将岩芯管安装在钻杆上，岩芯管末端设有钻头，钻杆带动岩芯管旋转钻进，岩样随之进入岩芯管中，取样完毕后，上提钻杆，取出岩芯管中的岩芯即可。针对浅层取样，传统的取样装置和技术方法存在以下缺点：①取样设备笨重庞大，在交通不便地区作业难以移动，挪动困难；②设备安装、操作步骤复杂，取样效率低；③施工噪音大，占用空间大，可能会产生粉尘等，对环境存在危害，环保性差。针对以上缺点，工程界结合实际提出了相关改进措施。

2、专利(公开号：cn216247317u)公开了一种地质勘探用岩芯取样装置。该专利的底板的顶部固定安装有立柱，立柱的一侧开设有沿其长度向的滑槽，滑槽内部滑动设置有横板，立柱上设置有用于驱动横板上下移动的驱动组件，横板的底部固定安装有第二电机，第二电机的输出轴固定连接有钻筒，钻筒中空设置，且钻筒内部通过轴承转动设置有转杆，转杆的上下两端分别固定安装有第三锥齿轮和第一锥齿轮。该专利结构简单设计合理，且通过转动的转杆，可以使得取样螺杆转动，从而可以将被钻头打碎的岩芯碎块送入钻筒的内部，跟随钻筒被取出；且装置适用于各类地质岩土的取样操作，工作效率高。但缺点是取出的岩样均为破碎样品，不能取出完整岩芯。

3、专利(公开号：cn115184073b)公开了一种岩土工程用岩芯取样装置。该专利包括主管、钻头、卡装组件以及切割组件。其中，主管的一端用于与钻杆的端部可拆卸连接；主管的另一端设有限位槽。钻头与主管的另一端对接，且与主管同轴设置，钻头具有供岩芯样进入并放置的容置腔；钻头设有与限位槽适配的限位端，以在主管的周向对钻头进行限位固定。卡装组件设置在主管中，用于在钻头与主管对接后将钻头在主管的轴向进行限位固定。切割组件设置在钻头中，用于在岩芯样品取样工作完成后对进入容置腔内的岩芯样品进行切割。本实用新型提供的岩土工程用岩芯取样装置可有效的提高取样的工作效率，而且能够保证成功取样，实用性强。但也存在装置内部结构复杂，可操作性不高的缺点。

4、专利(公开号：cn114592815a)公开了一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置。该专利披露了一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置，涉及钻探技术领域，包括移动工作台，移动工作台上设有液电冲击破碎单元和样品回收单元，液电冲击破碎单元包括放缆组件，放缆组件包括放线轮，放线轮上并排绕设有缆线和输送胶管，移动工作台上设有钻孔临时封堵单元，于移动工作台上设有充能光电组件，于缆线端部设有放电电极，将缆线和输送胶管一同伸入定向钻孔，其相比钻探取样，放线轮放线放线方便，不易卡死，通过充能光电组件将电压上升并储能，当达到规定电压后输送至放电电极释放，放电电极瞬间放电产生放电电弧通道，较大的电能输入，电通道集聚扩大膨胀，形成激波将岩芯破碎，整个冲击过程时间短、消退快、影响范围小。但是取出的岩样由于电能冲击也呈破碎状，适用于xrd试验鉴定矿物成分，样品适用性较差，不能取出完整柱状岩芯进行相关力学试验。

5、综上所述，传统钻探取样技术普遍存在设备笨重、取样效率低、操作复杂和取样不完整等缺陷。尤其是在钻取过程中岩芯与钻头内壁完全接触，排渣的空间小，使岩芯受到叠加的扭矩，导致岩屑不易排出，进一步增大了岩芯的转动扭矩，容易对岩芯造成损伤。

6、因此，有必要研发一种钻探取芯装置，以便于岩屑排出，从而避免岩心受损。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种钻探取芯装置，以解决现有的钻探取芯装置岩屑排出不便的问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种钻探取芯装置，包括机架和取芯组件，所述取芯组件与所述机架转动连接，所述取芯组件包括取芯仓、钻头和上料板，所述取芯仓与机架转动连接，所述钻头呈圆环状且设置在所述取芯仓远离所述机架的一端，所述上料板螺旋缠绕在所述取芯仓的外周面上。

3、可选的，所述取芯组件还包括限位筒，所述限位筒的一端与所述机架连接，且所述限位筒套设在所述上料板的外周面上。

4、可选的，所述限位筒可沿第一方向伸缩。

5、可选的，所述限位筒包括可沿第一方向伸缩的弹簧，以及包覆在所述弹簧上的可折叠的包覆件。

6、可选的，所述包覆件为橡胶布。

7、可选的，所述限位筒上开设有排料口，所述钻探取芯装置还包括收集盒和承载板，所述收集盒固定在所述限位筒的外周面上，且所述收集盒的开口与所述排料口的位置相对应，所述承载板固定在所述限位筒的外周面上，所述收集盒设置在所述承载板上。

8、可选的，所述收集盒包括第一盒体和第二盒体，所述第一盒体和所述第二盒体拼接，且所述第一盒体和所述第二盒体拼接后具有圆柱形安装通孔，所述限位筒位于所述安装通孔内。

9、可选的，所述机架包括底座、升降驱动件、导向杆、丝杆、连接板和升降座，所述导向杆设置在所述底座上，所述升降座与所述导向杆滑动连接，所述丝杆与所述底座转动连接，所述丝杆与所述升降座螺纹连接，所述丝杆与所述连接板转动连接，所述连接板固定设置在所述导向杆上，所述升降驱动件设置在所述连接板上，且所述升降驱动件的旋转输出端与所述丝杆连接，所述取芯组件与所述升降座转动连接。

10、可选的，还包括设置在所述升降座上的旋转驱动装置，所述旋转驱动装置用于驱动所述取芯仓旋转。

11、可选的，还包括吸收组件，所述吸收组件包括驱动件、抽风机和过滤器，所述驱动件用于驱动所述抽风机旋转，所述抽风机与所述过滤器连通。

12、本实用新型提供的一种钻探取芯装置，具有以下有益效果：

13、由于所述取芯组件与所述机架转动连接，因此所述取芯组件可相对所述机架转动；由于所述钻头呈圆环状且设置在所述取芯仓远离所述机架的一端，因此可通过所述取芯仓驱动所述钻头旋转，从而可实现钻探功能；由于所述上料板螺旋缠绕在所述取芯仓的外周面上，因此所述上料板可与所述取芯仓一同转动，因此在所述钻头转动切削岩土时，可通过所述上料板将切削下来的岩屑从取芯仓靠近钻头的一端向取芯仓靠近机架的一端移动，从而使取芯组件一边切削一边排岩屑，且在上料板的引导下提高了岩屑排出的效率且可降低岩屑排出的难度，可降低岩屑对切割的岩心的影响，进而避免岩心受损。

技术特征：

1.一种钻探取芯装置，包括机架和取芯组件，其特征在于，所述取芯组件与所述机架转动连接，所述取芯组件包括取芯仓、钻头和上料板，所述取芯仓与机架转动连接，所述钻头呈圆环状且设置在所述取芯仓远离所述机架的一端，所述上料板螺旋缠绕在所述取芯仓的外周面上。

2.如权利要求1所述的钻探取芯装置，其特征在于，所述取芯组件还包括限位筒，所述限位筒的一端与所述机架连接，且所述限位筒套设在所述上料板的外周面上。

3.如权利要求2所述的钻探取芯装置，其特征在于，所述限位筒可沿第一方向伸缩。

4.如权利要求3所述的钻探取芯装置，其特征在于，所述限位筒包括可沿第一方向伸缩的弹簧，以及包覆在所述弹簧上的可折叠的包覆件。

5.如权利要求4所述的钻探取芯装置，其特征在于，所述包覆件为橡胶布。

6.如权利要求2所述的钻探取芯装置，其特征在于，所述限位筒上开设有排料口，所述钻探取芯装置还包括收集盒和承载板，所述收集盒固定在所述限位筒的外周面上，且所述收集盒的开口与所述排料口的位置相对应，所述承载板固定在所述限位筒的外周面上，所述收集盒设置在所述承载板上。

7.如权利要求6所述的钻探取芯装置，其特征在于，所述收集盒包括第一盒体和第二盒体，所述第一盒体和所述第二盒体拼接，且所述第一盒体和所述第二盒体拼接后具有圆柱形安装通孔，所述限位筒位于所述安装通孔内。

8.如权利要求1所述的钻探取芯装置，其特征在于，所述机架包括底座、升降驱动件、导向杆、丝杆、连接板和升降座，所述导向杆设置在所述底座上，所述升降座与所述导向杆滑动连接，所述丝杆与所述底座转动连接，所述丝杆与所述升降座螺纹连接，所述丝杆与所述连接板转动连接，所述连接板固定设置在所述导向杆上，所述升降驱动件设置在所述连接板上，且所述升降驱动件的旋转输出端与所述丝杆连接，所述取芯组件与所述升降座转动连接。

9.如权利要求8所述的钻探取芯装置，其特征在于，还包括设置在所述升降座上的旋转驱动装置，所述旋转驱动装置用于驱动所述取芯仓旋转。

10.如权利要求1所述的钻探取芯装置，其特征在于，还包括吸收组件，所述吸收组件包括驱动件、抽风机和过滤器，所述驱动件用于驱动所述抽风机旋转，所述抽风机与所述过滤器连通。

技术总结本技术提供一种钻探取芯装置，包括机架和取芯组件，所述取芯组件与所述机架转动连接，所述取芯组件包括取芯仓、钻头和上料板，所述取芯仓与机架转动连接，所述钻头呈圆环状且设置在所述取芯仓远离所述机架的一端，所述上料板螺旋缠绕在所述取芯仓的外周面上。本技术可便于岩屑排出，从而避免岩心受损。技术研发人员：胡志新,王勇刚,李时亮,孙红林,王祥,宋鑫宇,黄国良,袁丛军,杨闯,田杉,高阳受保护的技术使用者：中铁第四勘察设计院集团有限公司技术研发日：20231208技术公布日：2024/7/23