一种地质勘察钻探取土装置的制作方法

本发明涉及地质勘察，具体涉及一种地质勘察钻探取土装置。

背景技术：

1、在地质勘察中，经常需要对地质土层进行钻探取样，通常做法是利用钻杆直接钻入既定深度，然后取出钻杆，再用取样设备探入样孔内掘取土壤样本。这种钻探取样方式比较麻烦，要先钻孔，再进入既定深度取样，而且每次只能取出钻出深度的样本，这就要求一边钻进，一边不断地停机退钻杆后放入取样管等取样设备，不仅操作不便，效率极低，而且需要人工对既定采样点采集的深度顺序上的样本进行排序、记录，从而才可以获知整个地质层的土壤纵向分布情况，容易出现混乱，造成深度与取样土壤误对应的情况，影响土壤样本的层结构排布准确度，而且，这种认为记录方式，依旧需要耗费大量人工时间，同样影响了钻探取土的效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种地质勘察钻探取土装置，以解决在地质勘察钻探时，对土壤采样较为麻烦，效率较低，还容易出错的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的一种地质勘察钻探取土装置，包括底端为钻头的钻杆，所述钻头的上部设有安装在钻杆上的取样部件，所述取样部件包括彼此贴合接触的上驱动盘和下驱动盘，钻杆钻进时，取样部件随之同步下移，且上驱动盘不能转动，下驱动盘在外部扭矩下能相对上驱动盘弹性阻尼转动；

3、所述上驱动盘内部环形布置有若干个竖直柱形腔，每个竖直柱形腔内弹性支撑地安装有活塞柱，所有竖直柱形腔的顶端侧壁被一个环形流道连通，且每个竖直柱形腔的顶部沿其径向安装有能弹性伸缩的取样管；竖直柱形腔的顶端还竖直滑动安装有滑杆，滑杆底端与所述活塞柱相接触，顶端露出上驱动盘的顶面；

4、所述下驱动盘的盘侧面至少包括一个弧形的渐开面，所述盘侧面与一个驱动杆的一端保持接触，所述驱动杆与所述上驱动盘的一侧阻尼铰接，其另一端能压在所述滑杆的顶端上，当所述下驱动盘相对上驱动盘转动时，驱动杆因为与所述渐开面的接触而间歇性地带动其另一端下压所述活塞柱，令所述竖直柱形腔内被所述环形流道注入压缩介质，以间歇性地推动所述取样管插入到所述钻头钻出的样孔内。

5、进一步地，钻杆穿过一块安置于地面上方的平板，所述上驱动盘的上部侧边处竖直地固接有一根滑动贯穿所述平板的导向杆，导向杆的长度须使得在钻杆下钻的过程中，始终阻止上驱动盘发生转动。

6、进一步地，上驱动盘的外侧设有安装圈，所述安装圈与所述上驱动盘同轴固接，所述驱动杆铰接在所述安装圈上，且安装圈供驱动杆铰接的部位为直线型的柱状结构。

7、进一步地，钻杆穿过一块安置于地面上方的平板，所述下驱动盘上竖直地固接有触动杆，触动杆贯穿所述平板上的一道弧形滑孔，所述平板上还转动地安装有旋转件，旋转件内弹性伸缩地安装有拨动件，所述旋转件旋转时所述拨动件与所述触动杆挤压接触而带动下驱动盘相对上驱动盘转动一个角度。

8、进一步地，旋转件安装在一个步进电机的主轴上。

9、进一步地，旋转件上还环形阵列有若干传动柱；所述钻杆的侧面上延伸出一块条形耳板，钻杆钻进时，所述条形耳板与一个中间传动件上阵列布置的第一动柱相接触，以带动中间传动件转动一个角度，所述中间传动件上还径向地具有一根第二动柱，中间传动件转动一圈，第二动柱与所述传动柱接触而带动旋转件转动一个角度。

10、具体而言，本发明中，上驱动盘的底端面具有一个弧形凸块，下驱动盘的上端面具有一道弧形凹槽，弧形凹槽内具有一根弧形弹簧，所述弧形凸块位于所述弧形凹槽的一端且与所述弧形弹簧抵触相接，以使得上驱动盘和下驱动盘以所述弹性阻尼转动的结构连为一体；所述渐开面只有一个且设置在一个滑动件上，所述滑动件还包括一个烟斗状的接触帽和滑柱，滑柱滑动配合地安装在下驱动盘内且与之弹性连接，接触帽露出下驱动盘的盘侧面，所述接触帽的一侧表面为所述渐开面，另一侧为凹陷的过渡面，所述下驱动盘转动时，所述渐开面和过渡面依次与所述驱动杆的一端滑动接触，且在与渐开面接触时，所述滑柱不朝下驱动盘内部滑入，而在滑越至过渡面上时，滑柱被压入到下驱动盘内，以令下驱动盘在此时失去外部扭矩后被所述弧形弹簧顶回至原位。

11、又或者是：本发明的下驱动盘和上驱动盘之间设有摩擦弹簧，且两驱动盘通过摩擦弹簧的轴向顶推力而一体式安装在钻杆上；所述渐开面设有多个，所有渐开面呈环形阵列地设置在下驱动盘上，所述下驱动盘受到外部扭矩而使得所述渐开面与所述驱动杆的一端相对滑动时，所述下驱动盘克服所述摩擦弹簧的弹性阻力而相对上驱动盘转动。

12、此外，本发明中的驱动杆的一端通过连杆固接一个淬硬钢球，所述下驱动盘相对上驱动盘转动时，淬硬钢球能与所述渐开面光滑接触。

13、有益效果：本发明采用的地质勘察钻探取土装置，采用钻杆钻进过程中，紧靠钻头的取样部件沿着钻出的样孔径向插入来及时地提取对应深度处的土壤，不需要钻杆整体退出，取样部件与钻杆是集成安装，同步下移，边钻进，边采样，使得取样部件的取样管内所集聚的泥土样本的排列顺序，自动与样本孔的深度顺序大体一致，无须人工记录，样本可以更加直观而准确地体现地质土壤的纵向分布概况。

14、并且，更具体地来说，本发明的钻杆在下钻过程中，钻进多深，取样管取样一次，都可以灵活设置，并可选择与钻杆下钻深度直接关联，为实现钻进深度，自动对应多少次采样，对地质层土壤的纵向分布的更精细化取样研究提供了可能。

技术特征：

1.一种地质勘察钻探取土装置，包括底端为钻头(7)的钻杆(1)，其特征在于，所述钻头(7)的上部设有安装在钻杆(1)上的取样部件，所述取样部件包括彼此贴合接触的上驱动盘(4)和下驱动盘(2)，钻杆(1)钻进时，取样部件随之同步下移，且上驱动盘(4)不能转动，下驱动盘(2)在外部扭矩下能相对上驱动盘(4)弹性阻尼转动；

2.根据权利要求1所述地质勘察钻探取土装置，其特征在于：所述钻杆(1)穿过一块安置于地面上方的平板(8)，所述上驱动盘(4)的上部侧边处竖直地固接有一根滑动贯穿所述平板(8)的导向杆(6)，导向杆(6)的长度须使得在钻杆(1)下钻的过程中，始终阻止上驱动盘(4)发生转动。

3.根据权利要求2所述地质勘察钻探取土装置，其特征在于：所述上驱动盘(4)同轴、间隙配合地套在所述钻杆(1)上。

4.根据权利要求3所述地质勘察钻探取土装置，其特征在于：所述上驱动盘(4)的外侧设有安装圈(5)，所述安装圈(5)与所述上驱动盘(4)同轴固接，所述驱动杆(3)铰接在所述安装圈(5)上，且安装圈(5)供驱动杆(3)铰接的部位为直线型的柱状结构。

5.根据权利要求1所述地质勘察钻探取土装置，其特征在于：所述钻杆(1)穿过一块安置于地面上方的平板(8)，所述下驱动盘(2)上竖直地固接有触动杆(11)，触动杆(11)贯穿所述平板(8)上的一道弧形滑孔，所述平板(8)上还转动地安装有旋转件(12)，旋转件(12)内弹性伸缩地安装有拨动件(25)，所述旋转件(12)旋转时所述拨动件(25)与所述触动杆(11)挤压接触而带动下驱动盘(2)相对上驱动盘(4)转动一个角度。

6.根据权利要求5所述地质勘察钻探取土装置，其特征在于：所述旋转件(12)安装在一个步进电机的主轴上。

7.根据权利要求5所述地质勘察钻探取土装置，其特征在于：所述旋转件(12)上还环形阵列有若干传动柱(26)；

8.根据权利要求1-7任一项所述地质勘察钻探取土装置，其特征在于：所述上驱动盘(4)的底端面具有一个弧形凸块(20)，下驱动盘(2)的上端面具有一道弧形凹槽，弧形凹槽内具有一根弧形弹簧(21)，所述弧形凸块(20)位于所述弧形凹槽的一端且与所述弧形弹簧(21)抵触相接，以使得上驱动盘(4)和下驱动盘(2)以所述弹性阻尼转动的结构连为一体；

9.根据权利要求1-7任一项所述地质勘察钻探取土装置，其特征在于：所述下驱动盘(2)和上驱动盘(4)之间设有摩擦弹簧(19)，且两驱动盘通过摩擦弹簧(19)的轴向顶推力而一体式安装在钻杆(1)上；

10.根据权利要求1所述地质勘察钻探取土装置，其特征在于：所述驱动杆(3)的一端通过连杆固接一个淬硬钢球(23)，所述下驱动盘(2)相对上驱动盘(4)转动时，淬硬钢球(23)能与所述渐开面(201)光滑接触。

技术总结
本发明提供一种地质勘察钻探取土装置，属于地质勘察设备领域，在钻头的上部设有安装在钻杆上的取样部件，取样部件包括彼此贴合接触的上驱动盘和下驱动盘，钻杆钻进时，取样部件随之同步下移，且上驱动盘不能转动，下驱动盘在外部扭矩下能相对上驱动盘弹性阻尼转动；上驱动盘内部的竖直柱形腔的顶端竖直滑动安装有滑杆，滑杆底端与活塞柱相接触，顶端露出上驱动盘的顶面；下驱动盘的盘侧面至少包括一个弧形的渐开面，其能与驱动杆一端保持接触，驱动杆与上驱动盘的一侧阻尼铰接，驱动杆因为与渐开面的接触而间歇性地带动其另一端下压活塞柱，以令取样管间歇性采样。本发明采用效率高，样本采取顺序与地质土壤层实际分布顺序自动一致。

技术研发人员：刘佳
受保护的技术使用者：北京中联勘工程技术有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12