CN107989555B - 现场原位手持钻机取样配套装置 - Google Patents
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Abstract
一种现场原位手持钻机取样配套装置，其包括：钻机，用于钻取岩芯；支架，用于设置在地面上，下方设有供所述钻机工作的工作空间；支撑架，角度可调地设于所述支架上，用于设置所述钻机；驱动机构，设于所述支撑架上，用于驱动所述钻机在所述支撑架上移动。本发明可以通过支架向钻机提供足够的支撑力，以及通过驱动机构给钻机施力进行工作，通过调节支撑架的角度使得钻机能以任意角度进行工作。借此，本发明可以提高所取岩芯质量和工作效率，保护工作人员的安全。
Description
技术领域
本发明涉及钻机取样技术领域，特别涉及一种现场原位手持钻机取样配套装置。
背景技术
目前，在手持钻机现场取样过程中，人为操作无法避免的短暂晃动及查看钻孔进尺情况会造成所取岩芯局部受损，使其圆形截面不均匀。取样过程中，需要工作人员持续对钻机施力，使其向下工作，容易产生疲劳，且钻机产生的反扭转力对工作人员的安全造成威胁。此外，取样期间还需利用水进行除尘及保护钻头，迸溅的泥浆对周边环境造成污染，湿滑的地面易对工作人员工作产生影响。试验所有标准试件岩芯的长度为10cm，故钻机进尺深度为比10cm的整数倍略长为宜，过长对岩芯造成浪费，增加工作量。
综上，现有技术中利用钻机取样的操作存在以下缺陷：
1，岩芯的圆形截面不均匀。
2，工作人员易疲劳，且存在一定危险性。
3，泥浆污染周边环境，危害工作人员的人身安全。
4，存在岩芯浪费情况，徒增工作量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种现场原位手持钻机取样配套装置，以至少解决现有技术存在的工作人员劳动强度高、安全性差的问题。
一种现场原位手持钻机取样配套装置，其包括：钻机，用于钻取岩芯；支架，用于设置在地面上，下方设有供所述钻机工作的工作空间；支撑架，角度可调地设于所述支架上，用于设置所述钻机；驱动机构，设于所述支撑架上，用于驱动所述钻机在所述支撑架上移动。
优选地，所述支架包括立柱、托盘、横梁，所述横梁固定在所述立柱上，所述立柱的下端呈锥形，所述托盘的中心设有通孔，所述立柱的下端插入所述通孔中。
优选地，还包括第一油缸，所述第一油缸的缸体竖直设置并固定在所述立柱的下部，所述第一油缸的活塞杆自由端自上而下指向所述托盘，以辅助所述托盘从所述立柱上脱离。
优选地，所述支撑架包括：顶板，位于所述横梁下方，并且所述顶板角度可调地设于所述横梁上，所述驱动机构为第二油缸，所述第二油缸的缸体固定在所述顶板下表面；导向机构，固定于所述顶板的下表面，用于在所述第二油缸驱动钻机移动时为所述钻机提供导向。
优选地，所述横梁的截面呈圆形，所述支撑架还包括多个连接件、螺母，所述连接件为中部呈圆弧形的杆状结构，并且所述连接件的两端设有螺纹；所述连接件的中部搭接在所述横梁上，所述连接件的两端穿过所述顶板后通过所述螺母锁紧。
优选地，所述导向机构为多根互相平行的导轨，所述导轨为直杆状结构，所述钻机的机体上设有筒状的导向筒，所述导轨插入所述导向筒中。
优选地，所述钻机的钻杆上套设有可伸缩的透明套管。
优选地，还包括：支杆，一端铰接于所述支架，另一端用于支撑在地面上。
优选地，所述透明套管包括内径依次递增且首尾嵌套的多段亚克力管。
优选地，还包括：刻度盘，设于所述支架上，用于测量所述支撑架的旋转角度。
分析可知，本发明可以通过支架向钻机提供足够的支撑力，以及通过驱动机构给钻机施力进行工作，通过调节支撑架的角度使得钻机能以任意角度进行工作。借此，本发明可以提高所取岩芯质量和工作效率，保护工作人员的安全。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图（不包括钻机）；
图2为本发明实施例的侧视结构示意图（不包括钻机）；
图3为本发明实施例的钻机的结构示意图；
图4为本发明实施例的连接件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
如图1-图3所示，本发明实施例包括钻机13、支架、支撑架、驱动机构4。其中，钻机13包括钻杆131，其用于钻取岩芯。支架用于设置在地面上，下方设有供钻机13工作的工作空间。支撑架角度可调地设于支架上，用于设置钻机13。驱动机构4设于支撑架上，用于驱动钻机13在支撑架上移动。
具体而言，支架包括两根立柱3、与立柱3相同数量的托盘2、一根横梁8，需要额外说明的是，立柱3、托盘2和横梁8的数量相互之间的连接关系并无局限，能够为支撑架提供稳定支持即可。横梁8固定在立柱3的上端，立柱3的下端为一锥形部1，托盘2的中心设有通孔（未标记），立柱3下端的锥形部1插入通孔中。
支撑架包括顶板7、限位开关9、导向机构10。顶板7呈矩形板状结构，位于横梁8下方，并且顶板7角度可调地设于横梁8上，驱动机构4为油缸，该油缸的缸体固定在顶板7下表面，并且缸体最好与顶板7垂直，驱动机构4的活塞杆自由端与钻机13连接。导向机构10固定于顶板7的下表面，用于在驱动机构4驱动钻机13移动时为钻机13提供支撑、导向。
为了能够将顶板7固定在横梁8上，并且需要时，还能够调整顶板7的角度，本实施例的横梁8的截面呈圆形；另外，还设有多个连接件6、螺母62（如图4），连接件呈三段式结构，中部61呈圆弧形的杆状结构，两端端部611设有螺纹。连接件6的中部61搭接在横梁8上，连接件6的两端端部611穿过顶板7后通过螺母62锁紧。也就是说，当需要调整顶板7的角度，也就是当需要调整钻机13、钻杆131倾斜的角度时，先松开螺母62，转动顶板7、连接件6至合适位置，再拧紧螺母62即可。
为了准确、简单测量顶板7的调整角度，本实施例还包括刻度盘5，其设于支架的横梁8上，用于测量支撑架的顶板7的旋转角度。
优选地，导向机构10为多根互相平行的导轨，导轨为直杆状结构，钻机13的机体上设有筒状的导向筒14，导向机构10插入导向筒14中。驱动机构4驱动钻机13沿着导向机构10上下移动。限位开关9设于导向机构10上，当导向筒14移动到限位开关9，限位开关9发出检测信号，使得驱动机构4不再驱动钻机13移动。
在使用时，立柱3下端的锥形部1可能陷入地面太深、太紧，取样结束难以拔出，为此，本实施例设置有多个油缸16，油缸16的缸体竖直设置并固定在立柱3的下部，油缸16的活塞杆161自由端自上而下指向托盘2，以辅助托盘2从立柱3上脱离，也借此将锥形部1从地面中拔出来。
为了防止钻杆131向四周抛洒泥浆，钻机13的钻杆131上套设有可伸缩的透明套管15。优选地，透明套管15包括内径依次递增且首尾嵌套的多段亚克力管，换言之，透明套管15为多段式结构，由于外径、内径的配合关系，一段套在另一段上。
为了提高支架的稳定性，本实施例还包括支杆12，支杆12的一端通过铰接轴11铰接于支架的立柱3中部，另一端用于支撑在地面上。不用时，则可以将支杆12旋转、靠近立柱3。
针对钻孔取样过程中存在的各类问题，本发明分别采取如下针对性措施：
在取样过程中，工作人员容易产生晃动，造成所取岩芯局部易受损，产生不均匀截面，且由于钻机在作业过程中产生反扭转力易对工作人员的安全造成威胁，本发明提供一个支架、支撑架，使得钻机能以任意角度平稳的往下工作。其次，本发明使用千斤顶对钻机施力，降低了工作人员的劳动强度。
通过限位开关自助设置取样进尺的深度，避免工作人员查看钻机进尺时造成用力失稳，对岩芯再次造成损坏。
由于钻孔取样过程中，需要用水进行辅助除尘及保护钻头，但钻头钻速过快，使得钻样过程中泥浆迸溅，容易使得地面湿滑，影响工作人员继续平稳工作，故运用一个嵌套封闭的透明套管进行拦截。
综上，本发明具有以下有益效果：
可以固定钻机以任意角度进行取样，保证取样过程中的稳定性，避免岩芯出现截面不均匀的现象。把钻机安装在支架上可降低伤人的概率，保证工作人员的安全。
3.通过利用限位开关对钻机运动的距离测得进尺深度，根据设定的进尺尺寸预警，避免因钻取岩芯过长而引起的浪费，又防止人员查看进尺时由于重心的偏移，对岩芯质量产生影响。即使作业人员关闭钻机阀门，重新启动时也会在岩芯上留下痕迹，造成岩芯出现不连续截面现象，利用仪器测得进尺深度，既提高岩芯质量，又提高工作效率。
通过驱动机构对钻机施力，可提供足够的支撑力，不但减轻工作人员劳动强度，又降低作业时的危险性。
防治泥浆迸溅，有利于保护取样地点的整洁，尤其是景区环境，又避免地面湿滑，影响人员作业。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (6)
1.一种现场原位手持钻机取样配套装置，其特征在于，包括：
钻机，用于钻取岩芯；
支架，用于设置在地面上，下方设有供所述钻机工作的工作空间；
支撑架，角度可调地设于所述支架上，用于设置所述钻机；
驱动机构，设于所述支撑架上，用于驱动所述钻机在所述支撑架上移动；
所述支架包括立柱、托盘、横梁，所述横梁固定在所述立柱上，所述立柱的下端呈锥形，所述托盘的中心设有通孔，所述立柱的下端插入所述通孔中；
所述支撑架包括：
顶板，位于所述横梁下方，并且所述顶板角度可调地设于所述横梁上，所述驱动机构为第二油缸，所述第二油缸的缸体固定在所述顶板下表面，所述第二油缸的缸体与顶板垂直；
导向机构，固定于所述顶板的下表面，用于在所述第二油缸驱动钻机移动时为所述钻机提供导向；
所述横梁的截面呈圆形，所述支撑架还包括多个连接件、螺母，所述连接件为中部呈圆弧形的杆状结构，并且所述连接件的两端设有螺纹；
所述连接件的中部搭接在所述横梁上，所述连接件的两端穿过所述顶板后通过所述螺母锁紧；
所述导向机构为多根互相平行的导轨，所述导轨为直杆状结构，所述钻机的机体上设有筒状的导向筒，所述导轨插入所述导向筒中。
2.根据权利要求1所述的现场原位手持钻机取样配套装置，其特征在于，还包括第一油缸，所述第一油缸的缸体竖直设置并固定在所述立柱的下部，所述第一油缸的活塞杆自由端自上而下指向所述托盘，以辅助所述托盘从所述立柱上脱离。
3.根据权利要求1所述的现场原位手持钻机取样配套装置，其特征在于，所述钻机的钻杆上套设有可伸缩的透明套管。
4.根据权利要求1所述的现场原位手持钻机取样配套装置，其特征在于，还包括：
支杆，一端铰接于所述支架，另一端用于支撑在地面上。
5.根据权利要求3所述的现场原位手持钻机取样配套装置，其特征在于，所述透明套管包括内径依次递增且首尾嵌套的多段亚克力管。
6.根据权利要求1所述的现场原位手持钻机取样配套装置，其特征在于，还包括：
刻度盘，设于所述支架上，用于测量所述支撑架的旋转角度。
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