CN112014147A - 一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，包括上下依次排列在同一法线上的圆盘形顶板、中空圆盘形底板和圆环压板，所述的顶板和底板之间通过四周边缘对应位置处呈正三角形分布的三根连接柱连接固定，所述的底板和压板之间通过四周边缘对应位置处呈正三角形分布的三个液压活塞缸连接，所述的顶板上表面中心位置处设有胶浆液箱且胶浆液箱出口处外接输液管路，所述的输液管路穿过顶板和底板上的通孔延伸到单动双管钻具一侧且下端通过底板下表面的支撑组件支撑。该装置可以在取芯过程中减少硬质土层产生的高应力，保证取芯结构的稳定性，同时可以提高取芯效率和质量，为后续的检测提供高质量岩心。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程取样设备技术领域，更具体的说，涉及一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置。
背景技术
取岩心是在钻井过程中使用特殊的取心工具把地下岩石成块地取到地面上来，这种成块的岩石叫做岩心，通过它可以测定岩石的各种性质，直观地研究地下构造和岩石沉积环境，了解其中的流体性质等，在矿产勘探和开发过程中，需要按地质设计的地层层位和深度，开展钻进工作，向井内下入取心工具，钻取出的岩石样品，岩心是了解地下地层和含矿特征最直观、最实际的资料，岩土工程勘察是指根据建设工程的要求，查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动，岩土工程勘察时需要对岩土进行取芯以方便进行后期检测。
现有的技术存在以下问题：现有的岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，在进行取芯的过程中，往往因固定土地地质的不同，不能很好的固定取芯装置，降低了工作效率，同时面对硬质土层会产生较高的应力进而造成取芯的失败，另外对于复杂岩层的取芯工作，往往不能够达到较好的取芯效果，因此整体上的取芯效率和质量较低，影响到后续的检测效果。
发明内容
本发明的目的是提供了一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，该装置可以在取芯过程中减少硬质土层产生的高应力，保证取芯结构的稳定性，同时可以提高取芯效率和质量，为后续的检测提供高质量岩心。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，包括上下依次排列在同一法线上的圆盘形顶板、中空圆盘形底板和圆环压板，所述的顶板和底板之间通过四周边缘对应位置处呈正三角形分布的三根连接柱连接固定，所述的底板和压板之间通过四周边缘对应位置处呈正三角形分布的三个液压活塞缸连接，所述的顶板上表面中心位置处设有胶浆液箱且胶浆液箱出口处外接输液管路，所述的输液管路穿过顶板和底板上的通孔延伸到单动双管钻具一侧且下端通过底板下表面的支撑组件支撑，所述的顶板下表面中心位置处设有中心定位杆，所述的中心定位杆穿过底板中空部分且下端为弹性杆身并下压在岩石面上，所述的顶板下表面和底板上表面均设有相互对应的弧形凹槽且弧形凹槽之间嵌入滑动杆，所述的滑动杆上套装有转动套，所述的转动套内侧套装在中心定位杆杆身上且转动套内部固定有驱动钻机，所述的驱动钻机下方输出端连接单动双管钻具，所述的压板下表面以圆环压板圆心为中心等距分布有十个插杆，其中每个插杆与压板连接位置处两侧均设有加强筋条，所述的加强筋条上端与压板下表面固定且下端通过焊接环与插杆杆身固定。
进一步，所述的三根连接柱彼此之间均设有弹簧减震杆。
进一步，所述的支撑组件包括与底板下表面直接连接的转动座，所述的转动座下方转动部分通过螺栓穿过夹板转动连接有伸缩连杆，所述的伸缩连接下方通过转轴连接有套环，所述的套环套装输液管路。
进一步，所述的弧形凹槽圆心角大于160度。
进一步，所述的底板上方设有控制机箱且控制机箱上方设有绕线杆，其中控制机箱的控制线路通过绕线杆连接到驱动钻机上，所述的控制机箱外接电源。
与已有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明通过十个插杆和可以圆周移动的单动双管钻具，配合取样方案图，可以最大程度的减少取芯过程中硬质土层产生的高应力，同时整体结构稳定性较好，可以提高取芯效率和质量，为后续的检测提供高质量岩心；采用单动双管钻具钻进，可以减少岩芯进入内管后的扰动和破坏，提高岩芯的完整性，用胶浆液替代清水作为循环液，有效降低清水对岩石的冲刷。胶浆液能在岩样表而形成坚韧的胶膜，可胶结包裹软弱的岩芯，使破碎、软弱的岩芯保持原状结构，同时利用胶浆液的润滑作用又能减少钻具震动，有利提高岩芯采取率。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明转动套连接结构下方示意图；
图3为本发明转动套连接结构上方示意图；
图4为本发明插杆安装结构示意图；
图5为本发明取样方案设计示意图；
图中：1、连接柱；2、顶板；3、弹簧减震杆；4、胶浆液箱；5、控制机箱；6、底板；7、压板；8、单动双管钻具；9、弹性杆身；10、滑动杆；11、转动套；12、驱动钻机；13、中心定位杆；14、输液管路；15、弧形凹槽；16、绕线杆；17、液压活塞缸；18、支撑组件；19、套环；20、循环液喷头；21、插杆；22、加强筋条。
具体实施方式
为了使发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1到图4所示，一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，包括上下依次排列在同一法线上的圆盘形顶板2、中空圆盘形底板6和圆环压板7，顶板2和底板6之间通过四周边缘对应位置处呈正三角形分布的三根连接柱1连接固定，底板6和压板7之间通过四周边缘对应位置处呈正三角形分布的三个液压活塞缸17连接，顶板2上表面中心位置处设有胶浆液箱4且胶浆液箱4出口处外接输液管路14，输液管路14穿过顶板2和底板6上的通孔延伸到单动双管钻具8一侧且下端通过底板6下表面的支撑组件18支撑，顶板2下表面中心位置处设有中心定位杆13，中心定位杆13穿过底板6中空部分且下端为弹性杆身9并下压在岩石面上，顶板2下表面和底板6上表面均设有相互对应的弧形凹槽15且弧形凹槽15之间嵌入滑动杆10，滑动杆10上套装有转动套11，转动套11内侧套装在中心定位杆13杆身上且转动套11内部固定有驱动钻机12，驱动钻机12下方输出端连接单动双管钻具8，压板7下表面以圆环压板7圆心为中心等距分布有十个插杆21，其中每个插杆21与压板7连接位置处两侧均设有加强筋条22，加强筋条22上端与压板7下表面固定且下端通过焊接环与插杆21杆身固定，三根连接柱1彼此之间均设有弹簧减震杆3，支撑组件18包括与底板下表面直接连接的转动座，转动座下方转动部分通过螺栓穿过夹板转动连接有伸缩连杆，伸缩连接下方通过转轴连接有套环19，套环19套装输液管路14，弧形凹槽15圆心角大于160度，底板6上方设有控制机箱5且控制机箱5上方设有绕线杆16，其中控制机箱5的控制线路通过绕线杆16连接到驱动钻机12上，控制机箱5外接电源。
实际取芯时，按照图5所示的取样方案设计，通过中心定位杆13定位中心定位孔位置，通过插杆21定位应力消除孔位置，通过转动套11配合滑动杆10，移动单动双管钻具8和驱动钻机12的位置到取芯孔位置处，分别进行取芯操作，其中图5中两个虚线直径分别为400毫米和1000毫米。
过程中，通过配重机械下压连接柱1使得中心定位杆13下方下压到破碎岩石面上，接着接通电源，通过控制机箱5启动所有液压活塞缸17活塞杆下降，下压压板7让所有插杆21插入到设计图中的应力消除孔位置处，在通过控制机箱5启动驱动钻机12带动单动双管钻具8进行取芯操作，同时，输液管路14下端的循环液喷头20向单动双管钻具8工作位置处喷洒胶浆液，依次对设计图中的三个取芯孔位置处取样。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，其特征在于：包括上下依次排列在同一法线上的圆盘形顶板、中空圆盘形底板和圆环压板，所述的顶板和底板之间通过四周边缘对应位置处呈正三角形分布的三根连接柱连接固定，所述的底板和压板之间通过四周边缘对应位置处呈正三角形分布的三个液压活塞缸连接，所述的顶板上表面中心位置处设有胶浆液箱且胶浆液箱出口处外接输液管路，所述的输液管路穿过顶板和底板上的通孔延伸到单动双管钻具一侧且下端通过底板下表面的支撑组件支撑，所述的顶板下表面中心位置处设有中心定位杆，所述的中心定位杆穿过底板中空部分且下端为弹性杆身并下压在岩石面上，所述的顶板下表面和底板上表面均设有相互对应的弧形凹槽且弧形凹槽之间嵌入滑动杆，所述的滑动杆上套装有转动套，所述的转动套内侧套装在中心定位杆杆身上且转动套内部固定有驱动钻机，所述的驱动钻机下方输出端连接单动双管钻具，所述的压板下表面以圆环压板圆心为中心等距分布有十个插杆，其中每个插杆与压板连接位置处两侧均设有加强筋条，所述的加强筋条上端与压板下表面固定且下端通过焊接环与插杆杆身固定。
2.根据权利要求1所述的一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，其特征在于：所述的三根连接柱彼此之间均设有弹簧减震杆。
3.根据权利要求1所述的一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，其特征在于：所述的支撑组件包括与底板下表面直接连接的转动座，所述的转动座下方转动部分通过螺栓穿过夹板转动连接有伸缩连杆，所述的伸缩连接下方通过转轴连接有套环，所述的套环套装输液管路。
4.根据权利要求1所述的一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，其特征在于：所述的弧形凹槽圆心角大于160度。
5.根据权利要求1所述的一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，其特征在于：所述的底板上方设有控制机箱且控制机箱上方设有绕线杆，其中控制机箱的控制线路通过绕线杆连接到驱动钻机上，所述的控制机箱外接电源。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113959765A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-21 | 山东省地质矿产勘查开发局第一地质大队（山东省第一地质矿产勘查院） | 一种岩土工程勘察破碎岩石取芯设备 |
| CN114320196A (zh) * | 2021-11-28 | 2022-04-12 | 丰县梁瑞建设发展有限公司 | 一种岩土工程勘察用自破碎岩石完好取出岩芯的辅助设备 |
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2020
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| CN113959765A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-21 | 山东省地质矿产勘查开发局第一地质大队（山东省第一地质矿产勘查院） | 一种岩土工程勘察破碎岩石取芯设备 |
| CN113959765B (zh) * | 2021-10-22 | 2023-09-26 | 山东省地质矿产勘查开发局第一地质大队（山东省第一地质矿产勘查院） | 一种岩土工程勘察破碎岩石取芯设备 |
| CN114320196A (zh) * | 2021-11-28 | 2022-04-12 | 丰县梁瑞建设发展有限公司 | 一种岩土工程勘察用自破碎岩石完好取出岩芯的辅助设备 |
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