CN112098140A - 一种地质勘测设备及其勘测方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及地质勘测技术领域，尤其是涉及一种地质勘测设备及其勘测方法，地质勘测设备包括机架、设备本体、钻杆和驱动机构，设备本体设于机架上，钻杆竖直设置，驱动机构用于驱动钻杆竖直钻入地下，其特征在于：机架上螺纹连接有若干根锚固杆，锚固杆用于插入地下，且锚固杆的下端设有锚固螺纹；机架与地面设有用于对机架振动进行减震的减震组件；机架上设有若干个缓冲装置，若干个缓冲装置围绕钻杆呈周向设置，缓冲装置包括缓冲板，缓冲板与钻杆之间具有间隔且设有缓冲介质。本申请能够减少设备本体与钻杆因振动而出现歪斜的情况，保持实际钻探过程中的稳定作业。

Description

一种地质勘测设备及其勘测方法

技术领域

本申请涉及地质勘测技术领域，尤其是涉及一种地质勘测设备及其勘测方法。

背景技术

地质勘测，即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，确定合适的持力层，根据持力层的地基承载力，确定基础类型，计算基础参数的调查研究活动。是工程建设十分重要的前期工作，准确的地质勘测才能给工程建设的设计者提供正确的信息，以设计出符合要求的工程建筑。

在地质勘测的过程中会使用到地质勘测设备，通常是利用地质勘测设备竖直向下对勘测地区进行钻探与取样，再对样品进行检测、分析以获得地质的相应信息。

地质勘测设备主要包括设备本体、钻杆和驱动机构，设备本体稳固设置于地面上，利用驱动机构驱动钻杆竖直钻入地质层内。发明人认为驱动机构在驱动钻杆工作过程中容易带动设备本体与钻杆振动，这可能导致设备本体与钻杆出现歪斜，影响实际钻探过程的稳定作业。

发明内容

第一方面，为了保持实际钻探过程中的稳定作业，本申请提供一种地质勘测设备。

本申请提供的一种地质勘测设备采用如下的技术方案：

一种地质勘测设备，包括机架、设备本体、钻杆和驱动机构，所述设备本体设于机架上，所述钻杆竖直设置，所述驱动机构用于驱动钻杆竖直钻入地下，所述机架上螺纹连接有若干根锚固杆，所述锚固杆用于插入地下，且所述锚固杆的下端设有锚固螺纹；所述机架与地面设有用于对机架振动进行减震的减震组件；所述机架上设有若干个缓冲装置，若干个所述缓冲装置围绕钻杆呈周向设置，所述缓冲装置包括缓冲板，所述缓冲板与钻杆之间具有间隔且设有缓冲介质。

通过采用上述技术方案，使用锚固杆伸入地下可提升机架与地面的连接稳定性，且在驱动机构工作过程中，安装于机架与地面之间的减震组件能够对机架起到缓冲减震的作用，有效减少设备本体被驱动机构带动而振动的情况，有效保持设备本体的稳定性；而利用缓冲板将缓冲介质圈定在钻杆周边，使得缓冲介质能够有效地将钻杆的径向振动缓冲吸收，从而降低钻杆的径向振动，从而减少设备本体与钻杆因振动而出现歪斜的情况，保持实际钻探过程中的稳定作业。

优选的，所述减震组件包括承力板、减震弹簧和抵压板，所述承力板连接于机架；所述减震弹簧沿竖直方向设置，且所述减震弹簧的上端连接于承力板；所述抵压板用于抵压于地面，且所述抵压板连接于减震弹簧的下端。

通过采用上述技术方案，利用抵压板对地面的抵压作用，在机架发生振动时，减震弹簧能够将振动吸收转化为自身的弹性形变，从而起到对机架进行缓冲减震的效果。

优选的，所述承力板连接于锚固杆，以使得所述承力板随锚固杆竖直运动，所述减震弹簧套设于锚固杆上，所述抵压板活动套设与锚固杆上。

通过采用上述技术方案，转动锚固杆使锚固杆下降的同时，还能驱动减震组件下降，达到调节减震组件高度的效果，便于实现抵压板与地面之间的良好抵压效果。

优选的，所述缓冲介质为缓冲泥浆，地面挖设有供缓冲泥浆容置的泥浆容置孔；所述缓冲板的下端均位于缓冲泥浆内，且相邻两个所述缓冲板之间存在间隔。

通过采用上述技术方案，使用缓冲泥浆作用缓冲介质，即可实现对钻杆径向振动进行缓冲减震的效果，同时，相邻两个缓冲板之间的间隔可以供缓冲泥浆通过，以使缓冲板与钻杆之间的缓冲泥浆能够及时得到补充。

优选的，所述缓冲装置还包括连接架和水平调节螺杆，所述连接架沿靠近或远离钻杆的方向滑移连接机架，所述缓冲板连接于连接架；所述水平调节螺杆沿连接架的运动方向设置，所述水平调节螺杆与机架螺纹连接，且所述水平调节螺杆的一端与连接架转动连接。

通过采用上述技术方案，转动水平调节螺杆能够驱动连接架沿靠近或远离钻杆的方向运动，从而实现对缓冲板与钻杆水平间距的调节。

优选的，所述缓冲装置还包括竖直调节螺杆，所述竖直调节螺杆沿竖直方向转动设于连接架上；所述缓冲板沿竖直方向滑移连接于连接架，且所述缓冲板与竖直调节螺杆螺纹连接。

通过采用上述技术方案，转动竖直调节螺杆能够驱动缓冲板沿竖直方向运动，实现对缓冲板伸入缓冲泥浆内深度的调节。

优选的，所述缓冲板设有与竖直调节螺杆螺纹配合的调节块，所述连接架沿竖直方向设有供调节块滑移的滑槽。

通过采用上述技术方案，调节块与竖直调节螺杆之间的螺纹配合，实现缓冲板与竖直调节螺杆之间的螺纹连接，同时，利用调节块与滑槽的滑移配合实现缓冲板与连接架之间的滑移连接，即可使得缓冲板受竖直调节螺杆的驱动沿竖直方向运动。

第二方面，基于上述的地质勘测设备，本申请提供一种地质勘测方法。

本申请提供的一种地质勘测方法采用如下的技术方案：

一种地质勘测方法，包括以下步骤：

S1、选定待钻探区域，清除杂物，平整地面；

S2、在待钻探区域挖设用于容置缓冲泥浆的泥浆容置孔，并在泥浆容置孔内灌注缓冲泥浆；

S3、将勘测设备放置于待钻探区域，且使得钻杆的竖直投影位于泥浆容置孔的中间区域，转动锚固杆，以将锚固杆插入地下至抵压板与地面相抵；

S4、通过水平调节螺杆驱动缓冲板沿靠近钻杆中心轴线的方向运动，使得缓冲板与钻杆中心轴线的距离为钻杆直径的1.5-2倍，再通过竖直调节螺杆驱动缓冲板下降，以使缓冲板下侧至少1/2伸入至缓冲泥浆中；

S5、启动驱动机构驱动钻杆钻入缓冲泥浆下方的地面，钻探过程中，保持泥浆容置孔内的缓冲泥浆不低于孔口0.1m，并使用取芯装置进行取样。

通过采用上述技术方案，使用锚固杆伸入地下可提升机架与地面的连接稳定性，且在驱动机构工作过程中，安装于机架与地面之间的减震组件能够对机架起到缓冲减震的作用，有效减少设备本体被驱动机构带动而振动的情况，有效保持设备本体的稳定性；而利用缓冲板将缓冲介质圈定在钻杆周边，使得缓冲介质能够有效地将钻杆的径向振动缓冲吸收，从而降低钻杆的径向振动，从而减少设备本体与钻杆因振动而出现歪斜的情况，保持实际钻探过程中的稳定作业。

优选的，所述步骤S2中挖设的泥浆容置孔呈圆形状，且所述泥浆容置孔的直径为钻杆的5-6倍，所述泥浆容置孔的深度为0.25-0.5m。

通过采用上述技术方案，圆形状的泥浆容置孔能够容置更多的缓冲泥浆，且在缓冲泥浆受钻杆径向振动而激荡时，相比于方形状的泥浆容置槽，圆形状的泥浆容置孔内壁具有更好的抗坍塌性能；同时，也便于工作人员使用旋挖钻对地面的开挖成型。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

减少设备本体与钻杆因振动而出现歪斜的情况，保持实际钻探过程中的稳定作业；

缓冲板与钻杆之间的水平间距以及缓冲板伸入缓冲泥浆内的深度均可根据实际作业的情况进行调节，适用性高。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例的局部剖面示意图。

图3是图1中A部分的放大结构示意图。

图4是图2中B部分的放大结构示意图。

附图标记说明：1、机架；11、固定块；111、滑孔；2、设备本体；3、钻杆；4、锚固杆；41、锚固螺纹；5、减震组件；51、承力板；52、减震弹簧；53、抵压板；61、连接架；611、滑杆；612、滑槽；62、水平调节螺杆；63、缓冲板；631、调节块；64、竖直调节螺杆；7、泥浆容置孔。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

参照图1和图2，本申请实施例公开了一种地质勘测设备，包括机架1、设备本体2、钻杆3和驱动机构，其中，机架1的外形呈框状，设备本体2固定安装于机架1上。机架1的四周沿竖直方向螺纹连接有多根锚固杆4，锚固杆4用于插入地下，且锚固杆4的下端设置有锚固螺纹41，利用锚固螺纹41能够提升锚固杆4与地下泥土之间的连接牢固性，从而保持机架1在地面的稳定放置。

参照图1和图2，机架1与地面之间安装有用于对机架1进行缓冲减震的减震组件5，具体的，减震组件5包括承力板51、减震弹簧52和抵压板53；其中，承力板51固定套接于锚固杆4上，抵压板53沿锚固杆4的长度方向活动套接于承力板51下侧的锚固杆4上，且抵压板53的下表面用于抵压于地面。减震弹簧52沿锚固杆4的长度方向套在抵压板53与承力板51之间的锚固杆4上，且减震弹簧52的上端与承力板51固定连接，下端与抵压板53相连接。

参照图1和图2，钻杆3与驱动机构均安装于设备本体2上，钻杆3沿竖直方向设置，驱动机构用于驱动钻杆3竖直钻入地下；而勘测设备的驱动机构为已有技术，此处不做赘述。同时，在机架1上还安装有用于对钻杆3径向缓冲的缓冲装置；本实施例中，缓冲装置的数量有两组，两组缓冲装置相对于钻杆3呈对称设置。

参照图1和图3，缓冲装置包括连接架61、水平调节螺杆62、缓冲板63和竖直调节螺杆64，机架1上表面焊接有固定块11，连接架61位于固定块11与钻杆3之间，且连接架61朝向固定块11的侧壁沿远离钻杆3的方向水平安装有滑杆611；相应的，固定块11上开设有供滑杆611滑移贯穿的滑孔111。通过滑杆611与滑孔111之间的滑移配合，实现连接架61与机架1之间沿靠近或远离钻杆3方向的滑移连接。

参照图1和图3，水平调节螺杆62沿滑杆611的长度方向设置，且水平调节螺杆62贯穿固定块11且与固定块11螺纹连接，同时，水平调节螺杆62的一端与连接架61转动连接，另一端安装有用于供工作人员握持的旋块。工作人员通过转动水平调节螺杆62，即可驱动连接架61沿靠近或远离钻杆3的方向运动。

参照图1，缓冲板63为弧形板，且缓冲板63连接于连接架61靠近钻杆3的侧壁；具体的，参照图2和图4，连接架61朝向钻杆3的侧壁沿竖直方向开设有滑槽612，相应的，缓冲板63靠近连接架61的侧壁安装有与滑槽612滑移连接的调节块631。利用调节块631与滑槽612之间的滑移配合，实现缓冲板63与连接架61之间的滑移连接。

参照图2和图4，竖直调节螺杆64转动安装于滑槽612内，且竖直调节螺杆64与调节块631螺纹连接；同时，竖直调节螺杆64的上端自滑槽612内贯穿延伸出连接架61的上表面，且竖直调节螺杆64的上端连接有用于供工作人员握持的旋块。工作人员通过转动竖直调节螺杆64，能够驱动缓冲板63竖直运动。

参照图1，在实际作业过程中，两块缓冲板63之间、缓冲板63与钻杆3之间均具有间隔，同时，钻杆3需要钻探位置的地面处挖设有泥浆容置孔7，泥浆容置孔7内灌注有缓冲泥浆。通过转动水平调节螺杆62将缓冲板63调节至合适的位置，而后利用竖直调节螺杆64，驱动缓冲板63竖直向下，以使得缓冲板63的下端伸入至缓冲泥浆内，即可利用缓冲泥浆对钻杆3起到缓冲效果。

本申请实施例的实施原理为：使用锚固杆4伸入地下可提升机架1与地面的连接稳定性，且在驱动机构工作过程中，安装于机架1与地面之间的减震组件5能够对机架1起到缓冲减震的作用，有效减少设备本体2被驱动机构带动而振动的情况，有效保持设备本体2的稳定性；而利用缓冲板63将缓冲介质圈定在钻杆3周边，使得缓冲介质能够有效地将钻杆3的径向振动缓冲吸收，从而降低钻杆3的径向振动，从而减少设备本体2与钻杆3因振动而出现歪斜的情况，保持实际钻探过程中的稳定作业。

本申请实施例公开了一种地质勘测方法，运用上述中的地质勘测设备，包括以下步骤：

S1、选定待钻探区域，清除杂物，平整地面。

S2、在待钻探区域挖设用于容置缓冲泥浆的泥浆容置孔7，具体的，泥浆容置孔7为圆形孔，以便于进行挖设，且泥浆容置孔7的挖设直径为钻杆3直径的5倍，且泥浆容置孔7的深度开挖为0.4m；而后，在泥浆容置孔7内灌注缓冲泥浆。

S3、将勘测设备放置于待钻探区域，且使得钻杆3的竖直投影位于泥浆容置孔7的中间区域，转动锚固杆4，以将锚固杆4插入地下至抵压板53与地面相抵。

S4、通过水平调节螺杆62驱动缓冲板63沿靠近钻杆3中心轴线的方向运动，使得缓冲板63与钻杆3中心轴线的距离为钻杆3直径的1.5-2倍，再通过竖直调节螺杆64驱动缓冲板63下降，以使缓冲板63下侧2/3伸入至缓冲泥浆中。

S5、启动驱动机构驱动钻杆3钻入缓冲泥浆下方的地面，钻探过程中，保持泥浆容置孔7内的缓冲泥浆不低于孔口0.1m，并使用钢丝取芯装置进行取样。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种地质勘测设备，包括机架(1)、设备本体(2)和钻杆(3)和驱动机构，所述设备本体(2)设于机架(1)上，所述钻杆(3)竖直设置，所述驱动机构用于驱动钻杆(3)竖直钻入地下，其特征在于：所述机架(1)上螺纹连接有若干根锚固杆(4)，所述锚固杆(4)用于插入地下，且所述锚固杆(4)的下端设有锚固螺纹(41)；所述机架(1)与地面设有用于对机架(1)振动进行减震的减震组件(5)；所述机架(1)上设有若干个缓冲装置，若干个所述缓冲装置围绕钻杆(3)呈周向设置，所述缓冲装置包括缓冲板(63)，所述缓冲板(63)与钻杆(3)之间具有间隔且设有缓冲介质。

2.根据权利要求1所述的一种地质勘测设备，其特征在于：所述减震组件(5)包括承力板(51)、减震弹簧(52)和抵压板(53)，所述承力板(51)连接于机架(1)；所述减震弹簧(52)沿竖直方向设置，且所述减震弹簧(52)的上端连接于承力板(51)；所述抵压板(53)用于抵压于地面，且所述抵压板(53)连接于减震弹簧(52)的下端。

3.根据权利要求2所述的一种地质勘测设备，其特征在于：所述承力板(51)连接于锚固杆(4)，以使得所述承力板(51)随锚固杆(4)竖直运动，所述减震弹簧(52)套设于锚固杆(4)上，所述抵压板(53)活动套设与锚固杆(4)上。

4.根据权利要求1所述的一种地质勘测设备，其特征在于：所述缓冲介质为缓冲泥浆，地面挖设有供缓冲泥浆容置的泥浆容置孔(7)；所述缓冲板(63)的下端均位于缓冲泥浆内，且相邻两个所述缓冲板(63)之间存在间隔。

5.根据权利要求4所述的一种地质勘测设备，其特征在于：所述缓冲装置还包括连接架(61)和水平调节螺杆(62)，所述连接架(61)沿靠近或远离钻杆(3)的方向滑移连接机架(1)，所述缓冲板(63)连接于连接架(61)；所述水平调节螺杆(62)沿连接架(61)的运动方向设置，所述水平调节螺杆(62)与机架(1)螺纹连接，且所述水平调节螺杆(62)的一端与连接架(61)转动连接。

6.根据权利要求5所述的一种地质勘测设备，其特征在于：所述缓冲装置还包括竖直调节螺杆(64)，所述竖直调节螺杆(64)沿竖直方向转动设于连接架(61)上；所述缓冲板(63)沿竖直方向滑移连接于连接架(61)，且所述缓冲板(63)与竖直调节螺杆(64)螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的一种地质勘测设备，其特征在于：所述缓冲板(63)设有与竖直调节螺杆(64)螺纹配合的调节块(631)，所述连接架(61)沿竖直方向设有供调节块(631)滑移的滑槽(612)。

8.一种地质勘测方法，其特征在于：运用权利要求1至7中任意一项地质勘测设备，包括以下步骤：

S1、选定待钻探区域，清除杂物，平整地面；

S2、在待钻探区域挖设用于容置缓冲泥浆的泥浆容置孔(7)，并在泥浆容置孔(7)内灌注缓冲泥浆；

S3、将勘测设备放置于待钻探区域，且使得钻杆(3)的竖直投影位于泥浆容置孔(7)的中间区域，转动锚固杆(4)，以将锚固杆(4)插入地下至抵压板(53)与地面相抵；

S4、通过水平调节螺杆(62)驱动缓冲板(63)沿靠近钻杆(3)中心轴线的方向运动，使得缓冲板(63)与钻杆(3)中心轴线的距离为钻杆(3)直径的1.5-2倍，再通过竖直调节螺杆(64)驱动缓冲板(63)下降，以使缓冲板(63)下侧至少1/2伸入至缓冲泥浆中；

S5、启动驱动机构驱动钻杆(3)钻入缓冲泥浆下方的地面，钻探过程中，保持泥浆容置孔(7)内的缓冲泥浆不低于孔口0.1m，并使用取芯装置进行取样。

9.根据权利要求8所述的一种地质勘测方法，其特征在于：所述步骤S2中挖设的泥浆容置孔(7)呈圆形状，且所述泥浆容置孔(7)的直径为钻杆(3)直径的5-6倍，所述泥浆容置孔(7)的深度为0.3-0.5m。

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