CN114659829A - 一种地质勘察土壤取样管及取样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钻机取样技术领域，尤其为一种地质勘察土壤取样管及取样方法，所述敲击帽的下端固定连接有导向环，所述导向环的下端活动连接有转接头，所述转接头的下端固定连接有固定接头，所述固定接头的下端固定连接有内管总成，所述内管总成的内壁粘贴有保护膜，所述外管的下端固定连接有外管钻头，所述外管钻头的内部固定连接有内管钻头，所述内管钻头的内部固定连接有涨紧环，所述涨紧环的内部固定连接有取样钻头，所述外管的内部固定连接有连接杆。本发明提供的一种新型取样管，各部件均可重复利用、大大降低取样成本，提高取样效率，经济环保。
Description
技术领域
本发明涉及钻机取样技术领域，具体为一种地质勘察土壤取样管及取样方法。
背景技术
土壤取样检测是目前地质勘探、环境检测中的一种常用的地质环境检测方法，检测深度一般为10-20m，目前的土壤取样钻具是由内外管组成，由高频振动驱动，外管均为钢管，内管第一节为PVC管，土壤取样时利用PVC管进行取样，然后剖开PVC管取出检测土壤，该PVC管为一次性取样管，无法重复利用，因此取样成本高，并且造成资源浪费，因此该取样方法不经济、不环保，基于目前取样现状，发明一种可重复利用的新型取样管及取样方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种地质勘察土壤取样管及取样方法，以解决背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种地质勘察土壤取样管，包括外管，所述外管的顶端固定连接有敲击帽，所述敲击帽的下端固定连接有导向环，所述导向环的下端活动连接有转接头，所述转接头的下端固定连接有固定接头，所述固定接头的下端固定连接有内管总成，所述内管总成的内壁粘贴有保护膜，所述外管的下端固定连接有外管钻头，所述外管钻头的内部固定连接有内管钻头，所述内管钻头的内部固定连接有涨紧环，所述涨紧环的内部固定连接有取样钻头，所述外管的内部固定连接有连接杆。
作为本发明的一种优选技术方案，所述内管总成是由具有一定强度的两个半圆形管组成，两个半圆管配合面处通过凸槽与凹槽特征进行配合，一端通过固定接头通过螺纹方式进行固定，另一端通过内管钻头通过螺纹方式进行固定，最大限度加强了对整体装置的控制能力，保证了整体装置的实用性。
作为本发明的一种优选技术方案，所述内管总成根据配合面的特征以及在固定接头与内管钻头的作用下可以轴向与径向的稳定，有效的加强了对各个构件的稳定性，同时加强了对整体装置的支撑力度。
作为本发明的一种优选技术方案，所述固定接头与内管钻头外径均等分布若干个导向条，与外管的内孔及外管钻头的内孔间隙配合，实现内管总成两端的导向功能，更好的加强了整体装置的灵活性，提高了使用感受。
作为本发明的一种优选技术方案，所述保护膜是由矩形薄膜人工卷圆而成，具有一定的形状稳定性，卷圆后从内管总成的一端装入其内孔，装入后会自动扩径与内管总成的内孔进行贴合，有效的加强了整体装置的使用效果，增加了使用的便捷性。
作为本发明的一种优选技术方案，所述涨紧环是开口型的阶梯环，具有一定的弹性，装在保护膜的内部，实现保护膜与内管总成内孔之间的压紧，一端为台阶用于涨紧环与内管总成的轴向定位，更好的保护了整体装置的使用不受影响，加强了对整体装置操纵的实际性。
一种地质勘察土壤取样管的取样方法，具体如下：
S1、首先将内管总成的两个半圆管通过凹槽与凸槽配合装配成一个完成的圆管，然后一端依次与固定接头和转接头进行螺纹连接，另一端依次将保护膜、涨紧环与取样钻头装入内管总成的内孔并通过各个件的台阶进行轴向定位，此时保护膜已通过涨紧环实现轴向与径向定位，不会在内管总成内部发生轴向窜动，最后通过内管钻头与内管总成螺纹连接实现内管总成的整体稳定性；
S2、将装配好的内管装入外管内部，外管钻头的内孔为台阶孔可以对内管钻头实现轴向定位，内管钻头外径分布的导向条与外管钻头的内孔是间隙配合，实现内管总成的下导向，固定接头的外径分布的导向条与外管的内孔是间隙配合，实现内管总成的上导向，通过上述方案可以实现外管总成与内管总成相对位置固定；
S3、内管装入完成后，在依次装入导向环与敲击帽，冲击动力头通过冲击敲击帽可以实现内管总成与外管总成的同步钻进；外管钻头、内管钻头与取样钻头的内孔直径相同，钻进时土壤依次通过外管钻头、内管钻头与取样钻头进入保护膜内，取样钻头为倒锥形结构，径向开有若干狭长矩形槽，具有较大弹性和自恢复能力，便于土壤进入且有效防止土壤脱落；
S4、整根钻杆钻进完成后，移除顶部的敲击帽与导向环，装入卷扬吊环，即卷扬吊环与转接头通过螺纹连接，通过卷扬吊装卷扬吊环即可将整个内管总成吊出外管，此时外管总成保留在孔内，内管总成吊出后，依次拆除固定接头、内管钻头，将内管总成分成两部分，即可取出保护膜内的土壤样品；
S5、以上为单根钻杆取样流程，若需要增加钻杆继续取样，则重复步骤S1与S2，然后装入连接杆，连接杆与转接头螺纹连接，再装配一根外管，同样是螺纹连接，然后在顶部依次装配导向环与敲击帽，再依次重复S3与S4步骤即可完成下一根钻具土壤取样。
本发明具备以下有益效果：
1、本发明提供的一种新型取样管，各部件均可重复利用、大大降低取样成本，提高取样效率，经济环保；
2、该取样方法可有效保证取样完整性要求，且有效避免外在环境的交叉污染；
3、该取样方法可有效保证钻进的垂直度要求，避免钻孔偏斜造成取样偏斜，导致检测深度的不准确性。
附图说明
图1为本发明单根取样管组成结构示意图；
图2为本发明A处局部放大示意图；
图3为本发明B处局部放大示意图；
图4为本发明内管总成组成结构示意图；
图5为本发明双根取样管组成结构示意图；
图6为本发明C处局部放大示意图；
图7为本发明内管钻头结构形状结构示意图；
图8为本发明固定接头结构形状结构示意图；
图9为本发明取样钻头结构形状结构示意图；
图10为本发明保护膜卷圆后形状结构示意图；
图11为本发明涨紧环结构形状结构示意图。
图中：1、敲击帽；2、导向环；3、转接头；4、固定接头；5、外管；6、内管总成；7、保护膜；8、外管钻头；9、内管钻头；10、涨紧环；11、取样钻头；13、连接杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本实施方案中：一种地质勘察土壤取样管及取样方法，包括外管5，外管5的顶端固定连接有敲击帽1，加强了对整体装置的控制能力，敲击帽1的下端固定连接有导向环2，加强了对各个构件的稳定性，导向环2的下端活动连接有转接头3，加强了整体装置的灵活性，转接头3的下端固定连接有固定接头4，加强了整体装置的使用效果，固定接头4的下端固定连接有内管总成6，保护了整体装置的使用不受影响，内管总成6的内壁粘贴有保护膜7，加强了整体装置的平衡性，外管5的下端固定连接有外管钻头8，增强了整体装置的可操作性，外管钻头8的内部固定连接有内管钻头9，增加了工作人员对于整体装置的控制性，内管钻头9的内部固定连接有涨紧环10，加强了整体装置的实用性能，涨紧环10的内部固定连接有取样钻头11，加强了整体装置的能动性，外管5的内部固定连接有连接杆13，增加了使用的便捷性。
本实施例中，内管总成6是由具有一定强度的两个半圆形管组成，两个半圆管配合面处通过凸槽与凹槽特征进行配合，一端通过固定接头4通过螺纹方式进行固定，另一端通过内管钻头9通过螺纹方式进行固定，更加有效率的加强了整体装置在运行时，各个部件的匹配协调性，有效降低了使用过程中可能会出现的各种意外情况发生的概率；内管总成6根据配合面的特征以及在固定接头4与内管钻头9的作用下可以轴向与径向的稳定，通过整体装置在使用过程中的匹配对整体装置的各个部件进行磨合，加强整体装置使用的协调性；固定接头4与内管钻头9外径均等分布若干个导向条，与外管5的内孔及外管钻头8的内孔间隙配合，实现内管总成6两端的导向功能，更大程度上加强了整体装置在使用的过程中的配合强度，避免了整体装置在使用的过程中出现部件匹配不对称的情况；保护膜7是由矩形薄膜人工卷圆而成，具有一定的形状稳定性，卷圆后从内管总成6的一端装入其内孔，装入后会自动扩径与内管总成6的内孔进行贴合，根据现有结构共同对整体装置进行支撑，加强整体装置在使用过程中的协调性能，加强了整体装置使用时的耐久性；涨紧环10是开口型的阶梯环，具有一定的弹性，装在保护膜7的内部，实现保护膜7与内管总成6内孔之间的压紧，一端为台阶用于涨紧环10与内管总成6的轴向定位，借助对整体装置的灵活控制能力的加强，继而削弱了在使用过程中整体装置出现故障的概率。
实施列一：
一种地质勘察土壤取样管的取样方法，具体如下：
S1、首先将内管总成6的两个半圆管通过凹槽与凸槽配合装配成一个完成的圆管，然后一端依次与固定接头4和转接头3进行螺纹连接，另一端依次将保护膜7、涨紧环10与取样钻头11装入内管总成6的内孔并通过各个件的台阶进行轴向定位，此时保护膜7已通过涨紧环10实现轴向与径向定位，不会在内管总成6内部发生轴向窜动，最后通过内管钻头9与内管总成66螺纹连接实现内管总成6的整体稳定性；
S2、将装配好的内管装入外管内部，外管钻头8的内孔为台阶孔可以对内管钻头9实现轴向定位，内管钻头9外径分布的导向条与外管钻头8的内孔是间隙配合，实现内管总成的下导向，固定接头4的外径分布的导向条与外管5的内孔是间隙配合，实现内管总成的上导向，通过上述方案可以实现外管总成与内管总成相对位置固定；
S3、内管装入完成后，在依次装入导向环2与敲击帽1，冲击动力头通过冲击敲击帽1可以实现内管总成与外管总成的同步钻进；外管钻头8、内管钻头9与取样钻头11的内孔直径相同，钻进时土壤依次通过外管钻头8、内管钻头9与取样钻头11进入保护膜7内，取样钻头11为倒锥形结构，径向开有若干狭长矩形槽，具有较大弹性和自恢复能力，便于土壤进入且有效防止土壤脱落；
S4、整根钻杆钻进完成后，移除顶部的敲击帽1与导向环2，装入卷扬吊环，即卷扬吊环与转接头3通过螺纹连接，通过卷扬吊装卷扬吊环即可将整个内管总成6吊出外管，此时外管总成保留在孔内，内管总成6吊出后，依次拆除固定接头4、内管钻头9，将内管总成6分成两部分，即可取出保护膜7内的土壤样品；
S5、以上为单根钻杆取样流程，若需要增加钻杆继续取样，则重复步骤S1与S2，然后装入连接杆13，连接杆13与转接头3螺纹连接，再装配一根外管5，同样是螺纹连接，然后在顶部依次装配导向环2与敲击帽1，再依次重复S3与S4步骤即可完成下一根钻具土壤取样。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种地质勘察土壤取样管，包括外管(5)，其特征在于：所述外管(5)的顶端固定连接有敲击帽(1)，所述敲击帽(1)的下端固定连接有导向环(2)，所述导向环(2)的下端活动连接有转接头(3)，所述转接头(3)的下端固定连接有固定接头(4)，所述固定接头(4)的下端固定连接有内管总成(6)，所述内管总成(6)的内壁粘贴有保护膜(7)，所述外管(5)的下端固定连接有外管钻头(8)，所述外管钻头(8)的内部固定连接有内管钻头(9)，所述内管钻头(9)的内部固定连接有涨紧环(10)，所述涨紧环(10)的内部固定连接有取样钻头(11)，所述外管(5)的内部固定连接有连接杆(13)。
2.根据权利要求1所述的一种地质勘察土壤取样管，其特征在于：所述内管总成(6)是由具有一定强度的两个半圆形管组成，两个半圆管配合面处通过凸槽与凹槽特征进行配合，一端通过固定接头(4)通过螺纹方式进行固定，另一端通过内管钻头(9)通过螺纹方式进行固定。
3.根据权利要求1所述的一种地质勘察土壤取样管，其特征在于：所述内管总成(6)根据配合面的特征以及在固定接头(4)与内管钻头(9)的作用下可以轴向与径向的稳定。
4.根据权利要求1所述的一种地质勘察土壤取样管，其特征在于：所述固定接头(4)与内管钻头(9)外径均等分布若干个导向条，与外管(5)的内孔及外管钻头(8)的内孔间隙配合，实现内管总成(6)两端的导向功能。
5.根据权利要求1所述的一种地质勘察土壤取样管，其特征在于：所述保护膜(7)是由矩形薄膜人工卷圆而成，具有一定的形状稳定性，卷圆后从内管总成(6)的一端装入其内孔，装入后会自动扩径与内管总成(6)的内孔进行贴合。
6.根据权利要求1所述的一种地质勘察土壤取样管，其特征在于：所述涨紧环(10)是开口型的阶梯环，具有一定的弹性，装在保护膜(7)的内部，实现保护膜(7)与内管总成(6)内孔之间的压紧，一端为台阶用于涨紧环(10)与内管总成(6)的轴向定位。
7.根据权利要求1所述的一种地质勘察土壤取样管的取样方法，具体如下：
S1、首先将内管总成(6)的两个半圆管通过凹槽与凸槽配合装配成一个完成的圆管，然后一端依次与固定接头(4)和转接头(3)进行螺纹连接，另一端依次将保护膜(7)、涨紧环(10)与取样钻头(11)装入内管总成(6)的内孔并通过各个件的台阶进行轴向定位，此时保护膜(7)已通过涨紧环(10)实现轴向与径向定位，不会在内管总成(6)内部发生轴向窜动，最后通过内管钻头(9)与内管总成(6)6螺纹连接实现内管总成6的整体稳定性；
S2、将装配好的内管装入外管内部，外管钻头(8)的内孔为台阶孔可以对内管钻头(9)实现轴向定位，内管钻头(9)外径分布的导向条与外管钻头(8)的内孔是间隙配合，实现内管总成的下导向，固定接头(4)的外径分布的导向条与外管(5)的内孔是间隙配合，实现内管总成的上导向，通过上述方案可以实现外管总成与内管总成相对位置固定；
S3、内管装入完成后，在依次装入导向环(2)与敲击帽(1)，冲击动力头通过冲击敲击帽(1)可以实现内管总成与外管总成的同步钻进；外管钻头(8)、内管钻头(9)与取样钻头(11)的内孔直径相同，钻进时土壤依次通过外管钻头(8)、内管钻头(9)与取样钻头(11)进入保护膜(7)内，取样钻头(11)为倒锥形结构，径向开有若干狭长矩形槽，具有较大弹性和自恢复能力，便于土壤进入且有效防止土壤脱落；
S4、整根钻杆钻进完成后，移除顶部的敲击帽(1)与导向环(2)，装入卷扬吊环，即卷扬吊环与转接头(3)通过螺纹连接，通过卷扬吊装卷扬吊环即可将整个内管总成(6)吊出外管，此时外管总成保留在孔内，内管总成(6)吊出后，依次拆除固定接头(4)、内管钻头(9)，将内管总成(6)分成两部分，即可取出保护膜(7)内的土壤样品；
S5、以上为单根钻杆取样流程，若需要增加钻杆继续取样，则重复步骤S1与S2，然后装入连接杆(13)，连接杆(13)与转接头(3)螺纹连接，再装配一根外管(5)，同样是螺纹连接，然后在顶部依次装配导向环(2)与敲击帽(1)，再依次重复S3与S4步骤即可完成下一根钻具土壤取样。
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|---|---|---|---|---|
| CN117949242A (zh) * | 2024-03-27 | 2024-04-30 | 长垣市宸杰工程有限公司 | 一种水文地质工程勘察取样设备及其使用方法 |
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2022
- 2022-03-22 CN CN202210289110.9A patent/CN114659829A/zh active Pending
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| CN117949242A (zh) * | 2024-03-27 | 2024-04-30 | 长垣市宸杰工程有限公司 | 一种水文地质工程勘察取样设备及其使用方法 |
| CN117949242B (zh) * | 2024-03-27 | 2024-06-07 | 长垣市宸杰工程有限公司 | 一种水文地质工程勘察取样设备及其使用方法 |
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