CN115853424B

CN115853424B - 一种用于地质勘探的钻孔设备

Info

Publication number: CN115853424B
Application number: CN202310132161.5A
Authority: CN
Inventors: 张学明; 张道勇; 魏斌; 郭心志
Original assignee: Fifth Geological Brigade of Shandong Provincial Bureua of Geology and Mineral Resources of Fifth Geological and Mineral Exploration Institute of Shandong Province
Current assignee: Fifth Geological Brigade of Shandong Provincial Bureua of Geology and Mineral Resources of Fifth Geological and Mineral Exploration Institute of Shandong Province
Priority date: 2023-02-20
Filing date: 2023-02-20
Publication date: 2023-05-05
Anticipated expiration: 2043-02-20
Also published as: CN115853424A

Abstract

本发明公开了一种用于地质勘探的钻孔设备，涉及地质勘探设备技术领域，包括拖车组件，所述拖车组件设置有牵拉组件，所述拖车组件包括车板，所述车板顶部中间位置处设置有连通其下部的支撑环，所述支撑环内插设有支撑组件，所述车板设置有实现支撑组件升降的升降组件，所述支撑组件内设置有钻孔组件，所述钻孔组件顶部设置有钻杆供给组件。本发明可以随着转动的同时，进行钻杆之间的拼装，无需停机加装钻杆，同时分段式的钻杆减少了存放体积，更加方便携带，配合设置的下压组件，可以提供一个下压力，更加方便下压钻孔，也方便钻杆之间的对接拼装。

Description

一种用于地质勘探的钻孔设备

技术领域

本发明涉及地质勘探设备技术领域，具体地说，涉及一种用于地质勘探的钻孔设备。

背景技术

地质学是七大自然科学之一，主要是研究地球及其成因和演化发展。实际应用是非常广泛的：地震的预测、各类矿产的寻找、勘探，灾害性的滑坡，古生物的演化。凡是建筑在地面上的物体，都要事先搞清楚地下的情况，地质勘探即是通过各种手段、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。为查明矿产的质和量，以及开采利用的技术条件，提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料，对一定地区内的岩石、地层、构造、矿产、水文、地貌等地质情况进行调查研究工作，主要有坑、槽探、钻探、地球物理勘探等方法。坑、槽探，就是用人工或机械方式进行挖掘坑、槽、井、洞。以便直接观察岩土层的天然状态以及各地层的地质结构，并能取出接近实际的原状结构土样。钻探，是指用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地表下地层，并可以沿孔深取样的一种勘探方法。钻探是工程地质勘察中应用最为广泛的一种勘探手段，它可以获得深层的地质资料，现有的钻孔装置，在下钻过程中，钻头容易发生剧烈晃动，钻孔时候的稳定性一般，并且现有的钻孔装置在加装延长钻杆时需要停机安装，所以现提出一种用于地质勘探的钻孔设备。

发明内容

本发明的目的在于克服上述传统技术的不足之处，提供一种用于地质勘探的钻孔设备。

本发明的目的是通过以下技术方案来达到的：

一种用于地质勘探的钻孔设备，其特征在于：包括拖车组件，所述拖车组件一侧连接有牵拉组件，所述拖车组件包括车板，所述车板设置有支撑环，所述支撑环贯穿车板设置，所述支撑环内插接有支撑组件，所述支撑组件包括外套筒，所述外套筒与支撑环套接，所述外套筒外侧固定连接有环形支撑盘，所述外套筒对称设置有两个销轴，所述车板上表面设置有用于实现支撑组件升降的升降组件，所述支撑组件内连接有钻孔组件，所述钻孔组件连接有钻杆供给组件，所述钻孔组件包括内套筒，所述内套筒与外套筒固定连接，所述内套筒内开设有穿孔，所述穿孔内插接有钻杆组件，所述内套筒上连接有用于驱动钻杆组件旋转的驱动组件，所述驱动组件包括安装板，所述安装板与内套筒固定连接，所述内套筒下表面固定连接有电机，所述电机的输出端贯穿安装板设置，所述电机的输出端固定连接有皮带轮，所述内套筒转动连接有传动套，所述传动套连接有传动轮，所述传动轮与皮带轮之间传动连接有皮带，所述传动套内壁固定连接有传动凸楞，所述钻杆组件包括钻头，所述钻头上表面螺纹连接有钻杆，所述钻头和钻杆外侧均开设有条形沟槽，所述条形沟槽与传动凸楞配合连接设置，所述钻杆下表面固定连接有外螺柱，所述钻头上表面开设有内螺口，所述外螺柱与内螺口螺纹连接。

作为一种改进：所述车板下表面连接有多个万向轮，多个所述万向轮位于车板下表面的四个角。

作为一种改进：所述牵拉组件包括金属框，所述车板开设有铰接槽，所述金属框插接有第一金属轴，所述铰接槽与金属框通过第一金属轴转动连接，所述金属框内侧设置有第二金属轴，所述第二金属轴转动连接有旋转臂，所述旋转臂连接有拉手，所述金属框内侧设置有导向套，所述导向套插接有锁销，所述导向套内设置有横杆，所述横杆穿过锁销设置，所述锁销内设置有第一弹簧，所述第一弹簧靠近横杆设置，所述铰接槽内固定连接有横块，所述横块内开设有锁孔，所述锁孔与锁销配合连接，所述锁销上设置有挡块，所所述挡块开设有第一条形孔，所述第一条形孔贯穿挡块设置，所述第一金属轴设置有用于拨动挡块的拨块，所述拨块为V型拨块，所述拨块弯折部位与第一金属轴转动连接。

作为一种改进：所述旋转臂套接有矩形套，所述矩形套侧面插接有弹簧定位销，所述矩形套靠近锁销的一端设置有凸块。

作为一种改进：所述拨块与导向套之间连接有第二弹簧。

作为一种改进：所述升降组件包括推板，所述推板端部固定连接有轴杆，所述轴杆转动连接有U型框，所述推板远离轴杆的一侧开设有矩形豁口，所述金属框内开设有腰型孔，所述矩形豁口通过腰型孔与金属框配合连接，所述U型框开设有由轴杆一侧斜向上延伸的斜槽，所述外套筒对称设置有两个销轴，两个所述销轴分别与斜槽插接。

作为一种改进：所述内套筒顶部固定连接有圆形罩，所述圆形罩一侧开设有豁口，所述豁口贯穿连接有皮带。

作为一种改进：所述钻杆供给组件包括存放箱，所述存放箱一侧固定连接有筒状部，所述筒状部转动连接有金属环，所述金属环与圆形罩固定连接，所述存放箱下部设置有斜面，所述斜面斜向金属环一侧延伸，所述存放箱顶部开设有投放孔，所述存放箱顶部靠近筒状部一端设置有下压组件。

作为一种改进：所述下压组件包括压杆，所述压杆与存放箱插接，所述压杆靠近筒状部设置，所述存放箱顶部固定连接有铰接架，所述铰接架铰接有下移臂，所述下移臂开设有第二条形孔，所述压杆穿过第二条形孔设置，所述压杆下端穿过存放箱设置，所述存放箱转动连接有圆盘，所述压杆外周面靠近环形挡圈和存放箱顶部之间套设有第三弹簧。

综上可知，本发明中的有益效果为：

本发明提供了一种用于地质勘探的钻孔设备，通过设置的锁销，配合设置的横块和锁孔可以限制金属框的旋转，从而限制升降组件的位置改变，实现支撑组件和地面接触，提升设备的稳定性，通过设置的拨块和旋转臂，可以快速的触发锁销移动，实现快速的解锁，操作简单，通过设置的钻杆供给组件，可以存放钻杆，配合设置的传动套和传动凸楞，可以随着转动的同时，进行钻杆之间的拼装，无需停机加装钻杆，同时分段式的钻杆减少了存放体积，更加方便携带，配合设置的下压组件，可以提供一个下压力，更加方便下压钻孔，也方便钻杆之间的对接拼装。

附图说明

图1为本发明的整体立体结构示意图。

图2为图1中牵拉组件的立体结构示意图。

图3为图2中牵拉组件的剖面结构示意图。

图4为图1中升降组件的立体结构示意图。

图5为图1中拖车组件的立体结构示意图。

图6为图1中支撑组件、钻孔组件和钻杆供给组件的连接结构示意图。

图7为图6中钻孔组件的立体结构示意图。

图8为图7中驱动组件和钻杆组件的传动结构示意图。

图9为图8中传动套的结构示意图。

图10为图6中钻杆供给组件的立体结构示意图。

图11为图10中下压组件的立体结构示意图。

图12为图8中钻杆的立体结构示意图。

图中：1、拖车组件；101、车板；102、万向轮；103、铰接槽；104、横块；105、锁孔；106、支撑环；2、牵拉组件；201、金属框；202、腰型孔；203、第一金属轴；204、第二金属轴；205、旋转臂；206、拉手；207、矩形套；2071、凸块；208、弹簧定位销；209、拨块；210、导向套；211、锁销；212、横杆；213、第一弹簧；214、第二弹簧；215、挡块；216、第一条形孔；3、升降组件；301、推板；302、轴杆；303、U型框；304、斜槽；305、矩形豁口；4、支撑组件；401、环形支撑盘；402、销轴；403、外套筒；5、驱动组件；501、安装板；502、皮带轮；503、电机；504、皮带；505、传动套；506、传动轮；507、传动凸楞；6、钻孔组件；601、内套筒；602、圆形罩；7、钻杆供给组件；701、存放箱；7011、筒状部；702、金属环；703、铰接架；704、投放孔；705、第二条形孔；706、下移臂；707、压杆；708、第三弹簧；709、圆盘；8、钻杆组件；801、钻头；802、钻杆；8021、条形沟槽；8022、外螺柱；8023、内螺口。

具体实施方式

实施例：如附图1至12所示，一种用于地质勘探的钻孔设备，包括拖车组件1，所述拖车组件1一侧连接有牵拉组件2，所述拖车组件1包括车板101，所述车板101设置有支撑环106，所述支撑环106贯穿车板101设置，所述支撑环106内插接有支撑组件4，所述支撑组件4包括外套筒403，所述外套筒403与支撑环106套接，所述外套筒403外侧固定连接有环形支撑盘401，所述外套筒403对称设置有两个销轴402，所述车板101上表面设置有用于实现支撑组件4升降的升降组件3，所述支撑组件4内连接有钻孔组件6，所述钻孔组件6连接有钻杆供给组件7，所述钻孔组件6包括内套筒601，所述内套筒601与外套筒403固定连接，所述内套筒601内开设有穿孔，所述穿孔内插接有钻杆组件8，所述内套筒601上连接有用于驱动钻杆组件8旋转的驱动组件5，所述驱动组件5包括安装板501，所述安装板501与内套筒601固定连接，所述内套筒601下表面固定连接有电机503，所述电机503的输出端贯穿安装板501设置，所述电机503的输出端固定连接有皮带轮502，所述内套筒601转动连接有传动套505，所述传动套505连接有传动轮506，所述传动轮506与皮带轮502之间传动连接有皮带504，所述传动套505内壁固定连接有传动凸楞507，所述钻杆组件8包括钻头801，所述钻头801上表面螺纹连接有钻杆802，所述钻头801和钻杆802外侧均开设有条形沟槽8021，所述条形沟槽8021与传动凸楞507配合连接设置，所述钻杆802下表面固定连接有外螺柱8022，所述钻头801上表面开设有内螺口8023，所述外螺柱8022与内螺口8023螺纹连接。钻杆802和钻头801采用分体式的结构，减少了钻杆组件8整体的体积，配合设置的钻杆供给组件7，可以存放的钻杆802，方便携带，收纳方便。

所述车板101下表面连接有多个万向轮102，多个所述万向轮102位于车板101下表面的四个角。设置的万向轮102方便转移设备，灵活度较高，适合通过一些狭窄复杂的通道。

所述牵拉组件2包括金属框201，所述车板101开设有铰接槽103，所述金属框201插接有第一金属轴203，所述铰接槽103与金属框201通过第一金属轴203转动连接，所述金属框201内侧设置有第二金属轴204，所述第二金属轴204转动连接有旋转臂205，所述旋转臂205连接有拉手206，所述金属框201内侧设置有导向套210，所述导向套210插接有锁销211，所述导向套210内设置有横杆212，所述横杆212穿过锁销211设置，所述锁销211内设置有第一弹簧213，所述第一弹簧213靠近横杆212设置，所述铰接槽103内固定连接有横块104，所述横块104内开设有锁孔105，所述锁孔105与锁销211配合连接，所述锁销211上设置有挡块215，所述挡块215开设有第一条形孔216，所述第一条形孔216贯穿挡块215设置，所述第一金属轴203设置有用于拨动挡块215的拨块209，所述拨块209为V型拨块，所述拨块209弯折部位与第一金属轴203转动连接，所述旋转臂205套接有矩形套207，所述矩形套207侧面插接有弹簧定位销208，所述矩形套207靠近锁销211的一端设置有凸块2071，所述拨块209与导向套210之间连接有第二弹簧214，第二弹簧214的设置，可以帮助拨块209复位，保持拨块209处于一个稳定状态，避免其晃动，设置的拨块209，可以拨动挡块215，从而带动锁销211上移，从而将锁销211与横块104上的锁孔105分离，从而可以旋转金属框201，从而设置的第一弹簧213为锁销211提供一个下移的力，在挡块215和拨块209分离的状态下，可以将锁销211从金属框201下部弹出，设置的旋转臂205，利用杠杆原理，可以轻松的拨动拨块209。

所述升降组件3包括推板301，所述推板301端部固定连接有轴杆302，所述轴杆302转动连接有U型框303，所述推板301远离轴杆302的一侧开设有矩形豁口305，所述金属框201内开设有腰型孔202，所述矩形豁口305通过腰型孔202与金属框201配合连接，所述U型框303开设有由轴杆302一侧斜向上延伸的斜槽304，所述外套筒403对称设置有两个销轴402，两个所述销轴402分别与斜槽304插接。由于外套筒403不能跟随U型框一起滑动，所以在斜槽304和销轴402作用下推动外套筒403上移或者下落，当U型框向远离金属框201一侧移动，外套筒403在钻孔组件6和钻杆供给组件7的重力下压作用下，下移，并实现环形支撑盘401与地面接触，提升设备的稳定性，当通过推板301拉动U型框向金属框201一侧移动即可在斜槽304和销轴402作用下推动外套筒403上移，从而带动安装在外套筒403内的钻孔组件6以及钻孔组件6上方的钻杆供给组件7一起上移。

所述内套筒601顶部固定连接有圆形罩602，所述圆形罩602一侧开设有豁口，所述豁口贯穿连接有皮带504。圆形罩602的作用起到对皮带504和传动套505的防护作用。

所述钻杆供给组件7包括存放箱701，所述存放箱701一侧固定连接有筒状部7011，所述筒状部7011转动连接有金属环702，所述金属环702与圆形罩602固定连接，所述存放箱701下部设置有斜面，所述斜面斜向金属环702一侧延伸，所述存放箱701顶部开设有投放孔704，所述存放箱701顶部靠近筒状部7011一端设置有下压组件。存放箱701内可以存放多个钻杆802，再配合斜面钻杆802会滑向筒状部7011一侧，最终会穿过筒状部7011掉落到传动套505内，随着传动套505的转动，当传动凸楞507插入到对应钻杆802上的条形沟槽8021中即可带动该钻杆802旋转，下方的一个钻杆802下移与传动套505分离，然后置于传动套505中的钻杆802旋转，其上的外螺柱8022与下方的钻杆802的内螺口8023对接，并随着旋转，完成螺接装配。

所述下压组件包括压杆707，所述压杆707与存放箱701插接，所述压杆707靠近筒状部7011设置，所述存放箱701顶部固定连接有铰接架703，所述铰接架703铰接有下移臂706，所述下移臂706开设有第二条形孔705，所述压杆707穿过第二条形孔705设置，所述压杆707下端穿过存放箱701设置，所述存放箱701转动连接有圆盘709，所述压杆707外周面靠近环形挡圈和存放箱701顶部之间套设有第三弹簧708。第三弹簧708的设置，可以在下移臂706不被施压的情况下带动压杆707复位。

工作原理：转移过程中需要将支撑组件4抬离地面，此时需要控制升降组件3中的U型框303向金属框201一侧移动，配合设置的斜槽304和销轴402作用，将支撑组件4抬离地面，即可通过拖车组件1来转移设备，在这个过程中，首先推动取下弹簧定位销208，解除对矩形套207的锁定，推动拉手206和金属框201带动拨块209旋转，配合拨块209拨动挡块215，推动锁销211上移，从而锁销211和横块104上的锁孔105分离，解除对金属框201的限制，从而使得金属框201可以发生旋转，从而结合金属框201拉动U型框303移动，当金属框201处于倾斜状态下，可以滑动矩形套207，配合凸块2071，将锁销211从导向套210中推出，推出的锁销211限制了金属框201回旋复位，通过拖车组件1将设备转移到合适位置，然后取下弹簧定位销208，解除对矩形套207的限制，然后推动旋转臂205和拉手206，带动拨块209旋转，拨动挡块215，将锁销211收回到导向套210中，然后可以旋转复位金属框201，然后在第一弹簧213作用下，锁销211下移插入到横块104中的锁孔105中，实现对金属框201旋转的限制，在金属框201的复位的过程中，推动推板301移动，从而推动U型框303移动，配合设置的销轴402和斜槽304，将支撑组件4下移与地面接触，起到支撑作用，通过控制驱动组件5中的电机503工作，配合皮带轮502、皮带504和传动轮506作用，带动传动套505旋转，从而带动钻杆组件8旋转进行钻孔，将需要组装的钻杆802投入到钻杆供给组件7中，钻杆供给组件7中的钻杆802由于斜面的作用，滑入到筒状部7011处，并插入到传动套505中，随着传动套505的转动，当传动凸楞507插入到对应钻杆802上的条形沟槽8021中即可带动该钻杆802旋转，下方的一个钻杆802下移与传动套505分离，然后置于传动套505中的钻杆802旋转，其上的外螺柱8022与下方的钻杆802的内螺口8023对接，并随着旋转，完成螺接装配，此过程中通过下压下移臂706，可以带动压杆707下移，从而下压位于筒状部7011处的钻杆802，对钻杆组件8进行施压，有助于向下钻孔。

Claims

1.一种用于地质勘探的钻孔设备，其特征在于：包括拖车组件（1），所述拖车组件（1）一侧连接有牵拉组件（2），所述拖车组件（1）包括车板（101），所述车板（101）设置有支撑环（106），所述支撑环（106）贯穿车板（101）设置，所述支撑环（106）内插接有支撑组件（4），所述支撑组件（4）包括外套筒（403），所述外套筒（403）与支撑环（106）套接，所述外套筒（403）外侧固定连接有环形支撑盘（401），所述外套筒（403）对称设置有两个销轴（402），所述车板（101）上表面设置有用于实现支撑组件（4）升降的升降组件（3），所述支撑组件（4）内连接有钻孔组件（6），所述钻孔组件（6）连接有钻杆供给组件（7），所述钻孔组件（6）包括内套筒（601），所述内套筒（601）与外套筒（403）固定连接，所述内套筒（601）内开设有穿孔，所述穿孔内插接有钻杆组件（8），所述内套筒（601）上连接有用于驱动钻杆组件（8）旋转的驱动组件（5），所述驱动组件（5）包括安装板（501），所述安装板（501）与内套筒（601）固定连接，所述内套筒（601）下表面固定连接有电机（503），所述电机（503）的输出端贯穿安装板（501）设置，所述电机（503）的输出端固定连接有皮带轮（502），所述内套筒（601）转动连接有传动套（505），所述传动套（505）连接有传动轮（506），所述传动轮（506）与皮带轮（502）之间传动连接有皮带（504），所述传动套（505）内壁固定连接有传动凸楞（507），所述钻杆组件（8）包括钻头（801），所述钻头（801）上表面螺纹连接有钻杆（802），所述钻头（801）和钻杆（802）外侧均开设有条形沟槽（8021），所述条形沟槽（8021）与传动凸楞（507）配合连接设置，所述钻杆（802）下表面固定连接有外螺柱（8022），所述钻头（801）上表面开设有内螺口（8023），所述外螺柱（8022）与内螺口（8023）螺纹连接，所述牵拉组件（2）包括金属框（201），所述车板（101）开设有铰接槽（103），所述金属框（201）插接有第一金属轴（203），所述铰接槽（103）与金属框（201）通过第一金属轴（203）转动连接，所述金属框（201）内侧设置有第二金属轴（204），所述第二金属轴（204）转动连接有旋转臂（205），所述旋转臂（205）连接有拉手（206），所述金属框（201）内侧设置有导向套（210），所述导向套（210）插接有锁销（211），所述导向套（210）内设置有横杆（212），所述横杆（212）穿过锁销（211）设置，所述锁销（211）内设置有第一弹簧（213），所述第一弹簧（213）靠近横杆（212）设置，所述铰接槽（103）内固定连接有横块（104），所述横块（104）内开设有锁孔（105），所述锁孔（105）与锁销（211）配合连接，所述锁销（211）上设置有挡块（215），所述挡块（215）开设有第一条形孔（216），所述第一条形孔（216）贯穿挡块（215）设置，所述第一金属轴（203）设置有用于拨动挡块（215）的拨块（209），所述拨块（209）为V型拨块，所述拨块（209）弯折部位与第一金属轴（203）转动连接，所述升降组件（3）包括推板（301），所述推板（301）端部固定连接有轴杆（302），所述轴杆（302）转动连接有U型框（303），所述推板（301）远离轴杆（302）的一侧开设有矩形豁口（305），所述金属框（201）内开设有腰型孔（202），所述矩形豁口（305）通过腰型孔（202）与金属框（201）配合连接，所述U型框（303）开设有由轴杆（302）一侧斜向上延伸的斜槽（304），所述外套筒（403）对称设置有两个销轴（402），两个所述销轴（402）分别与斜槽（304）插接。

2.根据权利要求1所述的一种用于地质勘探的钻孔设备，其特征在于：所述车板（101）下表面连接有多个万向轮（102），多个所述万向轮（102）位于车板（101）下表面的四个角。

3.根据权利要求1所述的一种用于地质勘探的钻孔设备，其特征在于：所述旋转臂（205）套接有矩形套（207），所述矩形套（207）侧面插接有弹簧定位销（208），所述矩形套（207）靠近锁销（211）的一端设置有凸块（2071）。

4.根据权利要求1所述的一种用于地质勘探的钻孔设备，其特征在于：所述拨块（209）与导向套（210）之间连接有第二弹簧（214）。

5.根据权利要求1所述的一种用于地质勘探的钻孔设备，其特征在于：所述内套筒（601）顶部固定连接有圆形罩（602），所述圆形罩（602）一侧开设有豁口，所述豁口贯穿连接有皮带（504）。

6.根据权利要求5所述的一种用于地质勘探的钻孔设备，其特征在于：所述钻杆供给组件（7）包括存放箱（701），所述存放箱（701）一侧固定连接有筒状部（7011），所述筒状部（7011）转动连接有金属环（702），所述金属环（702）与圆形罩（602）固定连接，所述存放箱（701）下部设置有斜面，所述斜面斜向金属环（702）一侧延伸，所述存放箱（701）顶部开设有投放孔（704），所述存放箱（701）顶部靠近筒状部（7011）一端设置有下压组件。

7.根据权利要求6所述的一种用于地质勘探的钻孔设备，其特征在于：所述下压组件包括压杆（707），所述压杆（707）与存放箱（701）插接，所述压杆（707）靠近筒状部（7011）设置，所述存放箱（701）顶部固定连接有铰接架（703），所述铰接架（703）铰接有下移臂（706），所述下移臂（706）开设有第二条形孔（705），所述压杆（707）穿过第二条形孔（705）设置，所述压杆（707）下端穿过存放箱（701）设置，所述存放箱（701）转动连接有圆盘（709），所述压杆（707）外周面靠近环形挡圈和存放箱（701）顶部之间套设有第三弹簧（708）。