CN116084932A - 一种水工环地质钻孔分层抽水设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及地质勘察技术领域，具体涉及一种水工环地质钻孔分层抽水设备，包括气筒以及下端封闭的取水管，所述气筒设置于取水管下部，所述取水管外部套设有两个环形气囊，两个环形气囊之间设有多个连通管，其中一个环形气囊连接有多个导气管，且导气管另一端均与气筒相连接，取水管位于两个环形气囊之间开有多个进水孔，气筒内设有活塞，活塞一侧固定有活塞杆，活塞杆另一端穿过气筒一侧外壁并连接有配重块，配重块一侧固定有两个第一缆绳，且第一缆绳均贯穿取水管，所述取水管两侧上部均连接有第二缆绳，取水管下端为蓄水段。本发明，一次钻孔后进行多次不同孔深的取水作业，提高效率，取水时指定孔深段的密封效果好，避免其他位置水流渗入。
Description
技术领域
本发明涉及地质勘察技术领域，尤其涉及一种水工环地质钻孔分层抽水设备。
背景技术
水文地质勘察就是查明一个地区的水文地质条件而进行的水文地质调查研究工作。旨在掌握地下水和地表水的成因、分布及其运动规律，为合理开采利用水资源，正确进行基础、打桩工程的设计和施工提供依据，勘察时需要进行不同深度的分层取水检验，大多的分层取水方式为打多个不同深度的孔或者一个孔分不同阶段钻深，上述两种方式钻探工作量大，投入较多，施工时间长。
经检索CN 114542061 A公开了一种用于水工环地质钻孔分层抽水设备，包括下端封闭的存水管，存水管包括设于下端的收集段以及设于收集端上方的透水段，透水段外壁开有若干透水孔，存水管上还设置有第一止水组件和第二止水组件，第一止水组件设置与透水段上方，第二止水组件设置于透水段的下方，且通过第一止水组件和第二止水组件与钻井的井壁密封配合，在第一止水组件和第二止水组件之间构成与存水管内部连通的收集渗透水区域。能够在对应深度位置对相对应的含水层透出的水进行取样，提高实验数据的准确性。
经探索发现该技术方案仍然存在至少以下缺陷：
上述专利中通过设置的两个扩张密封圈进行孔内指定深度段密封取水，但是，密封圈的松紧度有限，能扩张的范围不大，这就使得在将上述专利的装置放入孔内时，两个扩张密封圈与孔壁之间的间距较小，接近于接触，使得装置整体下放时具有阻力，下放速度缓慢，需要不断调整位置，延误勘察时间，并且其通过活动环上部存水后的压力致使密封圈扩张的方案也存在瑕疵，其没有设置主动扩张的机构，密封圈与孔壁之间具有初始缝隙，孔内渗透的水流很难存留在活动环上部。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种水工环地质钻孔分层抽水设备，以解决现有取水装置下放速度缓慢，以及密封性难以确定的问题。
基于上述目的，本发明提供了一种水工环地质钻孔分层抽水设备。
一种水工环地质钻孔分层抽水设备，包括气筒以及下端封闭的取水管，所述气筒设置于取水管下部，所述取水管外部套设有两个环形气囊，两个环形气囊之间设有多个连通管，其中一个环形气囊连接有多个导气管，且导气管另一端均与气筒相连接，取水管位于两个环形气囊之间开有多个进水孔，气筒内设有活塞，活塞一侧固定有活塞杆，活塞杆另一端穿过气筒一侧外壁并连接有配重块，配重块一侧固定有两个第一缆绳，且第一缆绳均贯穿取水管，所述取水管两侧上部均连接有第二缆绳，取水管下端为蓄水段。
进一步的，所述取水管外部套设固定有两个防护环，两个环形气囊分别设置于两个防护环内。
进一步的，还包括锁紧定位机构，所述锁紧定位机构包括多个卡杆，多个卡杆均转动连接于气筒外壁上，所述卡杆下端均具有弯折部，所述配重块上部一圈固定有多个顶杆，多个顶杆上端分别对准多个弯折部。
进一步的，所述气筒下部沿其外壁一圈固定有多个支架，多个卡杆分别转动连接于多个支架上，卡杆与支架之间均安装有扭簧。
进一步的，所述卡杆上端均滑动设有伸缩部，卡杆内设有抵紧伸缩部的抵紧弹簧，伸缩部上端均设有多个卡钉。
进一步的，所述取水管内两侧固定有两个导绳管，导绳管两端分别贯穿取水管两端，两个第一缆绳分别贯穿两个导绳管。
进一步的，所述气筒底部一圈固定有多个导向套，多个顶杆分别滑动设于多个导向套内。
进一步的，所述活塞杆一端开有滑槽，所述配重块一侧固定有滑柱，且滑柱一端滑动设于滑槽内。
进一步的，所述取水管内设有多个滤网，且多个滤网分别设置于两侧的进水孔处。
进一步的，还包括第一卷轮、第二卷轮，所述第一缆绳上端均收卷于第一卷轮上，所述第二缆绳均收卷于第二卷轮上。
本发明的有益效果：
本发明，通过设置的两个环形气囊、取水管以及取水管上位于两个环形气囊之间开设的进水孔，配合气筒、配重块，使得使用时，可以直接驱动第一卷轮、第二卷轮同时放卷，使得配重块、取水管、气筒同步下放钻孔内，此时环形气囊处于收缩状态，整体装置下放顺畅、无阻碍，下放至指定孔深时停止第一卷轮、第二卷轮，此时驱动第一卷轮反向收卷第一缆绳，使得配重块上移，通过活塞杆带动活塞在气筒内推移，通过导气管对两个环形气囊进行快速充气，环形气囊充气后撑开，直径大幅增加抵紧密封于孔壁，此时两个环形气囊之间形成密闭腔，此时孔壁渗透的地下水容纳在密闭腔内并由进水孔过滤后进入取水管内，最终存储在蓄水段，完成取样，也可以在取水管设置完毕后，将抽水泵下放钻孔，并由取水管上端开口进入取水管内，最终落在蓄水段进行抽水，本装置，可以一次性钻孔至最深处，进而下放取水管后可以进行多次不同孔深的取水作业，大大提高效率，取水时指定孔深段的密封效果好，避免其他位置水流渗入。
本发明，通过设置的锁紧定位机构，使得通过收卷第一缆绳带动配重块上移时，多个顶杆随其上移，使得顶杆上端均挤压多个卡杆的弯折部，多个卡杆旋转，从而使得多个拉杆一端展开抵紧于孔壁上，实现对整体装置的预定位，避免活塞杆推动时阻力太大顶起气筒、取水管。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的立体示意图；
图2为本发明实施例的平面示意图；
图3为本发明实施例的部分立体示意图；
图4为本发明实施例的A部分局部放大示意图；
图5为本发明实施例的配重块立体示意图；
图6为本发明实施例的气筒立体示意图；
图7为本发明实施例的环形气囊立体示意图；
图8为本发明实施例的环形气囊立体剖视示意图。
图中标记为：
1、取水管；2、气筒；3、环形气囊；4、防护环；5、进水孔；6、连通管；7、导气管；8、导绳管；9、第一缆绳；10、第二缆绳；11、第一卷轮；12、第二卷轮；13、配重块；14、卡杆；15、顶杆；16、活塞杆；17、滑柱；18、伸缩部；19、卡钉；20、导向套；21、支架；22、滑槽；23、活塞。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
如图1-图8所示，一种水工环地质钻孔分层抽水设备，包括气筒2以及下端封闭的取水管1，气筒2设置于取水管1下部，取水管1外部套设有两个环形气囊3，两个环形气囊3之间设有多个连通管6，其中一个环形气囊3连接有多个导气管7，且导气管7另一端均与气筒2相连接，取水管1位于两个环形气囊3之间开有多个进水孔5，气筒2内设有活塞23，活塞23一侧固定有活塞杆16，活塞杆16另一端穿过气筒2一侧外壁并连接有配重块13，配重块13一侧固定有两个第一缆绳9，且第一缆绳9均贯穿取水管1，取水管1两侧上部均连接有第二缆绳10，取水管1下端为蓄水段，一次钻孔后进行多次不同孔深的取水作业，提高效率，取水时指定孔深段的密封效果好，避免其他位置水流渗入。
取水管1外部套设固定有两个防护环4，两个环形气囊3分别设置于两个防护环4内。
还包括锁紧定位机构，锁紧定位机构包括多个卡杆14，多个卡杆14均转动连接于气筒2外壁上，卡杆14下端均具有弯折部，配重块13上部一圈固定有多个顶杆15，多个顶杆15上端分别对准多个弯折部，配重块13上移时，多个顶杆15随其上移，顶杆15上端挤压多个卡杆14的弯折部带动卡杆14旋转，使得多个卡杆14展开抵紧于孔壁一圈。
气筒2下部沿其外壁一圈固定有多个支架21，多个卡杆14分别转动连接于多个支架21上，卡杆14与支架21之间均安装有扭簧。
卡杆14上端均滑动设有伸缩部18，卡杆14内设有抵紧伸缩部18的抵紧弹簧，伸缩部18上端均设有多个卡钉19，卡钉19卡设于孔壁，提高防滑性，取水管1内两侧固定有两个导绳管8，导绳管8两端分别贯穿取水管1两端，两个第一缆绳9分别贯穿两个导绳管8。
气筒2底部一圈固定有多个导向套20，多个顶杆15分别滑动设于多个导向套20内。
活塞杆16一端开有滑槽22，配重块13一侧固定有滑柱17，且滑柱17一端滑动设于滑槽22内，当第一缆绳9拉动配重块13上移时，配重块13起始段具有一定的自由行程，在此行程内配重块13无需推动活塞23推进，只需带动顶杆15挤压卡杆14，避免卡杆14未卡紧孔壁时即推动活塞23摩擦力过大，造成整体装置同步上行。
取水管1内设有多个滤网，且多个滤网分别设置于两侧的进水孔5处，可对收集的地下水进行过滤，滤除碎渣。
还包括第一卷轮11、第二卷轮12，第一缆绳9上端均收卷于第一卷轮11上，第二缆绳10均收卷于第二卷轮12上，可以通过收卷或放卷第一缆绳9、第二缆绳10实现对整体装置的下放。
工作原理：使用时，使得第一卷轮11、第二卷轮12同步放卷，使得配重块13、取水管1、气筒2同步下放至钻孔内，此时环形气囊3处于未充气的收缩状态，顺利下放至指定孔深时停止第一卷轮11、第二卷轮12，进而驱动第一卷轮11反向收卷两个第一缆绳9，直接拉动配重块13上移，多个顶杆15随其上移，顶杆15上端挤压多个卡杆14的弯折部带动卡杆14旋转，使得多个伸缩部18展开，多个卡钉19抵紧于孔壁一圈，对整体装置进行预定位，进而配重块13继续上移，通过活塞杆16带动活塞23在气筒2内推移，再通过导气管7对两个环形气囊3进行快速充气，环形气囊3充气后撑开并抵紧密封于孔壁，此时两个环形气囊3之间形成密闭腔，孔壁渗透的地下水收集在密闭腔内，并由进水孔5过滤后进入取水管1内，流至蓄水段，将抽水泵下放，并由取水管1上端进入取水管1内，停止在蓄水段启动进行抽水即可，该孔深取水完毕后，再次下放配重块13，使得活塞回位，环形气囊3放气收缩，多个卡杆14释放不再卡紧，此时可以再次同步驱动第一卷轮11、第二卷轮12，再次调整整体装置深度，如上述反复操作，可以一次性对不同深度孔深进行取水。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本发明旨在涵盖落入权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水工环地质钻孔分层抽水设备，包括气筒（2）以及下端封闭的取水管（1），其特征在于，所述气筒（2）设置于取水管（1）下部，所述取水管（1）外部套设有两个环形气囊（3），两个环形气囊（3）之间设有多个连通管（6），其中一个环形气囊（3）连接有多个导气管（7），且导气管（7）另一端均与气筒（2）相连接，取水管（1）位于两个环形气囊（3）之间开有多个进水孔（5），气筒（2）内设有活塞（23），活塞（23）一侧固定有活塞杆（16），活塞杆（16）另一端穿过气筒（2）一侧外壁并连接有配重块（13），配重块（13）一侧固定有两个第一缆绳（9），且第一缆绳（9）均贯穿取水管（1），所述取水管（1）两侧上部均连接有第二缆绳（10），取水管（1）下端为蓄水段。
2.根据权利要求1所述的一种水工环地质钻孔分层抽水设备，其特征在于，所述取水管（1）外部套设固定有两个防护环（4），两个环形气囊（3）分别设置于两个防护环（4）内。
3.根据权利要求1所述的一种水工环地质钻孔分层抽水设备，其特征在于，还包括锁紧定位机构，所述锁紧定位机构包括多个卡杆（14），多个卡杆（14）均转动连接于气筒（2）外壁上，所述卡杆（14）下端均具有弯折部，所述配重块（13）上部一圈固定有多个顶杆（15），多个顶杆（15）上端分别对准多个弯折部。
4.根据权利要求3所述的一种水工环地质钻孔分层抽水设备，其特征在于，所述气筒（2）下部沿其外壁一圈固定有多个支架（21），多个卡杆（14）分别转动连接于多个支架（21）上，卡杆（14）与支架（21）之间均安装有扭簧。
5.根据权利要求4所述的一种水工环地质钻孔分层抽水设备，其特征在于，所述卡杆（14）上端均滑动设有伸缩部（18），卡杆（14）内设有抵紧伸缩部（18）的抵紧弹簧，伸缩部（18）上端均设有多个卡钉（19）。
6.根据权利要求1所述的一种水工环地质钻孔分层抽水设备，其特征在于，所述取水管（1）内两侧固定有两个导绳管（8），导绳管（8）两端分别贯穿取水管（1）两端，两个第一缆绳（9）分别贯穿两个导绳管（8）。
7.根据权利要求3所述的一种水工环地质钻孔分层抽水设备，其特征在于，所述气筒（2）底部一圈固定有多个导向套（20），多个顶杆（15）分别滑动设于多个导向套（20）内。
8.根据权利要求3所述的一种水工环地质钻孔分层抽水设备，其特征在于，所述活塞杆（16）一端开有滑槽（22），所述配重块（13）一侧固定有滑柱（17），且滑柱（17）一端滑动设于滑槽（22）内。
9.根据权利要求1所述的一种水工环地质钻孔分层抽水设备，其特征在于，所述取水管（1）内设有多个滤网，且多个滤网分别设置于两侧的进水孔（5）处。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种水工环地质钻孔分层抽水设备，其特征在于，还包括第一卷轮（11）、第二卷轮（12），所述第一缆绳（9）上端均收卷于第一卷轮（11）上，所述第二缆绳（10）均收卷于第二卷轮（12）上。
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