CN116296560B - 一种快速钻井的地质勘查设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种快速钻井的地质勘查设备，涉及地质勘查技术领域，包括设备框架，设备框架包括底座，底座上固定安装有钻头吊架，钻头吊架上旋转安装有钢绳轮和滑轮，钢绳轮上装有钢绳，钢绳一端绕过滑轮固定连接有采样钻头，采样钻头包括采样钻筒，采样钻筒上旋转安装有钻头架，钻头架内旋转安装有多个子钻头；本发明设有钻头架，通过钻头架上的多个子钻头进行钻探，解决了钻头在钻进过程中遇到岩石块时容易损坏的问题；本发明设有增压片，通过增压片与采样钻头内地质样本的摩擦为破岩提供压力；本发明设有截取板，通过截取板可以将采集到的地质样本截断并带出地面。
Description
技术领域
本发明涉及地质勘查技术领域，特别涉及一种快速钻井的地质勘查设备。
背景技术
地质勘查过程中，钻井是常用的一种勘查手段，作业时钻井常常需要使用钻杆，而钻杆与钻杆间的相互连接，实现纵向深度的递增，进行完成钻井，而现有的勘查钻井器械多采用旋转式钻头，遇到坚硬岩层时较难进行取样勘查，且探测时遇到较大石块时，容易对钻头造成损坏，并且较难采集完整的地质样本。
公告号为CN111946284B的中国专利发明公开了一种地质勘探设备，该发明包括机身，机身内设置有向下开口的滑动腔，机身左端底部设有向下开口的取样腔，滑动腔左端联通有触发腔，滑动腔内滑动安装有主滑块，主滑块内滑动安装有冲击钻杆，该发明结构简单操作方便，实现了对不同土壤的自动取样，可以击破岩石以及清理钻孔处堆积的土壤，但该发明的冲击钻在击破岩石后仍无法保证钻头的继续勘查，击破的碎石块容易对钻头造成损伤，通过冲击钻杆击破的岩石碎块较大，难以进行钻进。
基于此本发明提供了一种快速钻井的地质勘查设备。
发明内容
针对上述技术问题本发明提供了一种快速钻井的地质勘查设备，包括设备框架，所述设备框架包括底座，底座上固定安装有钻头吊架，其特征在于，钻头吊架上旋转安装有钢绳轮和滑轮，钢绳轮上装有钢绳，钢绳一端绕过滑轮固定连接有采样钻头，采样钻头包括采样钻筒，采样钻筒上旋转安装有拨动滑环，拨动滑环内设有齿条；采样钻筒上固定安装有电机，电机上装有合并齿轮；采样钻筒内滑动安装有多个破岩锥，破岩锥与采样钻筒之间装有压缩弹簧，破岩锥与拨动滑环滑动配合，采样钻筒内旋转安装有增压杆和支撑杆，增压杆与支撑杆之间通过传动皮带连接，传动皮带上固定安装有多个增压片；采样钻筒上旋转安装有钻头架，钻头架内旋转安装有多个子钻头；采样钻筒内固定安装有第五电机，第五电机上装有截取齿轮，采样钻筒内旋转安装有截取板，截取板上设有齿轮与截取齿轮啮合。
进一步地，所述增压杆上设有锥齿轮，增压杆上的锥齿轮与合并齿轮啮合。
进一步地，所述合并齿轮与采样钻筒上的齿条啮合。
进一步地，所述采样钻筒和钻头架上设有齿条，采样钻筒上固定安装有第四电机，第四电机上装有齿轮与钻头架上的齿条啮合。
进一步地，所述子钻头上装有齿轮，子钻头上的齿轮与采样钻筒上的齿条啮合。
进一步地，所述底座上滑动安装有转运板和保持板，转运板上旋转安装有载物板，载物板与转运板之间铰接有电推杆，载物板上固定安装有第一电机，第一电机上装有第一螺杆，载物板内滑动安装有推板，推板与第一螺杆丝杆配合。
进一步地，所述底座内固定安装有第二电机，底座内旋转安装有第二螺杆，第二电机上装有齿轮，第二螺杆上装有齿轮与第二电机上的齿轮啮合，保持板和转运板与第二螺杆丝杆配合。
进一步地，所述底座上铰接有支撑液压杆，支撑液压杆与底座之间铰接有调节液压杆，支撑液压杆上球铰有防滑板。
进一步地，所述钻头吊架上固定安装有第三电机，第三电机上装有锥齿轮，钻头吊架上旋转安装有第三螺杆，第三螺杆上装有锥齿轮与第三电机上的锥齿轮啮合，钢绳轮上设有齿轮与钢绳轮蜗杆配合。
本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明设有钻头架，通过钻头架上的多个子钻头进行钻探，解决了钻头在钻进过程中遇到岩石块时容易损坏的问题，并使采集到的地质样本更为完整；（2）本发明设有增压片，通过增压片与采样钻头内地质样本的摩擦为破岩提供压力，使采样钻头顺利突破阻碍继续进行钻进；（3）本发明设有截取板，通过截取板可以将采集到的地质样本截断并带出地面。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明部分机构结构示意图。
图3为本发明底部结构示意图。
图4为本发明采样钻头整体结构示意图。
图5为本发明采样钻头整体剖切结构示意图。
图6为本发明采样钻头底部结构示意图。
图7为图6中A-A防向剖切结构示意图。
图8为本发明增压部分结构示意图。
图9为图1中A1处放大结构示意图。
图10为图1中B1处放大结构示意图。
图11为图2中C1处放大结构示意图。
图12为图5中D1处放大结构示意图。
图13为本发明合并齿轮结构示意图。
附图标记：1-设备框架；2-采样钻头；101-钻头吊架；102-载物板；103-底座；104-支撑液压杆；105-保持板；106-调节液压杆；107-防滑板；108-电推杆；109-转运板；110-第一螺杆；111-第一电机；112-推板；113-第二螺杆；114-第二电机；115-第三电机；116-第三螺杆；117-钢绳轮；118-钢绳；119-滑轮；201-拨动滑环；202-增压杆；203-合并齿轮；204-采样钻筒；205-破岩锥；206-第四电机；207-钻头架；208-子钻头；209-截取板；210-截取齿轮；211-第五电机；212-传动皮带；213-增压片；214-支撑杆。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明所提供的技术方案。
如图1～图12所示，一种快速钻井的地质勘查设备，包括设备框架1，设备框架1包括底座103，底座103上固定安装有钻头吊架101，钻头吊架101上固定安装有第三电机115，第三电机115上装有锥齿轮，钻头吊架101上旋转安装有第三螺杆116和钢绳轮117，第三螺杆116上装有锥齿轮与第三电机115上的锥齿轮啮合，钢绳轮117上装有齿轮与第三螺杆116蜗杆配合，钻头吊架101上旋转安装有滑轮119，钢绳轮117上装有钢绳118，钢绳118一端绕过滑轮119固定安装有采样钻头2，通过第三电机115带动第三螺杆116转动，第三螺杆116转动带动钢绳轮117旋转，通过钢绳轮117上的钢绳118控制采样钻头2的高度，通过第三螺杆116与钢绳轮117上齿轮的蜗杆配合实现自锁。
如图1～图12所示，采样钻头2包括采样钻筒204，采样钻筒204与钢绳118固定连接，采样钻筒204底部设有齿条，采样钻筒204上旋转安装有钻头架207，钻头架207上设有齿条，采样钻筒204上固定安装有第四电机206，第四电机206上装有齿轮与钻头架207上的齿条啮合，钻头架207内旋转安装有多个子钻头208，子钻头208上设有齿轮，子钻头208上的齿轮与采样钻筒204上的齿条啮合，通过第四电机206带动钻头架207转动，钻头架207转动带动子钻头208在采样钻筒204内做公转运动，通过子钻头208上的齿轮与采样钻筒204上的齿条啮合带动子钻头208在钻头架207上旋转，通过该机构可以在钻进时不会因为突然遇到的石块而损坏钻头，同时钻取的地质样本也更为完整。
如图1～图12所示，采样钻筒204上旋转安装有拨动滑环201，拨动滑环201上设有齿条，拨动滑环201上设有半圆键，采样钻筒204上固定装有电机，电机上装有合并齿轮203，合并齿轮203与拨动滑环201上的齿条啮合，采样钻筒204上滑动安装有破岩锥205，破岩锥205与采样钻筒204之间装有压缩弹簧，破岩锥205与拨动滑环201滑动配合，通过电机带动合并齿轮203转动，合并齿轮203转动带动拨动滑环201旋转，拨动滑环201旋转时通过半圆键带动破岩锥205在采样钻筒204内滑动，通过破岩锥205对采样钻头2前端的坚硬岩层或碎石块进行破碎，同时使钻头内部的岩层能较为完好的保留，使提取的地质样本更为准确。
如图1～图12所示，采样钻筒204内旋转安装有增压杆202和支撑杆214，增压杆202和支撑杆214之间通过传动皮带212连接，传动皮带212上固定安装有增压片213，增压杆202上装有锥齿轮，增压杆202上的锥齿轮与合并齿轮203啮合，通过合并齿轮203带动增压杆202转动，增压杆202通过传动皮带212带动支撑杆214旋转，同时增压片213通过传动皮带212在增压杆202与支撑杆214上滚动，在破岩锥205在破碎岩石时，通过增压片213与采样钻头2内的地质样本摩擦为采样钻头2提供向下的压力，使破岩锥205在破岩时有足够的压力，能够顺利突破坚硬的岩层或石块。
如图1～图12所示，采样钻筒204内固定安装有第五电机211，第五电机211上装有截取齿轮210，采样钻筒204内旋转安装有截取板209，截取板209上装有齿轮，截取板209上的齿轮与截取齿轮210啮合，通过第五电机211带动截取齿轮210转动，截取齿轮210带动截取板209在采样钻筒204内旋转，通过采样钻筒204将采集的地质样本截断，并通过采样钻筒204拖住样本的底端，便于将样本带出地表。
如图1～图12所示，底座103上滑动安装有保持板105和转运板109，转运板109上旋转安装有载物板102，载物板102与转运板109之间铰接有电推杆108，载物板102上固定安装有第一电机111，载物板102上旋转安装有第一螺杆110，第一螺杆110与第一电机111固定连接，载物板102上滑动安装有推板112，推板112与第一螺杆110丝杆配合，底座103内旋转安装有第二螺杆113，第二螺杆113上装有齿轮，底座103内固定安装有第二电机114，第二电机114上装有齿轮，第二电机114上的齿轮与设备框架1上的齿轮啮合，保持板105和转运板109与第二螺杆113丝杆配合，通过第二电机114带动第二螺杆113旋转，第二螺杆113旋转带动保持板105和转运板109在底座103上滑动，通过保持板105扶持住采样钻头2提取上来的地质样本，同时通过第一螺杆110将样本截断，之后启动电推杆108将载物板102调整至水平，之后启动第一电机111带动第一螺杆110转动控制推板112在载物板102内滑动将样本从载物板102上推送到样本收集处，完成地质的勘查与钻井。
工作原理：使用时将设备放置与需要勘查的位置，之后通过调节支撑液压杆104和调节液压杆106将设备调整到所需的角度，之后启动第三电机115，通过第三螺杆116带动钢绳轮117转动通过钢绳轮117上安装的钢绳118将采样钻头2降下，之后启动第四电机206带动钻头架207转动，钻头架207转动时带动子钻头208在采样钻筒204上做公转运动，并通过子钻头208上的齿轮与采样钻筒204上的齿条啮合做自转运动，进行钻井并提取地质样本，钻进过程中遇到坚硬的岩层或石块时，启动电机带动合并齿轮203转动，合并齿轮203带动拨动滑环201在采样钻筒204上旋转，通过拨动滑环201控制破岩锥205在采样钻筒204内向下滑动进行破岩，并通过破岩锥205与采样钻筒204之间的弹簧恢复原位，同时合并齿轮203带动增压杆202转动，增压杆202通过传动皮带212带动支撑杆214转动，通过传动皮带212上固定安装的增压片213与采样钻头2中的地质样本摩擦，为破岩锥205破岩提供向下的压力，使其能顺利突破阻碍顺利进行钻井工作，当采样钻头2到达钻井或采样需要的深度之后，启动第五电机211带动截取齿轮210转动，截取齿轮210带动截取板209在采样钻筒204内转动将地质样本截断，并使截取板209转动至采样钻筒204中心拖住样本底端，之后控制第三电机115反向转动，通过钢绳118将采样钻头2提起，待采样钻头2将地质样本带出地表一定高度之后，启动第二电机114带动底座103旋转，底座103旋转带动保持板105和转运板109向底座103中心滑动，之后通过保持板105扶持住样本，同时通过载物板102上滑动安装的推板112将样本截断，之后启动电推杆108将载物板102对准样本收集处，之后启动第一电机111带动第一螺杆110转动，第一螺杆110带动推板112在载物板102上滑动将样本推动到样本收集处，完成样本的收集，之后反向转动第一电机111，将推板112恢复原位，启动电推杆108将载物板102调整至原角度，启动第二电机114带动第二螺杆113转动将转运板109和保持板105恢复到原位，待采样钻头2将样本提升至一定高度之后进行下一次样本采集。
Claims (5)
1.一种快速钻井的地质勘查设备，包括设备框架（1），所述设备框架（1）包括底座（103），底座（103）上固定安装有钻头吊架（101），其特征在于，钻头吊架（101）上旋转安装有钢绳轮（117）和滑轮（119），钢绳轮（117）上装有钢绳（118），钢绳（118）一端绕过滑轮（119）固定连接有采样钻头（2），采样钻头（2）包括采样钻筒（204），采样钻筒（204）上旋转安装有拨动滑环（201），拨动滑环（201）内设有齿条，拨动滑环（201）上设有半圆键；采样钻筒（204）上固定安装有电机，电机的输出轴上固定装有合并齿轮（203），合并齿轮（203）与采样钻筒（204）上的齿条啮合；采样钻筒（204）内滑动安装有多个破岩锥（205），破岩锥（205）与采样钻筒（204）之间装有压缩弹簧，破岩锥（205）与拨动滑环（201）滑动配合，采样钻筒（204）内旋转安装有增压杆（202）和支撑杆（214），增压杆（202）与支撑杆（214）之间通过传动皮带（212）连接，增压杆（202）上设有锥齿轮，增压杆（202）上的锥齿轮与合并齿轮（203）啮合，传动皮带（212）上固定安装有多个增压片（213）；采样钻筒（204）上旋转安装有钻头架（207），钻头架（207）内旋转安装有多个子钻头（208）；采样钻筒（204）内固定安装有第五电机（211），第五电机（211）上装有截取齿轮（210），采样钻筒（204）内旋转安装有截取板（209），截取板（209）上设有齿轮与截取齿轮（210）啮合；
通过电机带动合并齿轮（203）转动，合并齿轮（203）转动带动拨动滑环（201）旋转，拨动滑环（201）旋转时通过半圆键带动破岩锥（205）在采样钻筒（204）内滑动，通过破岩锥（205）对采样钻头（2）前端的坚硬岩层或碎石块进行破碎；
所述采样钻筒（204）和钻头架（207）上设有齿条，采样钻筒（204）上固定安装有第四电机（206），第四电机（206）上装有齿轮与钻头架（207）上的齿条啮合；
所述子钻头（208）上装有齿轮，子钻头（208）上的齿轮与采样钻筒（204）上的齿条啮合。
2.根据权利要求1所述的一种快速钻井的地质勘查设备，其特征在于，所述底座（103）上滑动安装有转运板（109）和保持板（105），转运板（109）上旋转安装有载物板（102），载物板（102）与转运板（109）之间铰接有电推杆（108），载物板（102）上固定安装有第一电机（111），第一电机（111）上装有第一螺杆（110），载物板（102）内滑动安装有推板（112），推板（112）与第一螺杆（110）丝杆配合。
3.根据权利要求2所述的一种快速钻井的地质勘查设备，其特征在于，所述底座（103）内固定安装有第二电机（114），底座（103）内旋转安装有第二螺杆（113），第二电机（114）上装有齿轮，第二螺杆（113）上装有齿轮与第二电机（114）上的齿轮啮合，保持板（105）和转运板（109）与第二螺杆（113）丝杆配合。
4.根据权利要求1所述的一种快速钻井的地质勘查设备，其特征在于，所述底座（103）上铰接有支撑液压杆（104），支撑液压杆（104）与底座（103）之间铰接有调节液压杆（106），支撑液压杆（104）上球铰有防滑板（107）。
5.根据权利要求1所述的一种快速钻井的地质勘查设备，其特征在于，所述钻头吊架（101）上固定安装有第三电机（115），第三电机（115）上装有锥齿轮，钻头吊架（101）上旋转安装有第三螺杆（116），第三螺杆（116）上装有锥齿轮与第三电机（115）上的锥齿轮啮合，钢绳轮（117）上设有齿轮与钢绳轮（117）蜗杆配合。
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