CN116299755A - 一种地热勘探装置及勘探方法 - Google Patents

一种地热勘探装置及勘探方法 Download PDF

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严鑫
杨文峰
刘强
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Abstract

本发明公开了一种地热勘探装置及勘探方法，包括地热温度检测装置和岩体压水试验装置，本发明解决了现有设备整体造价高，且能源损耗大的问题。

Description

一种地热勘探装置及勘探方法
技术领域
本发明涉及地热勘察技术领域，具体为一种地热勘探装置及勘探方法。
背景技术
随着科技的不断的进步，人们为了让各类作物更好的生长，会对作物的生长环境有着严格的要求，其中就有对地热温度以及岩体吸水量两个标准进行检测；
在进行地热勘察的时候，需要借助特定的检测装置，例如在授权公开号为CN216524448U的中国专利中，公开了一种用于地热勘察的地温测量仪，该种用于地热勘察的地温测量仪，通过设置的筒体对内部的结构及温度传感器进行保护，同时通过设置的转动管带动延伸管上下移动，在延伸管到达指定位置后，通过推动把手对延伸管内部充气，从而使设置在内部的测量柱伸出，通过测量柱对低温进行测量；该种测量仪，通过多层保护和设置能够防止在安装过程对内部的传感器造成损坏，同时装置能够达到更深的地下，监测的范围更加广，而且能够分阶段测量，但是在实际操作过程中，该设备在面对较为坚硬的土壤时，无法插入地下，因此，无法进行检测作业；
在进行压水实验时，为了计算了解岩体裂隙发育情况和透水性的原位试验，需要借助专门的工程地质勘察用的压水试验装置，例如在授权公开号为CN214273622U的中国专利中，公开了一种工程地质勘察用的压水试验装置，该设备使用时，先通过第一电机控制轴杆转动，轴杆带动套杆进行移动，挡板随着套杆移动来控制钻杆移动，从而对钻杆进行高度调节，钻杆内部的第二电机控制钻头进行钻孔，钻孔结束后，再通过压水设备，将水压入钻好的孔内，但是在实际生产过程中该设备需要安装两个电机，不但提高了整体的造价，而且还会加大使用时的能源损耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地热勘探装置，以解决上述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：一种地热勘探装置，地热温度检测装置和岩体压水试验装置，
所述地热温度检测装置包括外壳、滑槽、动力机构、支板、电机、升降组件、转轴、横板、桨叶、凹槽、检测结构、螺钉、固定板、温度传感器、空槽、防护机构、螺栓、安装板、防护罩、抓握组件、握把、护垫；所述外壳的内壁开设有滑槽，所述滑槽的内部设置有动力机构，所述动力机构的表面连接有升降组件，所述升降组件的表面预留有凹槽，所述凹槽的内部设置有检测结构，所述升降组件的表面预留有空槽，所述空槽的内部设置有防护机构，所述外壳的外壁设置有抓握组件；
所述岩体压水试验装置包括底座、滑杆、钻洞组件、活动板、转轴、齿轮、钻杆、固定杆、驱动结构、电机、支架、供水机构、储水箱、出水管、水泵、排水管、推动组件、推杆、护垫、位移结构、万向轮、刹车板；所述底座的顶部表面固定有滑杆，所述滑杆的表面连接有钻洞组件，所述钻洞组件与底座相互连接，所述钻洞组件的表面连接有驱动结构，所述驱动结构与底座相互连接，所述底座的顶部表面安装有供水机构，所述底座的顶部表面设置有推动组件，所述底座的底部连接有位移结构。
作为优选，上述所述动力机构包括支板和电机，所述滑槽的内壁贴合有支板，所述支板的端部固定有电机。
作为优选，上述所述升降组件包括转轴、横板和桨叶，所述电机的输出轴连接有转轴，所述转轴的表面螺纹连接有横板，所述横板的端部与外壳固定连接，所述转轴的表面设置有桨叶。
作为优选，上述所述检测结构包括螺钉、固定板和温度传感器，所述转轴的表面预留有凹槽，所述凹槽的内壁螺纹连接有螺钉，所述螺钉的表面螺纹连接有固定板，所述固定板的端部固定有温度传感器。
作为优选，上述所述防护机构包括螺栓、安装板和防护罩，所述转轴的表面预留有空槽，所述空槽的内壁螺纹连接有螺栓，所述螺栓的表面螺纹连接有安装板，所述安装板的端部固定有防护罩。
作为优选，上述所述抓握组件包括握把和护垫，所述外壳的外壁固定有握把，所述握把的表面嵌套有护垫。
作为优选，上述所述钻洞组件包括活动板、转轴、齿轮、钻杆和固定杆，所述滑杆的表面滑动连接有活动板，所述活动板的内部贯穿安装有转轴，所述转轴的端部与底座相互连接，所述活动板与转轴为螺纹连接，所述固定杆和转轴的表面均固定有齿轮，且齿轮之间相互啮合，所述活动板的内部贯穿安装有钻杆，所述钻杆通过轴承与活动板构成转动结构，所述钻杆的端部贯穿底座的内部，所述钻杆的内部开设有滑槽，所述滑槽的内壁贴合有固定杆，所述驱动结构包括电机和支架，所述固定杆的端部连接有电机，所述电机的侧面固定有支架，所述支架的端部与底座固定连接。
作为优选，上述所述供水机构包括储水箱、出水管、水泵和排水管，所述底座的顶部表面设置有储水箱，所述储水箱的底部侧面设置有出水管，所述出水管的端部连接有水泵，所述水泵的表面安装有排水管，所述排水管的端部贯穿底座的内部。
作为优选，上述所述推动组件包括推杆和护垫，所述底座的顶部表面焊接固定有推杆，所述推杆的表面嵌套安装有护垫。
作为优选，上述所述位移结构包括万向轮和刹车板，所述底座的底部连接有万向轮，所述万向轮的表面安装有刹车板。
为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：一种地热勘探装置的勘探方法，包括温度检测和压水试验,
其温度检测方式为：
（1）首先工作人员通过握把将设备携带到指定的检测位置，然后将转轴对准检测点；
（2）启动电机，令其带动转轴旋转，在转轴转动的时候，会利用自身与横板的螺纹关系，令自身做出旋转下移运动，进而配合桨叶，实现对地表的钻洞作业；
（3）在转轴运动的时候，表面的检测结构也做出同步运动，并且因为防护罩的存在，令温度传感器在进入地下的时候，不会被砂石等杂物损毁；
（4）直至温度传感器下沉到指定深度后，即可停止电机，开始温度检测作业；
其压水试验方式为：
（1）首先可通过推杆，利用万向轮将底座移动到指定位置，然后拨动刹车板进行固定；
（2）之后，启动电机，使其带动固定杆旋转，因为固定杆与转轴之间通过啮合的齿轮相互连接，所以在固定杆旋转的时候会带动转轴旋转；
（3）在转轴旋转的时候会利用自身与活动板的螺纹关系，带动活动板位移，从而带动钻杆移动，又因为钻杆与固定杆相互连接，所以在钻杆位移的同时，还会固定杆带动旋转；
（4）固定杆在电机运行时，会保持旋转位移状态，从而实现开洞作业；
（5）完成开洞作业后，反向运行电机，令钻洞组件做复位运动；
（6）然后再次推动设备，将排水管对准孔洞，启动水泵，令水流可以从储水箱的内部，顺着出水管、水泵和排水管流入坑洞内，从而实现压水试验的操作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过外壳、滑槽、动力机构、支板、电机、升降组件、转轴、横板、桨叶、凹槽、检测结构、螺钉、固定板和温度传感器等零件的相互配合，使得电机运行的时候会带动升降组件工作，进而对地面进行开孔作业，从而可将检测结构送入地底，实现检测，解决了现有设备在面对面对较为坚硬的土壤时，无法插入地下，因此，无法进行检测作业的问题。
本发明通过空槽、防护机构、螺栓、安装板、防护罩、抓握组件、握把和护垫等零件的相互配合，使得升降组件在带动检测结构深入地下的时候，防护机构可以对检测结构进行保护，从而避免设备损毁；
本发明通过底座、滑杆、钻洞组件、活动板、转轴、齿轮、钻杆、固定杆、驱动结构、电机和支架等零件的相互配合，使得电机运行的时候，会带动钻杆做出旋转位移运动，从而实现开洞作业，进而解决了现有设备整体造价高，且能源损耗大的问题。
本发明通过供水机构、储水箱、出水管、水泵、排水管、推动组件、推杆、护垫、位移结构、万向轮和刹车板等零件的相互配合，使得工作人员可利用推动组件和位移结构对设备进行快速的转移，从而增加了设备的灵活性。
附图说明
图1为地热温度检测装置的正剖结构示意图；
图2为图1中A处放大结构示意图；
图3为地热温度检测装置的抓握组件三维结构示意图；
图4为地热温度检测装置的固定板俯视安装结构示意图；
图5为岩体压水试验装置的正视结构示意图；
图6为岩体压水试验装置的钻杆正剖结构示意图；
图7为岩体压水试验装置的滑杆侧视安装结构示意图；
图8为岩体压水试验装置的固定杆三维安装结构示意图。
图中：1、外壳；2、滑槽；3、动力机构；301、支板；302、电机；4、升降组件；401、转轴；402、横板；403、桨叶；5、凹槽；6、检测结构；601、螺钉；602、固定板；603、温度传感器；7、空槽；8、防护机构；801、螺栓；802、安装板；803、防护罩；9、抓握组件；901、握把；902、护垫；10、底座；11、滑杆；12、钻洞组件；1201、活动板；1202、转轴；1203、齿轮；1204、钻杆；1205、固定杆；13、驱动结构；1301、电机；1302、支架；14、供水机构；1401、储水箱；1402、出水管；1403、水泵；1404、排水管；15、推动组件；1501、推杆；1502、护垫；16、位移结构；1601、万向轮；1602、刹车板。
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。
实施例
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种地热勘探装置，包括地热温度检测装置和岩体压水试验装置，
所述的地热温度检测装置包括外壳1、滑槽2、动力机构3、支板301、电机302、升降组件4、转轴401、横板402、桨叶403、凹槽5、检测结构6、螺钉601、固定板602、温度传感器603、空槽7、防护机构8、螺栓801、安装板802、防护罩803、抓握组件9、握把901、护垫902；外壳1的内壁开设有滑槽2，为了方便给后续钻洞作业提供动力来源，滑槽2的内壁贴合有支板301，支板301的端部固定有电机302，且为了保持电机302的稳定性，支板301和滑槽2均设置有两个，同时，二者为滑动连接，为了令设备在面对较硬的地面仍可打开地表，检测地下温度，电机302的输出轴连接有转轴401，转轴401的表面螺纹连接有横板402，螺纹连接使得转轴401旋转的时候会发生升降运动，从而实现钻洞作业，上述电机302与蓄电池相互连接，横板402的端部与外壳1固定连接，转轴401的表面设置有桨叶403，
为了对地下的温度进行检测，转轴401的表面预留有凹槽5，凹槽5的内壁螺纹连接有螺钉601，螺钉601的表面螺纹连接有固定板602，固定板602的端部固定有温度传感器603，为了对检测结构6进行保护，避免其在钻洞过程中被砂石毁坏，转轴401的表面预留有空槽7，空槽7的内壁螺纹连接有螺栓801，螺栓801的表面螺纹连接有安装板802，安装板802的端部固定有防护罩803，同时，为了增强检测的准确性，防护罩803为网状构造，为了方便工作人员抓取设备，外壳1的外壁固定有握把901，握把901的表面嵌套有护垫902，护垫902可以对汗液进行吸收，提升抓取的稳定性，同时保护工作人员的手部皮肤。
工作原理或者结构原理，在使用该地热温度检测装置时，首先工作人员通过握把901将设备携带到指定的检测位置，然后将转轴401对准检测点，启动电机302，令其带动转轴401旋转，在转轴401转动的时候，会利用自身与横板402的螺纹关系，令自身做出旋转下移运动，进而配合桨叶403，实现对地表的钻洞作业，在转轴401运动的时候，表面的检测结构6也做出同步运动，并且因为防护罩803的存在，令温度传感器603在进入地下的时候，不会被砂石等杂物损毁，直至温度传感器603下沉到指定深度后，即可停止电机302，开始温度检测作业。
若是需要对温度传感器603进行维修更换，工作人员可拧动螺栓801，使其与空槽7脱离接触，即可将防护罩803取下，随后，拧动螺钉601，使其与凹槽5脱离接触，即可将温度传感器603从转轴401表面拆卸下来，接下来，完成维修更换后，将温度传感器603重新安装到转轴401表面，并且将防护罩803安装回原位即可。
请参阅图5-8，所述的岩体压水试验装置包括底座10、滑杆11、钻洞组件12、活动板1201、转轴1202、齿轮1203、钻杆1204、固定杆1205、驱动结构13、电机1301、支架1302、供水机构14、储水箱1401、出水管1402、水泵1403、排水管1404、推动组件15、推杆1501、护垫1502、位移结构16、万向轮1601、刹车板1602；底座10的顶部表面固定有滑杆11，为了可以对勘察位置进行开洞作业，滑杆11的表面滑动连接有活动板1201，活动板1201的内部贯穿安装有转轴1202，转轴1202的端部与底座10相互连接，活动板1201与转轴1202为螺纹连接，固定杆1205和转轴1202的表面均固定有齿轮1203，且齿轮1203之间相互啮合，活动板1201的内部贯穿安装有钻杆1204，钻杆1204通过轴承与活动板1201构成转动结构，钻杆1204的端部贯穿底座10的内部，钻杆1204的内部开设有滑槽，滑槽的内壁贴合有固定杆1205，为了保证开洞作业的顺利完成，固定杆1205为长方体结构，以便其自身旋转时带动钻杆1204转动，为了对完成开洞作业提供动力来源，固定杆1205的端部连接有电机1301，电机1301的侧面固定有支架1302，支架1302的端部与底座10固定连接。
为了对钻孔位置进行压水实验，底座10的顶部表面设置有储水箱1401，储水箱1401的底部侧面设置有出水管1402，出水管1402的端部连接有水泵1403，水泵1403的表面安装有排水管1404，排水管1404的端部贯穿底座10的内部，为了方便工作人员推动设备，底座10的顶部表面焊接固定有推杆1501，推杆1501的表面嵌套安装有护垫1502，为了增加设备的灵活性，底座10的底部连接有万向轮1601，万向轮1601的表面安装有刹车板1602，上述各电气设备均外接蓄电池组。
工作原理或者结构原理，在使用该一种工程地质勘察用的压水试验装置时，首先可通过推杆1501，利用万向轮1601将底座10移动到指定位置，然后拨动刹车板1602进行固定，之后，启动电机1301，使其带动固定杆1205旋转，因为固定杆1205与转轴1202之间通过啮合的齿轮1203相互连接，所以在固定杆1205旋转的时候会带动转轴1202旋转，在转轴1202旋转的时候会利用自身与活动板1201的螺纹关系，带动活动板1201位移，从而带动钻杆1204移动，又因为钻杆1204与固定杆1205相互连接，所以在钻杆1204位移的同时，还会固定杆1205带动旋转，因此，固定杆1205在电机1301运行时，会保持旋转位移状态，从而实现开洞作业。
完成开洞作业后，反向运行电机1301，令钻洞组件12做复位运动，然后再次推动设备，将排水管1404对准孔洞，启动水泵1403，令水流可以从储水箱1401的内部，顺着出水管1402、水泵1403和排水管1404流入坑洞内，从而实现压水试验的操作。
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 (10)

1.一种地热勘探装置，其特征在于：包括地热温度检测装置和岩体压水试验装置，
所述的地热温度检测装置包括外壳(1)、滑槽(2)、动力机构(3)、支板(301)、电机(302)、升降组件(4)、转轴(401)、横板(402)、桨叶(403)、凹槽(5)、检测结构(6)、螺钉(601)、固定板(602)、温度传感器(603)、空槽(7)、防护机构(8)、螺栓(801)、安装板(802)、防护罩(803)、抓握组件(9)、握把(901)、护垫(902)；所述外壳(1)的内壁开设有滑槽(2)，所述滑槽(2)的内部设置有动力机构(3)，所述动力机构(3)的表面连接有升降组件(4)，所述升降组件(4)的表面预留有凹槽(5)，所述凹槽(5)的内部设置有检测结构(6)，所述升降组件(4)的表面预留有空槽(7)，所述空槽(7)的内部设置有防护机构(8)，所述外壳(1)的外壁设置有抓握组件(9)；
所述的岩体压水试验装置包括底座(10)、滑杆(11)、钻洞组件(12)、活动板(1201)、转轴(1202)、齿轮(1203)、钻杆(1204)、固定杆(1205)、驱动结构(13)、电机(1301)、支架(1302)、供水机构(14)、储水箱(1401)、出水管(1402)、水泵(1403)、排水管(1404)、推动组件(15)、推杆(1501)、护垫(1502)、位移结构(16)、万向轮(1601)、刹车板(1602)；所述底座(10)的顶部表面固定有滑杆(11)，所述滑杆(11)的表面连接有钻洞组件(12)，所述钻洞组件(12)与底座(10)相互连接，所述钻洞组件(12)的表面连接有驱动结构(13)，所述驱动结构(13)与底座(10)相互连接，所述底座(10)的顶部表面安装有供水机构(14)，所述底座(10)的顶部表面设置有推动组件(15)，所述底座(10)的底部连接有位移结构(16)。
2.根据权利要求1所述的一种地热勘探装置，其特征在于：所述动力机构(3)包括支板(301)和电机(302)，所述滑槽(2)的内壁贴合有支板(301)，所述支板(301)的端部固定有电机(302)，所述升降组件(4)包括转轴(401)、横板(402)和桨叶(403)，所述电机(302)的输出轴连接有转轴(401)，所述转轴(401)的表面螺纹连接有横板(402)，所述横板(402)的端部与外壳(1)固定连接，所述转轴(401)的表面设置有桨叶(403)。
3.根据权利要求2所述的一种地热勘探装置，其特征在于：所述检测结构(6)包括螺钉(601)、固定板(602)和温度传感器(603)，所述转轴(401)的表面预留有凹槽(5)，所述凹槽(5)的内壁螺纹连接有螺钉(601)，所述螺钉(601)的表面螺纹连接有固定板(602)，所述固定板(602)的端部固定有温度传感器(603)。
4.根据权利要求2所述的一种地热勘探装置，其特征在于：所述防护机构(8)包括螺栓(801)、安装板(802)和防护罩(803)，所述转轴(401)的表面预留有空槽(7)，所述空槽(7)的内壁螺纹连接有螺栓(801)，所述螺栓(801)的表面螺纹连接有安装板(802)，所述安装板(802)的端部固定有防护罩(803)。
5.根据权利要求1所述的一种地热勘探装置，其特征在于：所述抓握组件(9)包括握把(901)和护垫(902)，所述外壳(1)的外壁固定有握把(901)，所述握把(901)的表面嵌套有护垫(902)。
6.根据权利要求1所述的一种地热勘探装置，其特征在于：所述钻洞组件(12)包括活动板(1201)、转轴(1202)、齿轮(1203)、钻杆(1204)和固定杆(1205)，所述滑杆(11)的表面滑动连接有活动板(1201)，所述活动板(1201)的内部贯穿安装有转轴(1202)，所述转轴(1202)的端部与底座(10)相互连接，所述活动板(1201)与转轴(1202)为螺纹连接，所述固定杆(1205)和转轴(1202)的表面均固定有齿轮(1203)，且齿轮(1203)之间相互啮合，所述活动板(1201)的内部贯穿安装有钻杆(1204)，所述钻杆(1204)通过轴承与活动板(1201)构成转动结构，所述钻杆(1204)的端部贯穿底座(10)的内部，所述钻杆(1204)的内部开设有滑槽，所述滑槽的内壁贴合有固定杆(1205)，所述驱动结构(13)包括电机(1301)和支架(1302)，所述固定杆(1205)的端部连接有电机(1301)，所述电机(1301)的侧面固定有支架(1302)，所述支架(1302)的端部与底座(10)固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种地热勘探装置，其特征在于：所述供水机构(14)包括储水箱(1401)、出水管(1402)、水泵(1403)和排水管(1404)，所述底座(10)的顶部表面设置有储水箱(1401)，所述储水箱(1401)的底部侧面设置有出水管(1402)，所述出水管(1402)的端部连接有水泵(1403)，所述水泵(1403)的表面安装有排水管(1404)，所述排水管(1404)的端部贯穿底座(10)的内部。
8.根据权利要求1所述的一种地热勘探装置，其特征在于：所述推动组件(15)包括推杆(1501)和护垫(1502)，所述底座(10)的顶部表面焊接固定有推杆(1501)，所述推杆(1501)的表面嵌套安装有护垫(1502)。
9.根据权利要求1所述的一种地热勘探装置，其特征在于：所述位移结构(16)包括万向轮(1601)和刹车板(1602)，所述底座(10)的底部连接有万向轮(1601)，所述万向轮(1601)的表面安装有刹车板(1602)。
10.一种地热勘探装置的勘探方法，其特征在于：包括温度检测和压水试验,
其温度检测方式为：
(1)首先工作人员通过握把将设备携带到指定的检测位置，然后将转轴对准检测点；
(2)启动电机，令其带动转轴旋转，在转轴转动的时候，会利用自身与横板的螺纹关系，令自身做出旋转下移运动，进而配合桨叶，实现对地表的钻洞作业；
(3)在转轴运动的时候，表面的检测结构也做出同步运动，并且因为防护罩的存在，令温度传感器在进入地下的时候，不会被砂石等杂物损毁；
(4)直至温度传感器下沉到指定深度后，即可停止电机，开始温度检测作业；
其压水试验方式为：
(1)首先可通过推杆，利用万向轮将底座移动到指定位置，然后拨动刹车板进行固定；
(2)之后，启动电机，使其带动固定杆旋转，因为固定杆与转轴之间通过啮合的齿轮相互连接，所以在固定杆旋转的时候会带动转轴旋转；
(3)在转轴旋转的时候会利用自身与活动板的螺纹关系，带动活动板位移，从而带动钻杆移动，又因为钻杆与固定杆相互连接，所以在钻杆位移的同时，还会固定杆带动旋转；
(4)固定杆在电机运行时，会保持旋转位移状态，从而实现开洞作业；
(5)完成开洞作业后，反向运行电机，令钻洞组件做复位运动；
(6)然后再次推动设备，将排水管对准孔洞，启动水泵，令水流可以从储水箱的内部，顺着出水管、水泵和排水管流入坑洞内，从而实现压水试验的操作。
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