CN116792022A - 一种水文地质勘探装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种水文地质勘探装置，属于土层掘进装置技术领域，包括安装座，所述安装座上设置有安装杆，所述安装座上设置有钻杆，所述钻杆上可拆卸设置有加长杆，所述钻杆和加长杆均中空设置，所述钻杆的底部呈倒锥形且倒锥弧面上设置有螺旋叶，所述钻杆的竖直部上开设有多个通孔，多个所述通孔位于同一水平面且均匀排布，所述通孔内滑动设置有堵塞头，所述堵塞头的直径与通孔直径一致，所述钻杆内设置有用于驱动堵塞头滑动、对通孔启闭的第一驱动件。本申请具有提高勘察取水的效率的效果。
Description
技术领域
本申请涉及土层掘进装置技术领域，尤其是涉及一种水文地质勘探装置。
背景技术
水文地质学是研究地下水的科学，主要是研究地下水的分布和形成规律，地下水的物理性质和化学成分，地下水资源及其合理利用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等；随着科学的不断发展，社会的不断进步，人们对于地球的探索越来越重视，水文地质的勘探和研究是重要的探索项目，在进行水文地质的勘探过程中，勘探装置的应用是必不可少的。
目前，勘察装置通常包括中心杆，中心杆的上表面贯穿有钻杆，钻杆的顶端连接有加长杆，且钻杆的底端连接有螺旋叶，中心杆的内部对应钻杆处设置有旋转筒，中心杆的内部位于旋转筒的外表面中部设置有从动齿轮，从动齿轮的外侧位于中心杆的内部齿合有主齿轮，主齿轮的下端中部连接有驱动电机；将设备安装在勘察处，启动驱动电机，驱动电机驱使钻杆转动，钻杆转动进入土层内而开孔，再使用加长杆对钻杆加长，而使转杆的端部到达地下水处。
然而，钻孔结束后，需将钻杆以及加长杆从成孔内移出，再使用取水装置下放至成孔内，以对地下水进行取样，导致整个勘察取水过程较长。
发明内容
为提高勘察取水的效率，本申请提供一种水文地质勘探装置。
本申请提供的一种水文地质勘探装置采用如下的技术方案：
一种水文地质勘探装置，包括安装座，所述安装座上设置有安装杆，所述安装座上设置有钻杆，所述钻杆上可拆卸设置有加长杆，所述钻杆和加长杆均中空设置，所述钻杆的底部呈倒锥形且倒锥弧面上设置有螺旋叶，所述钻杆的竖直部上开设有多个通孔，多个所述通孔位于同一水平面且均匀排布，所述通孔内滑动设置有堵塞头，所述堵塞头的直径与通孔直径一致，所述钻杆内设置有用于驱动堵塞头滑动、对通孔启闭的第一驱动件。
可选的，所述第一驱动件包括电机、双向丝杠、安装块和铰接杆，所述电机固定设置在钻杆内，所述电机输出轴与钻杆的轴线同轴，所述双向丝杠同轴设置在电机的输出轴上，所述安装块设置有两个，两个所述安装块分别位于双向丝杠两侧的螺纹段上，所述铰接杆设置有多根，两根所述铰接杆为一组，一个所述堵塞头对应一组铰接杆，一组所述铰接杆的一端分别铰接在两个安装块上、另一端铰接在堵塞头上，所述铰接杆的铰接轴线垂直于钻杆的轴线方向。
可选的，所述双向丝杠背离电机的一端转动设置在钻杆内腔底部，所述双向丝杠的中部为直杆段，所述双向丝杠的中部同轴转动设置有安装环，所述安装环与堵塞头位于同一平面，所述安装环的侧壁上固定设置有伸缩杆，所述伸缩杆背离安装环的端部固定设置在堵塞头上，所述伸缩杆的长度方向垂直于钻杆的长度方向。
可选的，所述堵塞头内开设有进水管路，所述进水管路的进水端位于堵塞头的侧壁上、出水端处于堵塞头位于钻杆内的端部上，所述进水管路用于钻杆进入地下水后、堵塞头朝向地下水内滑移、地下水经过堵塞头的进水端并从出水端进入钻杆内。
可选的，所述堵塞头上开设有出水管路，所述出水管路的进水端位于堵塞头的侧壁上、出水端位于堵塞头背离钻杆轴线的端部上，所述出水管路用于钻杆朝向地下水掘进时、堵塞头朝向钻杆内滑移、钻杆内的冷却水经过出水管路的进水端并经过出水端排出。
可选的，所述钻杆与加长杆、加长杆和加长杆之间均采用螺纹连接，所述加长杆和钻杆、加长杆和加长杆的连接端均设置有密封环。
可选的，所述钻杆上且位于通孔内铰接有密封板，所述密封板的外表面与钻杆表面齐平，所述密封板的转动轴线垂直于钻杆的轴线方向，所述堵塞头抵接在密封板上。
可选的，所述堵塞头和密封板之间设置有连接绳，所述连接绳用于堵塞头朝向钻杆内滑移时、带动密封板朝向通孔内转动而开启通孔的过水路径。
可选的，所述密封板的直径小于通孔的直径，所述密封板的周壁上设置有气囊环，所述气囊环呈扁平状，所述气囊环抵接在通孔内壁上。
可选的，所述通孔内壁转动设置有转轴，所述密封板上设置有连接杆，所述连接杆穿过气囊环固定设置在转轴上，所述转轴上套设有扭簧，所述扭簧的一边固定设置在通孔内壁上、另一端固定设置在密封板上。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
对地下水进行取样时，将安装座固定在待开采的地面上，随后将加长杆安装在钻杆上，随后转动加长杆和钻杆，钻杆转动带动螺旋叶转动，螺旋叶转动进入地底，当钻杆进入地下水后，通过第一驱动件驱使堵塞头滑动，堵塞头滑移与通孔脱离，地下水通过通孔进入钻杆和加长杆内，随后将抽水或吸水装置等连接在位于地面上的加长杆上，再将地下水抽取出而获得地下水，操作简单便捷；同时，当钻杆进入地下水后，无需将钻杆取出再进行取水，从而提高了地下水的取样效率；
因相邻的加长杆之间、加长杆与钻杆之间增设有密封环，加长杆与钻杆、加长杆之间的密封性能较好，将冷却水从位于地面上的加长杆注入，冷却水流动至钻杆的最底端，冷却水对钻杆和加长杆冷却作业，从而降低了钻杆长时间转动导致钻杆高温失效的可能性，从而便于钻杆进入冷却水内；
钻杆在逐渐进入泥土层内时，驱使堵塞头滑动，堵塞头朝向钻杆内滑移，使出水管路的进水端朝向钻杆内滑移、出水管路的进水端进入钻杆内，钻杆内的冷却水从出水管路移出，并从出水管路的出水端排出，冷却水对钻杆的外部进行冷却作业，从而便于钻杆深入泥土层内；进一步的，冷却水从出水管路移出后，冷却水朝向地下流动，冷却水对泥土层进行湿润，从而便于钻杆深入泥土层内；当钻杆进入地下水内后，驱使堵塞头朝向钻杆外移动，使得进水管路的进水端从通孔移出，地下水经过进水管路进入钻杆内，随后对地下水取水作业；进一步的，钻杆朝向泥土层深入时，堵塞头位于通孔内，降低了堵塞头对钻杆掘进产生的影响，从而便于钻杆进入泥土层内。
附图说明
图1是本申请实施例一种水文地质勘探装置的整体结构示意图；
图2是本申请实施例一种水文地质勘探装置中钻杆的结构示意图；
图3是本申请实施例一种水文地质勘探装置中钻杆的剖视图；
图4是图3中A部分的放大示意图；
图5是本申请实施例一种水文地质勘探装置中防水罩的剖视图；
图6是图5中B部分的放大示意图；
图7是图6中C部分的放大示意图；
图8是图6中D部分的放大示意图。
附图标记说明：1、安装座；2、安装杆；3、安装板；4、钻杆；5、驱动电机；6、加长杆；7、螺旋叶；8、通孔；9、堵塞头；
10、第一驱动件；101、电机；102、双向丝杠；103、安装块；104、铰接杆；
11、密封环；12、螺纹管；13、螺纹槽；14、防水罩；15、固定杆；16、安装环；17、伸缩杆；18、进水管路；19、出水管路；20、密封板；21、转轴；22、连接杆；23、连接绳；24、气囊环；25、扭簧。
具体实施方式
以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种水文地质勘探装置。参照图1和图2，水文地质勘探装置包括安装座1，安装座1上设置有安装杆2，安装杆2呈竖直状态，安装杆2上固定设置有安装板3，安装板3的平面平行于安装座1的平面，安装座1上设置有钻杆4，钻杆4位于安装板3上，在本申请实施例中，安装板3上固定设置有驱动电机5，驱动电机5输出轴的长度方向平行于安装杆2的长度方向，钻杆4上可拆卸设置有加长杆6，加长杆6位于钻杆4与驱动电机5之间且固定设置在驱动电机5的输出轴上，钻杆4和加长杆6均中空设置，钻杆4的底部呈倒锥形且倒锥弧面上设置有螺旋叶7，钻杆4的竖直部上开设有多个通孔8，多个通孔8位于同一水平面且均匀排布，在本申请实施例中，通孔8开设有4个，通孔8内滑动设置有堵塞头9，堵塞头9的直径与通孔8直径一致，钻杆4内设置有用于驱动堵塞头9滑动、对通孔8启闭的第一驱动件10。
对地下水进行取样时，将安装座1固定在待开采的地面上，随后将加长杆6安装在钻杆4上，再将位于端部的加长杆6固定在驱动电机5上，随后启动驱动电机5，驱动电机5驱动加长杆6转动，加长杆6转动带动钻杆4转动，钻杆4转动带动螺旋叶7转动，螺旋叶7转动进入地底，当钻杆4进入地下水后，通过第一驱动件10驱使堵塞头9滑动，堵塞头9滑移与通孔8脱离，地下水通过通孔8进入钻杆4和加长杆6内，随后将抽水或吸水装置等连接在位于地面上的加长杆6上，再将地下水抽取出而获得地下水。
在本申请实施例中，位于驱动电机5输出轴上的加长杆6上固定设置有连接管，连接管中空且与加长杆6连通；当加长杆6安装在加长杆6后，将水管等与连接管连通，随后通过水泵等将冷却水通入连接管内，再将冷却水通入加长杆6内，冷却水沿加长杆6流动至钻杆4内，以对钻杆4降温作业；进一步的，钻杆4逐渐进入泥土层时，驱使堵塞头9滑移、而开启通孔8，钻杆4内的冷却水从通孔8移出，冷却水对钻杆4外部以及待掘进的泥土层湿润作业，从而便于钻杆4在泥土层内掘进而进入地下水内。
参照图2和图3，在本申请实施例中，钻杆4与加长杆6、加长杆6和加长杆6之间均采用螺纹连接，加长杆6和钻杆4、加长杆6和加长杆6的连接端均设置有密封环11，进一步的，加长杆6的一端同轴设置有螺纹管12、另一端开设有与螺纹管12螺纹配合的螺纹槽13；进一步的，钻杆4背离螺旋叶7的端部开设有与螺纹管12螺纹配合的螺纹槽13；进一步的，密封环11套接在螺纹管12上；加长杆6和钻杆4连接时，将螺纹管12插接在螺纹槽13内，随后转动加长杆6，从而完成加长杆6和钻杆4的连接、加长杆6之间的连接，操作简单便捷；同时，加长杆6和钻杆4、加长杆6和加长杆6连接后，对密封环11挤压，从而提高了加长杆6、钻杆4之间的密封性能。
参照图4、图5和图6，在本申请实施例中，第一驱动件10包括电机101、双向丝杠102、安装块103和铰接杆104，电机101固定设置在钻杆4内，钻杆4内设置有防水罩14，防水罩14通过固定杆15固定在钻杆4内壁，电机101位于防水罩14内、电机101的输出轴穿出防水罩14，电机101输出轴与钻杆4的轴线同轴，双向丝杠102同轴设置在电机101的输出轴上，安装块103设置有两个，两个安装块103分别位于双向丝杠102两侧的螺纹段上，铰接杆104设置有多根，两根铰接杆104为一组，一个堵塞头9对应一组铰接杆104，一组铰接杆104的一端分别铰接在两个安装块103上、另一端铰接在堵塞头9上，铰接杆104的铰接轴线垂直于钻杆4的轴线方向；驱使堵塞头9滑移时，启动电机101，电机101驱使双向丝杠102转动，双向丝杠102转动带动两个安装块103相互靠近或背离，安装块103滑移时带动铰接杆104转动，铰接杆104转动带动堵塞头9滑移，操作简单便捷。
参照图5和图6，便于对堵塞头9的滑移方向进行导向，双向丝杠102背离电机101的一端转动设置在钻杆4内腔底部，双向丝杠102的中部为直杆段，双向丝杠102的中部同轴转动设置有安装环16，安装环16通过轴承固定在双向丝杠102上，安装环16与堵塞头9位于同一平面，安装环16的侧壁上固定设置有伸缩杆17，伸缩杆17背离安装环16的端部固定设置在堵塞头9上，伸缩杆17的长度方向垂直于钻杆4的长度方向，伸缩杆17的伸缩方向垂直于双向丝杠102的长度方向；在伸缩杆17的作用下，对堵塞头9的竖向位置进行固定，堵塞头9仅在横向方向滑移，从而便于堵塞头9从通孔8滑出后、再次进入通孔8内，从而便于对通孔8进行启闭；连接杆22转动带动堵塞头9滑移时，堵塞头9滑移带动伸缩杆17滑移。
参照图5和图6，在本申请实施例中，堵塞头9内开设有进水管路18，进水管路18呈L形，进水管路18的进水端位于堵塞头9的侧壁上、出水端处于堵塞头9位于钻杆4内的端部上，进水管路18用于钻杆4进入地下水后、堵塞头9朝向地下水内滑移、地下水经过堵塞头9的进水端并从出水端进入钻杆4内；当钻杆4进入地下水内后，驱使堵塞头9朝向钻杆4外移动，使得进水管路18的进水端从通孔8移出，地下水经过进水管路18进入钻杆4内，随后对地下水取水作业。
参照图5和图6，堵塞头9上开设有出水管路19，出水管路19呈L形，出水管路19的进水端位于堵塞头9的侧壁上、出水端位于堵塞头9背离钻杆4轴线的端部上，出水管路19用于钻杆4朝向地下水掘进时、堵塞头9朝向钻杆4内滑移、钻杆4内的冷却水经过出水管路19的进水端并经过出水端排出；钻杆4在逐渐进入泥土层内时，驱使堵塞头9滑动，堵塞头9朝向钻杆4内滑移，使出水管路19的进水端朝向钻杆4内滑移、出水管路19的进水端进入钻杆4内，钻杆4内的冷却水从出水管路19移出，并从出水管路19的出水端排出，冷却水对钻杆4的外部进行冷却作业，从而便于钻杆4深入泥土层内；进一步的，冷却水从出水管路19移出后，冷却水朝向地下流动，冷却水对泥土层进行湿润，从而便于钻杆4深入泥土层内。
参照图6、图7和图8，钻杆4朝向泥土层内移动时，堵塞头9朝向钻杆4内滑移，钻杆4内的冷却水排出，此时泥土存在进入通孔8内的可能性，导致通孔8堵塞，同时，泥土易进入进水管路18内；钻杆4上且位于通孔8内铰接有密封板20，通孔8内壁转动设置有转轴21，密封板20上设置有连接杆22，密封板20固定设置在连接杆22上，密封板20的外表面与钻杆4表面齐平，密封板20的转动轴线垂直于钻杆4的轴线方向，堵塞头9抵接在密封板20上；在密封板20的作用下，密封板20对通孔8的开口进行封闭，降低了泥土进入进水管路18和通孔8内的可能性，从而便于对钻杆4进入泥土层以及便于对钻杆4冷却作业。
参照图6、图7和图8，为便于冷却水经过通孔8移出，堵塞头9和密封板20之间设置有连接绳23，连接绳23用于堵塞头9朝向钻杆4内滑移时、带动密封板20朝向通孔8内转动而开启通孔8的过水路径；堵塞头9在电机101的带动下、朝向钻杆4内滑移时，堵塞头9通过连接绳23带动密封板20朝向通孔8内转动，密封板20小角度转动、进而对通孔8进行小角度开启，从而便于冷却水经过通孔8移出。
参照图6、图7和图8，为便于密封板20在通孔8内小角度转动，密封板20的直径小于通孔8的直径，密封板20的周壁上设置有气囊环24，气囊环24呈扁平状，气囊环24抵接在通孔8内壁上；密封板20的直径小于通孔8直径，以便于密封板20在通孔8内转动；当密封板20的直径小于通孔8的直径后，易导致泥土进入通孔8内，在气囊环24的作用下，对密封板20与通孔8之间的间隙进行封堵，以降低泥土进入通孔8内的可能性。
参照图6、图7和图8，为便于密封板20恢复至对通孔8闭合状态，连接杆22穿过气囊环24固定设置在转轴21上，转轴21上套设有扭簧25，扭簧25的一边固定设置在通孔8内壁上、另一端固定设置在密封板20上；密封板20转动后，在扭簧25的作用下，驱使密封板20恢复至初始位置，以对通孔8闭合，操作简单便捷。
本申请实施例一种水文地质勘探装置的实施原理为：
对地下水进行取样时，将安装座1固定在待开采的地面上，随后将加长杆6安装在钻杆4上，再将位于端部的加长杆6固定在驱动电机5上，随后启动驱动电机5，驱动电机5驱动加长杆6转动，加长杆6转动带动钻杆4转动，钻杆4转动带动螺旋叶7转动，螺旋叶7转动进入地底，当钻杆4进入地下水后，驱使堵塞头9朝向钻杆4外移动，使得进水管路18的进水端从通孔8移出，地下水经过进水管路18进入钻杆4内，随后对地下水取水作业；
钻杆4在进入泥土层的过程中，将水管等与连接管连通，随后通过水泵等将冷却水通入连接管内，再将冷却水通入加长杆6内，冷却水沿加长杆6流动至钻杆4内，以对钻杆4降温作业；进一步的，驱使堵塞头9滑动，堵塞头9朝向钻杆4内滑移，使出水管路19的进水端朝向钻杆4内滑移、出水管路19的进水端进入钻杆4内，钻杆4内的冷却水从出水管路19移出，并从出水管路19的出水端排出，冷却水对钻杆4的外部进行冷却作业，从而便于钻杆4深入泥土层内；进一步的，冷却水从出水管路19移出后，冷却水朝向地下流动，冷却水对泥土层进行湿润，从而便于钻杆4深入泥土层内。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水文地质勘探装置，其特征在于：包括安装座(1)，所述安装座(1)上设置有安装杆(2)，所述安装座(1)上设置有钻杆(4)，所述钻杆(4)上可拆卸设置有加长杆(6)，所述钻杆(4)和加长杆(6)均中空设置，所述钻杆(4)的底部呈倒锥形且倒锥弧面上设置有螺旋叶(7)，所述钻杆(4)的竖直部上开设有多个通孔(8)，多个所述通孔(8)位于同一水平面且均匀排布，所述通孔(8)内滑动设置有堵塞头(9)，所述堵塞头(9)的直径与通孔(8)直径一致，所述钻杆(4)内设置有用于驱动堵塞头(9)滑动、对通孔(8)启闭的第一驱动件(10)。
2.根据权利要求1所述的一种水文地质勘探装置，其特征在于：所述第一驱动件(10)包括电机(101)、双向丝杠(102)、安装块(103)和铰接杆(104)，所述电机(101)固定设置在钻杆(4)内，所述电机(101)输出轴与钻杆(4)的轴线同轴，所述双向丝杠(102)同轴设置在电机(101)的输出轴上，所述安装块(103)设置有两个，两个所述安装块(103)分别位于双向丝杠(102)两侧的螺纹段上，所述铰接杆(104)设置有多根，两根所述铰接杆(104)为一组，一个所述堵塞头(9)对应一组铰接杆(104)，一组所述铰接杆(104)的一端分别铰接在两个安装块(103)上、另一端铰接在堵塞头(9)上，所述铰接杆(104)的铰接轴线垂直于钻杆(4)的轴线方向。
3.根据权利要求2所述的一种水文地质勘探装置，其特征在于：所述双向丝杠(102)背离电机(101)的一端转动设置在钻杆(4)内腔底部，所述双向丝杠(102)的中部为直杆段，所述双向丝杠(102)的中部同轴转动设置有安装环(16)，所述安装环(16)与堵塞头(9)位于同一平面，所述安装环(16)的侧壁上固定设置有伸缩杆(17)，所述伸缩杆(17)背离安装环(16)的端部固定设置在堵塞头(9)上，所述伸缩杆(17)的长度方向垂直于钻杆(4)的长度方向。
4.根据权利要求1所述的一种水文地质勘探装置，其特征在于：所述堵塞头(9)内开设有进水管路(18)，所述进水管路(18)的进水端位于堵塞头(9)的侧壁上、出水端处于堵塞头(9)位于钻杆(4)内的端部上，所述进水管路(18)用于钻杆(4)进入地下水后、堵塞头(9)朝向地下水内滑移、地下水经过堵塞头(9)的进水端并从出水端进入钻杆(4)内。
5.根据权利要求1所述的一种水文地质勘探装置，其特征在于：所述堵塞头(9)上开设有出水管路(19)，所述出水管路(19)的进水端位于堵塞头(9)的侧壁上、出水端位于堵塞头(9)背离钻杆(4)轴线的端部上，所述出水管路(19)用于钻杆(4)朝向地下水掘进时、堵塞头(9)朝向钻杆(4)内滑移、钻杆(4)内的冷却水经过出水管路(19)的进水端并经过出水端排出。
6.根据权利要求1所述的一种水文地质勘探装置，其特征在于：所述钻杆(4)与加长杆(6)、加长杆(6)和加长杆(6)之间均采用螺纹连接，所述加长杆(6)和钻杆(4)、加长杆(6)和加长杆(6)的连接端均设置有密封环(11)。
7.根据权利要求5所述的一种水文地质勘探装置，其特征在于：所述钻杆(4)上且位于通孔(8)内铰接有密封板(20)，所述密封板(20)的外表面与钻杆(4)表面齐平，所述密封板(20)的转动轴线垂直于钻杆(4)的轴线方向，所述堵塞头(9)抵接在密封板(20)上。
8.根据权利要求7所述的一种水文地质勘探装置，其特征在于：所述堵塞头(9)和密封板(20)之间设置有连接绳(23)，所述连接绳(23)用于堵塞头(9)朝向钻杆(4)内滑移时、带动密封板(20)朝向通孔(8)内转动而开启通孔(8)的过水路径。
9.根据权利要求7所述的一种水文地质勘探装置，其特征在于：所述密封板(20)的直径小于通孔(8)的直径，所述密封板(20)的周壁上设置有气囊环(24)，所述气囊环(24)呈扁平状，所述气囊环(24)抵接在通孔(8)内壁上。
10.根据权利要求9所述的一种水文地质勘探装置，其特征在于：所述通孔(8)内壁转动设置有转轴(21)，所述密封板(20)上设置有连接杆(22)，所述连接杆(22)穿过气囊环(24)固定设置在转轴(21)上，所述转轴(21)上套设有扭簧(25)，所述扭簧(25)的一边固定设置在通孔(8)内壁上、另一端固定设置在密封板(20)上。
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