CN117888895A - 一种地质矿产地质调查用勘查装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地质矿产地质调查用勘查装置，涉及地质勘探技术领域，包括钻头、安装于钻头顶部的钻探套筒、安装于钻探套筒一端底部的取样套筒、安装于钻探套筒内壁底部的取样装置和送样装置、钻探动力件、支架；该装置在钻探套筒上设置取样装置，实现钻头与取样装置的分离，在不重复旋入钻头的基础上实现不同深度地层的取样，通过送样装置将钻探套筒中取样装置所采样本送至地面，实现在不将勘察装置整体取出的基础上对不同深度取样的目的，适用于多深度、长时间钻探的需要，另外利用取样筒的结构，替代传统的旋转钻探取样方式，可以在一定程度上避免土壤层中碎石块等物体对取样结果的影响。

Description

一种地质矿产地质调查用勘查装置

技术领域

本发明涉及地质勘探技术领域，具体涉及一种地质矿产地质调查用勘查装置。

背景技术

地质矿产地质调查用勘查装置是地质勘探过程中的重要工具，其通过传感器、检测仪和分析装置大量获取并分析数据，帮助专业技术人员精确判断地质构造和矿产资源分布情况，同时相比于人力观测和野外采集，其提供数据更全面更便捷，能够大幅提高勘探效率。

传统方式对地层进行采样需要将钻头旋入指定深度，采集样本后将钻头反向旋出带出样本，对于多深度地层进行采样则需多次重复上述操作，增加了时间、人力和经济成本，或者需要在钻探装置上设置多个取样结构，增加成本的同时还会带来更大的钻探阻力。

发明内容

本发明的目的是提供一种地质矿产地质调查用勘查装置，以解决现有技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种地质矿产地质调查用勘查装置，包括钻头，还包括：

钻探套筒，其安装于钻头顶部；

取样套筒，其安装于钻探套筒一端底部；

取样装置，其安装于钻探套筒内腔底部；

送样装置，其安装于钻探套筒内腔底部；

钻探套筒包括：

取样口，其开设于钻探套筒一端底部；

送样口，其开设于钻探套筒一端顶部；

取样套筒包括：

套筒主体，其固定安装于钻探套筒一端底部，且套筒主体一端开口正对取样口；

球形阀，其安装于套筒主体内壁顶部；

两片刀叶，其对称固定安装于套筒主体外侧；

取样装置包括：

支撑板，其固定安装于钻探套筒内壁底部；

翻转组件，其安装于支撑板顶部；

取样组件，其安装于翻转组件中部。

进一步地，所述翻转组件包括：两个滑轨一，其对称固定安装于支撑板顶部，两个滑轨一之间滑动连接有滑动件，滑动件靠近取样口一侧对称固定安装有两个连杆一，两个连杆一另一端与转轴转动连接且转轴贯穿两个连杆一，转轴中部固定安装有托块，转轴两端分别固定安装有两个连杆二，两个滑轨一靠近取样口一侧中部分别固定安装有两个滑槽板，两个连杆二另一端分别与两个滑槽板滑动连接，滑动件底部固定安装有电动伸缩杆三。

进一步地，所述取样组件包括：电动伸缩杆一，其固定安装于托块靠近取样口一侧中部，电动伸缩杆一另一端固定安装有垫板，垫板另一侧固定安装有驱动电机一，驱动电机一另一端通过联轴器安装有取样筒，托块靠近取样口一侧顶部固定安装有限位杆一，垫板通过开孔滑动连接于限位杆一。

进一步地，所述取样筒包括筒体，其通过联轴器固定安装于驱动电机一靠近取样口一端，筒体外侧开设有螺旋齿纹，筒体内壁靠近驱动电机一一端固定安装有电动伸缩杆二，电动伸缩杆二另一端固定安装有推板，推板与筒体内壁滑动连接，筒体内壁靠近驱动电机一一端贯穿开设有开孔一。

进一步地，所述球形阀包括驱动电机二，其固定安装于套筒主体内壁顶部，驱动电机二另一端通过联轴器固定安装有转珠，转珠中部贯穿开设有可供取样筒穿过的开孔二。

进一步地，所述送样装置包括两条滑轨二，其对称固定安装于支撑板远离取样套筒一侧，两条滑轨二内侧滑动连接有升降组件，升降组件远离取样套筒一侧顶部固定安装有驱动电机三，驱动电机三通过联轴器固定安装有螺纹杆，螺纹杆远离取样口一端螺纹连接有限位螺母一，升降组件远离取样套筒一侧底部固定安装有限位杆二，限位杆二远离取样口一端螺纹连接有限位螺母二，升降组件中部贯穿开设有开孔三，螺纹杆与限位杆二外侧安装有送样箱。

进一步地，所述送样箱包括箱体，箱体顶部远离取样口一侧固定安装有套筒一，套筒一螺纹连接于螺纹杆，箱体底部远离取样口一侧固定安装有套筒二，套筒二滑动连接于限位杆二，箱体可通过开孔三。

进一步地，还包括：

钻探动力件，其安装于钻探套筒顶部，且其包括：驱动电机四，其通过联轴器固定安装于钻探套筒顶部中间位置，驱动电机四另一端固定安装有液压动力件，液压动力件一侧滑动连接有滑道。

进一步地，还包括：

支架，其安装于滑道外侧中部，且其包括：弧形架，其固定安装于滑道外侧中部，弧形架外侧呈圆周阵列安装有三个三脚架。

进一步地，所述三脚架包括连接件，其固定安装于弧形架外侧，连接件另一端转动连接有三个支杆，三个支杆底部分别固定安装有三个锥形插块。

与现有技术相比，本发明提供一种地质矿产地质调查用勘查装置：

一、在钻探套筒上设置取样装置，实现钻头与取样装置的分离，在不重复旋入钻头的基础上实现不同深度地层的取样；

二是通过送样装置将钻探套筒中取样装置所采样本送至地面，实现在不将勘察装置整体取出的基础上对不同深度取样的目的，适用于多深度、长时间钻探的需要；

三是通过取样筒的结构，替代传统的旋转钻探取样方式，可以在一定程度上避免土壤层中碎石块等物体对取样结果的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的取样套筒局部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的钻探套筒局部剖面图；

图4为本发明实施例提供的取样装置结构示意图；

图5为本发明实施例提供的取样筒结构示意图；

图6为本发明实施例提供的球形阀结构示意图；

图7为本发明实施例提供的送样装置结构示意图；

图8为本发明实施例提供的钻探动力件结构示意图；

图9为本发明实施例提供的支架结构示意图。

附图标记说明：

1、钻头；2、钻探套筒；21、取样口；22、送样口；3、取样套筒；31、套筒主体；32、球形阀；321、驱动电机二；322、转珠；323、开孔二；33、刀叶；4、取样装置；41、支撑板；42、翻转组件；421、滑轨一；422、滑动件；423、连杆一；424、转轴；425、托块；426、连杆二；427、滑槽板；428、电动伸缩杆三；43、取样组件；431、电动伸缩杆一；432、垫板；433、驱动电机一；434、取样筒；4341、筒体；4342、螺旋齿纹；4343、电动伸缩杆二；4344、推板；4345、开孔一；435、限位杆一；5、送样装置；51、滑轨二；52、升降组件；53、驱动电机三；54、螺纹杆；55、限位螺母一；56、限位杆二；57、限位螺母二；58、开孔三；59、送样箱；591、箱体；592、套筒一；593、套筒二；6、钻探动力件；61、驱动电机四；62、液压动力件；63、滑道；7、支架；71、弧形架；72、三脚架；721、连接件；722、支杆；723、锥形插块。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

请参阅图1-图9，一种地质矿产地质调查用勘查装置，包括钻头1，还包括：

钻探套筒2，其安装于钻头1顶部，用于安装取样装置4、送样装置5和取样套筒3；

取样套筒3，其安装于钻探套筒2一端底部，用于配合取样装置4进行取样；

取样装置4，其安装于钻探套筒2内腔底部，用于对不同深度地层进行取样；

送样装置5，其安装于钻探套筒2内腔底部，用于将取样装置4所取样本输送至送样口22供人工取出；

钻探套筒2包括：

取样口21，其开设于钻探套筒2一端底部，用于取样筒434穿过取样口21进行地层取样；

送样口22，其开设于钻探套筒2一端顶部，用于人工将样本取出；

取样套筒3包括：

套筒主体31，其固定安装于钻探套筒2一端底部，且套筒主体31一端开口正对取样口21，供取样筒434穿过进行取样；

球形阀32，其安装于套筒主体31内壁顶部，通过球形阀32的旋转控制开合，在打开状态下可以供取样筒434穿过，在闭合状态下可以阻挡泥土进入取样套筒3，同时其球形外型可以在旋转过程中降低阻力；

两片刀叶33，其对称固定安装于套筒主体31外侧，可以在旋转过程中降低阻力，同时将土壤向上翻出；

取样装置4包括：

支撑板41，其固定安装于钻探套筒2内壁底部，用于安装翻转组件42、取样组件43、送样装置5；

翻转组件42，其安装于支撑板41顶部，用于将取样组件43进行90°翻转，将取样样本倒入送样箱59内；

取样组件43，其安装于翻转组件42中部，用于对地层进行取样。

翻转组件42包括：两个滑轨一421，其对称固定安装于支撑板41顶部，两个滑轨一421之间滑动连接有滑动件422，滑动件422靠近取样口21一侧对称固定安装有两个连杆一423，两个连杆一423另一端与转轴424转动连接且转轴424贯穿两个连杆一423，转轴424中部固定安装有托块425，转轴424两端分别固定安装有两个连杆二426，两个滑轨一421靠近取样口21一侧中部分别固定安装有两个滑槽板427，两个连杆二426另一端分别与两个滑槽板427滑动连接，滑动件422底部固定安装有电动伸缩杆三428，电动伸缩杆三428伸长或缩短，带动滑动件422沿滑轨一421上升或下降，进而带动固定安装在滑动件422一侧的两个连杆一423上升或下降，带动转轴424转动，转轴424带动固定安装在其两端的连杆二426沿滑槽板427滑动，在滑槽板427的限位作用下固定安装在转轴424中部的托块425进行90°翻转，电动伸缩杆三428与外部电源电性连接，同时其也受外部PLC编程程序控制。

取样组件43包括：电动伸缩杆一431，其固定安装于托块425靠近取样口21一侧中部，电动伸缩杆一431另一端固定安装有垫板432，垫板432另一侧固定安装有驱动电机一433，驱动电机一433另一端通过联轴器安装有取样筒434，托块425靠近取样口21一侧顶部固定安装有限位杆一435，垫板432通过开孔滑动连接于限位杆一435，电动伸缩杆一431伸长或缩短，带动垫板432在限位杆一435的限位作用下前进或后退，同时驱动电机一433通过联轴器驱动取样筒434旋转通过取样套筒3对地层进行取样，电动伸缩杆一431与外部电源电性连接，同时其也受外部PLC编程程序控制，驱动电机一433与外部电源电性连接，同时其也受外部PLC编程程序控制。

取样筒434包括筒体4341，其通过联轴器固定安装于驱动电机一433靠近取样口21一端，筒体4341外侧开设有螺旋齿纹4342，筒体4341内壁靠近驱动电机一433一端固定安装有电动伸缩杆二4343，电动伸缩杆二4343另一端固定安装有推板4344，推板4344与筒体4341内壁滑动连接，筒体4341内壁靠近驱动电机一433一端贯穿开设有开孔一4345，取样筒434旋转进入取样地层，其表面开设的螺旋齿纹4342起到减小阻力的作用，在完成取样并在电动伸缩杆一431的带动下取样筒434回到钻探套筒2内部，此时翻转组件42工作将取样组件43翻转90°，送样箱59位于取样组件43正下方，电动伸缩杆二4343伸长，将推板4344向下推动，进而将取样样本推入送样箱59内部，防止因样本过于黏稠而无法自然脱落的情况发生，同时能够将样本全部排出，确保筒体4341内壁的干净整洁，不会污染下次取样样本，电动伸缩杆二4343与外部电源电性连接，同时其也受外部PLC编程程序控制，开孔一4345用于连通推板4344顶部空间与外界空间，保证电动伸缩杆二4343正常将样本推出筒体4341。

球形阀32包括驱动电机二321，其固定安装于套筒主体31内壁顶部，驱动电机二321另一端通过联轴器固定安装有转珠322，转珠322中部贯穿开设有可供取样筒434穿过的开孔二323，驱动电机二321与外部电源电性连接，同时其也受外部PLC编程程序控制，驱动电机二321驱动转珠322转动，控制开孔二323方向，在取样过程中确保取样筒434穿过开孔二323，在钻进过程中防止土壤进入取样套筒3内部，同时利用其球形外型减小阻力。

送样装置5包括两条滑轨二51，其对称固定安装于支撑板41远离取样套筒3一侧，两条滑轨二51内侧滑动连接有升降组件52，升降组件52远离取样套筒3一侧顶部固定安装有驱动电机三53，驱动电机三53通过联轴器固定安装有螺纹杆54，螺纹杆54远离取样口21一端螺纹连接有限位螺母一55，升降组件52远离取样套筒3一侧底部固定安装有限位杆二56，限位杆二56远离取样口21一端螺纹连接有限位螺母二57，升降组件52中部贯穿开设有开孔三58，螺纹杆54与限位杆二56外侧安装有送样箱59，驱动电机三53与外部电源电性连接，同时其也受外部PLC编程程序控制，驱动电机三53驱动螺纹杆54转动，螺纹杆54带动与其螺纹连接的套筒一592移动，进而带动送样箱59移动，同时在限位杆二56的限位作用下进行直线移动，在限位螺母一55和限位螺母二57的作用下防止在旋转钻探的过程中送样箱59脱离螺纹杆54和限位杆二56的情况发生，在取样样本进入送样箱59后，驱动电机三53旋转，将箱体591通过开孔三58移动到滑轨二51另一侧，此时升降组件52工作，将送样箱59向上移动至送样口22，此时人工旋下限位螺母一55和限位螺母二57，将送样箱59取出获得样本，后将送样箱59装回，并将限位螺母一55和限位螺母二57复位，升降组件52下降，准备进行下一次取样，升降组件52包括但不限于驱动电机，驱动电机与外部电源电性连接，同时其也受外部PLC编程程序控制。

送样箱59包括箱体591，箱体591顶部远离取样口21一侧固定安装有套筒一592，套筒一592螺纹连接于螺纹杆54，箱体591底部远离取样口21一侧固定安装有套筒二593，套筒二593滑动连接于限位杆二56，箱体591可通过开孔三58。

钻探动力件6，其安装于钻探套筒2顶部，且其包括：驱动电机四61，其通过联轴器固定安装于钻探套筒2顶部中间位置，驱动电机四61另一端固定安装有液压动力件62，液压动力件62一侧滑动连接有滑道63，液压动力件62与外部电源电性连接，同时其也受外部PLC编程程序控制，液压动力件62沿滑道63上升或下降，同时驱动电机四61驱动钻探套筒2和钻头1旋转进入地层，驱动电机四61与外部电源电性连接，同时其也受外部PLC编程程序控制。

支架7，其安装于滑道63外侧中部，且其包括：弧形架71，其固定安装于滑道63外侧中部，弧形架71外侧呈圆周阵列安装有三个三脚架72。

三脚架72包括连接件721，其固定安装于弧形架71外侧，连接件721另一端转动连接有三个支杆722，三个支杆722底部分别固定安装有三个锥形插块723，在确定钻探位置后，将三脚架72的三个支杆722向外转动，形成一个稳定的三角形，并将锥形插块723插入地表起稳固作用。

工作原理：确定钻探位置后，将支架7架于该位置上方，在钻探动力件6的作用下钻头1和钻探套筒2旋入地层，在需要取样的深度停止旋转，取样装置4工作，球形阀32转动打开，取样筒434旋转钻入土层取样并将样本带回，翻转组件42工作，将取样筒434翻转90°，使样本送入到送样箱59内，送样箱59在驱动电机三53驱动下移动到滑轨二51另一侧，在升降组件52在自身动力驱动下带动送样箱59向上移动到送样口22，工人将样本取下后升降组件52带动送样箱59复位，之后多次重复上述操作，实现在不将钻头取出的前提下进行不同深度地层的取样。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种地质矿产地质调查用勘查装置，包括钻头(1)，其特征在于，还包括：

钻探套筒(2)，其安装于钻头(1)顶部；

取样套筒(3)，其安装于钻探套筒(2)一端底部；

取样装置(4)，其安装于钻探套筒(2)内腔底部；

送样装置(5)，其安装于钻探套筒(2)内腔底部；

钻探套筒(2)包括：

取样口(21)，其开设于钻探套筒(2)一端底部；

送样口(22)，其开设于钻探套筒(2)一端顶部；

取样套筒(3)包括：

套筒主体(31)，其固定安装于钻探套筒(2)一端底部，且套筒主体(31)一端开口正对取样口(21)；

球形阀(32)，其安装于套筒主体(31)内壁顶部；

两片刀叶(33)，其对称固定安装于套筒主体(31)外侧；

取样装置(4)包括：

支撑板(41)，其固定安装于钻探套筒(2)内壁底部；

翻转组件(42)，其安装于支撑板(41)顶部；

取样组件(43)，其安装于翻转组件(42)中部。

2.根据权利要求1所述的一种地质矿产地质调查用勘查装置，其特征在于，所述翻转组件(42)包括：两个滑轨一(421)，其对称固定安装于支撑板(41)顶部，两个滑轨一(421)之间滑动连接有滑动件(422)，滑动件(422)靠近取样口(21)一侧对称固定安装有两个连杆一(423)，两个连杆一(423)另一端与转轴(424)转动连接且转轴(424)贯穿两个连杆一(423)，转轴(424)中部固定安装有托块(425)，转轴(424)两端分别固定安装有两个连杆二(426)，两个滑轨一(421)靠近取样口(21)一侧中部分别固定安装有两个滑槽板(427)，两个连杆二(426)另一端分别与两个滑槽板(427)滑动连接，滑动件(422)底部固定安装有电动伸缩杆三(428)。

3.根据权利要求1所述的一种地质矿产地质调查用勘查装置，其特征在于，所述取样组件(43)包括：电动伸缩杆一(431)，其固定安装于托块(425)靠近取样口(21)一侧中部，电动伸缩杆一(431)另一端固定安装有垫板(432)，垫板(432)另一侧固定安装有驱动电机一(433)，驱动电机一(433)另一端通过联轴器安装有取样筒(434)，托块(425)靠近取样口(21)一侧顶部固定安装有限位杆一(435)，垫板(432)通过开孔滑动连接于限位杆一(435)。

4.根据权利要求3所述的一种地质矿产地质调查用勘查装置，其特征在于，所述取样筒(434)包括筒体(4341)，其通过联轴器固定安装于驱动电机一(433)靠近取样口(21)一端，筒体(4341)外侧开设有螺旋齿纹(4342)，筒体(4341)内壁靠近驱动电机一(433)一端固定安装有电动伸缩杆二(4343)，电动伸缩杆二(4343)另一端固定安装有推板(4344)，推板(4344)与筒体(4341)内壁滑动连接，筒体(4341)内壁靠近驱动电机一(433)一端贯穿开设有开孔一(4345)。

5.根据权利要求1所述的一种地质矿产地质调查用勘查装置，其特征在于，所述球形阀(32)包括驱动电机二(321)，其固定安装于套筒主体(31)内壁顶部，驱动电机二(321)另一端通过联轴器固定安装有转珠(322)，转珠(322)中部贯穿开设有可供取样筒(434)穿过的开孔二(323)。

6.根据权利要求1所述的一种地质矿产地质调查用勘查装置，其特征在于，所述送样装置(5)包括两条滑轨二(51)，其对称固定安装于支撑板(41)远离取样套筒(3)一侧，两条滑轨二(51)内侧滑动连接有升降组件(52)，升降组件(52)远离取样套筒(3)一侧顶部固定安装有驱动电机三(53)，驱动电机三(53)通过联轴器固定安装有螺纹杆(54)，螺纹杆(54)远离取样口(21)一端螺纹连接有限位螺母一(55)，升降组件(52)远离取样套筒(3)一侧底部固定安装有限位杆二(56)，限位杆二(56)远离取样口(21)一端螺纹连接有限位螺母二(57)，升降组件(52)中部贯穿开设有开孔三(58)，螺纹杆(54)与限位杆二(56)外侧安装有送样箱(59)。

7.根据权利要求6所述的一种地质矿产地质调查用勘查装置，其特征在于，所述送样箱(59)包括箱体(591)，箱体(591)顶部远离取样口(21)一侧固定安装有套筒一(592)，套筒一(592)螺纹连接于螺纹杆(54)，箱体(591)底部远离取样口(21)一侧固定安装有套筒二(593)，套筒二(593)滑动连接于限位杆二(56)，箱体(591)可通过开孔三(58)。

8.根据权利要求1所述的一种地质矿产地质调查用勘查装置，其特征在于，还包括：

钻探动力件(6)，其安装于钻探套筒(2)顶部，且其包括：驱动电机四(61)，其通过联轴器固定安装于钻探套筒(2)顶部中间位置，驱动电机四(61)另一端固定安装有液压动力件(62)，液压动力件(62)一侧滑动连接有滑道(63)。

9.根据权利要求1所述的一种地质矿产地质调查用勘查装置，其特征在于，还包括：

支架(7)，其安装于滑道(63)外侧中部，且其包括：弧形架(71)，其固定安装于滑道(63)外侧中部，弧形架(71)外侧呈圆周阵列安装有三个三脚架(72)。

10.根据权利要求9所述的一种地质矿产地质调查用勘查装置，其特征在于，所述三脚架(72)包括连接件(721)，其固定安装于弧形架(71)外侧，连接件(721)另一端转动连接有三个支杆(722)，三个支杆(722)底部分别固定安装有三个锥形插块(723)。