CN212296231U - 一种带有取样结构的岩土钻探设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有取样结构的岩土钻探设备，包括钻头，钻头包括安装体与钻进体，安装体与钻进体的外侧壁上设有用于向上排出岩土的第一涡轮，安装体上侧固定连接有收集柱，收集柱的内部开有多个用于收集岩土样品的收集室，收集柱上设置有用于使多个收集室在不同深度分别采样的控制装置，收集柱的上端固定连接有钻杆，本实用新型实现一次钻探便可对不同深度的岩土进行取样，简化了岩土取样装置的操作，提高了岩土取样的效率。

Description

一种带有取样结构的岩土钻探设备

技术领域

本实用新型涉及岩土取样设备技术领域，具体为一种带有取样结构的岩土钻探设备。

背景技术

岩土取样装置是岩土采集的重要辅助设备，在进行岩土取样时，需要对不同深度的岩土进行采集，现有的岩土取样装置一般只设有一个收集室，一次钻探取样时，往往只能进行一次岩土采集，进行不同深度岩土采集时，一般需要将钻头从钻孔内抽出后并将其内部的岩土样品取出后重新钻探，因此在进行不同深度的岩土采样时，往往需要数次钻探才能取得岩土不同深度的样品，不便于对不同深度的岩土进行采样，加大了岩土取样装置的操作难度，因此我们提出了一种带有取样结构的岩土钻探设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带有取样结构的岩土钻探设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种带有取样结构的岩土钻探设备，包括钻头，所述钻头包括安装体与钻进体，所述安装体与钻进体的外侧壁上设有用于向上排出岩土的第一涡轮，所述安装体上侧固定连接有收集柱，所述收集柱的内部开有多个用于收集岩土样品的收集室，所述收集柱上设置有用于使多个收集室在不同深度分别采样的控制装置，所述收集柱的上端固定连接有钻杆。

优选的，所述控制装置包括套管，所述套管转动套接在收集柱的外侧壁上，所述套管上开有进样口，所述套管上滑动连接有滑杆，所述滑杆的上端固定连接有档位块，且所述档位块上端设有对档位块向下施压弹力的第一弹簧，所述档位块的侧壁上啮合连接有限位螺栓，所述限位螺栓的内端滑动连接在限位槽的内部。

优选的，所述限位槽是由多个第一卡位、多个第一滑道、多个第二卡位以及多个第二滑道组成，所述第一卡位、第一滑道、第二卡位以及第二滑道依次连接。

优选的，所述套管的外侧壁上固定连接有固定块，所述固定块的内部通过第二弹簧转动连接有用于单向顶压钻孔侧壁的顶块。

优选的，所述收集柱的上半部分罩有防护罩，所述防护罩的上端与钻杆的下端固定连接。

优选的，所述防护罩的外侧壁上设置有用于驱动岩土移动的第二涡轮。

优选的，所述收集柱的底部侧壁上开有与多个收集室相对应的多个取样口，所述取样口上啮合连接有堵帽。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过钻头带着收集柱到达指定深度时，反向转动钻头，此时收集柱上的套管会与收集柱相对转动，促使进样口与一个收集室的开口重合，这样该深度的岩土会进入收集室的内部，实现一个深度的岩土采样，再次正向转动钻头后，收集岩土的收集室关闭，到达另一深度后，再次反向转动钻头，促使收集柱上的套管再次与收集柱相对转动，促使进样口与另一个收集室的开口重合，此时该深度的岩土会进入到另一个收集室的内部，如此反复，继而实现一次钻探便可对不同深度的岩土进行取样，简化了岩土取样装置的操作，提高了岩土取样的效率。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图I；

图2为本实用新型的整体结构示意图II；

图3为本实用新型的图2的A处放大图；

图4为本实用新型的安装体、收集柱与防护罩处的爆炸图；

图5为本实用新型的限位槽与限位螺栓处的状态图I；

图6为本实用新型的限位槽与限位螺栓处的状态图II；

图7为本实用新型的限位槽与限位螺栓处的状态图III；

图8为本实用新型的收集柱、收集室与控制装置处的爆炸图；

图9为本实用新型的收集柱、收集室与取样口处的剖视图；

图10为本实用新型的防护罩、收集柱、第一弹簧与档位块处的剖视图。

图中：1、钻头，101、安装体，102、钻进体，103、第一涡轮，2、收集柱，3、收集室，4、控制装置，401、套管，402、进样口，403、滑杆，404、档位块，405、第一弹簧，406、限位螺栓，407、限位槽，4071、第一卡位，4072、第一滑道，4073、第二卡位，4074、第二滑道，5、钻杆，6、防护罩，7、第二涡轮，8、固定块，9、第二弹簧，10、顶块，11、钻孔，12、取样口，13、堵帽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-10，本实用新型提供一种技术方案：一种带有取样结构的岩土钻探设备，包括钻头1，所述钻头1包括安装体101与钻进体102，所述安装体101与钻进体102的外侧壁上设有用于向上排出岩土的第一涡轮103，如图2所示，钻进体102呈锥形状，且钻进体102的上端通过螺杆固定在安装体101的内部，钻进体102可在岩土层中向下钻探(如图1所示)，当钻进体102沿着钻孔11向下钻探时，钻下来的粉碎岩土会通过第一涡轮103向上排出，继而使钻进体102向下正常钻探，所述安装体101上侧固定连接有收集柱2，所述收集柱2的内部开有多个用于收集岩土样品的收集室3，收集室3起到收集岩土样品的作用，且收集柱2上开有使收集室3与外部连通的开口，收集岩土样品时，岩土会从开口处进入到收集室3的内部，所述收集柱2上设置有用于使多个收集室3在不同深度分别采样的控制装置4，所述收集柱2的上端固定连接有钻杆5，如图2所示，钻杆5起到支撑钻头1的作用，且钻杆5可采用拼接式的，继而增加钻头1的钻探深度，并且通过钻杆5可丈量钻头1的钻探深度，继而可便于操作者掌握并了解钻头实时的钻探深度。

具体而言，所述控制装置4包括套管401，所述套管401转动套接在收集柱2的外侧壁上，所述套管401上开有进样口402，进样口402的数量为一个，并且进样口402的尺寸与每个收集室3的开口尺寸相同，当套管401安装在收集柱2上后，通过套管401在收集柱2上的转动，继而可使进样口402与收集室3的开口重合与交错，重合时，可使岩土样品进入收集室3的内部，交错时，收集室3的开口被套管401遮住，继而起到对收集室3密封，所述套管401上滑动连接有滑杆403，所述滑杆403的上端固定连接有档位块404，档位块404套接在收集柱2的外侧壁上，滑杆403滑动连接在套管401的内部，这样档位块404能够在收集柱2上单独轴向滑动，且又能使档位块404与套管401在收集柱2上同步转动，且所述档位块404上端设有对档位块404向下施压弹力的第一弹簧405，所述档位块404的侧壁上啮合连接有限位螺栓406，所述限位螺栓406的内端滑动连接在限位槽407的内部。

具体而言，所述限位槽407是由多个第一卡位4071、多个第一滑道4072、多个第二卡位4073以及多个第二滑道4074组成，所述第一卡位4071、第一滑道4072、第二卡位4073以及第二滑道4074依次连接；

如图5所示，当该装置安装完毕时，限位螺栓406的内端处于第一个第一卡位4071处，收集柱2随着钻头1正向旋转(图5上的箭头方向为正向旋转方向)，此时限位螺栓406的内端抵在第一卡位4071的左侧壁上，此时，档位块404、滑杆403与套管401随着钻头1、收集柱2一起正向转动(此时进样口402与收集室3的开口交错，每个收集室3处于密封状态)，当钻头1钻探到指定深度时，反向转动钻头1，此时限位螺栓406的内端顺着第一滑道4072向右滑动至第二卡位4073处(如图6所示)，档位块404、滑杆403与套管401相对于收集柱2转动一定角度，使进样口402与一个收集室3的开口重合，此时限位螺栓406被第二卡位4073的右侧壁挡着，档位块404、滑杆403与套管401又会随着收集柱2反向转动(图6上的箭头方向为反向旋转方向)，当反向转动数圈后(即收集室3采集岩土样品后)，再次正向转动钻头1，此时限位螺栓406脱离第二卡位4073，并通过第一弹簧405对档位块404向下的弹力，使限位螺栓406的内端顺着第二滑道4074向右滑动至下一个第一卡位4071处(如图7所示)，在此过程中，档位块404、滑杆403与套管401相对于收集柱2转动一定角度，这样进样口402与收集室3(收集满岩土的收集室3)的开口交错使其处于密封状态，当钻头1向下钻动并到达另一深度后，再次重复上述操作，致使该深度的岩土会采集到另一个收集室3的内部，如此反复，继而实现一次钻探便可对不同深度的岩土进行取样。

如图2-3所示，为了能够确保钻头1、收集柱2在反向转动时，套管401能够与收集柱2产生相对转动，具体而言，所述套管401的外侧壁上固定连接有固定块8，所述固定块8的内部通过第二弹簧9转动连接有用于单向顶压钻孔11侧壁的顶块10，顶块10通过第二弹簧9的弹力，其一端向外翘起，当套管401随着钻头1、收集柱2正向转动时，顶块10的翘起方向与转动方向相同，继而顶块10与钻孔11的侧壁接触时，钻孔11的侧壁不会对顶块10施加顶动的力，反之，当套管401随着钻头1、收集柱2反向转动时，顶块10的翘起方向与转动方向相反，此时顶块10的翘起端会顶在钻孔11的侧壁上，此时顶块10会对套管401产生一定的转动阻力，这样当钻头1、收集柱2反向转动时，套管401相对于钻头1、收集柱2静止，此时限位螺栓406从第一卡位4071沿着第一滑道4072滑道至第二卡位4073处(进样口402与一个收集室3的开口重合)，此时限位螺栓406受到第一卡位4071侧壁的阻挡，从而使套管401克服钻孔11的侧壁对顶块10的顶力(钻孔11的侧壁为岩土层，硬度不大，使顶块10的翘起端对钻孔侧壁产生破坏)，并随着钻头1、收集柱2反向同步转动，此时可实现收集该深度位置的岩土样品。

为了防止钻孔11内部的岩土对控制装置4(第一弹簧405、档位块404、滑杆403以及限位螺栓406)的运行有所干涉，具体而言，所述收集柱2的上半部分罩有防护罩6，所述防护罩6的上端与钻杆5的下端固定连接，当该装置在钻孔11的内部向下钻动时，由钻头1钻下的岩土在向上排出的过程中会从钻孔11与防护罩6之间移动，这样防护罩6起到将岩土与控制装置4隔开的作用，这样便可使控制装置4正常运行。

具体而言，所述防护罩6的外侧壁上设置有用于驱动岩土移动的第二涡轮7，当钻杆5、钻头1正向转动时(向下钻探时)，第二涡轮7会随着正向转动，此时第二涡轮7会促使由钻头1钻下的岩土向上移动排出，从而有利于钻头1向下正常钻探，当钻杆5、钻头1反向转动时(采取岩土样品时)，第二涡轮7会促使钻孔11内部的岩土向下移动至进样口402的内部，从而有利于钻孔11内部的岩土进入收集室3的内部，利与岩土的正常采集。

为了便于将收集室3内部的岩土样品取出，具体而言，所述收集柱2的底部侧壁上开有与多个收集室3相对应的多个取样口12，所述取样口12上啮合连接有堵帽13，如图9所示，当进行对岩土样品进行采样时，通过堵帽13将取样口12堵上，当需要对收集室3内部的样品取出时，拧下堵帽13，此时收集室3内部的岩土样品会从取样口12处流出，继而实现快速将岩土样品从收集室3的内部取出。

工作原理：使用时，将钻杆5的上端安装在钻机上，通过启动钻机，实现钻杆5的正向转动，钻杆5驱使钻头1向岩土的内部钻入，钻头1向下钻动时，通过钻头1带着收集柱2到达指定深度时，此时反向转动钻头1，顶块10的翘起端会顶在钻孔11的侧壁上，此时收集柱2上的套管401会与收集柱2相对转动(此时限位螺栓406的内部从第一卡位4071沿着第一滑道4072滑道至第二卡位4073处)，此时进样口402与一个收集室3的开口重合(此时套管401随着钻头1与收集柱2同步反向转动)，这样该深度的岩土会进入收集室3的内部，实现一个深度的岩土采样，当该装置反向转动数圈后，再次正向转动钻杆5，此时钻头1与收集柱2随着钻杆5正向转动，此时套管401在收集柱2上相对转动(限位螺栓406脱离第二卡位4073并通过第一弹簧405的向下弹压，致使限位螺栓406沿着第二滑道4074到达下一个第一卡位4071上)，这样进样口402与收集岩土的收集室3开口交错，致使收集室3关闭，当钻头1向下钻动并到达另一深度后，再次重复上述操作，致使该深度的岩土会采集到另一个收集室3的内部，如此反复，继而实现一次钻探便可对不同深度的岩土进行取样。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种带有取样结构的岩土钻探设备，包括钻头(1)，其特征在于：所述钻头(1)包括安装体(101)与钻进体(102)，所述安装体(101)与钻进体(102)的外侧壁上设有用于向上排出岩土的第一涡轮(103)，所述安装体(101)上侧固定连接有收集柱(2)，所述收集柱(2)的内部开有多个用于收集岩土样品的收集室(3)，所述收集柱(2)上设置有用于使多个收集室(3)在不同深度分别采样的控制装置(4)，所述收集柱(2)的上端固定连接有钻杆(5)。

2.根据权利要求1所述的一种带有取样结构的岩土钻探设备，其特征在于：所述控制装置(4)包括套管(401)，所述套管(401)转动套接在收集柱(2)的外侧壁上，所述套管(401)上开有进样口(402)，所述套管(401)上滑动连接有滑杆(403)，所述滑杆(403)的上端固定连接有档位块(404)，且所述档位块(404)上端设有对档位块(404)向下施压弹力的第一弹簧(405)，所述档位块(404)的侧壁上啮合连接有限位螺栓(406)，所述限位螺栓(406)的内端滑动连接在限位槽(407)的内部。

3.根据权利要求2所述的一种带有取样结构的岩土钻探设备，其特征在于：所述限位槽(407)是由多个第一卡位(4071)、多个第一滑道(4072)、多个第二卡位(4073)以及多个第二滑道(4074)组成，所述第一卡位(4071)、第一滑道(4072)、第二卡位(4073)以及第二滑道(4074)依次连接。

4.根据权利要求2所述的一种带有取样结构的岩土钻探设备，其特征在于：所述套管(401)的外侧壁上固定连接有固定块(8)，所述固定块(8)的内部通过第二弹簧(9)转动连接有用于单向顶压钻孔(11)侧壁的顶块(10)。

5.根据权利要求1所述的一种带有取样结构的岩土钻探设备，其特征在于：所述收集柱(2)的上半部分罩有防护罩(6)，所述防护罩(6)的上端与钻杆(5)的下端固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种带有取样结构的岩土钻探设备，其特征在于：所述防护罩(6)的外侧壁上设置有用于驱动岩土移动的第二涡轮(7)。

7.根据权利要求1所述的一种带有取样结构的岩土钻探设备，其特征在于：所述收集柱(2)的底部侧壁上开有与多个收集室(3)相对应的多个取样口(12)，所述取样口(12)上啮合连接有堵帽(13)。

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