CN213148383U - 一种采用水平定向钻的工程地质勘察装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种采用水平定向钻的工程地质勘察装置，其包括机架，所述机架上设置有移动座，所述移动座与机架滑动连接，所述移动座沿竖直方向安装有转柱，所述转柱与移动座转动连接，所述移动座上设置有用于控制转柱转动的驱动装置，所述机架的底部设置有用于控制移动座升降的升降装置，所述机架的底部设置有用于稳固转柱的辅助装置。本申请方案中，辅助装置可以有效对转柱进行稳固，减少转柱在钻孔过程中的偏移，进而保证钻孔的准确性，确保后续实际的岩土取样与预想的岩土取样保持一致，以便于准确勘察出地质的实际情况。

Description

一种采用水平定向钻的工程地质勘察装置

技术领域

本申请涉及地质勘探的领域，尤其是涉及一种采用水平定向钻的工程地质勘察装置。

背景技术

目前在进行地质勘察工作时，一般都需要对一定地区内的土层进行取样观察研究，且为了提高样品研究的精确度，通常需要对不同层的土壤进行取样。

公告号为CN103161454B的中国专利公开了一种利用定向钻机做水平地质探查障碍物的方法，具体步骤是：在顶管施工前，采用水平定向钻设备，在顶管断面外侧上、下、左、右各钻一条水平钻引孔，引孔直径100mm，走向与顶管一致，长度与顶管长度相同，由工作井直达接收井，当引孔钻进过程中，定向钻取芯钻头遇到孤石、抛石、风化岩层障碍物时，根据取芯钻头中的传感器信号，先精确地确定其位置和标高，再在障碍物上方采用地质勘察取样装置对其进行探查判别。然而，一般的勘察取样装置在初期钻孔过程中，由于地质的影响，取芯钻孔过程初期容易发生偏斜，导致后续钻取的钻孔与实际要求的存在偏差，进而导致实际取样与预想取样存在差距，影响地质的勘察结果。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：勘察取样装置在钻孔过程中容易出现偏差，导致钻孔取样与要求不符。

实用新型内容

为了有助于改善勘察取样装置在钻孔过程中容易出现偏差的问题，本申请提供一种采用水平定向钻的工程地质勘察装置。

本申请提供的一种采用水平定向钻的工程地质勘察装置采用如下的技术方案：

一种采用水平定向钻的工程地质勘察装置，包括机架，所述机架上设置有移动座，所述移动座与机架滑动连接，所述移动座沿竖直方向安装有转柱，所述转柱与移动座转动连接，所述移动座上设置有用于控制转柱转动的驱动装置，所述机架的底部设置有用于控制移动座升降的升降装置，所述机架的底部设置有用于稳固转柱的辅助装置。

通过采用上述技术方案，开启驱动装置，带动转柱旋转，同时升降装置带动移动座竖直向下，此时转柱在移动座的重力作用下，一边旋转一边下压，从而完成对岩土的钻孔取样。在开孔初期，辅助装置可以有效对转柱进行稳固，减少转柱在钻孔过程中的偏移，进而保证钻孔的准确性，确保后续实际的岩土取样与预想的岩土取样保持一致，以便于准确勘察出地质的实际情况。

可选的，所述转柱包括转杆、心筒以及取芯钻头，所述转杆沿竖直方向安装在移动座上并与移动座转动连接，所述心筒固定在转杆远离移动座的一端，所述取芯钻头固定在心筒远离转杆的一端。

通过采用上述技术方案，驱动装置控制转杆旋转，带动心筒和取芯钻头朝地底移动并进行取样，取芯钻头可以确保转柱的有效钻孔，心筒用于收集取样的岩土，三者结合使用，可以确保勘察装置的有效取样。

可选的，所述调节装置包括安装在移动座顶面的驱动电机，所述移动座上还固定有安装座，所述安装座转动连接有转轴，所述转轴沿垂直转柱的方向水平延伸设置，所述转轴远离转柱的一端与驱动电机的输出轴之间设置有皮带组件，所述转轴通过皮带组件与驱动电机传动连接，所述转轴的另一端与转杆之间设置有曲线齿锥齿轮组件，所述转杆通过曲线齿锥齿轮组件与转轴传动连接。

通过采用上述技术方案，采用皮带传动，皮带具有弹性，可缓和冲击和振动，使传动平稳，噪音小；当过载时，皮带在轮上打滑，可防止其它零件损坏。曲线齿锥齿轮由于齿倾斜，重合度大，较直齿锥齿轮传动具有承载能力高、传动效率高、传动平稳和噪声小等优点。两种传动方式结合使用，可以保证对转柱的驱动，确保转柱钻孔取样的稳定性。

可选的，所述升降装置包括安装在机架底部的收卷轮，所述收卷轮与机架转动连接，所述收卷轮与移动座之间连接有绳索，所述机架的顶部安装有导向轮，所述导向轮与机架转动连接，所述绳索抵接在导向轮的外侧，所述绳索的一端与移动座固定连接，另一端缠绕在收卷轮上，所述机架上还设置有用于控制收卷轮的驱动组件。

通过采用上述技术方案，由于移动座的移动距离较长，并且转柱的下压钻孔依靠的是移动座的重力，采用绳索控制的方式可以有效实现移动座的移动，同时还可以降低成本，提高钻孔效率。

可选的，所述驱动组件包括安装在机架上的收卷电机，所述收卷轮的输入端连接有传动箱，所述传动箱的输入端安装有从动皮带轮，所述从动皮带轮与收卷电机的输出轴之间连接有收卷皮带。

通过采用上述技术方案，收卷皮带传动可以有效对收卷电机进行变速，同时传动箱有利于改变传动方向，保证收卷电机对收卷轮的有效驱动。该方案结构简单，有利于实现收卷轮对绳索的收卷，从而确保移动座带动转柱的有效钻孔。

可选的，所述辅助装置包括安装在机架上的两平行的固定杆，两所述固定杆上滑动连接有两滑杆，所述滑杆上设置有锁紧件，两所述滑杆靠近转柱的一侧固定有Y型杆，所述Y型杆靠近转柱的端部安装有转轮，所述转轮与Y型杆转动连接，所述转轮与转柱的外侧壁相抵接。

通过采用上述技术方案，在转柱的转动过程中，转轮与转柱抵接，转轮随转柱一起旋转，可以有效减少转柱在钻孔过程中的偏移，确保转柱的有效取样。该方案结构简单，有利于快速安装，并实现对转柱的稳固，提高了钻孔取样的稳定性，从而确保了地质勘察结果的准确性。

可选的，所述滑杆的两端固设有滑套，所述滑套套设在固定杆的外侧并与固定杆滑动连接，所述锁紧件包括锁紧螺栓，所述锁紧螺栓的端部贯穿滑套的侧壁并抵接在固定杆的外侧，所述锁紧螺栓与滑套螺纹连接。

通过采用上述技术方案，滑杆滑动连接在固定杆上，有利于实现对Y型杆的移动，锁紧螺栓则可以对滑杆的位置进行锁紧固定，确保转轮与转柱的抵接。锁紧螺栓易于获取，锁紧操作简单，锁紧稳定性强，有利于实现对滑杆的快速锁紧和解锁。

可选的，所述锁紧螺栓远离滑套的一端设置有手执部。

通过采用上述技术方案，手执部的设置可以方便工作人员的操作，提高对滑杆锁紧和解锁的效率，并且还可以起到省力的作用，提高操作的便捷性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.开启驱动装置，带动转柱旋转，同时升降装置带动移动座竖直向下，此时转柱在移动座的重力作用下，一边旋转一边下压，从而完成对岩土的钻孔取样。在钻孔初期，辅助装置可以有效对转柱进行稳固，减少转柱在钻孔过程中的偏移，进而保证钻孔的准确性，确保后续实际的岩土取样与预想的岩土取样保持一致，以便于准确勘察出地质的实际情况；

2.在转柱的转动过程中，转轮与转柱抵接，转轮随转柱一起旋转，可以有效减少转柱在钻孔过程中的偏移，确保转柱的有效取样。该辅助装置结构简单，有利于快速安装，并实现对转柱的稳固，提高了钻孔取样的稳定性，从而确保了地质勘察结果的准确性。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例的驱动装置的结构示意图。

图3是本申请实施例的驱动装置的另一视角图。

图4是本申请实施例的升降装置的结构示意图。

图5是本申请实施例的辅助装置的结构示意图。

附图标记说明：1、机架；2、移动座；31、驱动电机；32、安装座；33、转轴；41、第一皮带轮；42、第二皮带轮；43、第三皮带轮；44、第四皮带轮；45、第一皮带；46、第二皮带；47、固定座；48、传动转轴；51、锥齿轮；52、曲线齿；53、转动座；6、转柱；61、转杆；62、心筒；63、取芯钻头；71、收卷轮；72、收卷座；73、绳索；74、导向轮；75、传动箱；76、从动皮带轮；77、收卷皮带；78、主动皮带轮；79、收卷电机；81、固定杆；82、滑杆；821、滑套；822、锁紧螺栓；823、手执部；84、Y型杆；85、转轮。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种采用水平定向钻的工程地质勘察装置。参照图1，包括机架1，机架1上安装有移动座2，移动座2沿竖直方向与机架1滑动连接，移动座2上设置有转柱6，转柱6与移动座2转动连接，移动座2上设置有用于驱动转柱6旋转的驱动装置，所述机架1的底部设置有用于控制移动座2升降的升降装置，机架1的底部还设置有用于稳固转柱6的辅助装置。

驱动装置控制转柱6旋转，升降装置控制移动座2上下移动，由于移动座2较重，转柱6一边旋转一边下压，同时辅助装置可以有效对转柱6的偏移进行纠正，从而完成对岩土进行钻孔取芯工作。

参照图2，驱动装置包括安装在移动座2上的驱动电机31，移动座2上还设置有安装座32，安装座32上转动连接有转轴33，转轴33沿垂直转柱6的方向水平延伸，转轴33远离转柱6的一端与驱动电机31的输出轴之间设置有皮带组件，驱动电机31通过皮带组件与转轴33传动连接。

本实施例中，皮带组件包括第一皮带轮41、第二皮带轮42、第三皮带轮43以及第四皮带轮44，第一皮带轮41安装在驱动电机31的输出轴上，移动座2的顶面还安装有固定座47，固定座47上转动连接有传动转轴48，第二皮带轮42和第三皮带轮43安装在传动转轴48的一端，第一皮带轮41和第二皮带轮42均位于同一平面，第一皮带轮41的直径小于第二皮带轮42的直径，第一皮带轮41和第二皮带轮42之间连接有第一皮带45；第四皮带轮44安装在转轴33远离转柱6的一端，第三皮带轮43和第四皮带轮44均位于同一平面，第三皮带轮43的直径小于第四皮带轮44，第三皮带轮43和第四皮带轮44之间连接有第二皮带46。驱动电机31旋转，通过皮带组件传动给转轴33，这样的设置可以有效保证对转轴33的驱动，并且减少出现过载的现象。

参照图3，转轴33靠近转柱6的一端与转柱6之间设置有曲线齿锥齿轮组件，转轴33通过曲线齿锥齿轮组件与转柱6传动连接。本实施例中，曲线齿锥齿轮组件包括锥齿轮51和曲线齿52，锥齿轮51固定在转轴33靠近转柱6的一端，曲线齿52固定在转柱6的外周面，锥齿轮51和曲线齿52相啮合。

此外，安装座32靠近转柱6的一侧还固定有两转动座53，两转动座53平行设置，转柱6沿竖直方向穿过两转动座53并与两转动座53转动连接。转动座53与曲线齿52的组合使用，可以有效减少转柱6在转动过程中的偏移，提高转柱6在转动过程中的稳定性。

参照图1和图4，升降装置包括设置在机架1下方的收卷轮71，机架1上还固定有收卷座72，收卷轮71安装在收卷座72上并与收卷座72转动连接。收卷轮71与移动座2之间连接有绳索73，绳索73的一端与移动座2固定，绳索73的另一端缠绕在收卷轮71上。此外，机架1的顶部还转动连接有导向轮74，绳索73抵接在导向轮74的外侧。机架1上还设置有用于控制收卷轮71收卷的驱动组件。

其中，驱动组件包括安装在机架1上的收卷电机79，收卷电机79的输出轴安装有主动皮带轮78，收卷轮71的输入端传动连接有传动箱75，传动箱75里面设置有锥齿轮组件，传动箱75的输入端安装有从动皮带轮76，从动皮带轮76与主动皮带轮78之间连接有收卷皮带77。此外，主动皮带轮78的直径小于从动皮带轮76的直径，从而对收卷电机79进行降速调节。

参照图1和图5，转柱6包括转杆61、心筒62以及取芯钻头63，转杆61沿竖直方向转动连接在移动座2上，心筒62固定在转杆61远离移动座2的一端，心筒62呈中空结构用于收集样本，取芯钻头63固定在心筒62远离转杆61的一端。本实施例中，取芯钻头63选用孕镶金刚石取芯钻头，该种钻头强度高，能有效降低磨损，延长钻头的使用寿命。

参照图1和图5，辅助装置包括安装在机架1上的两固定杆81，两固定杆81平行设置，两固定杆81上安装有两滑杆82，两滑杆82分布在转杆61的两侧，滑杆82的两端固定有滑套821，滑套821套设在固定杆81的外侧并与固定杆81滑动连接。其中，滑杆82靠近转柱6的一侧固定有Y型杆84，Y型杆84靠近转柱6的端部安装有转轮85，转轮85与Y型杆84转动连接，转轮85与转柱6的外周面抵接，转柱6转动时，转轮85随之转动，滑套821上还设置有锁紧件。

其中，锁紧件包括锁紧螺栓822，锁紧螺栓822的端部贯穿滑套821的一侧壁并抵接在固定杆81的外侧，锁紧螺栓822与滑套821螺纹连接。此外，锁紧螺栓822远离滑套821的一端还设置有手执部823，手执部823的设置进一步方便工作人员对锁紧螺栓822进行操作。

调整滑杆82，使Y型杆84上的转轮85抵接转柱6的外侧，转柱6转动时，带动转轮85转动，转轮85的设置可以减少转柱6在钻孔过程中的摆动，提高转柱6在钻孔过程中的稳定性，从而保证钻孔取芯的准确性。

本申请实施例一种采用水平定向钻的工程地质勘察装置的实施原理为：驱动电机31开启，通过皮带组件和曲线齿锥齿轮组件带动转柱6旋转，同时收卷电机79带动收卷轮71收卷，移动座2在重力作用下竖直朝下，此时转柱6一边旋转一边下压，从而完成对岩土的钻孔取样。在开孔初期，辅助装置可以有效对转柱6进行稳固，减少转柱6在钻孔过程中的偏移，保证钻孔的准确性，确保后续实际的岩土取样与预想的岩土取样保持一致，以便于准确勘察出地质的实际情况。

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 (8)

1.一种采用水平定向钻的工程地质勘察装置，其特征在于：包括机架(1)，所述机架(1)上设置有移动座(2)，所述移动座(2)与机架(1)滑动连接，所述移动座(2)沿竖直方向安装有转柱(6)，所述转柱(6)与移动座(2)转动连接，所述移动座(2)上设置有用于控制转柱(6)转动的驱动装置，所述机架(1)的底部设置有用于控制移动座(2)升降的升降装置，所述机架(1)的底部设置有用于稳固转柱(6)的辅助装置。

2.根据权利要求1所述的一种采用水平定向钻的工程地质勘察装置，其特征在于：所述转柱(6)包括转杆(61)、心筒(62)以及取芯钻头(63)，所述转杆(61)沿竖直方向安装在移动座(2)上并与移动座(2)转动连接，所述心筒(62)固定在转杆(61)远离移动座(2)的一端，所述取芯钻头(63)固定在心筒(62)远离转杆(61)的一端。

3.根据权利要求1所述的一种采用水平定向钻的工程地质勘察装置，其特征在于：所述驱动装置包括安装在移动座(2)顶面的驱动电机(31)，所述移动座(2)上还固定有安装座(32)，所述安装座(32)转动连接有转轴(33)，所述转轴(33)沿垂直转柱(6)的方向水平延伸设置，所述转轴(33)远离转柱(6)的一端与驱动电机(31)的输出轴之间设置有皮带组件，所述转轴(33)通过皮带组件与驱动电机(31)传动连接，所述转轴(33)的另一端与转杆(61)之间设置有曲线齿锥齿轮组件，所述转杆(61)通过曲线齿锥齿轮组件与转轴(33)传动连接。

4.根据权利要求1所述的一种采用水平定向钻的工程地质勘察装置，其特征在于：所述升降装置包括安装在机架(1)底部的收卷轮(71)，所述收卷轮(71)与机架(1)转动连接，所述收卷轮(71)与移动座(2)之间连接有绳索(73)，所述机架(1)的顶部安装有导向轮(74)，所述导向轮(74)与机架(1)转动连接，所述绳索(73)抵接在导向轮(74)的外侧，所述绳索(73)的一端与移动座(2)固定连接，另一端缠绕在收卷轮(71)上，所述机架(1)上还设置有用于控制收卷轮(71)的驱动组件。

5.根据权利要求4所述的一种采用水平定向钻的工程地质勘察装置，其特征在于：所述驱动组件包括安装在机架(1)上的收卷电机(79)，所述收卷轮(71)的输入端连接有传动箱(75)，所述传动箱(75)的输入端安装有从动皮带轮(76)，所述从动皮带轮(76)与收卷电机(79)的输出轴之间连接有收卷皮带(77)。

6.根据权利要求1所述的一种采用水平定向钻的工程地质勘察装置，其特征在于：所述辅助装置包括安装在机架(1)上的两平行的固定杆(81)，两所述固定杆(81)上滑动连接有两滑杆(82)，所述滑杆(82)上设置有锁紧件，两所述滑杆(82)靠近转柱(6)的一侧固定有Y型杆(84)，所述Y型杆(84)靠近转柱(6)的端部安装有转轮(85)，所述转轮(85)与Y型杆(84)转动连接，所述转轮(85)与转柱(6)的外侧壁相抵接。

7.根据权利要求6所述的一种采用水平定向钻的工程地质勘察装置，其特征在于：所述滑杆(82)的两端固设有滑套(821)，所述滑套(821)套设在固定杆(81)的外侧并与固定杆(81)滑动连接，所述锁紧件包括锁紧螺栓(822)，所述锁紧螺栓(822)的端部贯穿滑套(821)的侧壁并抵接在固定杆(81)的外侧，所述锁紧螺栓(822)与滑套(821)螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的一种采用水平定向钻的工程地质勘察装置，其特征在于：所述锁紧螺栓(822)远离滑套(821)的一端设置有手执部(823)。

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