CN217084256U - 一种钻井勘探的土壤取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钻井勘探的土壤取样装置。包括顶部带有基座板的内筒体以及内部带有取样螺旋的外筒体，内筒体的下端插接在外筒体的上端内部，在基座板与外筒体之间安装有推杆电机；在基座板上通过内部支架安装有取样电机和控制电路板，取样电机的输出轴与取样螺旋的转轴对接连接，在基座板上还安装有带有手柄的封装外壳，在手柄上安装有控制按钮；在外筒体的侧壁中上部设有连接支筒，在连接支筒内插接连接有取样下料筒，在取样下料筒的下端可拆装地连接有样本盒；还包括蓄电池，取样电机、推杆电机、控制按钮和蓄电池与控制电路板连接。本实用新型的取样装置提升了取样操作的标准化水平，降低了取样作业的操作负担，提升了取样操作的效率。

Description

一种钻井勘探的土壤取样装置

技术领域

本实用新型属于勘探工具技术领域，尤其涉及一种钻井勘探的土壤取样装置。

背景技术

钻井勘探是指利用钻机设备从地表向地下钻进成孔，取出土壤、岩心、岩屑、各种液态、气态介质，供分析研究土壤性质、地层构造、矿产情况的探测或开发施工的工程。钻井勘探是在地球物理勘探、地球化学勘探的基础上，为进一步搞清地层情况和构造进行验证，查明有无目标矿藏，含矿区域大小、厚度与展布、地层压力等地质情况直接探查矿藏或进行矿产开发的工程技术方法。在钻井勘探的过程中通常涉及到取土样的操作，取土样是指获取少量土壤样本的作业，取得的土壤样本转移至实验室进行检验/化验，获取勘探指标数据。

在勘探过程中的取土样操作中，一般需要先去除取样点的土壤表层，采用土铲将土壤表层开挖至一定深度，之后从取样土坑内收集获取土样，土壤样本通常放置在样本盒内。现有的取样方式中通常缺少良好的辅助手段，在操作中取样人员通常只是将开挖过程中获得的松散土壤抓取并置入样本盒内，此种操作方式存在取样位置不被准确限定的问题。一般情况下，土壤的取样要求在同一位置获取足够的土壤样本(也可能是多份样本)，不同位置土壤混合后导致取样效果变差。前述技术问题是由于缺少必要的标准化取样工具所导致，令土壤取样操作人员无法执行相对标准化的取样操作，导致获取的土壤样本质量因人而异。

因此，需要开发设计一种能够让取样作业人员执行标准化取样操作的土壤取样装置，同时降低土壤取样操作的作业负担。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种提升取样操作标准化水平、降低取样作业操作负担、提升取样操作效率的钻井勘探的土壤取样装置。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种钻井勘探的土壤取样装置包括顶部带有基座板的内筒体以及内部带有取样螺旋的外筒体，内筒体的下端插接在外筒体的上端内部，在基座板与外筒体之间安装有推杆电机；在基座板上通过内部支架安装有取样电机和控制电路板，取样电机的输出轴与取样螺旋的转轴对接连接，在基座板上还安装有带有手柄的封装外壳，在手柄上安装有控制按钮；在外筒体的侧壁中上部设有连接支筒，在连接支筒内插接连接有取样下料筒，在取样下料筒的下端可拆装地连接有样本盒；还包括蓄电池，取样电机、推杆电机、控制按钮和蓄电池与控制电路板连接。

本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型提供了一种结构设计合理的钻井勘探的土壤取样装置，通过设置蓄电池、控制电路板、取样电机和推杆电机等，令本土壤取样装置为电动式工具，与现有的取样装置/工具相比，本取样装置能够充分发挥电动式工具的特性，降低操作者的作业操作负担。通过设置带有手柄的封装外壳、带有取样螺旋的外筒体以及带有样本盒的取样下料筒，实现了通过取样螺旋从同一取样位置进行土壤取样、将获取的土壤样本向样本盒内转移输送的技术效果，与现有辅助取样工具相比，本实用新型中的土壤取样装置提升了土壤取样操作的标准化水平，实现在同一位置进行连续、规范获取土样的技术效果。通过令样本盒与取样下料筒之间可拆装连接，实现了连续式多份样本取样的技术效果，显著降低了取样作业的操作负担。

通过设置推杆电机，令外筒体与取样螺旋之间的相对位置能够发生变化(取样螺旋不动，外筒体沿着轴向方向移动)，这样在需要对本取样装置进行内部土样清理时，能够令取样螺旋更多地从外筒体的下端口露出，便于进行清理操作。

优选地：取样下料筒包括对接连接的取样上筒体和取样下筒体，在取样上筒体的顶部设有与连接支筒配合的连接头套，在连接头套内设有过滤格栅，在过滤格栅的中部安装有下料电机，在取样上筒体内还设有带有多个推料叶片的下料轴，下料电机的输出轴与下料轴对接连接；下料电机与控制电路板连接。

优选地：在取样上筒体的内腔顶部安装有上筒支座，在取样下筒体的内腔中部安装有下筒支座，下料轴安装在上筒支座与下筒支座之间。

优选地：在过滤格栅的中部上方设有分料锥体。

优选地：在连接支筒的外壁上安装有支筒接线端子，在推杆电机上安装有电机接线端子，在外壳的外壁上安装有主接线端子，主接线端子与控制电路板连接，支筒接线端子和电机接线端子与主接线端子通过外置导联线连接。

优选地：在内筒体的外部设有弹簧，弹簧位于基座板与外筒体的上端面之间。

优选地：取样螺旋的下端从外筒体的下端口露出，在取样螺旋的转轴下端设有尖端。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是图1中搅拌取样筒与样本盒的剖视结构示意图。

图中：

1、样本盒；2、取样下料筒；2-1、分料锥体；2-2、过滤格栅；2-3、下料电机；2-4、联轴器；2-5、取样上筒体；2-6、下筒支座；2-7、取样下筒体；2-8、连接头套；2-9、上筒支座；2-10、下料轴；2-11、推料叶片；3、连接支筒；4、支筒接线端子；5、取样电机；6、控制电路板；7、封装外壳；8、控制按钮；9、手柄；10、主接线端子；11、内部支架；12、基座板；13、弹簧；14、内筒体；15、电机接线端子；16、推杆电机；17、外筒体；18、取样螺旋；19、尖端；20、蓄电池。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。

请参见图1，本实用新型的钻井勘探的土壤取样装置包括顶部带有基座板12的内筒体14以及内部带有取样螺旋18的外筒体17，内筒体14的下端插接在外筒体17的上端内部，在基座板12与外筒体17之间安装有推杆电机16。

取样螺旋18转动时，将土壤样本从外筒体17的下端提升至内部并沿着轴向方向上升移动。推杆电机16的作用是对基座板12与外筒体17两者之间的距离进行拉近或者疏远，当基座板12与外筒体17被拉近时，取样螺旋18的下端能够更多地从外筒体17的底部端口露出，此时便于对内部进行土壤清理工作，当基座板12与外筒体17之间的距离减小时，内筒体14更多地插入外筒体17的内部。

本实施例中，取样螺旋18的下端从外筒体17的下端口露出，在取样螺旋18的转轴下端设有尖端19。尖端19的作用是在取样操作的时候向下扎入土壤内，这样有助于定位取样点并且避免本取样装置在取样操作的过程中向侧部滑移移动。

本实施例中，在内筒体14的外部设有弹簧13，弹簧13位于基座板12与外筒体17的上端面之间。在推杆电机16工作时，即基座板12与外筒体17之间的距离发生变化时，弹簧13提供的弹力作用令前述动作更加稳定，避免松动。

在基座板12上通过内部支架11安装有取样电机5和控制电路板6，取样电机6的输出轴与取样螺旋18的转轴对接连接。如图中所示，在基座板12上安装有轴座，取样螺旋18的转轴上端安装在该轴座内，取样螺旋18的转轴中上部从内筒体14中穿过。控制电路板6用于提供整机的控制功能。

在基座板12上还安装有带有手柄9的封装外壳7，封装外壳7将内部支架11、取样电机5、控制电路板6和前述轴座封装在内部，在手柄9上安装有控制按钮8。手柄9设置有左右两个，在操作本土壤取样装置时，操作者双手分别持握两个手柄9，令本取样装置保持直立状态。控制按钮8用于操作者输入操作指令使用，如图中所示，在每个手柄9上各设置一个控制按钮8。

在外筒体17的侧壁中上部设有连接支筒3，在连接支筒3内插接连接有取样下料筒2，在取样下料筒2的下端可拆装地连接有样本盒1。其中，连接支筒3作为一个连接座使用，取样下料筒2从外筒体17内接收土样，之后将土样向底部的样本盒1输送。通过令样本盒1在取样下料筒2的下端可拆装连接，令样本盒1能够取下，通过更换多个样本盒1实现单次多份样本的取样作业，提升取样操作效率。样本盒1可以采用螺纹连接、卡扣连接等方式与取样下料筒2的下端连接，提升拆装操作的便利性。取样下料筒2的上端插装连接在连接支筒3内，因此整个取样下料筒2能够从连接支筒3上拆卸下来，这有助于进行对内部土壤的清理操作。

还包括蓄电池20，取样电机5、推杆电机16、各控制按钮8和蓄电池20与控制电路板6连接。在封装外壳7的外壁上安装有充电接头，该充电接头与控制电路板6连接，充电时采用外接电源适配器与电源连接，控制电路板6上的电源管理模块控制蓄电池20进行充电。

请参见图2，可以看出：

取样下料筒2包括对接连接的取样上筒体2-5和取样下筒体2-7，在取样上筒体2-5的顶部设有与连接支筒3配合的连接头套2-8，其中取样上筒体2-5的底部边缘与取样下筒体2-7的顶部边缘采用多个螺栓固定连接，这样便于进行拆装，利于对内部进行清理，连接头套2-8与取样上筒体2-5之间采用卡合连接或者粘接连接等方式进行连接，采用卡合连接的方式时，连接头套2-8与取样上筒体2-5之间能够分拆，这有助于对内部进行清理。

如图中所示，连接头套2-8为外扩形状，连接支筒3的形状与连接头套2-8的形状适配，连接支筒3、内筒体14和外筒体17均为不锈钢金属筒，取样下料筒2的连接头套2-8、取样上筒体2-5和取样下筒体2-7可以采用工程塑料制作，因而连接头套2-8具备一定的形变能力，令连接头套2-8与连接支筒3之间成紧配合的关系，这样当连接头套2-8插装到连接支筒3内时，两者不容易脱落，拆卸时需要用力将连接头套2-8从连接支筒3内拔出。在取样下筒体2-7的底部边缘设有用于固定样本盒1的结构，如外螺纹部、多个卡扣等，在样本盒1的顶部边缘设有相应的结构(如内螺纹部、卡槽等)。

在连接头套2-8内设有过滤格栅2-2，在过滤格栅2-2的中部安装有下料电机2-3，在取样上筒体2-5内还设有带有多个推料叶片2-11的下料轴2-10，下料电机2-3的输出轴与下料轴2-10对接连接，如图中所示，下料电机2-3的输出轴采用联轴器2-4与下料轴2-10的上端对接连接。下料电机2-3与控制电路板6连接。

过滤格栅2-2的作用是对通过的土样进行过滤，筛除内部含有的块石等杂物。下料电机2-3驱动下料轴2-10转动，下料轴2-10带动各推料叶片2-11转动，如图中所示，各推料叶片2-11的外径略小于取样上筒体2-5的内径，在各推料叶片2-11的板体上设有供土样通过的窗口，各推料叶片2-11斜置(即下料轴2-10的中心线与各推料叶片2-11的平面之间不垂直)，这样当各推料叶片2-11转动时，不仅能够对取样下料筒2内的土样进行持续搅动、起到破碎的作用，而且能够对土样进行向下推送，令土样更容易进入下方的样本盒1内。

本实施例中，为了提升下料轴2-10转动时的稳定性，在取样上筒体2-5的内腔顶部安装有上筒支座2-9，在取样下筒体2-7的内腔中部安装有下筒支座2-6，下料轴2-10安装在上筒支座2-9与下筒支座2-6之间。

本实施例中，在过滤格栅2-2的中部上方设有分料锥体2-1。分料锥体2-1的作用是令通行的土壤向四周分散开，以相对松散和分散的方式从过滤格栅2-2通过，如图中所示，下料电机2-3安装在分料锥体2-1的下方，受到分料锥体2-1的封装和防护。

在连接支筒3的外壁上安装有支筒接线端子4，下料电机2-3采用导联线与支筒接线端子4连接，在推杆电机16上安装有电机接线端子15，在封装外壳7的外壁上安装有主接线端子10，主接线端子10与控制电路板6连接，支筒接线端子4和电机接线端子15与主接线端子10通过外置导联线连接。

操作方式：

在土壤取样地点采用土铲进行开挖，去除土壤表层，得到取样用的土坑；

取样作业人员双手手持本土壤取样装置的两个手柄9，令本取样装置以直立的状态落入土坑内，取样螺旋18的下端与土坑底部接触，尖端19扎入土坑底部的土层内；

操作者通过其中一个手柄9上的控制按钮8控制本取样装置开始运转，此时取样电机15和下料电机2-3同步转动，取样螺旋18将土壤提升至外筒体17的内部并持续向上提升，土壤到达连接支筒3的位置后向侧部转移，进入取样下料筒2，在推料叶片2-11的作用下，受到破碎作用的同时向底部的样本盒1内推送转移；当样本盒1内注入一定量的土样之后，操作者可以通过控制按钮8停止取样作业，之后将当前样本盒1拆卸下来并更换另一个样本盒1，之后再次启动取样作业，直至完成多份样本的取样工作；

取样完成后，将本土壤取样装置整体提升起来，保持取样电机15和下料电机2-3继续转动，此时内部残留的土壤继续转移移动，直至从取样下料筒2的下端口排出；本取样装置带回去之后进行全面清理，此时可以将取样下料筒2从连接支筒3上拆卸下来，通过控制按钮8控制推杆电机16收缩，令取样螺旋18的底部更多地从外筒体17内露出，提升清理工作的便利性。

Claims (7)

1.一种钻井勘探的土壤取样装置，其特征是：包括顶部带有基座板(12)的内筒体(14)以及内部带有取样螺旋(18)的外筒体(17)，内筒体(14)的下端插接在外筒体(17)的上端内部，在基座板(12)与外筒体(17)之间安装有推杆电机(16)；在基座板(12)上通过内部支架(11)安装有取样电机(5)和控制电路板(6)，取样电机(5)的输出轴与取样螺旋(18)的转轴对接连接，在基座板(12)上还安装有带有手柄(9)的封装外壳(7)，在手柄(9)上安装有控制按钮(8)；在外筒体(17)的侧壁中上部设有连接支筒(3)，在连接支筒(3)内插接连接有取样下料筒(2)，在取样下料筒(2)的下端可拆装地连接有样本盒(1)；还包括蓄电池(20)，取样电机(5)、推杆电机(16)、控制按钮(8)和蓄电池(20)与控制电路板(6)连接。

2.如权利要求1所述的钻井勘探的土壤取样装置，其特征是：取样下料筒(2)包括对接连接的取样上筒体(2-5)和取样下筒体(2-7)，在取样上筒体(2-5)的顶部设有与连接支筒(3)配合的连接头套(2-8)，在连接头套(2-8)内设有过滤格栅(2-2)，在过滤格栅(2-2)的中部安装有下料电机(2-3)，在取样上筒体(2-5)内还设有带有多个推料叶片(2-11)的下料轴(2-10)，下料电机(2-3)的输出轴与下料轴(2-10)对接连接；下料电机(2-3)与控制电路板(6)连接。

3.如权利要求2所述的钻井勘探的土壤取样装置，其特征是：在取样上筒体(2-5)的内腔顶部安装有上筒支座(2-9)，在取样下筒体(2-7)的内腔中部安装有下筒支座(2-6)，下料轴(2-10)安装在上筒支座(2-9)与下筒支座(2-6)之间。

4.如权利要求3所述的钻井勘探的土壤取样装置，其特征是：在过滤格栅(2-2)的中部上方设有分料锥体(2-1)。

5.如权利要求4所述的钻井勘探的土壤取样装置，其特征是：在连接支筒(3)的外壁上安装有支筒接线端子(4)，在推杆电机(16)上安装有电机接线端子(15)，在封装外壳(7)的外壁上安装有主接线端子(10)，主接线端子(10)与控制电路板(6)连接，支筒接线端子(4)和电机接线端子(15)与主接线端子(10)通过外置导联线连接。

6.如权利要求5所述的钻井勘探的土壤取样装置，其特征是：在内筒体(14)的外部设有弹簧(13)，弹簧(13)位于基座板(12)与外筒体(17)的上端面之间。

7.如权利要求6所述的钻井勘探的土壤取样装置，其特征是：取样螺旋(18)的下端从外筒体(17)的下端口露出，在取样螺旋(18)的转轴下端设有尖端(19)。

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