CN217237264U - 取样系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种取样系统。取样系统包括：钻机动力组件；钻杆，钻机动力组件与钻杆丝扣连接；空压机组件，空压机组件通过钻机动力组件与钻杆的内部连通；顶部取样器，顶部取样器与钻杆远离钻机动力组件的一端连接，且顶部取样器远离钻杆的一端具有第一取样腔。本实用新型解决了现有技术中工程勘察取样真实性、全面性、精准性、完整性差，扰动大，且取样严重污染的问题。

Description

取样系统

技术领域

本实用新型涉及工程勘察和环境勘察设备领域，具体而言，涉及一种取样系统。

背景技术

目前，我国在工程勘察取样(取芯)中主要采用30钻机重力标贯锤取土样，回转重力加压泥浆护壁取芯。然而由于回转钻进泥浆护壁方法不能很好的切削砾径较大和强度较高的卵石，且泥浆护壁也不能防止孔壁的坍塌，而泥浆循环携带岩粉的同时还会把地层中的气体、液体、泥、砂以及细小卵砾等一起排出孔外。因此，采用回转钻进泥浆护壁的方法不能真实、全面、精准、完整且无污染的对砂卵层、人工堆积和回填地层进行取样，即取出的岩土样品不能真实反映原状地层的情况。并且，在对金矿尾矿坝环境勘察取样中，由于在金矿的开采过程中会使用到有剧毒的氰化钾，所以金矿尾矿在研磨后会产生含有氰化钾的如泥砂状的细小颗粒物质，而氰化钾又极易溶于水，如果采用传统工艺进行取样，则钻进时泥浆会将大部分细小颗粒包括尾矿中的氰化钾在内携带涌出孔外，因此会影响样品的完整性和真实性。而且传统取样工艺无法防止孔壁坍塌，如果孔壁坍塌就会导致本回次取样的样品可能是上段地层坍塌的部分，而这种情况会直接丧失所取样品的真实性。

因此，现有技术中存在工程勘察取样真实性、全面性、精准性、完整性差，扰动大，且取样严重污染的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种取样系统，以解决现有技术中工程勘察取样真实性、全面性、精准性、完整性差，扰动大，且取样严重污染的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种取样系统，包括：钻机动力组件；钻杆，钻机动力组件与钻杆丝扣连接；空压机组件，空压机组件通过钻机动力组件与钻杆的内部连通；顶部取样器，顶部取样器与钻杆远离钻机动力组件的一端连接，且顶部取样器远离钻杆的一端具有第一取样腔。

进一步地，顶部取样器包括：取样接头，取样接头的一端与钻杆连接；取样管，取样管具有第一取样腔，且取样接头的另一端与取样管连接；取样钻头，取样钻头设置在取样管远离取样接头的一端，且取样钻头远离取样管的一端具有多个钻头结构。

进一步地，取样接头具有沿其轴向延伸的第二取样腔，第二取样腔与第一取样腔连通。

进一步地，第一取样腔的中线、第二取样腔的中线、取样管的轴线重合。

进一步地，取样管两端的内侧壁分别具有台阶面，取样接头与取样管连接的一端、取样钻头与取样管连接的一端分别伸入取样管并分别与对应的台阶面抵接。

进一步地，取样接头靠近取样管的一端具有第一收缩段，第一收缩段伸入取样管并与取样管连接；取样接头远离取样管的一端具有第二收缩段，第二收缩段伸入钻杆并与钻杆连接。

进一步地，第二收缩段为变径结构，且第二收缩段的直径沿远离取样管的方向逐渐收缩。

进一步地，取样钻头具有与第一取样腔连通的取样开口，多个钻头结构等间隔设置在取样开口的外缘。

进一步地，取样开口的内侧壁具有多个螺旋缺口，相邻的两个钻头结构之间对应设置有一个螺旋缺口。

进一步地，螺旋缺口的内壁面为抛物面。

应用本实用新型的技术方案，本申请中的取样系统包括钻机动力组件、钻杆、空压机组件和顶部取样器。钻机动力组件与钻杆丝扣连接；空压机组件通过钻机动力组件与钻杆的内部连通；顶部取样器与钻杆远离钻机动力组件的一端连接，且顶部取样器远离钻杆的一端具有第一取样腔。

使用本申请中的取样系统时，由于取样系统具有钻机动力组件和空压机组件，所以能够通过钻机动力组件和空压机组件提供回转、冲击、加压等功能。从而不需要向钻杆送入高压气体、或高压气体与泡沫或水的混合体等介质。并且，能够使顶部冲击回转套管跟进护壁钻凿与顶部冲击回转勘察取样交替重复进行。从而本申请的取样系统能够实现全面、完整、准确、真实、无污染的勘察取样。需要指出的是，由于在本申请中顶部取样器具有第一取样腔，所以能够通过第一取样腔来盛放或者容纳所取的土样。同时在取满样品或取样进尺缓慢时，将顶部取样器取出。然后将从地层中取的样品从顶部取样器的第一取样腔中取出。再下入带有小钻头的小钻杆和带有大钻头的外套管，钻进到第二次取样品的位置。起拔出小钻杆，再将顶部取样器上部与小钻杆连接并下入到第二次取样位置进行取样，以实现重复交替完成全孔取样。所以本申请中的取样系统能够专门用于砂卵和人工堆积、回填、尾矿坝等坍塌、破碎复杂地层的取样。因此，本申请中的取样系统有效地解决了现有技术中工程勘察取样真实性、全面性、精准性、完整性差，扰动大，且取样严重污染的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的一个具体实施例的取样系统的结构示意图；

图2示出了图1中的取样系统的顶部取样器的结构示意图；

图3示出了图2中的顶部取样器的取样接头的结构示意图；

图4示出了图2中的顶部取样器的取样管的结构示意图；

图5示出了图2中的顶部取样器的取样钻头的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、钻机动力组件；20、钻杆；30、空压机组件；40、顶部取样器；41、第一取样腔；42、取样接头；421、第二取样腔；422、第一收缩段；423、第二收缩段；43、取样管；431、台阶面；44、取样钻头；441、钻头结构；442、取样开口；443、螺旋缺口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

为了解决现有技术中工程勘察取样真实性、全面性、精准性、完整性差，扰动大，且取样严重污染的问题，本申请提供了一种取样系统。

如图1至图5所示，本申请中的取样系统包括钻机动力组件10、钻杆20、空压机组件30和顶部取样器40。钻机动力组件10与钻杆20丝扣连接；空压机组件30通过钻机动力组件10与钻杆20的内部连通；顶部取样器40与钻杆20远离钻机动力组件10的一端连接，且顶部取样器40远离钻杆20的一端具有第一取样腔41。

使用本申请中的取样系统时，由于取样系统具有钻机动力组件10和空压机组件30，所以能够通过钻机动力组件10和空压机组件30提供回转、冲击、加压等功能。从而不需要向钻杆20送入高压气体、或高压气体与泡沫或水的混合体等介质。并且，能够使顶部冲击回转套管跟进护壁钻凿与顶部冲击回转勘察取样交替重复进行。从而本申请的取样系统能够实现全面、完整、准确、真实、无污染的勘察取样。需要指出的是，由于在本申请中顶部取样器40具有第一取样腔41，所以能够通过第一取样腔41来盛放或者容纳所取的土样。同时在取满样品或取样进尺缓慢时，将顶部取样器40取出。然后将从地层中取的样品从顶部取样器40的第一取样腔41中取出。再下入带有小钻头的小钻杆和带有大钻头的外套管，钻进到第二次取样品的位置。起拔出小钻杆20，再将顶部取样器40上部与小钻杆20连接并下入到第二次取样位置进行取样，以实现重复交替完成全孔取样。所以本申请中的取样系统能够专门用于砂卵和人工堆积、回填、尾矿坝等坍塌、破碎复杂地层的取样。因此，本申请中的取样系统有效地解决了现有技术中工程勘察取样真实性、全面性、精准性、完整性差，扰动大，且取样严重污染的问题。

具体地，顶部取样器40包括取样接头42、取样管43以及取样钻头44。取样接头42的一端与钻杆20连接；取样管43具有第一取样腔41，且取样接头42的另一端与取样管43连接；取样钻头44设置在取样管43远离取样接头42的一端，且取样钻头44远离取样管43的一端具有多个钻头结构441。通过设置取样接头42，能够方便顶部取样器40与钻杆20进行连接，从而保证钻杆20能够带动顶部取样器40运动并进行取样。而通过设置取样管43则能够保证顶部取样器40可以具有充足的空间来容纳所取的土样。并且，通过设置取样钻头44则能够保证顶部取样器40可以更加容易地钻入地下并进行取样，同时还能够保证土样可以更加容易地进入到取样管43的内部。

优选地，取样接头42具有沿其轴向延伸的第二取样腔421，第二取样腔421与第一取样腔41连通。通过这样设置可以进一步增加土样的容纳空间，从而保证顶部取样器40可以获得更多的土样。

可选地，第一取样腔41的中线、第二取样腔421的中线、取样管43的轴线重合。通过这样设置，可以是土样能够更加容易地进入到第一取样腔41和第二取样腔421或者更加容易地从第一取样腔41和第二取样腔421内取出并减少在第一取样腔41和第二取样腔421内的残留。

可选地，取样管43两端的内侧壁分别具有台阶面431，取样接头42与取样管43连接的一端、取样钻头44与取样管43连接的一端分别伸入取样管43并分别与对应的台阶面431抵接。通过这样设置，可以有效地保证取样结构与取样管43、取样钻头44与取样管43之间连接的稳定性。

优选地，取样接头42靠近取样管43的一端具有第一收缩段422，第一收缩段422伸入取样管43并与取样管43连接；取样接头42远离取样管43的一端具有第二收缩段423，第二收缩段423伸入钻杆20并与钻杆20连接。通过这样设置可以保证取样接头42与钻杆20之间连接的稳定性。

可选地，第二收缩段423为变径结构，且第二收缩段423的直径沿远离取样管43的方向逐渐收缩。通过这样设置可以有效地保证钻杆20与取样接头42之间的密封性能。

具体地，取样钻头44具有与第一取样腔41连通的取样开口442，多个钻头结构441等间隔设置在取样开口442的外缘。通过这样设置可以保证待取的土样能够通过取样开口442进入到第一取样腔41的内部。

可选地，取样开口442的内侧壁具有多个螺旋缺口443，相邻的两个钻头结构441之间对应设置有一个螺旋缺口443。通过这样设置能够有效地防止土样堵在取样开口442的附近而不能顺利进入第一取样腔41。

优选地，螺旋缺口443的内壁面为抛物面。钻头结构441为球齿合金。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1、有效地解决了现有技术中工程勘察取样真实性、全面性、精准性、完整性差，扰动大，且取样严重污染的问题；

2、结构简单，性能稳定。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种取样系统，其特征在于，包括：

钻机动力组件(10)；

钻杆(20)，所述钻机动力组件(10)与所述钻杆(20)丝扣连接；

空压机组件(30)，所述空压机组件(30)通过所述钻机动力组件(10)与所述钻杆(20)的内部连通；

顶部取样器(40)，所述顶部取样器(40)与所述钻杆(20)远离所述钻机动力组件(10)的一端连接，且所述顶部取样器(40)远离所述钻杆(20)的一端具有第一取样腔(41)。

2.根据权利要求1所述的取样系统，其特征在于，所述顶部取样器(40)包括：

取样接头(42)，所述取样接头(42)的一端与所述钻杆(20)连接；

取样管(43)，所述取样管(43)具有所述第一取样腔(41)，且所述取样接头(42)的另一端与所述取样管(43)连接；

取样钻头(44)，所述取样钻头(44)设置在所述取样管(43)远离所述取样接头(42)的一端，且所述取样钻头(44)远离所述取样管(43)的一端具有多个钻头结构(441)。

3.根据权利要求2所述的取样系统，其特征在于，所述取样接头(42)具有沿其轴向延伸的第二取样腔(421)，所述第二取样腔(421)与所述第一取样腔(41)连通。

4.根据权利要求3所述的取样系统，其特征在于，所述第一取样腔(41)的中线、所述第二取样腔(421)的中线、所述取样管(43)的轴线重合。

5.根据权利要求2所述的取样系统，其特征在于，所述取样管(43)两端的内侧壁分别具有台阶面(431)，所述取样接头(42)与所述取样管(43)连接的一端、所述取样钻头(44)与所述取样管(43)连接的一端分别伸入所述取样管(43)并分别与对应的所述台阶面(431)抵接。

6.根据权利要求5所述的取样系统，其特征在于，

所述取样接头(42)靠近所述取样管(43)的一端具有第一收缩段(422)，所述第一收缩段(422)伸入所述取样管(43)并与所述取样管(43)连接；

所述取样接头(42)远离所述取样管(43)的一端具有第二收缩段(423)，所述第二收缩段(423)伸入所述钻杆(20)并与所述钻杆(20)连接。

7.根据权利要求6所述的取样系统，其特征在于，所述第二收缩段(423)为变径结构，且所述第二收缩段(423)的直径沿远离所述取样管(43)的方向逐渐收缩。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的取样系统，其特征在于，所述取样钻头(44)具有与所述第一取样腔(41)连通的取样开口(442)，多个所述钻头结构(441)等间隔设置在所述取样开口(442)的外缘。

9.根据权利要求8所述的取样系统，其特征在于，所述取样开口(442)的内侧壁具有多个螺旋缺口(443)，相邻的两个所述钻头结构(441)之间对应设置有一个所述螺旋缺口(443)。

10.根据权利要求9所述的取样系统，其特征在于，所述螺旋缺口(443)的内壁面为抛物面。

Images