CN217925749U - 一种松散土层低扰动跟管钻进土壤取样钻具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种松散土层低扰动跟管钻进土壤取样钻具，包括转换接头、内管接头、内管、外管、取样组件；所述转换接头的下端设有安装腔，钻杆穿过所述转换接头在所述内管所述安装腔内与所述内管接头的顶部轴连接，所述内管接头的顶部连接有轴承组件，所述轴承组件可转动安装在所述安装腔的内壁上；所述内管接头的下端与所述内管连接，所述内管与所述外管是同轴管，所述内管位于所述外管内部；所述外管的顶部与所述转换接头固定连接，所述外管的底部安装有所述取样组件。在松散地层条件下，本钻具采用固定装置使内管静压方式钻进，实现了内管样本的低扰动。
Description
技术领域
本实用新型涉及取样设备领域，具体涉及一种松散土层低扰动跟管钻进土壤取样钻具。
背景技术
土壤采样是指采集土壤样品的方法，是地质调查的重要调查方法，一般包括采样的布设和取样技术。采剖面土样，应在剖面观察记载结束后进行。
在采样前应先将剖面整修、清理，削去最表层的浮土，然后再按层次自上而下逐层从中心典型部位取样。
现有的土壤取样钻具钻进方式多为冲击钻进或者旋转钻进方式，这样会造成取样样本的扰动，影响数据的真实性和准确性。另外现有土壤取样钻具在取样时需要整体起拔，效率偏低。现有钻具内管6是采用螺纹连接，取样时要频繁拆装，效率偏低。
实用新型内容
为解决上述技术问题，实用新型提供一种松散土层低扰动跟管钻进土壤取样钻具。
本实用新型的技术方案是：
一种松散土层低扰动跟管钻进土壤取样钻具，
包括转换接头、内管接头、内管、外管、取样组件；
所述转换接头的下端设有安装腔，钻杆穿过所述转换接头在所述内管所述安装腔内与所述内管接头的顶部轴连接，
所述内管接头的顶部连接有轴承组件，所述轴承组件可转动安装在所述安装腔的内壁上；
所述内管接头的下端与所述内管连接，所述内管与所述外管是同轴管，所述内管位于所述外管内部；
所述外管的顶部与所述转换接头固定连接，所述外管的底部安装有所述取样组件。
其中，所述内管的底部安装有蟹爪，所述蟹爪由若干弹性片组成，所述弹性片的底端安装在所述内管底部的边缘，所述弹性片的顶部在所述内管的轴心处相接触。
其中，所述取样组件包括钻头和固定刃口，所述钻头为环形管件，所述钻头与所述外管的底部固定连接，所述钻头的上安装有所述固定刃口。
其中，所述轴承组件包括轴承套和角接触球轴承，所述安装腔内设有滑行内槽，所述轴承套的外环壁上设有滑行外槽，所述角接触球轴承滑动安装在所述滑行内槽和滑行外槽之间。
其中，所述内管接头的下端设有内管压环，所述内管的顶部套接在所述内管压环外周。
其中，所述内管压环外壁与所述内管内壁之间设有张紧环。
其中，所述内管压环设有环形锥形台，所述锥形台的底部边缘与所述内管内壁配合，所述锥形台的斜面与所述内管内壁之间设有张紧环。
其中，所述张紧环是开槽的不封闭圆环，所述张紧环由弹性材料制得。
其中，所述转换接头与所述外管通过螺纹连接。
其中，所述外管底部与所述钻头螺纹连接。
本实用新型的松散土层低扰动跟管钻进土壤取样钻具，具有以下优点：
(1)、在松散地层条件下，本钻具采用固定装置使内管静压方式钻进，实现了内管样本的低扰动；
(2)、本钻具采用跟管钻进的方式钻进，可以在取样时只需要提取内管的样本，外管则留在孔内。可以减少拆卸和安装的步骤，提高效率。外管留在孔内也可以维持孔壁，为下次取样提供保障；
(3)、内管与钻杆连接处采用有锥度的张紧环来连接，在取样时可以轻松取下内管的样本。内管采用塑料管，提取样本后与样本共同保存，快速更换新内管可以提高样本保真度，同时增加效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为内管连接处局部放大图；
其中，转换接头1、轴承套2、角接触球轴承3、内管接头4、内管压环5、内管6、张紧环7、外管8、蟹爪9、钻头10，固定刃口11。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
本实用新型采取递进式的描述方法。
如图1和图2所示，一种松散土层低扰动跟管钻进土壤取样钻具，
包括转换接头1、内管接头4、内管6、外管8、取样组件；
所述转换接头1的下端设有安装腔，钻杆穿过所述转换接头1在所述内管6所述安装腔内与所述内管接头4的顶部轴连接，
所述内管接头4的顶部连接有轴承组件，所述轴承组件可转动安装在所述安装腔的内壁上；
所述内管接头4的下端与所述内管6连接，所述内管6与所述外管8是同轴管，所述内管6位于所述外管8内部；
所述外管8的顶部与所述转换接头1固定连接，所述外管8的底部安装有所述取样组件。
钻机旋转机控制主动钻杆旋转，主动钻杆将旋转动力传导至转换接头1，转换接头1将旋转动力传导到外管8和取样组件，从而实现钻进。此时操作者同时对转换接头1施以向下的压力，压力经转换接头1传导到轴承组件和钻杆，再经内管接头4传导到内管6和取样组件。因此在钻进时，向下的压力经传导到取样组件实现它向下的进给，旋转动力则传导到钻头10让钻头10与固定刃口11同步进给。
当完成一段钻杆的进给时，需要松开转换接头1的螺纹，拆开转换接头1后将一根钻杆的公接头与内管接头4连接，钻杆母接头与轴承套2的内孔连接，同步增加一根外管8与原来外管8连接，重新装好转换接头1后可以进行下一段的钻进工作。当要提取钻杆取样时，将转换接头1拆开，外管8在孔洞里保持不动，提起里面的钻杆则可以将内管6和样本提起，松开内管接头4与内管6的连接，可以轻松将内管6连同里面的样本整段取出存放。将新的内管6套进内管接头4，锁紧内管压环5固定好新的内管6后，同步增加一段外管8和钻杆则可以将内管6放进外管8的孔洞进行下一步的钻进工作。
其中，所述内管6的底部安装有蟹爪9，所述蟹爪9由若干弹性片组成，所述弹性片的底端安装在所述内管6底部的边缘，所述弹性片的顶部在所述内管6的轴心处相接触。弹性片可以是铁片，当钻具向下钻进时，样品从蟹爪9进入到内管6中，此时弹性片的顶部由于受到样品向上的压力，向内管6的上端移动，此时蟹爪9打开，样品可以顺利进入到内管6中，当完成取样，需要将内管6向上提时，此时弹性片由于本身的弹性进行复位运动，直到弹性片的顶部在内管6中轴处相汇，此时弹性片形成一个封口阻止样品从内管6中掉落。
本实用新型的所述取样组件包括钻头10和固定刃口11，所述钻头10为环形管件，所述钻头10与所述外管8的底部固定连接，所述钻头10的上安装有所述固定刃口11。
当外管8旋转时，带动钻头10和固定刃口11的旋转，可以顺利实现钻具的钻进。
本实用新型的所述轴承组件包括轴承套2和角接触球轴承3，所述安装腔内设有滑行内槽，所述轴承套2的外环壁上设有滑行外槽，所述角接触球轴承3滑动安装在所述滑行内槽和滑行外槽之间。
当转换接头1旋转时，轴承组件可以在转换接头1的安装腔内自由旋转，可以使得内管6也相对转换接头1自由旋转，使内管6不会跟随转换接头1旋转，最大程度保护内管里面样本的完整度和低扰动。
本实用新型的所述内管接头4的下端设有内管压环5，所述内管6的顶部套接在所述内管压环5外周，便于内管6与内管接头4的安装与拆卸。
本实用新型的所述内管压环5外壁与所述内管6内壁之间设有张紧环7，起压紧固定作用。
本实用新型的所述内管压环5设有环形锥形台，所述锥形台的底部边缘与所述内管6内壁配合，所述锥形台的斜面与所述内管6内壁之间设有张紧环7。
张紧环7的锥度与所述锥形台的斜面锥度相同，当内管压环5锁紧时，内管接头4向左边移动，此时锥度将张紧环7的外径扩大，从而压紧内管6使其与内管接头4连接；当内管压环5松开时，内管接头4则向右移动，张紧环7在自身弹性恢复下收缩外径，内管6则可以轻松取下。
内管接头4与内管压环5是螺纹连接的，将内管压环旋转上紧时，内管接头4会向上收紧，由于张紧环7和内管接头4之间的锥度，当内管4向上运动时，开槽的张紧环7会扩大外径，使其撑住内管6的内壁，实现固定内管6的作用。当要拆卸内管6时，则松开内管压环5，内管接头4向下移动，外径收缩则可以轻松取下内管6。
本实用新型的所述张紧环7是开槽的不封闭圆环，所述张紧环7由弹性材料制得，张紧环7的内环外径随着内管接头4外径锥度变化扩大或收缩，起到夹紧和松开内管6的功能。
本实用新型的所述转换接头1与所述外管8通过螺纹连接。
本实用新型的所述外管8底部与所述钻头10螺纹连接。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种松散土层低扰动跟管钻进土壤取样钻具，其特征在于：
包括转换接头(1)、内管接头(4)、内管(6)、外管(8)、取样组件；
所述转换接头(1)的下端设有安装腔，钻杆穿过所述转换接头(1)在所述内管（6）所述安装腔内与所述内管接头(4)的顶部轴连接，
所述内管接头(4)的顶部连接有轴承组件，所述轴承组件可转动安装在所述安装腔的内壁上；
所述内管接头(4)的下端与所述内管(6)连接，所述内管(6)与所述外管(8)是同轴管，所述内管(6)位于所述外管(8)内部；
所述外管(8)的顶部与所述转换接头(1)固定连接，所述外管(8)的底部安装有所述取样组件。
2.如权利要求1所述的松散土层低扰动跟管钻进土壤取样钻具，其特征在于：
所述内管(6)的底部安装有蟹爪(9)，所述蟹爪(9)由若干弹性片组成，所述弹性片的底端安装在所述内管(6)底部的边缘，所述弹性片的顶部在所述内管(6)的轴心处相接触。
3.如权利要求2所述的松散土层低扰动跟管钻进土壤取样钻具，其特征在于：
所述取样组件包括钻头(10)和固定刃口(11)，所述钻头(10)为环形管件，所述钻头(10)与所述外管(8)的底部固定连接，所述钻头(10)的上安装有所述固定刃口(11)。
4.如权利要求3所述的松散土层低扰动跟管钻进土壤取样钻具，其特征在于：
所述轴承组件包括轴承套(2)和角接触球轴承(3)，所述安装腔内设有滑行内槽，所述轴承套(2)的外环壁上设有滑行外槽，所述角接触球轴承(3)滑动安装在所述滑行内槽和滑行外槽之间。
5.如权利要求4所述的松散土层低扰动跟管钻进土壤取样钻具，其特征在于：
所述内管接头(4)的下端设有内管压环(5)，所述内管(6)的顶部套接在所述内管压环(5)外周。
6.如权利要求5所述的松散土层低扰动跟管钻进土壤取样钻具，其特征在于：
所述内管压环(5)外壁与所述内管(6)内壁之间设有张紧环(7)。
7.如权利要求6所述的松散土层低扰动跟管钻进土壤取样钻具，其特征在于：
所述内管压环(5)设有环形锥形台，所述锥形台的底部边缘与所述内管(6)内壁配合，所述锥形台的斜面与所述内管(6)内壁之间设有张紧环(7)。
8.如权利要求7所述的松散土层低扰动跟管钻进土壤取样钻具，其特征在于：
所述张紧环(7)是开槽的不封闭圆环，所述张紧环(7)由弹性材料制得。
9.如权利要求8所述的松散土层低扰动跟管钻进土壤取样钻具，其特征在于：
所述转换接头(1)与所述外管(8)通过螺纹连接。
10.如权利要求9所述的松散土层低扰动跟管钻进土壤取样钻具，其特征在于：
所述外管(8)底部与所述钻头(10)螺纹连接。
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