CN221119949U - 一种地质勘察钻探装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地质勘察钻探装置，包括：底座，设置有倒置U形的支撑架；所述底座上设有通孔；支撑板，所述支撑板上安装有钻杆，且该钻杆与通孔对应；所述钻杆底端与钻头可拆卸连接；所述钻头内部具有锥形的取料腔且其顶部侧壁开有取样口，钻杆底部活动腔，该活动腔内设有封头；冷水管，其通过旋转接头与钻杆内进水腔连接，该进水腔位于活动腔上方且二者相互独立，所述活动腔外的钻杆具有多根U形管，U形管的一端与进水腔底部连接，其另一端竖直向上延伸至钻杆的顶端与钻杆上的回水箱连通。本实用新型提供一种地质勘察钻探装置，可对指定深度的地质土壤进行准确取样，且具备冷却功能，延长了钻杆及钻头的使用寿命。

Description

一种地质勘察钻探装置

技术领域

本实用新型涉及工程地质勘察技术领域，特别是涉及一种地质勘察钻探装置。

背景技术

地质勘察是研究、评价建设场地的工程地质条件的所重要手段，广泛应用在地质研究、工程建设以及矿产行业中，而在天然气管线架设过程中，就需要对架设地域的地质环境进行钻探勘察。

目前，一般使用地质勘察钻探装置对地质进行钻探，从而收集指定目标深度的土质并检测分析该土质样品以获得目标深度的地质资料。例如中国专利CN216157586U公开了一种便携式工程地质勘察钻机，其在钻孔的同时，由取样筒对其进行取样，在单向孔的作用下，可以防止样品从取样筒内滑落，取样完毕后，加长丝杆反向旋转，带动钻机离开土壤，将箱体上的合页门打开，将螺栓从取样筒和钻杆内部的螺栓孔内取出，将取样筒与钻杆进行分离，即可将取样筒从钻杆的内部取出，再取出其内的样品。

但是在上述专利中，该装置的钻杆及钻头长时间钻孔会产生较高热量，不及时降温会影响钻头及钻杆的寿命，增加了装置维护成本；并且钻头向下钻入地质土壤的过程中，不是指定深度的土至也会进入到取样筒内，后续从取样筒取出土质样品时容易造成多层深度的土质混合在一起，降低了取样的准确性，影响勘察分析结果。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供一种地质勘察钻探装置，包括：

底座，其上对称设置有倒置U形的支撑架；所述底座上设有通孔；

支撑板，其通过升降机构沿支撑架高度方向升降；所述支撑板上安装有由转动组件驱动旋转的钻杆，且该钻杆与通孔对应；所述钻杆底端与钻头可拆卸连接；所述钻头内部具有锥形的取料腔且其顶部侧壁开有与取料腔连通的取样口，钻杆底部具有与取料腔连通的活动腔，该活动腔内设有可以升降并与取料腔匹配的封头；

冷水管，其通过旋转接头与钻杆内进水腔连接，该进水腔位于活动腔上方且二者相互独立，所述活动腔外的钻杆具有多根环绕钻杆中轴线的U形管，U形管的一端与进水腔底部连接，其另一端竖直向上延伸至钻杆的顶端与钻杆上的回水箱连通。

进一步地，所述底座底面安装有防尘罩筒，且所述防尘罩筒与所述通孔共轴设置。

进一步地，所述防尘罩筒外部的底座底面上设置有与多个环绕所述防尘罩的支撑筒，支撑筒内螺纹连接有固定柱，所述固定柱的顶端伸出所述支撑筒与转把连接，其底端与固定插尖连接。

进一步地，所述升降机构包括安装在支撑架上的第一电机、螺纹杆与导向杆，所述支撑架内侧面开有升降腔，所述螺纹杆可转动安装在其中一个升降腔内且其顶端与所述第一电机传动连接，所述导向杆固定安装在另一个升降腔内；所述支撑板的一侧设有螺旋连接在所述螺纹杆上并与升降腔滑动配合的升降块，其另一侧设有滑动套设在所述导向柱上的导向块。

进一步地，所述转动组件包括第二电机与传动轴，所述第二电机安装在所述支撑板上且其输出端与传动轴连接，传动轴的端头安装有与钻杆顶端处的第一锥齿轮啮合连接的第二锥齿轮。

进一步地，还包括蓄水箱，所述蓄水箱安装在支撑架上且其底部通过可伸缩软管与冷水管连接用以向钻杆内充入冷却水。

进一步地，所述回水箱与U形管的连接口处安装有单向阀。

进一步地，所述钻杆的杆身上设有螺旋刀片。

进一步地，所述封头的顶端与直线驱动件连接，且所述封头上设有与取样口匹配的堵头。

本实用新型至少包括以下有益效果：底座起到整体支撑的作用，支撑架对支撑板起到滑动支撑的作用，底座上的通孔以供钻杆及钻头顺利穿过；升降机构驱动支撑板沿着支撑架高度方向升降，从而带动钻杆及钻头进行升降运动，同时，转动组件驱动钻杆转动，使得钻杆及钻头在旋转的同时具有对土质向下的压力，从而使得钻头及钻杆能够顺利向下钻入，提高钻探的效率，降低了钻探难度；封头可以升降的设置使得封头可以在取料腔内遮蔽取样口或开放取样口，当封头对取样口进行遮蔽，使得在钻头向下钻入到指定深度的过程中其他层的土质不会进入到取料腔内，从而有效地避免了不同深度的土质混合在一起造成土质样品取样不准确，有利于提高了对土质样品进行钻探取样的准确度；当钻头到达指定目标深度，封头向上运动放开取样口，取样口用以将土质送入到取料腔内部，完成取样；并且由于取样口开设在钻头顶部侧壁的设置，使得土质进入到取料腔内可以掉落在取料腔底部，从而在拔出钻杆的过程中土质样品不容易从取料腔内掉落出来；在钻探取样过程中，冷水管向进水腔内充入冷却水，冷却水在进水腔内向下流动而后进入到U形管内，冷却水在U形管内流动至钻杆底端后再流动至钻杆顶端而后排出到回水箱内，此过程中，流动的水可以带走钻杆及钻头的热量，从而实现了对钻杆及钻头的降温冷却操作，延长了钻杆及钻头的使用寿命，而U形管的结构利于延长冷却水在钻杆内的流动时长，从而进一步增强冷却效率。

采用本实用新型，封头对取样口进行遮蔽，有效地避免不同层深度的土质混合在一起造成取样不准确，有利于提高取样准确性，从而保证地质勘察分析的精准性；同时，在钻探取样过程中，冷水管、冷水腔与U形管配合实现对钻杆与钻头的冷却降温操作，延长了钻杆与钻头的使用寿命，利于降低钻探装置的维护成本。

附图说明

图1是本实用新型的地质勘察钻探装置的结构示意图。

图2是本实用新型的钻头的截面结构示意图。

附图标记：1-底座，11-通孔，12-防尘罩筒，13-支撑筒，14-固定柱，141-转把，142-固定插尖，2-支撑架，21-升降腔，3-支撑板，31-升降块，32-导向块，4-升降机构，41-第一电机，42-螺纹杆，43-导向杆，5-转动组件，51-第二电机，52-传动轴，53-第二锥齿轮，6-钻杆，61-活动腔，62-封头，621-直线驱动件，622-堵头，63-进水腔，64-U形管，65-第一锥齿轮，66-螺旋刀片，7-钻头，71-取料腔，72-取样口，8-冷水管，81-旋转接头，9-回水箱，10-蓄水箱，101-可伸缩软管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

参见图1至图2，一种地质勘察钻探装置，包括：

底座1，设置有倒置U形的支撑架2，底座1起到整体支撑的作用，支撑架2对支撑板3起到滑动支撑的作用；所述底座1上设有通孔11，通孔11以供钻杆6及钻头7顺利穿过；为了方便操作工人获得钻探深度，可以在支撑架2上设置刻度线等测量件对支撑板3的下降高度进行测量，从而获得钻头7深入土质内的深度，当然也可以在钻头7上设置位移传感器，从而获得钻头7伸入土质内的深度；

支撑板3，其通过升降机构4沿支撑架2高度方向升降；所述支撑板3上安装有由转动组件5驱动旋转的钻杆6，且该钻杆6与通孔11对应；所述钻杆6底端与钻头7可拆卸连接，钻杆6与钻头7的连接可以是螺纹连接，也可以是通过法兰安装，只要能实现钻杆与钻头7之间的快速拆卸、安装即可，当然可以在钻杆6与钻头7的连接位置安装导热垫片，用以将钻头7的热量传递到钻杆6上；所述钻头7内部具有锥形的取料腔71且其顶部侧壁开有与该取料腔71连通的取样口72，钻杆6底部具有与取料腔71连通的活动腔61，该活动腔61内设有可以升降并与取料腔71匹配的封头62；

冷水管8，其通过旋转接头81与钻杆6内进水腔63连接，该进水腔63位于活动腔61上方且二者相互独立，所述活动腔61外的钻杆61具有多根环绕钻杆61中轴线的U形管64，U形管的一端与进水腔63底部连接，其另一端竖直向上延伸至钻杆6的顶端与钻杆6上的回水箱9连通，回水箱9的顶面安装在支撑架2的底面上，回水箱9的底部设有排放口，排放口处安装有密封堵头，密封堵头属于现有技术，只要密封堵头可以封闭排放口或打开排放口即可。进一步地，所述回水箱9与U形管64的连接口处安装有单向阀，单向阀属于现有技术产品，单向阀的设置起到防止回水箱9内部的水体流入到U形管64的作用，回水箱9起到收集冷却水的作用，可以减少水资源浪费。

还包括蓄水箱10，所述蓄水箱10安装在支撑架2上且其底部通过可伸缩软管101与冷水管8连接用以向钻杆6内充入冷却水。蓄水箱10蓄装冷却水的设置，方便在野外环境使用冷却水，可以在可伸缩软管101的管路上设置压力泵用以向冷水管8泵入冷却水。

具体地，升降机构4驱动支撑板3沿着支撑架2高度方向升降，从而带动钻杆6及钻头7进行升降运动，同时，转动组件5驱动钻杆6转动，使得钻杆6及钻头7在旋转的同时具有对土质向下的压力，从而使得钻头7及钻杆6能够顺利向下钻入，提高钻探的效率，降低了钻探难度；封头62可以升降的设置使得封头62可以在取料腔71内遮蔽取样口72或开放取样口72，当封头62对取样口72进行遮蔽，使得在钻头7向下钻入到指定深度的过程中其他层的土质不会进入到取料腔71内，从而有效地避免了不同深度的土质混合在一起造成土质样品取样不准确，有利于提高了对土质样品进行钻探取样的准确度；当钻头7到达指定目标深度，封头62向上运动放开取样口72，取样口72用以将土质送入到取料腔71内部，完成取样；并且由于取样口72开设在钻头7顶部侧壁的设置，使得土质进入到取料腔71内可以掉落在取料腔71底部，从而在拔出钻杆6的过程中土质样品不容易从取料腔71，内掉落出来；在钻探取样过程中，冷水管8向进水腔63内充入冷却水，冷却水在进水腔63内向下流动而后进入到U形管64内，冷却水在U形管64内流动至钻杆6底端后再流动至钻杆6顶端而后排出到回水箱9内，此过程中，流动的水可以带走钻杆6及钻头7的热量，从而实现了对钻杆6及钻头7的降温冷却操作，延长了钻杆6及钻头7的使用寿命，而U形管64的结构利于延长冷却水在钻杆6内的流动时长，从而进一步增强冷却效率。

基于上述，在一些实施例中，由于钻探装置在实际钻探过程中，容易产生较大的灰尘，因而在所述底座1底面安装有防尘罩筒12，且所述防尘罩筒12与所述通孔11共轴设置，防尘罩筒12可以阻拦大部分灰尘飘散。

进一步地，所述防尘罩筒12外部的底座1底面上设置有与多个环绕所述防尘罩筒12的支撑筒13，支撑筒13内螺纹连接有固定柱14，所述固定柱14的顶端伸出所述支撑筒13与转把141连接，其底端与固定插尖142连接，通过支撑筒13与固定插尖142配合，能够将钻探装置整体固定于地面上，提高其工作时的稳定性，防止产生晃动具体使用时，通过旋转转把141可以将固定插尖142插入到土壤中，起到稳定整体钻探装置的作用，有效地减少了底座移位而造成钻探出现偏差的情况。

升降机构4只要能驱动支撑板3在支撑架2的高度方向上进行往复运动即可，具体到本实施例中，所述升降机构4包括安装在支撑架2上的第一电机41、螺纹杆42与导向杆43，所述支撑架2内侧面开有升降腔21，所述螺纹杆42可转动安装在其中一个升降腔21内且其顶端与所述第一电机41传动连接，螺纹杆42的底端通过轴承与升降腔21底壁实现可转动连接，所述导向杆43固定安装在另一个升降腔21内；所述支撑板3的一侧设有螺纹连接在所述螺纹杆42上并与升降腔21滑动配合的升降块31，其另一侧设有滑动套设在所述导向柱43上的导向块32。使用时，第一电机41驱动螺纹杆42转动，由于升降块31与螺纹杆42螺纹连接，由此使得升降块31进行升降运动，从而带动支撑板3进行升降，导向块32与导向杆43的设置以及升降块31与升降腔21滑动配合的设置能够起到导向作用，利于增强支撑板3升降运动的稳定性，从而进一步提高钻杆6及钻头7升降的稳定性。

基于上述，在一些实施例中，所述转动组件5包括第二电机51与传动轴52，所述第二电机51安装在所述支撑板3上且其输出端与传动轴52连接，传动轴52的端头安装有与钻杆6顶端处的第一锥齿轮65啮合连接的第二锥齿轮53。使用时，第二电机51驱动传动轴52转动，传动轴52带动第二锥齿轮53转动，从而使得第一锥齿轮65带动钻杆6进行旋转。

进一步地，所述钻杆6的杆身上设有螺旋刀片66，螺旋刀片66的设置利于钻杆6向下运动，同时可以将钻开的土壤传送至地面上。

为了进一步防止取样土质出现混合污染，所述封头62的顶端与直线驱动件621连接，且所述封头62上设有与取样口72匹配的堵头622，直线驱动件621可以是电动伸缩杆，也可以是气缸，使用时，直线驱动件621驱动封头62向下运动直至堵头进入取样口72，实现了对取样口72的完全封堵，可以避免其他深度的土质集聚在取样口72内而造成污染。

本实用新型具体使用时，将钻探装置搬运至钻探取样所需位置，此时的封头2遮蔽住取样口72同时堵头622堵塞在取样口72中，启动第一电机41与第二电机51，使得钻杆6及钻头7在旋转的同时向下移动从而钻入土壤中，此过程中，冷却水泵入到冷水管8中，而后进入到进水腔63中，再流入到U形管64中，随着冷却水持续泵入，使得冷却水不断流动，流动的冷却水流动到U形管64顶端而后通过单向阀流入到回水箱9中；随着钻探工作进行，当钻头7到达指定深度后，启动直线驱动件621，驱动封头62向上运动直至取样口72被完全放开，钻探时，土质经取样口72进入到取料腔71内部，完成取样后，关闭第二电机51，同时开启第一电机41进行反转，使得支撑板3带动钻杆6及钻头7向上运动直至拔出底面，而后拆卸掉钻头7，从钻头7的取料腔71内取出目标深度的土质样品，完成钻探取样操作。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种地质勘察钻探装置，其特征在于，包括：

底座(1)，设置有倒置U形的支撑架(2)；所述底座(1)上设有通孔(11)；

支撑板(3)，其通过升降机构(4)沿支撑架(2)高度方向升降；所述支撑板(3)上安装有由转动组件(5)驱动旋转的钻杆(6)，且该钻杆(6)与通孔(11)对应；所述钻杆(6)底端与钻头(7)可拆卸连接；所述钻头(7)内部具有锥形的取料腔(71)且其顶部侧壁开有与该取料腔(71)连通的取样口(72)，钻杆(6)底部具有与取料腔(71)连通的活动腔(61)，该活动腔(61)内设有可以升降并与取料腔(71)匹配的封头(62)；

冷水管(8)，其通过旋转接头(81)与钻杆(6)内进水腔(63)连接，该进水腔(63)位于活动腔(61)上方且二者相互独立，所述活动腔(61)外的钻杆(6)具有多根环绕钻杆(6)中轴线的U形管(64)，U形管的一端与进水腔(63)底部连接，其另一端竖直向上延伸至钻杆(6)的顶端与钻杆(6)上的回水箱(9)连通。

2.根据权利要求1所述的一种地质勘察钻探装置，其特征在于，所述底座(1)底面安装有防尘罩筒(12)，且所述防尘罩筒(12)与所述通孔(11)共轴设置。

3.根据权利要求2所述的一种地质勘察钻探装置，其特征在于，所述防尘罩筒(12)外部的底座(1)底面上设置有与多个环绕所述防尘罩筒(12)的支撑筒(13)，支撑筒(13)内螺纹连接有固定柱(14)，所述固定柱(14)的顶端伸出所述支撑筒(13)与转把(141)连接，其底端与固定插尖(142)连接。

4.根据权利要求1所述的一种地质勘察钻探装置，其特征在于，所述升降机构(4)包括安装在支撑架(2)上的第一电机(41)、螺纹杆(42)与导向杆(43)，所述支撑架(2)内侧面开有升降腔(21)，所述螺纹杆(42)可转动安装在其中一个升降腔(21)内且其顶端与所述第一电机(41)传动连接，所述导向杆(43)固定安装在另一个升降腔(21)内；所述支撑板(3)的一侧设有螺纹连接在所述螺纹杆(42)上并与升降腔(21)滑动配合的升降块(31)，其另一侧设有滑动套设在所述导向杆(43)上的导向块(32)。

5.根据权利要求1所述的一种地质勘察钻探装置，其特征在于，所述转动组件(5)包括第二电机(51)与传动轴(52)，所述第二电机(51)安装在所述支撑板(3)上且其输出端与传动轴(52)连接，传动轴(52)的端头安装有与钻杆(6)顶端处的第一锥齿轮(65)啮合连接的第二锥齿轮(53)。

6.根据权利要求1所述的一种地质勘察钻探装置，其特征在于，还包括蓄水箱(10)，所述蓄水箱(10)安装在支撑架(2)上且其底部通过可伸缩软管(101)与冷水管(8)连接用以向钻杆(6)内充入冷却水。

7.根据权利要求1所述的一种地质勘察钻探装置，其特征在于，所述回水箱(9)与U形管(64)的连接口处安装有单向阀。

8.根据权利要求1所述的一种地质勘察钻探装置，其特征在于，所述钻杆(6)的杆身上设有螺旋刀片(66)。

9.根据权利要求1所述的一种地质勘察钻探装置，其特征在于，所述封头(62)的顶端与直线驱动件(621)连接，且所述封头(62)上设有与取样口(72)匹配的堵头(622)。