CN114687667A - 一种水文地质勘查钻探方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种水文地质勘查钻探方法，其特征在于包括以下步骤：S1：设计制造一款地质勘查钻探装置；S2：钻探人员捂住地质勘查钻探装置的操纵块，并通过踩踏保护壳上表面的方式，使钻头伸入至水文地质处的土壤内；S3：待开口到达相应深度后，停止踩踏保护壳，并按下操控按钮，电机开始运作，并在辅助部件的作用下，取样筒自动伸出开口，以将进料口横移范围内的土壤收入至取样筒内，然后停滞并旋转半周，最后取样筒自动收回至保护壳内，并再次旋转半周使下料口朝下，进而取样筒内的土壤可因自重原因掉至至保护壳土壤存放处；S4：在该处深度取样完成后，再通过踩踏保护壳上表面的方式；S5:重复步骤S4的上述操作步骤，即可对不同深度的水文地质土壤钻探进行取样。
Description
技术领域
本发明涉及水文地质取样技术领域，具体为一种水文地质勘查钻探方法。
背景技术
在进行水文地质附件的土壤探测时，一般是人工通过钻探方式将一定深度的土壤样本从地底取出再进行水文水文地质探测。
但是在对土壤进行钻探取样时，只能将某处的土壤整个挖出，难以进行不同深度的土壤采样，以进行对比，并且每次采集完一深度处的土壤后，就需要将其拿出并手动倾倒出来，操作起来较为繁琐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水文地质勘查钻探方法，具备了可对不同深度的水文地质土壤进行自动取样，以及取样后的自动倾倒效果，解决了上述背景技术中所提出的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水文地质勘查钻探方法，其特征在于包括以下步骤：
S1：设计制造一款地质勘查钻探装置；
S2：钻探人员捂住地质勘查钻探装置的操纵块(36)，并通过踩踏保护壳(1)上表面的方式，使钻头(1)伸入至水文地质处的土壤内；
S3：待开口(4)到达相应深度后，停止踩踏保护壳(1)，并按下操控按钮(37)，电机(33)开始运作，并在辅助部件的作用下，取样筒自动伸出开口，以将进料口横移范围内的土壤收入至取样筒内，然后停滞并旋转半周，最后取样筒自动收回至保护壳内，并再次旋转半周使下料口朝下，进而取样筒内的土壤可因自重原因掉至至保护壳内的土壤存放处；
S4：在该处深度取样完成后，再通过踩踏保护壳(1)上表面的方式，使钻头(1)继续伸入至水文地质处的土壤内，待开口(4)再次到达相应深度后，停止踩踏保护壳(1)，并按下操控按钮(37)；
S5:重复步骤S4的上述操作步骤，即可对不同深度的水文地质土壤钻探进行取样。
在本案中，所述地质勘查钻探装置包括保护壳(1)和钻头(2)，其中：所述保护壳(1)的侧面开设有用于取样筒(3)伸出的开口(4)，所述取样筒(3)的表面开设有下料口(5)，所述取样筒(3)的侧面开设有进料口(6)；所述取样筒(3)来回间歇性伸出与收回且发生震颤由驱动部件驱动，所述驱动部件包括支撑板(7)和驱动源，其中：所述支撑板(7)固定连接在保护壳(1)内壁上，支撑板(7)的表面贯穿式定轴转动连接有主动轴(8)，所述驱动源驱动主动轴(8)转动；所述主动轴(8)的表面定轴转动连接有齿轮一(9)，以及固定连接有转板(10)，所述转板(10)的表面固定连接有滑柱(11)，所述齿轮一(9)的表面开设有用于所述滑柱(11)嵌入且与其滑动连接的圆弧凹槽(12)；每当所述取样筒(3)停滞时，辅助部件自动带动该取样筒(3)旋转半周，且辅助部件与所述驱动部件传动连接。
在本案中，所述驱动源包括固定连接在所述保护壳(1)内壁的电机(33)，所述电机(33)的输出轴通过皮带轮传动组件(34)与所述主动轴(8)相传动连接。
在本案中，所述保护壳(1)的上表面固定连接有固定杆(35)，所述固定杆(35)的顶部固定连接有操纵块(36)，所述操纵块(36)的表面设置有用于控制所述电机(33)的操控按钮(37)。
有益效果如下：
本钻探方法通过电机输出轴的运作，并经滑柱和圆弧凹槽之间的滑动配合，即可使取样筒自动伸出开口，以将进料口横移范围内的土壤收入至取样筒内，随后在辅助部件的作用下，取样筒开始旋转半周，一方面使土壤可因自身重力因素，与转动过程中的取样筒发生相对滑动的现象，从而相对于传统中直接将取样筒***至后再取出，降低了土壤与取样筒之间的粘粘性，助于土壤的取出，另一方面下料口和进料口均转动后位于取样筒的上半区，而土壤滑至取样筒的下半区，在取样筒收回时，土壤不会发生从下料口或进料口处滑出的现象，保证钻探取样的高效性，紧接着取样筒自动收回至保护壳内，并再次旋转半周，使下料口和进料口均旋转后位于取样筒的下半区，进而取样筒内的土壤可因自重原因掉至至保护壳内的土壤存放处；
本钻探方法在取样筒收回至保护壳内的过程中，利用拉伸后拉伸弹簧的弹性势能，可将取样筒迅速收回至保护壳内，且因拉伸弹簧的弹性力，取样筒在收回后，会轻微发生左右震颤，使取样筒内的土壤因左右震颤的作用，进一步降低了土壤与取样管内壁的粘粘力度，有利于后续土壤的掉出。
附图说明
图1为本发明所采用地质勘查钻探装置的轴测图；
图2为本发明所采用地质勘查钻探装置的第一状态正视剖视图；
图3为图2所示状态结构的第二正视剖视图；
图4为图2所示状态取样筒处结构的右视图；
图5为图2所示状态拉伸弹簧处结构的背视图；
图6为图2所示状态结构的第三正视剖视图；
图7为本发明所采用地质勘查钻探装置的第二状态正视剖视图；
图8为图7所示状态结构的正视剖视图；
图9为本发明所采用地质勘查钻探装置的第三状态正视剖视图；
图10为图9所示状态结构的正视剖视图；
图11为本发明所采用地质勘查钻探装置的第四状态正视剖视图；
图12为图11所示状态结构的正视剖视图；
图13为本发明所采用地质勘查钻探装置的第五状态正视剖视图；
图14为图13所示状态结构的正视剖视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
一种水文地质勘查钻探方法，其特征在于包括以下步骤：
S1：设计制造一款地质勘查钻探装置；
参阅图1至图14，S1中的地质勘查钻探装置包括保护壳1和钻头2，其中：所述保护壳1的侧面开设有用于取样筒3伸出的开口4，所述取样筒3的表面开设有下料口5，所述取样筒3的侧面开设有进料口6；所述取样筒3来回间歇性伸出与收回且发生震颤由驱动部件驱动。所述驱动部件包括支撑板7和驱动源，其中：所述支撑板7固定连接在保护壳1内壁上，支撑板7的表面贯穿式定轴转动连接有主动轴8，所述驱动源驱动主动轴8转动；驱动源包括固定连接在保护壳1内壁的电机33，电机33的输出轴通过皮带轮传动组件34与主动轴8相传动连接。通过电机33输出轴的运作并经皮带轮传动组件34的传动，即可带动主动轴8转动。保护壳1的上表面固定连接有固定杆35，固定杆35的顶部固定连接有操纵块36，操纵块36的表面设置有用于控制电机33的操控按钮37。
所述主动轴8的表面定轴转动连接有齿轮一9，以及固定连接有转板10，所述转板10的表面固定连接有滑柱11，所述齿轮一9的表面开设有用于所述滑柱11嵌入且与其滑动连接的圆弧凹槽12；每当所述取样筒3停滞时，辅助部件自动带动该取样筒3旋转半周，且辅助部件与所述驱动部件传动连接。
参阅图1至图14，保护壳1的内壁固定连接有定位柱一13，齿轮一9的表面固定连接有定位柱二14，定位柱一13和定位柱二14的表面共同套接有拉伸弹簧15；保护壳1的内壁定轴转动连接有中心轴16，中心轴16的表面固定连接有与齿轮一9相啮合的齿轮二17，齿轮二17的表面铰接有铰接臂18，铰接臂18的端部铰接有安装板19，取样筒3定轴转动连接在安装板19的侧面。
通过操纵驱动源，使滑柱11顺时针旋转至图8的过程中，由于图3中的滑柱11已接触到圆弧凹槽12槽壁的一端，随着滑柱11的顺时针，将抵着圆弧凹槽12的槽壁，使齿轮一9和定位柱二14顺时针转动并至图8所示状态，并且拉伸拉伸弹簧15。随着驱动源的继续运作，使滑柱11顺时针转动至图10的过程中，由于定位柱二14在越过定位柱一13所在竖向中轴线时，可利用拉伸后拉伸弹簧15的弹性势能，使齿轮一9和定位柱二14快速顺时针的转动至图10状态，由齿轮一9的转动并经其与齿轮二17之间的啮合关系，带动齿轮二17转动至图10所示，继而经铰接臂18的传动，即可使安装板19和取样筒3横移。
随着驱动源的继续运作，使滑柱11顺时针转动至图12的过程中，由于图10中的滑柱11在顺时针转动时，滑柱11会首先沿着圆弧凹槽12的槽壁滑动一段距离，继而此过程中不带动齿轮一9转动，即取样筒3处于停滞状态。随后驱动源的继续运作，使滑柱11顺时针转动至图14的过程中，由于图12中的滑柱11已接触到圆弧凹槽12槽壁的一端，随着其顺时针，将抵着圆弧凹槽12的槽壁带动齿轮一9和定位柱二14顺时针转动并至图14所示状态，使取样筒3收回至保护壳1内。并且与上述中利用拉伸后拉伸弹簧15的弹性势能，使齿轮一9和定位柱二14快速顺时针的转动至图10所示状态的过程一样，在取样筒3收回至保护壳1内的过程中，利用拉伸后拉伸弹簧15的弹性势能，可将取样筒3迅速收回至保护壳1内，且因拉伸弹簧15的弹性力，取样筒3在收回后，会轻微发生左右震颤，使取样筒3内的土壤因左右震颤的作用，进一步降低了土壤与取样管4内壁的粘粘力度，有利于后续土壤的掉出。
最后随着驱动源的继续运作，带动主动轴8、转板10和滑柱11顺时针转动由图14返回至图3所示状态的过程中，由于图14中的滑柱11在顺时针转动时，滑柱11会再次沿着圆弧凹槽12的槽壁滑动一段距离，继而此过程中再次不带动齿轮一9转动，即取样筒3再次处于停滞状态。
参阅图1至图14，辅助部件包括固定连接在主动轴8表面的转盘20，转盘20的表面固定连接有齿条板一21和齿条板二22，安装板19的侧面开设有用于连杆38贯穿且与其定轴转动连接的通孔，连杆38的一端固定连接有与来回间歇性与齿条板一21和齿条板二22啮合传动的齿轮三23，连杆38的另一端固定连接有齿轮四24，取样筒3的表面固定连接有与齿轮四24相啮合的齿轮五25。在主动轴8、转板10和滑柱11顺时针转动由图10至图12所示状态，即取样筒3处于停滞状态的过程中，结合图9和图11所示，通过主动轴8的转动，带动转盘20、齿条板一21和齿条板二22顺时针转动，从而在齿条板一21转动的过程中，将与齿轮三23发生啮合传动，带动齿轮三23、连杆38、齿轮四24、齿轮五25和取样筒3转动，即可使取样筒3旋转半周。
在主动轴8、转板10和滑柱11顺时针转动由图14返回至图3所示状态，即取样筒3再次处于停滞状态的过程中，结合图13和图2所示，通过主动轴8的转动，带动转盘20、齿条板一21和齿条板二22顺时针转动，从而在齿条板二22转动的过程中，将与齿轮三23发生啮合传动，带动齿轮三23、连杆38、齿轮四24、齿轮五25和取样筒3转动，即可带动取样筒3再次旋转半周。
参阅图1至图14，为了便于土壤自动分类储料，本发明还包括用于分类存放物料的存放部件。在本实施例中，存放部件包括固定连接在保护壳1内壁的固定座26，固定座26的表面定轴转动连接有传动轴27，传动轴27的上端固定连接有锥形齿轮一28。中心轴16的表面固定连接有与锥形齿轮一28相啮合的锥形齿轮二29，传动轴27的下端固定连接有存放盘30，存放盘30的表面活动放置有数个存放容器31，保护壳1的内壁还固定连接有导料板32。在导入至相应的存放容器31内的过程前，由于齿轮二17为间歇转动，从而经中心轴16，以及锥形齿轮二29和锥形齿轮一28之间的传动，使传动轴27和存放盘30同样进行间歇性转动，以达到了土壤自动分类储料的效果，有利于针对不同深度的土壤进行检测的便携性与准确性。
S2：钻探人员捂住地质勘查钻探装置的操纵块36，并通过踩踏保护壳1上表面的方式，使钻头1伸入至水文地质处的土壤内；
S3：待开口4到达相应深度后，停止踩踏保护壳1，并按下操控按钮37，电机33开始运作，并在辅助部件的作用下，取样筒自动伸出开口，以将进料口横移范围内的土壤收入至取样筒内，然后停滞并旋转半周，最后取样筒自动收回至保护壳内，并再次旋转半周使下料口朝下，进而取样筒内的土壤可因自重原因掉至至保护壳内的土壤存放处；
电机33的运作过程具体如下：
首先通过电机33输出轴的运作并经皮带轮传动组件34的传动，带动主动轴8、转板10和滑柱11顺时针转动由图3至图8所示状态的过程中，由于图3中的滑柱11已接触到圆弧凹槽12槽壁的一端，随着其顺时针，将抵着圆弧凹槽12的槽壁带动齿轮一9和定位柱二14顺时针转动并至图8所示状态，从而拉伸拉伸弹簧15。
随着电机33输出轴的继续运作，带动主动轴8、转板10和滑柱11顺时针转动由图8至图10所示状态的过程中，由于定位柱二14在越过定位柱一13所在竖向中轴线时，可利用拉伸后拉伸弹簧15的弹性势能，使齿轮一9和定位柱二14快速顺时针的转动至图10所示状态，由齿轮一9的转动并经其与齿轮二17之间的啮合关系，带动齿轮二17转动至图10所示，继而经铰接臂18的传动，使安装板19和取样筒3横移，以将进料口6横移范围内的土壤收至取样筒3内；
随着电机33输出轴的继续运作，带动主动轴8、转板10和滑柱11顺时针转动由图10至图12所示状态的过程中，由于图10中的滑柱11在顺时针转动时，滑柱11会首先沿着圆弧凹槽12的槽壁滑动一段距离，继而此过程中不带动齿轮一9转动，即取样筒3处于停滞状态，但此过程中结合图9和图11所示，通过主动轴8的转动，带动转盘20、齿条板一21和齿条板二22顺时针转动，从而在齿条板一21转动的过程中，将与齿轮三23发生啮合传动，带动齿轮三23、连杆38、齿轮四24、齿轮五25和取样筒3转动，使取样筒3旋转半周，一方面使土壤因自重原因，与旋转过程中的取样筒3尽可能的发生相对滑动，相对于传统中直接将取样筒3***至土壤后再取出，降低了土壤与取样筒3内壁的粘粘力度，有利于后续土壤的取出，另一方面使下料口5和进料口6均旋转后位于取样筒3的上半区，而土壤滑至取样筒3的下半区，进而在后述取样筒3收回时，土壤不会由下料口5或进料口6滑出，保证钻探取样的高效性。
随后电机33输出轴的继续运作，带动主动轴8、转板10和滑柱11顺时针转动由图12至图14所示状态的过程中，由于图12中的滑柱11已接触到圆弧凹槽12槽壁的一端，随着其顺时针，将抵着圆弧凹槽12的槽壁带动齿轮一9和定位柱二14顺时针转动并至图14所示状态，使取样筒3收回至保护壳1内。并且与上述中利用拉伸后拉伸弹簧15的弹性势能，使齿轮一9和定位柱二14快速顺时针的转动至图10所示状态的过程一样，在取样筒3收回至保护壳1内的过程中，利用拉伸后拉伸弹簧15的弹性势能，可将取样筒3迅速收回至保护壳1内，且因拉伸弹簧15的弹性力，取样筒3在收回后，会轻微发生左右震颤，使取样筒3内的土壤因左右震颤的作用，进一步降低了土壤与取样管4内壁的粘粘力度，有利于后续土壤的掉出。
最后电机33输出轴的继续运作，带动主动轴8、转板10和滑柱11顺时针转动由图14返回至图3所示状态的过程中，由于图14中的滑柱11在顺时针转动时，滑柱11会再次沿着圆弧凹槽12的槽壁滑动一段距离，继而此过程中再次不带动齿轮一9转动，即取样筒3再次处于停滞状态，但此过程中结合图13和图2所示，通过主动轴8的转动，带动转盘20、齿条板一21和齿条板二22顺时针转动，从而在齿条板二22转动的过程中，将与齿轮三23发生啮合传动，带动齿轮三23、连杆38、齿轮四24、齿轮五25和取样筒3转动，带动取样筒3再次旋转半周，使下料口5和进料口6均旋转后位于取样筒3的下半区，进而取样筒3内的土壤可因自重原因掉至导料板32表面，再由导料板32将土壤导入至相应的存放容器31内。
在导入至相应的存放容器31内的过程前，由于齿轮二17为间歇转动，继而经中心轴16，以及锥形齿轮二29和锥形齿轮一28之间的啮合传动，带动传动轴27和存放盘30间歇性转动，以达到了土壤自动分类储料的效果，有利于针对不同深度的土壤进行检测的便携性与准确性。
S4：在该处深度取样完成后，再通过踩踏保护壳1上表面的方式，使钻头1继续伸入至水文地质处的土壤内，待开口4再次到达相应深度后，停止踩踏保护壳1，并按下操控按钮37；
S5:重复步骤S4的上述操作步骤，即可对不同深度的水文地质土壤钻探进行取样。
Claims (4)
1.一种水文地质勘查钻探方法，其特征在于包括以下步骤：
S1：设计制造一款地质勘查钻探装置；
S2：钻探人员捂住地质勘查钻探装置的操纵块(36)，并通过踩踏保护壳(1)上表面的方式，使钻头(1)伸入至水文地质处的土壤内；
S3：待开口(4)到达相应深度后，停止踩踏保护壳(1)，并按下操控按钮(37)，电机(33)开始运作，并在辅助部件的作用下，取样筒自动伸出开口，以将进料口横移范围内的土壤收入至取样筒内，然后停滞并旋转半周，最后取样筒自动收回至保护壳内，并再次旋转半周使下料口朝下，进而取样筒内的土壤可因自重原因掉至至保护壳内的土壤存放处；
S4：在该处深度取样完成后，再通过踩踏保护壳(1)上表面的方式，使钻头(1)继续伸入至水文地质处的土壤内，待开口(4)再次到达相应深度后，停止踩踏保护壳(1)，并按下操控按钮(37)；
S5:重复步骤S4的上述操作步骤，即可对不同深度的水文地质土壤钻探进行取样。
2.根据权利要求1所述的水文地质勘查钻探方法，其特征在于：所述地质勘查钻探装置包括保护壳(1)和钻头(2)，其中：所述保护壳(1)的侧面开设有用于取样筒(3)伸出的开口(4)，所述取样筒(3)的表面开设有下料口(5)，所述取样筒(3)的侧面开设有进料口(6)；所述取样筒(3)来回间歇性伸出与收回且发生震颤由驱动部件驱动，所述驱动部件包括支撑板(7)和驱动源，其中：所述支撑板(7)固定连接在保护壳(1)内壁上，支撑板(7)的表面贯穿式定轴转动连接有主动轴(8)，所述驱动源驱动主动轴(8)转动；所述主动轴(8)的表面定轴转动连接有齿轮一(9)，以及固定连接有转板(10)，所述转板(10)的表面固定连接有滑柱(11)，所述齿轮一(9)的表面开设有用于所述滑柱(11)嵌入且与其滑动连接的圆弧凹槽(12)；每当所述取样筒(3)停滞时，辅助部件自动带动该取样筒(3)旋转半周，且辅助部件与所述驱动部件传动连接。
3.根据权利要求2所述的水文地质勘查钻探方法，其特征在于：所述驱动源包括固定连接在所述保护壳(1)内壁的电机(33)，所述电机(33)的输出轴通过皮带轮传动组件(34)与所述主动轴(8)相传动连接。
4.根据权利要求2所述的水文地质勘查钻探方法，其特征在于：所述保护壳(1)的上表面固定连接有固定杆(35)，所述固定杆(35)的顶部固定连接有操纵块(36)，所述操纵块(36)的表面设置有用于控制所述电机(33)的操控按钮(37)。
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