CN115045618A - 水下岩土钻探设备及水下岩土勘探方法 - Google Patents

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CN115045618A CN202210960866.1A CN202210960866A CN115045618A CN 115045618 A CN115045618 A CN 115045618A CN 202210960866 A CN202210960866 A CN 202210960866A CN 115045618 A CN115045618 A CN 115045618A
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田玉新
路庆涛
孙建华
杨虎
张洪乐
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岳艳艳
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Abstract

本发明公开了水下岩土钻探设备及水下岩土勘探方法,涉及勘探设备技术领域。水下岩土钻探设备,包括下沉部,还包括:可拆卸连接在所述下沉部上的钻探部,所述钻探部包括安装座以及分别转动连接在所述安装座下方的第一钻探头和转动连接在所述安装座上方的第二钻探头;所述第一钻探头的外壁上固定连接有第一螺旋铲土刀;本发明先使钻探部完全深入海底岩土下方半米以上,利用限位轮进行限位防止安装座转动,然后通过位于钻探部上方的土浆施加的压力与螺旋铲土刀转动使与岩土之间产生应力使钻探部持续向岩土层下方深入,使其不受钻杆的长度限制,便于采取海底岩土的深层的岩土样本,以此扩大勘探的范围。

Description

水下岩土钻探设备及水下岩土勘探方法
技术领域
本发明属于勘探设备技术领域,具体地说,涉及水下岩土钻探设备及水下岩土勘探方法。
背景技术
随着人类开发深水资源步伐的不断加快与深水资源开发相关的工程技术已经和正在成为世界工业史上科技创新的热点之一,水下岩土钻探设备主要用于对海底岩土下方的矿物资源进行采样勘探。
目前,水下岩土进行取样检测的时候,尤其在对深海底部的岩土层进行取样勘测时,由于钻探设备需要沉入海底,因此不便于增加钻杆的长度,且为了便于在海上运输,钻探设备一般采用较短的钻杆,受限于钻杆长度不足的影响,海底岩土取得的样本一般处于浅土层,勘探范围有待提高。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供可以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的水下岩土钻探设备及水下岩土勘探方法。
为解决上述技术问题,本发明采用技术方案的基本构思是:
水下岩土钻探设备,包括下沉部,还包括:可拆卸连接在所述下沉部上的钻探部,所述钻探部包括安装座以及分别转动连接在所述安装座下方的第一钻探头和转动连接在所述安装座上方的第二钻探头;所述第一钻探头的外壁上固定连接有第一螺旋铲土刀;所述第二钻探头的外壁上固定连接有与第一螺旋铲土刀螺向相同的第二螺旋铲土刀;所述第一钻探头内开设有滑槽;安装头,侧壁固定连接有滑块,所述滑块滑动连接在滑槽内,且侧壁上开设有多层开口朝外的存放槽;所述安装座内开设有安装腔,所述安装腔内固定连接有液压缸,所述安装座的外壁上开设有安装槽,所述液压缸的输出端延伸至安装槽内转动连接有限位轮;第一驱动部,设置在所述安装腔内,用于驱动第一钻探头与第二钻探头转动;第二驱动部,设置在所述安装腔内,用于驱动安装头升降。
为了使第一钻探头与第二钻探头转动,优选地,所述第一驱动部包括第一电机,所述安装腔内固定连接有安装板,所述第一电机固定连接在所述安装板的顶部,所述安装腔的顶部固定连接有油筒,所述油筒的外壁上转动连接有外齿环,所述第一电机的输出轴上固定连接有与外齿环相啮合的第一传动直齿轮,所述第一钻探头与第二钻探头的内壁上均开设有转槽,所述转槽内固定连接有锥齿环,所述安装座上转动连接有第二传动轴,所述第二传动轴延伸至转槽内固定连接有与锥齿环相啮合的传动锥齿轮,所述安装板上转动连接有第一传动轴,所述第一传动轴上固定连接有与外齿环相啮合的第二传动直齿轮,所述第二传动轴延伸至安装腔内通过锥齿轮组与第一传动轴同步转动。
优选地,所述液压缸包括固定连接在所述安装腔内的外筒,所述外筒上滑动连接有密封杆,所述密封杆伸出外筒的一端延伸至安装槽内,所述限位轮转动连接在所述密封杆上。
优选地,所述油筒内部滑动连接有活塞板,所述活塞板的顶部为油槽,所述油筒的底部开设有分流腔,所述分流腔通过油管与油槽相连通,所述分流腔与外筒相连通。
为了便于使安装头伸出第一钻探头,优选地,所述第二驱动部包括固定连接在安装板底部的第二电机,所述安装板的底部转动连接有螺纹伸缩杆,所述螺纹伸缩杆的输出端固定连接有连接板,所述连接板与安装头转动相连,所述第二电机的输出轴与螺纹伸缩杆最外层的螺纹筒通过直齿轮组同步转动。
为了便于使活塞板活动,优选地,所述安装座的顶部固定连接有安装管,所述安装管的顶部固定连接有第一电磁铁,所述安装管内滑动连接有第二电磁铁,所述第二电磁铁的底部固定连接有套筒,所述套筒上滑动连接有滑杆,所述滑杆延伸至油槽内与活塞板固定相连,所述滑杆上套有弹簧,所述弹簧的两端分别与滑杆和套筒相抵。
为了便于使该设备降入海底,优选地,所述下沉部包括第一安装箱,所述第一安装箱的底部设置有第三电磁铁,所述第三电磁铁的底部开设有与第一电磁铁相对应的凹槽,所述第一安装箱的侧壁上固定连接有壁管,所述壁管上固定连接有第二安装箱,所述第二安装箱内固定连接有第三电机和变速箱,所述变速箱的输入端与第三电机的输出轴固定相连,所述变速箱的顶部的输出轴上固定连接有螺旋桨。
优选地,所述变速箱底部的输出轴延伸至第二安装箱外固定连接有钻土丝杆。
为了便于供电,优选地,所述油筒与第二安装箱上均固定连接有钢丝绳套,所述钢丝绳套内固定连接有电缆线。
一种水下岩土勘探方法,包括以下步骤:
步骤一、通过下沉部使钻探部移动到水底并使钻土丝杆***海底的岩土;
步骤二、使钻探部完全进入泥土层至少半米;
步骤三、使限位轮与岩土孔的内壁相抵;
步骤四、使安装头上的空的存放槽伸出第一钻探头进行取样;
步骤五、将安装头收入第一钻探头内,利用第一钻探头将存放槽的槽口封住;
步骤六、将该设备收回船上,将存放槽内部的岩土取出进行检测,完成勘探。
采用上述技术方案后,本发明与现有技术相比具有以下有益效果:本发明先使钻探部完全深入海底岩土下方半米以上,利用限位轮进行限位防止安装座转动,然后通过位于钻探部上方的土浆施加的压力与螺旋铲土刀转动使与岩土之间产生应力使钻探部持续向岩土层下方深入,从而便于采取海底岩土的深层岩土样本,扩大勘探的范围。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本发明的一部分,用来提供对本发明的进一步的理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,但不构成对本发明的不当限定。显然,下面描述中的附图仅仅是一些实施例,对于本领域普通技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。
在附图中:
图1为本发明提出的水下岩土钻探设备的立体结构示意图;
图2为本发明提出的水下岩土钻探设备的立体剖视图;
图3为本发明提出的水下岩土钻探设备图2中A的结构示意图;
图4为本发明提出的水下岩土钻探设备钻探部的立体剖视图;
图5为本发明提出的水下岩土钻探设备钻探部的***结构示意图;
图6为本发明提出的水下岩土钻探设备钻探部的剖视图;
图7为本发明提出的水下岩土钻探设备第一安装箱的剖视图。
100、安装座;101、安装槽;102、安装腔;103、安装管;104、第一电磁铁;200、第一钻探头;201、滑槽;202、第一螺旋铲土刀;300、第二钻探头;301、第二螺旋铲土刀;302、转槽;400、油筒;401、活塞板;4011、油槽;4012、分流腔;4013、油管;402、套筒;403、滑杆;404、弹簧;405、第二电磁铁;500、外筒;501、密封杆;502、限位轮;600、安装板;601、第一电机;602、第一传动直齿轮;603、外齿环;604、第一传动轴;605、第二传动直齿轮;607、第二传动轴;608、锥齿轮组;609、传动锥齿轮;610、锥齿环;700、安装头;701、存放槽;702、滑块;800、第二电机;802、螺纹伸缩杆;803、连接板;804、直齿轮组;900、第一安装箱;901、壁管;902、第二安装箱;903、第三电机;904、变速箱;905、螺旋桨;906、钻土丝杆;1000、钢丝绳套;1001、电缆线。
需要说明的是,这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例:参照图1-图7,水下岩土钻探设备,包括下沉部,还包括:可拆卸连接在下沉部上的钻探部,钻探部包括安装座100以及分别转动连接在安装座100下方的第一钻探头200和转动连接在安装座100上方的第二钻探头300;第一钻探头200的外壁上固定连接有第一螺旋铲土刀202;第二钻探头300的外壁上固定连接有与第一螺旋铲土刀202螺向相同的第二螺旋铲土刀301;第一钻探头200内开设有滑槽201;安装头700,侧壁固定连接有滑块702,滑块702滑动连接在滑槽201,且侧壁上开设有多层开口朝外的存放槽701;安装座100内开设有安装腔102,安装腔102内固定连接有液压缸,安装座100的外壁上开设有安装槽101,液压缸的输出端延伸至安装槽101内转动连接有限位轮502;第一驱动部,设置在安装腔102内,用于驱动第一钻探头200与第二钻探头300转动;第二驱动部,设置在安装腔102内,用于驱动安装头700升降,第一驱动部包括第一电机601,安装腔102内固定连接有安装板600,第一电机601固定连接在安装板600的顶部,安装腔102的顶部固定连接有油筒400,油筒400的外壁上转动连接有外齿环603,第一电机601的输出轴上固定连接有与外齿环603相啮合的第一传动直齿轮602,第一钻探头200与第二钻探头300的内壁上均开设有转槽302,转槽302内固定连接有锥齿环610,安装座100上转动连接有第二传动轴607,第二传动轴607延伸至转槽302内固定连接有与锥齿环610相啮合的传动锥齿轮609,安装板600上转动连接有第一传动轴604,第一传动轴604上固定连接有与外齿环603相啮合的第二传动直齿轮605,第二传动轴607延伸至安装腔102内通过锥齿轮组608与第一传动轴604同步转动;液压缸包括固定连接在安装腔102内的外筒500,外筒500上滑动连接有密封杆501,密封杆501伸出外筒500的一端延伸至安装槽101内,限位轮502转动连接在密封杆501上;油筒400内部滑动连接有活塞板401,活塞板401的顶部为油槽4011,油筒400的底部开设有分流腔4012,分流腔4012通过油管4013与油槽4011相连通,分流腔4012与外筒500相连通;第二驱动部包括固定连接在安装板600底部的第二电机800,安装板600的底部转动连接有螺纹伸缩杆802,螺纹伸缩杆802的输出端固定连接有连接板803,连接板803与安装头700转动相连,第二电机800的输出轴与螺纹伸缩杆802最外层的螺纹筒通过直齿轮组804同步转动;安装座100的顶部固定连接有安装管103,安装管103的顶部固定连接有第一电磁铁104,安装管103内滑动连接有第二电磁铁405,第二电磁铁405的底部固定连接有套筒402,套筒402上滑动连接有滑杆403,滑杆403延伸至油槽4011内与活塞板401固定相连,滑杆403上套有弹簧404,弹簧404的两端分别与滑杆403和套筒402相抵。
参照图1-图7,通过下沉部使钻探部移动到水底,并使下沉部***海底的岩土下,同时启动第一电机601,第一电机601的输出轴使直齿轮602转动,第一传动直齿轮602使外齿环603在油筒400上转动,外齿环603使第二传动直齿轮605转动,第二传动直齿轮605使第一传动轴604转动,第一传动轴604通过锥齿轮组608使第二传动轴607转动,第二传动轴607通过传动锥齿轮609使锥齿环610转动,两组锥齿环610使第一钻探头200和第二钻探头300同步转动,第一钻探头200通过滑块702带动安装头700转动,安装头700的底部为尖锥形,从而提高破土效果。
参照图1、图2、图3和图7,下沉部包括第一安装箱900,第一安装箱900的底部设置有第三电磁铁,第三电磁铁的底部开设有与第一电磁铁104相对应的凹槽,第一安装箱900的侧壁上固定连接有壁管901,壁管901上固定连接有第二安装箱902,第二安装箱902内固定连接有第三电机903和变速箱904,变速箱904的输入端与第三电机903的输出轴固定相连,变速箱904的顶部的输出轴上固定连接有螺旋桨905,变速箱904底部的输出轴延伸至第二安装箱902外固定连接有钻土丝杆906。
参照图1、图2、图3和图7,启动第三电机903,第三电机903的输出轴使变速箱904的输入轴转动(变速箱904为双输出轴变速箱,在此不做赘述),该变速箱904内部的齿轮组用来进行提速,变速箱904的输出轴高速转动,变速箱904顶部的输出轴使螺旋桨905转动,从而与水之间产生反冲力使该设备整体向水底移动,从而使该设备移动到深海底部,当该设备降至深海底部后,使螺旋桨905继续转动,同时变速箱904底部的输出轴使钻土丝杆906,且钻土丝杆906的底部为尖锥,在该设备移动到海底后,在螺旋桨905工作产生的反冲力下尖锥部位***海底的泥土中,且转动尖锥增强了变速箱904底部的输出轴的破土能力,从而使变速箱904底部的输出轴深入海底的地下,然后第三电机903停止工作,使变速箱904的两个输出轴停止转动,利用钻土丝杆906上的螺纹与海底的泥土进行卡合,从而防止该设备在水的浮力作用下上升;更进一步的是,在本发明中,还可以在第一安装箱900内安装平衡器和控制器,利用平衡器感应该设备在海水中的水平度,并将数据传递到设置在第一安装箱900内的控制器中,利用该控制器控制四组第三电机903的输出转速,从而使该设备达到平衡,避免该设备移动到海底时倾倒,从而避免无法对海底的岩土进行钻探取样。
参照图1、图2、图3、图6和图7,需要说明的是,油筒400与第二安装箱902上均固定连接有钢丝绳套1000,钢丝绳套1000内固定连接有电缆线1001,电缆线1001与电机电性连接,钢丝绳套1000由钢丝绳制作而成,电缆线1001与钢丝绳套1000的另一端缠绕在卷扬机上,卷扬机安装在运输该装置的船上,从而便于为进入深海的下沉部与钻探部供电,从而使钻探部可以深入海底的地面之下进行工作,且钢丝绳套1000还可以用来对钻探部以及下沉部进行拖拽,从而防止螺旋桨905等损坏致使该设备无法回收。
参照图1-图7,在钻探时,在螺旋桨905产生的反推力作用下,钻土丝杆906***地下,并通过钻土丝杆906钻入海底泥土中,以此提高该设备与海底地面之间的稳定性,在钻土丝杆906***地下的同时,第一钻探头200与第二钻探头300同时转动,使钻探部钻入海底的岩土层,在第三电磁铁的底部固定连接有连杆,该连杆的底部为铁块,与第二电磁铁405磁性相连,在钻探部未脱离下沉部的时候,通过两根连杆与第二电磁铁405对安装管103进行限位,从而对安装座100进行限位,防止安装座100转动,从而避免两个钻探头带动安装座100转动;
参照图2-图7,当下沉部停止下沉后,钻探部继续下降时,第一电磁铁104通电产生磁力,第一电磁铁104的磁极与第三电磁铁的磁极相同,从而使两者相斥,提高对钻探部的推力,使未完全钻入土中的钻探设备继续下降,同时安装管103与第一安装箱900分开,即第一电磁铁104与第三电磁铁分开,当第一电磁铁104与第三第三电磁铁之间的斥力大幅度削弱后,第一电磁铁104与第三电磁铁同时断电消磁,同时第一安装箱900通过连杆拖动第二电磁铁405上升,第二电磁铁405带动套筒402向上滑动,在本发明中,弹簧404的弹力较小,油管4013的管口较小,油腔内部的液压油流通阻力大于弹簧404的弹力,因此弹簧404优先收缩,当钻探部完全进入土层后并进入土层至少半米以上的距离后,弹簧404完全收缩,第二电磁铁405通过套筒402带动滑杆403上升,滑杆403带动活塞板401向上移动,直至第二电磁铁405与第一电磁铁104相抵,然后第一电磁铁104通电,使其与第二电磁铁405相吸,然后使第二电磁铁405断电,使连杆脱离第二电磁铁405,从而使下沉部与钻探部完全脱离,同时,通过第二电磁铁405将第一电磁铁104上与连杆相对应的孔封住,防止水与泥土进入安装管103中,活塞板401上升使油槽4011内部的空间减小,从而将油槽4011内的液压油通过油管4013挤入分流腔4012中,通过分流腔4012分流进入外筒500中,使密封杆501向外滑动,从而使限位轮502与钻探部钻出的孔的孔壁相贴,限位轮502的外圈升上设置有三角齿,三角齿***岩土中,使限位轮502在岩土壁上贴壁转动,从而对安装座100进行限位,防止安装座100转动,且还可以再次启动使第二电磁铁405再次通电产生磁力,第一电磁铁104与第二电磁铁405的极向相反,因此两者相吸,提高限位轮502对岩土的抓附力,从而防止安装座100发生转动。
参照图4-图6,钻探部下降的时候,第一螺旋铲土刀202与第二螺旋铲土刀301转动,将位于钻探部底部的泥土输送至钻探部的顶部,由于螺旋铲土刀将岩土送至钻探部顶部的同时,螺旋铲土刀对岩土输送时对岩土施加的压力使岩土之间更紧实,从而使等量的岩土的体积变小,增加了钻探部顶部岩土之间空隙,从而使海水通过空隙灌入岩土中,使岩土变得松软,形成较为粘稠的土浆,土浆的重力对钻探部施加压力,且螺旋铲土刀转动使与岩土之间产生应力与土浆的重力使钻探部继续下降,从而使该设备深入海底的岩土层,进而便于对位于海底的岩土进行深层的钻探取样。
参照图4-图6,在钻探部深入岩土层一定程度后,启动第二电机800,第二电机800通过直齿轮组804使螺纹伸缩杆802的***的螺纹筒转动,通过连接板803进行限位,两个螺纹筒内的螺纹杆向外螺纹筒外伸出,从而通过连接板803使安装头700下降伸出第一钻探头200,利用安装头700上的存放槽701进行取样,即第一钻探头200通过滑块702带动安装头700转动,从而通过存放槽701的槽边将岩土刮入存放槽701内,直至存放槽701内存满泥土,由于螺旋铲土刀与岩土之间的孔隙较小,海水无法到达钻探部的底部,因此钻探部底部的岩土仅为较为潮湿的泥土,且位于存放槽701槽口处的岩土与地底的岩土进行摩擦,从而使槽口处的岩土变得较为光滑,从而形成光滑的土膜将存放槽701封住,然后使安装头700复位,当钻探部移动到另一深度后,使安装头700继续伸出,使装有岩土的存放槽701和该存放槽701上方空的存放槽701伸出,将该岩土刮入空的存放槽701内,然后如此往复,采取多段深度区间的岩土。
取样完成后,使第一电机601反向转动,从而将位于钻探部上方的泥浆输送至钻探部的底部,并通过船上的卷扬机对钢丝绳套1000与电缆线1001进行收卷,主要利用钢丝绳套1000对钻探部进行拖拽,从而使钻探部上升,直至连杆***安装管103中与第二电磁铁405相贴,然后使第二电磁铁405与第一电磁铁104断电,弹簧404复位,连杆将第二电磁铁405向安装管103的下方按压,通过套筒402与滑杆403将活塞板401向油筒400下方按压,从而将外筒500内的液压油吸入油槽4011内,从而使限位轮502缩回安装槽101内,然后第一电磁铁104与第三电磁铁相碰后,第三电磁铁通电,将未通电的第一电磁铁104吸住,然后启动第三电机903,使第三电机903反向转动,从而使螺旋桨905与钻土丝杆906反向转动,从而使下沉部脱离海底的岩土层,并在海水中上升,提高该设备的上升速度,便于对采取的样本进行回收。
还需要说明的是,该钻探设备上的电磁铁、电机等均通过电缆进行供电。
一种水下岩土勘探方法,包括以下步骤:
步骤一、通过下沉部使钻探部移动到水底并使钻土丝杆906***海底的岩土;具体的为,启动第三电机903,第三电机903通过其输出轴使变速箱904的输入轴转动,该变速箱904内部的齿轮组用来进行提速,变速箱904的输出轴高速转动,变速箱904顶部的输出轴使螺旋桨905转动,从而与水之间产生反冲力使该设备整体向水底移动,同时变速箱904底部的输出轴使钻土丝杆906转动,且钻土丝杆906的底部为尖锥,在该设备移动到海底后,在螺旋桨905工作产生的反冲力下尖锥部位***海底的泥土中;
步骤二、使钻探部完全进入泥土层至少半米,具体的为,启动第一电机601,第一电机601通过使第一传动直齿轮602转动,第一传动直齿轮602使外齿环603在油筒400上转动,外齿环603使第二传动直齿轮605转动,第二传动直齿轮605使第一传动轴604转动,第一传动轴604通过锥齿轮组608使第二传动轴607转动,第二传动轴607通过传动锥齿轮609使锥齿环610转动,两组锥齿环610使第一钻探头200和第二钻探头300同步转动,同时,使第一电磁铁104与第三电磁铁同时充电产生斥力,斥力使钻探部下降;
步骤三、使限位轮502与岩土孔的内壁相抵,具体的为,螺旋铲土刀转动使与岩土之间产生应力与土浆的重力使钻探部继续下降的同时第一安装箱900通过连杆拖动第二电磁铁405上升,第二电磁铁405带动套筒402向上滑动,第二电磁铁405通过套筒402带动滑杆403上升,滑杆403带动活塞板401向上移动,活塞板401上升使油槽4011内部的空间减小,从而将油槽4011内的液压油通过油管4013挤入分流腔4012中,通过分流腔4012分流进入外筒500中,使密封杆501向外滑动,从而使限位轮502与钻探部钻出的孔的孔壁相贴;
步骤四、使安装头700上的空的存放槽701伸出第一钻探头200进行取样,具体的为,启动第二电机800,第二电机800通过直齿轮组804使螺纹伸缩杆802的***的螺纹筒转动,通过连接板803进行限位,两个螺纹筒内的螺纹杆向外螺纹筒外伸出,从而通过连接板803使安装头700下降伸出第一钻探头200,第一钻探头200通过滑块702带动安装头700转动,从而使存放槽701的槽口将岩土刮入存放槽701内,直至存放槽701内存满泥土;
步骤五、将安装头700收入第一钻探头200,利用第一钻探头200将存放槽701的槽口封住;
步骤六、将该设备收回船上,将存放槽701内部的岩土取出进行检测,完成勘探。
在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.水下岩土钻探设备,包括下沉部,其特征在于,还包括:
可拆卸连接在所述下沉部上的钻探部,所述钻探部包括安装座(100)以及分别转动连接在所述安装座(100)下方的第一钻探头(200)和转动连接在所述安装座(100)上方的第二钻探头(300);
所述第一钻探头(200)的外壁上固定连接有第一螺旋铲土刀(202);
所述第二钻探头(300)的外壁上固定连接有与第一螺旋铲土刀(202)螺向相同的第二螺旋铲土刀(301);
所述第一钻探头(200)内开设有滑槽(201);
安装头(700),侧壁固定连接有滑块(702),所述滑块(702)滑动连接在滑槽(201)内,且侧壁上开设有多层开口朝外的存放槽(701);
所述安装座(100)内开设有安装腔(102),所述安装腔(102)内固定连接有液压缸,所述安装座(100)的外壁上开设有安装槽(101),所述液压缸的输出端延伸至安装槽(101)内转动连接有限位轮(502);
第一驱动部,设置在所述安装腔(102)内,用于驱动第一钻探头(200)与第二钻探头(300)转动;
第二驱动部,设置在所述安装腔(102)内,用于驱动安装头(700)升降。
2.根据权利要求1所述的水下岩土钻探设备,其特征在于:所述第一驱动部包括第一电机(601),所述安装腔(102)内固定连接有安装板(600),所述第一电机(601)固定连接在所述安装板(600)的顶部,所述安装腔(102)的顶部固定连接有油筒(400),所述油筒(400)的外壁上转动连接有外齿环(603),所述第一电机(601)的输出轴上固定连接有与外齿环(603)相啮合的第一传动直齿轮(602),所述第一钻探头(200)与第二钻探头(300)的内壁上均开设有转槽(302),所述转槽(302)内固定连接有锥齿环(610),所述安装座(100)上转动连接有第二传动轴(607),所述第二传动轴(607)延伸至转槽(302)内固定连接有与锥齿环(610)相啮合的传动锥齿轮(609),所述安装板(600)上转动连接有第一传动轴(604),所述第一传动轴(604)上固定连接有与外齿环(603)相啮合的第二传动直齿轮(605),所述第二传动轴(607)延伸至安装腔(102)内通过锥齿轮组(608)与第一传动轴(604)同步转动。
3.根据权利要求2所述的水下岩土钻探设备,其特征在于:所述液压缸包括固定连接在所述安装腔(102)内的外筒(500),所述外筒(500)上滑动连接有密封杆(501),所述密封杆(501)伸出外筒(500)的一端延伸至安装槽(101)内,所述限位轮(502)转动连接在所述密封杆(501)上。
4.根据权利要求3所述的水下岩土钻探设备,其特征在于:所述油筒(400)内部滑动连接有活塞板(401),所述活塞板(401)的顶部为油槽(4011),所述油筒(400)的底部开设有分流腔(4012),所述分流腔(4012)通过油管(4013)与油槽(4011)相连通,所述分流腔(4012)与外筒(500)相连通。
5.根据权利要求4所述的水下岩土钻探设备,其特征在于:所述第二驱动部包括固定连接在安装板(600)底部的第二电机(800),所述安装板(600)的底部转动连接有螺纹伸缩杆(802),所述螺纹伸缩杆(802)的输出端固定连接有连接板(803),所述连接板(803)与安装头(700)转动相连,所述第二电机(800)的输出轴与螺纹伸缩杆(802)最外层的螺纹筒通过直齿轮组(804)同步转动。
6.根据权利要求5所述的水下岩土钻探设备,其特征在于:所述安装座(100)的顶部固定连接有安装管(103),所述安装管(103)的顶部固定连接有第一电磁铁(104),所述安装管(103)内滑动连接有第二电磁铁(405),所述第二电磁铁(405)的底部固定连接有套筒(402),所述套筒(402)上滑动连接有滑杆(403),所述滑杆(403)延伸至油槽(4011)内与活塞板(401)固定相连,所述滑杆(403)上套有弹簧(404),所述弹簧(404)的两端分别与滑杆(403)和套筒(402)相抵。
7.根据权利要求6所述的水下岩土钻探设备,其特征在于:所述下沉部包括第一安装箱(900),所述第一安装箱(900)的底部设置有第三电磁铁,所述第三电磁铁的底部开设有与第一电磁铁(104)相对应的凹槽,所述第一安装箱(900)的侧壁上固定连接有壁管(901),所述壁管(901)上固定连接有第二安装箱(902),所述第二安装箱(902)内固定连接有第三电机(903)和变速箱(904),所述变速箱(904)的输入端与第三电机(903)的输出轴固定相连,所述变速箱(904)的顶部的输出轴上固定连接有螺旋桨(905)。
8.根据权利要求7所述的水下岩土钻探设备,其特征在于:所述变速箱(904)底部的输出轴延伸至第二安装箱(902)外固定连接有钻土丝杆(906)。
9.根据权利要求8所述的水下岩土钻探设备,其特征在于:所述油筒(400)与第二安装箱(902)上均固定连接有钢丝绳套(1000),所述钢丝绳套(1000)内固定连接有电缆线(1001)。
10.一种水下岩土勘探方法,采用权利要求9所述的水下岩土钻探设备,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、通过下沉部使钻探部移动到水底并使钻土丝杆(906)***海底的岩土;
步骤二、使钻探部完全进入泥土层至少半米;
步骤三、使限位轮(502)与岩土孔的内壁相抵;
步骤四、使安装头(700)上的空的存放槽(701)伸出第一钻探头(200)进行取样;
步骤五、将安装头(700)收入第一钻探头(200)内,利用第一钻探头(200)将存放槽(701)的槽口封住;
步骤六、将该设备收回船上,将存放槽(701)内部的岩土取出进行检测,完成勘探。
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