CN116717247B - 一种岩土钻进装置及钻进方法 - Google Patents
一种岩土钻进装置及钻进方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116717247B CN116717247B CN202310985423.2A CN202310985423A CN116717247B CN 116717247 B CN116717247 B CN 116717247B CN 202310985423 A CN202310985423 A CN 202310985423A CN 116717247 B CN116717247 B CN 116717247B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drilling
- module
- sampling
- soil
- rock
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 172
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 104
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 148
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 87
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 32
- 244000208734 Pisonia aculeata Species 0.000 claims abstract description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 21
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 12
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000009795 derivation Methods 0.000 claims description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005527 soil sampling Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
- E21B49/02—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells by mechanically taking samples of the soil
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B15/00—Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B15/00—Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts
- E21B15/006—Means for anchoring the drilling machine to the ground
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/08—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A10/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
- Y02A10/23—Dune restoration or creation; Cliff stabilisation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
本发明涉及岩土工程技术领域,具体是涉及一种岩土钻进装置及钻进方法,包括三角架以及通过铰接元件铰接设置于三角架顶部一侧的直线往复驱动器,钻进机构沿着直线往复驱动器的驱动方向平行设置于直线往复驱动器的工作端,钻进机构设有钻进模块以及同轴设置于钻进模块内的破碎导出模块;其中靠近钻进模块的钻进端内壁还设有回拉限阻模块,回拉限阻模块用以辅助钻进模块将钻进过程中置于钻进模块内的岩土带出;本发明不仅小巧便捷可适应不同地形而且可以对不同采样层进行完整采样的同时保证采样后的样品完整性,大幅提高了样品检测精度。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程技术领域,具体是涉及一种岩土钻进装置及钻进方法。
背景技术
地质勘探即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测,确定合适的持力层,根据持力层的地基承载力,确定基础类型,计算基础参数的调查研究活动,其中一步就是需要对勘探点的岩土进行采样;
现有的岩土采样方法是使用钻探装置在地面上钻孔,钻探装置在向下移动的过程中,会将产生的岩土输送到地面上,采样人员根据钻探装置的下落深度来估算钻探深度,同时从输送到地面上的岩土中进行采样,但是上述采样方法存在以下问题:一、设备体积较大,操作不便,仅能对平摊地带进行采样;二、岩土被输送到地面上后,会与不同深度的岩土混杂在一起,非常容易导致岩土的采样数据产生较大误差,影响数据分析的准确性;三、无法灵活对所需深度的岩土进行采样;现有技术中,针对上述技术问题也延伸出相应的采样设备;如公告号为:CN114046134A 申请的一种用于地质勘测的岩土层钻进设备;上述设备通过压缩气体径向推动采样框径向***土壤内,随即在径向拔出从而实现岩土采样,但是在采样时不具备切阻功能,即对采样土壤和原始土壤之间的切断,在当采样框水平回退的过程中采样口仅能在土壤上插出环形孔,采样土壤依然和原始土壤粘连,无法实现采样效果;在对水分较大的土壤层采样时尤为明显,如当前采样层为岩石层,采样框更是无法***其内部实现采样;为此,我们提出一种岩土钻进装置来解决上述技术问题。
发明内容
针对上述问题,提供一种岩土钻进装置,通过提供一种可以在对岩土进行持续钻进且在钻进的过程中将岩土自动导出,无论采样层是岩石层还是土壤层依然可以灵活采样的钻进装置,从而解决现有技术中采样设备采样不完善,无法保证对当前采样层采样精度以及完整性的技术问题。
为解决现有技术问题,本发明提供一种岩土钻进装置,包括三角架以及通过铰接元件铰接设置于三角架顶部一侧的直线往复驱动器,钻进机构沿着直线往复驱动器的驱动方向平行设置于直线往复驱动器的工作端,钻进机构设有钻进模块以及同轴设置于钻进模块内的破碎导出模块;其中靠近钻进模块的钻进端内壁还设有回拉限阻模块,回拉限阻模块用以辅助钻进模块将钻进过程中置于钻进模块内的岩土带出。
优选的,铰接元件包括固定板,固定板呈水平状态固定设置于三角架顶部,活动板通过铰链铰接设置于固定板一侧;所述固定板的两侧还分别设置有弧形引导部,弧形引导部上还贯穿开设有供垂直设置于活动板一侧的螺纹柱穿过的弧形通孔;螺纹柱外螺接有锁紧旋钮;活动板靠近固定板的一侧还垂直设置有撑垫,撑垫用以在当活动板翻转至与固定板呈平行状态时与固定板上表面接触,从而保证翻转板的稳定。
优选的,直线往复驱动器包括电动推杆,电动推杆通过第一连接架呈竖直状态固定设置于活动板外侧且电动推杆驱动端竖直朝向三脚架设置;所述第一连接架远离活动板的一侧还固定设置有第一滑块;滑移架通过表面固定设置的第一滑轨与第一滑块滑动配合;滑移架的底部与电动推杆输出端固定连接。
优选的,钻进机构包括钻进模块,钻进模块沿着电动推杆的驱动方向平行设置于滑移架表面且靠近三角架一端设置;旋转驱动器通过第一安装架固定设置于滑移架表面用以驱动钻进模块转动;回拉限阻模块嵌入式安装于钻进模块内壁且靠近钻进模块钻进端设置;破碎导出模块固定设置于滑移架表面且位于钻进模块上方靠近滑移架顶部设置,破碎导出模块的破碎端同轴置于钻进模块内且可沿着钻进模块轴线往复移动,用以对钻进模块内的岩土进行粉碎并导出。
优选的,钻进模块包括采样桶以及同轴固定设置于采样桶前端的环形钻;采样桶为中空且两端开口的圆柱形壳体,所述采样桶远离环形钻头的一端还同轴转动设置有固定桶,固定桶通过轴承座固定安装于滑移架表面;采样桶的一侧还贯穿开设有排料口以及罩盖设置于排料口处的排料通道;所述采样桶靠近环形钻一端的内壁还开设有用以安装回拉限阻模块的凹槽以及径向贯穿开设于凹槽处且于凹槽连通设置的矩形通孔;滑槽沿着采样桶的轴线平行开设于采样桶外且与矩形通孔连通设置。
优选的,所述采样桶的一侧还贯穿开设有长圆形通孔。
优选的,破碎导出模块包括竖直往复驱动器,竖直往复驱动器沿着滑移架的长边方向平行设置于滑移架表面且靠近滑移架顶部设置;第二伺服电机通过第二连接架固定设置于竖直往复驱动器驱动端;转轴通过联轴器与第二伺服电机同轴固定连接,所述转轴的非连接端还同轴固定设置有破碎头;螺旋提升桨同轴套设安装于转轴外且靠近破碎头设置;所述第二连接架靠近滑移架的一侧还固定设置有第二滑块;第二滑块与沿着滑移架长边方向平行设置于滑移架表面的第二滑轨滑动配合连接。
优选的,三角架还包括有钢钎,钢钎可拆卸的设置于三角架支脚处。
优选的,回拉限阻模块包括弧形翻板,弧形翻板通过短边一侧设置的铰接部铰接设置于凹槽内且铰接处设置有扭簧;弧形翻板靠近采样桶轴心的内侧还固定设置有三角弧板,限位杆相对三角弧板固定设置于弧形翻板外侧且限位杆穿过矩形通孔朝向采样桶外侧设置;限位杆的端部还设置有插孔;第三滑块滑动设置于滑槽内且第三滑块靠近限位杆的一侧还垂直设置有插杆。
一种岩土钻进方法,应用于一种岩土钻进装置,包括以下步骤:
S1:将设备搬运至采样点,支起三角架,并使用钢钎将三角架支脚固定至采样点处,随即手持钻进机构对钻进机构进行翻转调节至所需钻进角度后,锁止铰接元件对钻进机构固定;
S2:钻进机构固定完毕后,驱使旋转驱动器动作,通过旋转驱动器驱动采样桶和环形钻同步转动,在驱动直线往复驱动器动作对采样桶进行推进;从而实现采样效果;
S3:在通过采样桶采样的过程中在未达到采样深度前,采样桶内的岩土均通过破碎导出模块破碎后并从排料通道处导出;在采样桶钻进至采样点时,破碎导出模块回退至初始点;
S4:采样完毕后在通过直线往复驱动器对采样管提升的过程中回拉限阻模块在直线往复驱动器的拉力作用下将采样管内的岩土和外部岩土拉断,从而保证采样岩土协同采样管被一同拉出的同时保证拉出岩土的完整性。
本发明相比较于现有技术的有益效果是:
本发明通过直线往复驱动器推动高速转动的钻进模块对岩土进行钻进,同时配合回拉限阻模块在采样的过程中辅助采样桶完成采样,利用直线往复驱动器的拉力将采样岩土和岩土本体连接处拉断,保证了采样完成形;更近一步的配合三角架和铰接元件对钻进机构进行调节以及支撑,大幅度缩减了设备体积,增加了设备便捷性。
附图说明
图1是一种岩土钻进装置的立体图。
图2是一种岩土钻进装置的侧视图。
图3是一种岩土钻进装置中去除三角架和铰接元件立体图。
图4是一种岩土钻进装置中去除三角架和铰接元件的分解机构立体图。
图5是一种岩土钻进装置中铰接元件和直线往复驱动器立体图。
图6是图5的A处局部放大图。
图7是一种岩土钻进装置中钻进机构部分结构侧视图。
图8是一种岩土钻进装置中B-B处截面剖视图。
图9是图8的C处局部放大图。
图10是一种岩土钻进装置中回拉限阻模块和采样桶分解结构立体图。
图中标号为:
1-三角架;11-钢钎;
2-铰接元件;21-固定板;22-活动板;23-铰链;24-弧形引导部;25-弧形通孔;26-螺纹柱;27-锁紧旋钮;27-撑垫;
3-直线往复驱动器;31-电动推杆;32-第一连接架;33-第一滑块;34-第一滑轨;35-滑移架;
4-钻进机构;41-钻进模块;411-采样桶;4111-长圆形通孔;412-固定桶;413-环形钻;414-轴承座;415-排料通道;416-凹槽;417-矩形通孔;418-滑槽;42-旋转驱动器;421-第一齿轮;422-第二齿轮;423-第一伺服电机;43-第一安装架;44-回拉限阻模块;441-弧形翻板;442-铰接部;443-扭簧;444-三角弧板;445-限位杆;446-插孔;447-第三滑块;448-插杆;45-破碎导出模块;451-竖直往复驱动器;452-第二伺服电机;453-第二连接架;454-转轴;455-联轴器;456-破碎头;457-螺旋提升桨;458-第二滑块;459-第二滑轨。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能,下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
参见图1至图10所示:一种岩土钻进装置,包括三角架1以及通过铰接元件2铰接设置于三角架1顶部一侧的直线往复驱动器3,钻进机构4沿着直线往复驱动器3的驱动方向平行设置于直线往复驱动器3的工作端,钻进机构4设有钻进模块41以及同轴设置于钻进模块41内的破碎导出模块45;其中靠近钻进模块41的钻进端内壁还设有回拉限阻模块44,回拉限阻模块44用以辅助钻进模块41将钻进过程中置于钻进模块41内的岩土带出。
工作状态下,当需要对岩土进行钻进采样时,首先将设备搬运至采样点并展开三角架1,展开三角架1后对钻进机构4进行调整,并预设好钻进角度,在将三角架1与当前采样点地面固定,随即接入外部电源驱使钻进模块41高速转动使其呈钻进状态,然后接入外部电源驱使直线往复驱动器3动作,实现对钻进模块41的推进动作,使其缓慢钻入至岩土内;为了保证钻进模块41可以正常钻进至更深的岩土内,在未钻进至采样点前,钻进模块41内的岩土持续通过破碎导出模块45导出用以保证钻进模块41的顺利钻进;当钻进至指定深度需要对岩土采样时,破碎导出模块45回退至初始状态;钻进模块41继续钻进深入至采样点区域后,使其所需采样层完全容置于钻进模块41内;最后驱动直线往复驱动器3动作,使其钻进模块41整体上移,直至钻进模块41从采样点彻底拔出,在通过直线往复驱动器3对钻进模块41拔出的过程中设置于钻进模块41钻进端内壁的回拉限阻模块44会在钻进模块41拉出的过程中将位于钻进模块41内的采样土和原始土壤连接处拉断,从而保证采样土壤连通钻进模块41可以被顺利拉出以及保证在拉出时的完整性。
参见图6所示:铰接元件2包括固定板21,固定板21呈水平状态固定设置于三角架1顶部,活动板22通过铰链23铰接设置于固定板21一侧;所述固定板21的两侧还分别设置有弧形引导部24,弧形引导部24上还贯穿开设有供垂直设置于活动板22一侧的螺纹柱26穿过的弧形通孔25;螺纹柱26外螺接有锁紧旋钮27;活动板22靠近固定板21的一侧还垂直设置有撑垫28,撑垫28用以在当活动板22翻转至与固定板21呈平行状态时与固定板21上表面接触,从而保证翻转板的稳定。
工作状态下,当需要将钻进机构4调整至不同钻进角度时,工作人员只需旋松锁紧旋钮27后手持钻进机构4并对其翻转调节,当旋转至所需角度后重新旋紧锁紧旋钮27即可,所述弧形引导部24与固定板21固定连接且弧形引导部24上贯穿开设的弧形通孔25用以供螺纹柱26在其内部滑移,并且在滑移至指定角度后配合锁紧旋钮27对当前状态的钻进机构4进行锁定。
参见图5所示:直线往复驱动器3包括电动推杆31,电动推杆31通过第一连接架32呈竖直状态固定设置于活动板22外侧且电动推杆31驱动端竖直朝向三脚架设置;所述第一连接架32远离活动板22的一侧还固定设置有第一滑块33;滑移架35通过表面固定设置的第一滑轨34与第一滑块33滑动配合;滑移架35的底部与电动推杆31输出端固定连接。
所述滑移架35用以固定安装钻进机构4;工作状态下,当需要驱动钻进机构4竖直往复推进时,首先接入外部电源驱动电动推杆31工作,电动推杆31输出轴延伸驱使滑移架35动作,从而实现驱使钻进机构4水平推进的工作。
参见图2和图3所示:钻进机构4包括钻进模块41,钻进模块41沿着电动推杆31的驱动方向平行设置于滑移架35表面且靠近三角架1一端设置;旋转驱动器42通过第一安装架43固定设置于滑移架35表面用以驱动钻进模块41转动;回拉限阻模块44嵌入式安装于钻进模块41内壁且靠近钻进模块41钻进端设置;破碎导出模块45固定设置于滑移架35表面且位于钻进模块41上方靠近滑移架35顶部设置,破碎导出模块45的破碎端同轴置于钻进模块41内且可沿着钻进模块41轴线往复移动,用以对钻进模块41内的岩土进行粉碎并导出。
工作状态下,当需要对岩土进行钻进采样时,首先接入外部点驱动旋转驱动器42动作,旋转驱动器42输出轴转动驱使钻进模块41高速转动,钻进模块41在高速转动下通过直线往复驱动器3朝向岩土推进,从而实现对当前地域岩土的采样工作,为了保证钻进模块41可以正常钻进至更深的岩土层内,在未钻进至采样点前,钻进模块41内的岩土持续通过破碎导出模块45导出用以保证钻进模块41的顺利钻进;当钻进至指定深度需要对岩土采样时,破碎导出模块45回退至初始状态;钻进模块41继续钻进深入至采样点区域后,使其所需采样层完全容置于钻进模块41内;最后驱动直线往复驱动器3动作,使其钻进模块41整体上移,直至钻进模块41从采样点彻底拔出,在通过直线往复驱动器3对钻进模块41拔出的过程中设置于钻进模块41钻进端内壁的回拉限阻模块44会在钻进模块41拉出的过程中将位于钻进模块41内的采样土和原始土壤连接处拉断,从而保证采样土壤连通钻进模块41可以被顺利拉出以及保证在拉出时的完整性。
参见图3、图7和图10所示:钻进模块41包括采样桶411以及同轴固定设置于采样桶411前端的环形钻413;采样桶411为中空且两端开口的圆柱形壳体,所述采样桶411远离环形钻413头的一端还同轴转动设置有固定桶412,固定桶412通过轴承座414固定安装于滑移架35表面;采样桶411的一侧还贯穿开设有排料口以及罩盖设置于排料口处的排料通道415;所述采样桶411靠近环形钻413一端的内壁还开设有用以安装回拉限阻模块44的凹槽416以及径向贯穿开设于凹槽416处且于凹槽416连通设置的矩形通孔417;滑槽418沿着采样桶411的轴线平行开设于采样桶411外且与矩形通孔417连通设置。
工作状态下,由于固定桶412通过轴承座414固定安装于滑移架35表面,当需要对岩土进行钻进时,首先接入外部电源驱动旋转驱动器42动作,旋转驱动器42输出轴转动同步驱使采样桶411高速转动,高速转动状态下的采样桶411配合环形钻413对岩土进行旋钻,旋钻的同时配合直线往复驱动器3推进,从而实现对岩土的钻进工作;所述旋转驱动器42包括第一齿轮421,第一齿轮421同轴固定设置于采样桶411外且靠近固定桶412设置;第一伺服电机423固定设置于滑移架35表面且通过输出轴同轴设置的第二齿轮422与第一齿轮421传动连接;当需要驱动采样桶411转动时,首先接入外部电源驱使第一伺服电机423动作,第一伺服电机423在驱使第一齿轮421转动,转动状态下的第一齿轮421在驱使第二齿轮422转动,从而实现驱动采样桶411高速转动的动作。
参见图4所示:所述采样桶411的一侧还贯穿开设有长圆形通孔4111。
所述长圆形通孔4111可作为采样可视窗口,使得工作人员可以直观的看见位于采样桶411内的岩土,为了保证后续检测的准确性,工作人还可以在岩土依然存在于采样桶411内时,使用插片从长圆形通孔4111处***,将其采样出的岩土层一分为二,在后续将其沿途层从采样桶411内导出时可以直接取其中心处的岩土,从而保证最终检测准确性。
参见图4和图8所示:破碎导出模块45包括竖直往复驱动器451,竖直往复驱动器451沿着滑移架35的长边方向平行设置于滑移架35表面且靠近滑移架35顶部设置;第二伺服电机452通过第二连接架453固定设置于竖直往复驱动器451驱动端;转轴454通过联轴器455与第二伺服电机452同轴固定连接,所述转轴454的非连接端还同轴固定设置有破碎头456;螺旋提升桨457同轴套设安装于转轴454外且靠近破碎头456设置;所述第二连接架453靠近滑移架35的一侧还固定设置有第二滑块458;第二滑块458与沿着滑移架35长边方向平行设置于滑移架35表面的第二滑轨459滑动配合连接。
工作状态下,当需要对采样桶411内的岩土进行破碎时,首先接入外部电源驱动第二伺服电机452动作,第二伺服电机452输出轴转动驱使转轴454高速转动,转轴454在高速转动下在同步驱动破碎头456和螺旋提升桨457转动,最后在竖直往复驱动器451的驱动下缓慢朝向环形钻413方向靠近,从而实现对位于采样桶411内的岩土进行逐步破碎,最后配合螺旋提升桨457将其导处,所述螺旋提升桨457的长度为转轴454的二分之一,在通过螺旋提升桨457对岩土提升的过程中,螺旋提升桨457会在直线往复驱动器3的驱动下轴向移动至排料通道415处直至将破碎后的岩土从排料通道415处完全导处;岩土为分批次导处;后续需要将采样桶411内的岩土进行导出时,无需启动第二伺服电机452动作;直接通过驱动竖直往复驱动器451动作,驱使转轴454协同破碎头456朝向采样桶内伸入,实现推料效果;所述竖直往复驱动器451优选为丝杆滑台;通过设定竖直往复驱动器451的下移行距可以配合螺旋提升桨457灵活对不同层深的岩土进行采样。
参见图1所示:三角架1还包括有钢钎11,钢钎11可拆卸的设置于三角架1支脚处。
所述三角架1为现有技术,此处不做赘述,钢钎11用以对放置后的三角架1支脚进行固定,通过将钢钎11打入检测点地下,从而保证工作状态下的钻进装置持续处于稳定状态。
参见图8至图10所示:回拉限阻模块44包括弧形翻板441,弧形翻板441通过短边一侧设置的铰接部442铰接设置于凹槽416内且铰接处设置有扭簧443;弧形翻板441靠近采样桶411轴心的内侧还固定设置有三角弧板444,限位杆445相对三角弧板444固定设置于弧形翻板441外侧且限位杆445穿过矩形通孔417朝向采样桶411外侧设置;限位杆445的端部还设置有插孔446;第三滑块447滑动设置于滑槽418内且第三滑块447靠近限位杆445的一侧还垂直设置有插杆448。
工作状态下,弧形翻板441在扭簧443的作用下始终翻转朝向采样桶411轴线设置;铰接部442设置于弧形翻板441靠近固定桶412的一端;所述三角弧板444截面呈直角三角形设置,三角弧板444的倾斜边朝向环形钻413的一端设置,三角弧形的水平边朝向固定桶412的一端设置,当在对岩土进行采样时,由于环形钻413首先进入岩土内,此时的三角弧板444倾斜边会最新与采样桶411内的岩土接触,在与岩土接触的同时三角弧板444也会在岩土的压力作用下压缩并贴近凹槽416内壁并远离岩土;保证岩土的顺利进入;当采样完毕后,采样桶411通过直线往复驱动器3提升时,采样桶411上移三角弧板444压力消失重新朝向采样轴中心回弹,回弹的过程中使其三角弧板444尖端***采样桶411内的岩土内,配合直线往复驱动器3将岩土连接处拉断,实现采样,由于采样桶411向上提升,三角弧板444利用采样桶411提升力可以更近一步的将三角弧板444***岩土内;当需要将采样桶411内的岩土取出时工作人员只需利用工具将弧形翻板441顶贴凹槽416内壁后,在滑动推动第三滑块447动作,使其垂直设置于第三滑块447一侧的插杆448***限位杆445插孔446内即可解除对采样桶411内的岩土限位,最后直接倒出岩土即可。
一种岩土钻进方法,应用于一种岩土钻进装置,包括以下步骤:
S1:将设备搬运至采样点,支起三角架1,并使用钢钎11将三角架1支脚固定至采样点处,随即手持钻进机构4对钻进机构4进行翻转调节至所需钻进角度后,锁止铰接元件2对钻进机构4固定;
S2:钻进机构4固定完毕后,驱使旋转驱动器42动作,通过旋转驱动器42驱动采样桶411和环形钻413同步转动,在驱动直线往复驱动器3动作对采样桶411进行推进;从而实现采样效果;
S3:在通过采样桶411采样的过程中在未达到采样深度前,采样桶411内的岩土均通过破碎导出模块45破碎后并从排料通道415处导出;在采样桶411钻进至采样点时,破碎导出模块45回退至初始点;
S4:采样完毕后在通过直线往复驱动器3对采样管提升的过程中回拉限阻模块44在直线往复驱动器3的拉力作用下将采样管内的岩土和外部岩土拉断,从而保证采样岩土可以协同采样管被一同拉出的同时保证拉出岩土的完整性。
本发明不仅小巧便捷可适应不同地形而且可以对不同采样层进行完整采样的同时保证采样后的样品完整性,大幅提高了样品检测精度。
以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种岩土钻进装置,包括三角架(1)以及通过铰接元件(2)铰接设置于三角架(1)顶部一侧的直线往复驱动器(3),钻进机构(4)沿着直线往复驱动器(3)的驱动方向平行设置于直线往复驱动器(3)的工作端,其特征在于,钻进机构(4)设有钻进模块(41)以及同轴设置于钻进模块(41)内的破碎导出模块(45);其中靠近钻进模块(41)的钻进端内壁还设有回拉限阻模块(44),回拉限阻模块(44)用以辅助钻进模块(41)将钻进过程中置于钻进模块(41)内的岩土带出;
钻进机构(4)包括钻进模块(41),钻进模块(41)沿着电动推杆(31)的驱动方向平行设置于滑移架(35)表面且靠近三角架(1)一端设置;旋转驱动器(42)通过第一安装架(43)固定设置于滑移架(35)表面用以驱动钻进模块(41)转动;回拉限阻模块(44)嵌入式安装于钻进模块(41)内壁且靠近钻进模块(41)钻进端设置;破碎导出模块(45)固定设置于滑移架(35)表面且位于钻进模块(41)上方靠近滑移架(35)顶部设置,破碎导出模块(45)的破碎端同轴置于钻进模块(41)内且可沿着钻进模块(41)轴线往复移动,用以对钻进模块(41)内的岩土进行粉碎并导出;
钻进模块(41)包括采样桶(411)以及同轴固定设置于采样桶(411)前端的环形钻(413);采样桶(411)为中空且两端开口的圆柱形壳体,所述采样桶(411)远离环形钻(413)头的一端还同轴转动设置有固定桶(412),固定桶(412)通过轴承座(414)固定安装于滑移架(35)表面;采样桶(411)的一侧还贯穿开设有排料口以及罩盖设置于排料口处的排料通道(415);所述采样桶(411)靠近环形钻(413)一端的内壁还开设有用以安装回拉限阻模块(44)的凹槽(416)以及径向贯穿开设于凹槽(416)处且于凹槽(416)连通设置的矩形通孔(417);滑槽(418)沿着采样桶(411)的轴线平行开设于采样桶(411)外且与矩形通孔(417)连通设置。
2.根据权利要求1所述的一种岩土钻进装置,其特征在于,铰接元件(2)包括固定板(21),固定板(21)呈水平状态固定设置于三角架(1)顶部,活动板(22)通过铰链(23)铰接设置于固定板(21)一侧;所述固定板(21)的两侧还分别设置有弧形引导部(24),弧形引导部(24)上还贯穿开设有供垂直设置于活动板(22)一侧的螺纹柱(26)穿过的弧形通孔(25);螺纹柱(26)外螺接有锁紧旋钮(27);活动板(22)靠近固定板(21)的一侧还垂直设置有撑垫(28),撑垫(28)用以在当活动板(22)翻转至与固定板(21)呈平行状态时与固定板(21)上表面接触,从而保证翻转的稳定。
3.根据权利要求2所述的一种岩土钻进装置,其特征在于,直线往复驱动器(3)包括电动推杆(31),电动推杆(31)通过第一连接架(32)呈竖直状态固定设置于活动板(22)外侧且电动推杆(31)驱动端竖直朝向三脚架设置;所述第一连接架(32)远离活动板(22)的一侧还固定设置有第一滑块(33);滑移架(35)通过表面固定设置的第一滑轨(34)与第一滑块(33)滑动配合;滑移架(35)的底部与电动推杆(31)输出端固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种岩土钻进装置,其特征在于,所述采样桶(411)的一侧还贯穿开设有长圆形通孔(4111)。
5.根据权利要求1所述的一种岩土钻进装置,其特征在于,破碎导出模块(45)包括竖直往复驱动器(451),竖直往复驱动器(451)沿着滑移架(35)的长边方向平行设置于滑移架(35)表面且靠近滑移架(35)顶部设置;第二伺服电机(452)通过第二连接架(453)固定设置于竖直往复驱动器(451)驱动端;转轴(454)通过联轴器(455)与第二伺服电机(452)同轴固定连接,所述转轴(454)的非连接端还同轴固定设置有破碎头(456);螺旋提升桨(457)同轴套设安装于转轴(454)外且靠近破碎头(456)设置;所述第二连接架(453)靠近滑移架(35)的一侧还固定设置有第二滑块(458);第二滑块(458)与沿着滑移架(35)长边方向平行设置于滑移架(35)表面的第二滑轨(459)滑动配合连接。
6.根据权利要求5所述的一种岩土钻进装置,其特征在于,三角架(1)还包括有钢钎(11),钢钎(11)可拆卸的设置于三角架(1)支脚处。
7.根据权利要求1所述的一种岩土钻进装置,其特征在于,回拉限阻模块(44)包括弧形翻板(441),弧形翻板(441)通过短边一侧设置的铰接部(442)铰接设置于凹槽(416)内且铰接处设置有扭簧(443);弧形翻板(441)靠近采样桶(411)轴心的内侧还固定设置有三角弧板(444),限位杆(445)相对三角弧板(444)固定设置于弧形翻板(441)外侧且限位杆(445)穿过矩形通孔(417)朝向采样桶(411)外侧设置;限位杆(445)的端部还设置有插孔(446);第三滑块(447)滑动设置于滑槽(418)内且第三滑块(447)靠近限位杆(445)的一侧还垂直设置有插杆(448)。
8.一种岩土钻进方法,应用于如权利要求1-7任意一项所述的一种岩土钻进装置,包括以下步骤:
S1:将设备搬运至采样点,支起三角架(1),并使用钢钎(11)将三角架(1)支脚固定至采样点处,随即手持钻进机构(4)对钻进机构(4)进行翻转调节至所需钻进角度后,锁止铰接元件(2)对钻进机构(4)固定;
S2:钻进机构(4)固定完毕后,驱使旋转驱动器(42)动作,通过旋转驱动器(42)驱动采样桶(411)和环形钻(413)同步转动,在驱动直线往复驱动器(3)动作对采样桶(411)进行推进;从而实现采样效果;
S3:在通过采样桶(411)采样的过程中在未达到采样深度前,采样桶(411)内的岩土均通过破碎导出模块(45)破碎后并从排料通道(415)处导出;在采样桶(411)钻进至采样点时,破碎导出模块(45)回退至初始点;
S4:采样完毕后在通过直线往复驱动器(3)对采样管提升的过程中回拉限阻模块(44)在直线往复驱动器(3)的拉力作用下将采样管内的岩土和外部岩土拉断,从而保证采样岩土协同采样管被一同拉出的同时保证拉出岩土的完整性。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310985423.2A CN116717247B (zh) | 2023-08-07 | 2023-08-07 | 一种岩土钻进装置及钻进方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310985423.2A CN116717247B (zh) | 2023-08-07 | 2023-08-07 | 一种岩土钻进装置及钻进方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116717247A CN116717247A (zh) | 2023-09-08 |
CN116717247B true CN116717247B (zh) | 2023-11-14 |
Family
ID=87866418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310985423.2A Active CN116717247B (zh) | 2023-08-07 | 2023-08-07 | 一种岩土钻进装置及钻进方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116717247B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117449760B (zh) * | 2023-12-21 | 2024-03-15 | 水发能源集团有限公司 | 一种风电设备基础施工用土层钻进装置 |
CN117927229B (zh) * | 2024-03-22 | 2024-05-28 | 山东省地质矿产勘查开发局第七地质大队(山东省第七地质矿产勘查院) | 一种岩土层钻进设备 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN206737837U (zh) * | 2017-06-01 | 2017-12-12 | 刘小琼 | 一种地质勘探用钻孔设备 |
CN109736735A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-05-10 | 中国地质调查局成都地质调查中心 | 便携式松散易碎岩层原位样品采集装置 |
CN114659832A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-06-24 | 山东省煤田地质局第五勘探队 | 一种水文地质勘探用土壤分层取样装置 |
CN114705478A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-07-05 | 东营职业学院 | 一种地质测绘开采用地质含量钻孔取样装置 |
CN115901323A (zh) * | 2022-06-24 | 2023-04-04 | 贵州省地质矿产勘查开发局一O五地质大队 | 断层泥地质勘查用采样设备 |
-
2023
- 2023-08-07 CN CN202310985423.2A patent/CN116717247B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN206737837U (zh) * | 2017-06-01 | 2017-12-12 | 刘小琼 | 一种地质勘探用钻孔设备 |
CN109736735A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-05-10 | 中国地质调查局成都地质调查中心 | 便携式松散易碎岩层原位样品采集装置 |
CN114705478A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-07-05 | 东营职业学院 | 一种地质测绘开采用地质含量钻孔取样装置 |
CN114659832A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-06-24 | 山东省煤田地质局第五勘探队 | 一种水文地质勘探用土壤分层取样装置 |
CN115901323A (zh) * | 2022-06-24 | 2023-04-04 | 贵州省地质矿产勘查开发局一O五地质大队 | 断层泥地质勘查用采样设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116717247A (zh) | 2023-09-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN116717247B (zh) | 一种岩土钻进装置及钻进方法 | |
CN116539356B (zh) | 一种地质构造的勘察装置 | |
CN211927335U (zh) | 一种岩土工程勘察取样装置 | |
CN108547613B (zh) | 一种用于测量深部岩体三维地应力的装置 | |
CN218934407U (zh) | 一种钻探装置 | |
CN218994792U (zh) | 一种生态环境地质勘查取样装置 | |
CN116397501A (zh) | 一种用于公路检测的路面取样装置及取样方法 | |
CN116220568A (zh) | 一种用于压实度试验的钻孔仪 | |
CN116337511A (zh) | 勘察取砂器 | |
CN215979188U (zh) | 一种用于地质勘探的钻孔装置 | |
CN212958458U (zh) | 一种机械旋转导向钻井工具 | |
CN215595477U (zh) | 一种岩土工程勘察用钻探装置 | |
US6327919B1 (en) | Method for taking a soil sample from a horizontal borehole | |
GB2172315A (en) | Expandable-contractable drilling device | |
CN111636400A (zh) | 一种建筑工程用土样取材装置 | |
CN218067095U (zh) | 地质探测用打孔取样设备 | |
CN219888041U (zh) | 一种用于岩土试验的多功能钻孔装置 | |
CN219736884U (zh) | 一种矿井水害防治用取样装置 | |
CN117929019B (zh) | 一种农林业规划用不同深度土壤同时取样装置 | |
CN217304454U (zh) | 一种深层土壤取样装置 | |
CN220566022U (zh) | 一种具有检测功能的钻探设备 | |
CN221078131U (zh) | 一种地质分层取样器 | |
CN219638766U (zh) | 一种用于岩土勘探的钻孔装置 | |
CN219935337U (zh) | 一种方便携带的土壤分层同步采样装置 | |
CN211500651U (zh) | 一种掘进作业用钻探工具 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |