CN219795193U - 一种防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置，包括岩芯管、传动钻杆、旋转驱动组件、钻头、以及控制组件，所述传动钻杆的顶端与旋转驱动组件传动连接，所述传动钻杆的底端与岩芯管的顶端连接，所述钻头安装在岩芯管的底端，所述控制组件与旋转驱动组件通讯连接；所述钻头与岩芯管之间还设置有岩芯防脱落组件，所述岩芯防脱落组件包括防脱落驱动组件以及防脱落阻挡板，所述防脱落驱动组件与防脱落阻挡板传动连接，所述控制组件与防脱落驱动组件通讯连接。本实用新型可有效防止取土过程中岩芯管内的岩芯脱落，大大提高岩土勘察过程中岩芯管的取芯率，解决了部分土层取芯困难和岩芯脱落的问题。

Description

一种防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置

技术领域

本实用新型涉及岩芯钻探设备技术领域，特别是涉及一种防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置。

背景技术

在工程地质勘查取样过程中，常通过泥浆进行循环钻进，通过岩芯管进行全程深度钻进取芯，取好的岩芯随岩芯管向上提取过程中，由于气压不足等原因，易从岩芯管中掉落，给地质勘查取样带来较大困难，造成取芯率不足等情况，严重影响取芯质量。

现有技术中公告号CN210768746U公开了一种应用于软土地区钻探岩芯管，包括管体，管体的前端通过钻头连接套与金刚石钻头实现可拆卸连接，管体的后端通过上部连接套与岩芯管固定螺栓连接，上部连接套和岩芯管固定螺栓均为中空结构，且上部连接套内置防水胶垫，岩芯管固定螺栓的内腔底部设防水胶垫，所述钻探岩芯管通过岩芯管固定螺栓与岩芯杆连接，岩芯管固定螺栓顶部与岩芯杆内腔相通，岩芯管固定螺栓内腔底部中间设有与上部连接套配合的连通孔，外侧向下倾斜形成斜面，防水钢钉的头部的底面呈与岩芯管固定螺栓内腔底部配合的斜面，所述防水钢钉外置防水胶垫，在钻进施工过程取好样后，通过岩芯杆向下投掷防水钢钉，防水钢钉的头部位于岩芯管固定螺栓内，钉身伸入上部连接套的内腔，且与其内置防水胶垫配合，防水钢钉底部与岩芯管顶部吻合，使岩芯管内空气与外部断开。

上述专利在一定程度上解决了岩芯管向上提取过程中，岩芯容易从岩芯管中掉落的问题，但是每次将岩芯管提取出来后，都需要将防水钢钉从岩芯管中取出，然后在下次取样后在投入到岩芯杆中，自动化程度低；若忘记将防水钢钉取出，在下次取样时岩芯受到压力的作用将无法完全进入岩芯管中，无法实现完全取样，因此还需要进一步的改进。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置，在岩芯管提取岩芯的过程中，避免岩芯在重力的作用下从岩芯管中脱落，保证岩芯的材质的完整性，保证岩芯的提取质量。

为实现上述目的，本实用新型提供一种防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置，包括岩芯管、传动钻杆、旋转驱动组件、钻头、以及控制组件，所述传动钻杆的顶端与旋转驱动组件传动连接，所述传动钻杆的底端与岩芯管的顶端连接，所述钻头安装在岩芯管的底端，所述控制组件与旋转驱动组件通讯连接；所述钻头与岩芯管之间还设置有岩芯防脱落组件，所述岩芯防脱落组件包括防脱落驱动组件、以及防脱落阻挡板，所述防脱落驱动组件与防脱落阻挡板传动连接，所述控制组件与防脱落驱动组件通讯连接；当岩芯管中采取足量的岩芯后，所述防脱落驱动组件驱动防脱落阻挡板对岩芯进行阻挡，避免岩芯脱落。

优选的，所述岩芯管、岩芯防脱落组件、以及钻头均为圆柱状空心件，且三者的内径大小相同。

优选的，所述岩芯防脱落组件还包括导轨、滑块、以及螺杆，所述螺杆与防脱落驱动组件的输出端连接，所述滑块中开设有内螺纹孔，所述螺杆与内螺纹孔配合连接，所述滑块可移动设置在导轨上，所述防脱落阻挡板与滑块固定连接。

优选的，所述防脱落驱动组件、导轨均设置在岩芯防脱落组件的内壁和外壁之间，所述导轨的延伸方向、螺杆的延伸方向均与岩芯防脱落组件的直径方向重合，所述防脱落阻挡板贯穿岩芯防脱落组件的内壁向岩芯防脱落组件的圆心进行伸缩运动。

优选的，所述岩芯管的底端端面上设置有岩芯管连接螺牙，所述岩芯防脱落组件的顶端端面设置有岩芯防脱落组件连接螺纹环，所述岩芯管连接螺牙和岩芯防脱落组件连接螺纹环通过螺纹连接；所述岩芯防脱落组件的顶端端面上设置有岩芯防脱落组件连接螺牙，所述钻头的顶端端面设置有钻头连接螺纹环，所述岩芯防脱落组件连接螺牙与钻头连接螺纹环通过螺纹连接。

优选的，岩芯管连接螺牙与岩芯防脱落组件连接螺纹环之间、岩芯防脱落组件连接螺牙与钻头连接螺纹环之间还设置有防水垫圈；所述岩芯防脱落组件的外周面上还设置有一层防水膜。

优选的，所述控制组件设置在岩芯管的外部，所述控制组件与防脱落驱动组件之间通过有线通讯方式或无线通讯方式连接。

优选的，当控制组件与防脱落驱动组件之间采用无线通讯方式时，所述岩芯防脱落组件还包括蓄电池、以及信号收发器，所述蓄电池与防脱落驱动组件电连接，所述信号收发器与防脱落驱动组件、控制组件通讯连接。

优选的，当控制组件与防脱落驱动组件之间采用有线通讯方式时，所述岩芯管中、以及岩芯防脱落组件中还开设有导线槽，所述防脱落驱动组件的线缆设置在导线槽中。

如上所述，本实用新型涉及的防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置，具有以下有益效果：

本实用新型涉及的防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置，设置有岩芯管、传动钻杆、旋转驱动组件、钻头、以及控制组件，传动钻杆设置在岩芯管顶端，钻头设置在岩芯管底端，旋转驱动组件与传动钻杆连接；操作人员通过控制组件启动旋转驱动组件，旋转驱动组件带动传动钻杆转动，岩芯管以及钻头均转动，岩芯管在土层中下降，岩芯进入到岩芯管内部，当岩芯管内部中采集到预期土层的岩芯后，操作人员通过控制组件启动防脱落驱动组件，防脱落驱动组件工作推动防脱落阻挡板运动到岩芯的下方侧，对岩芯进行阻挡，避免岩芯在重力的作用下从岩芯管中脱落，大大提高岩土勘察过程中岩芯管的取芯率，解决了部分土层取芯困难和岩芯脱落的问题。

附图说明

图1是本实用新型防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置的结构图；(控制组件与防脱落驱动组件通过有线方式通讯连接)

图2是图1中A处的放大图；

图3是本实用新型防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置的结构图；(控制组件与防脱落驱动组件通过无线方式通讯连接)

图4是图3中B处的放大图；

图5是图1中C处的放大图；

图6是图1中D处的放大图。

附图标记说明：

1、传动钻杆；2、岩芯管；201、岩芯管连接螺牙；3、岩芯防脱落组件；301、防脱落驱动组件；302、螺杆；303、导轨；304、滑块；305、防脱落阻挡板；306、岩芯防脱落组件连接螺纹环；307、信号收发器；308、蓄电池；309、岩芯防脱落组件连接螺牙；4、钻头；401、钻头连接螺纹环。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1-图6所示，本实用新型提供一种防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置，包括岩芯管2、传动钻杆1、旋转驱动组件、钻头4、以及控制组件，传动钻杆1的顶端与旋转驱动组件通过螺纹紧固连接(旋转驱动组件未画出)，钻头4安装在岩芯管2的底端，控制组件与旋转驱动组件通讯连接(控制组件未画出)；钻头4与岩芯管2之间还设置有岩芯防脱落组件3，岩芯防脱落组件3包括防脱落驱动组件301、以及防脱落阻挡板305，防脱落驱动组件301与防脱落阻挡板305传动连接，控制组件与防脱落驱动组件301通讯连接；当岩芯管2中采取足量的岩芯后，防脱落驱动组件301驱动防脱落阻挡板305对岩芯进行阻挡，避免岩芯脱落。

本实用新型涉及的防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置，设置有岩芯管2、传动钻杆1、旋转驱动组件、钻头4、以及控制组件，钻头4与岩芯管2之间还设置有岩芯防脱落组件3，当岩芯管2向下钻挖时，控制组件控制旋转驱动组件带动钻头4运动，钻头4对土层钻孔，土层进入岩芯管2中；当岩芯管2中的土层采取足量后，操作人员通过控制组件启动防脱落驱动组件301，防脱落驱动组件301带动防脱落阻挡板305伸长到岩芯的下方，对岩芯进行阻挡，避免岩芯受重力的作用从岩芯管2中脱落。

进一步的，在本实施例中，防脱落驱动组件301、防脱落阻挡板305的数量均为两个，且均匀分布在相应的外周面上。在其他实施例中，防脱落驱动组件301、防脱落阻挡板305的数量也可以为多个，只要能保证在相应的外周面上均匀分布即可。

优选的，如图1、图3所示，岩芯管2、岩芯防脱落组件3、以及钻头4均为圆柱状空心件，且三者的内径大小相同。在本实施例中，钻头4的底端外缘为锯齿状。

优选的，如图2、图4所示，岩芯防脱落组件3还包括导轨303、滑块304、以及螺杆302，螺杆302与防脱落驱动组件301的输出端连接，滑块304中开设有内螺纹孔，螺杆302与内螺纹孔配合连接，滑块304可移动的设置在导轨303上，防脱落阻挡板305与滑块304固定连接。

进一步的，如图1-图4所示，防脱落驱动组件301、导轨303均设置在岩芯防脱落组件3的内壁和外壁之间，导轨303的延伸方向、螺杆302的延伸方向均与岩芯防脱落组件3的直径方向重合，防脱落阻挡板305贯穿岩芯防脱落组件3的内壁向岩芯防脱落组件3的圆心进行伸缩运动。在本实施例中，螺杆302的长度、导轨303的长度均与岩芯防脱落组件3的壁厚相同。防脱落驱动组件301为电动机，当防脱落驱动组件301正向旋转时，滑块304带动防脱落阻挡板305向岩芯防脱落组件3的圆心运动，防脱落阻挡板305对岩芯进行阻挡；当防脱落驱动组件301反向旋转时，滑块304带动防脱落阻挡板305向远离岩芯防脱落组件3圆心的方向运动，防脱落阻挡板305缩回到岩芯防脱落组件3的外周壁中。

优选的，如图1、图3、图5、图6所示，岩芯管2的底端端面上设置有岩芯管连接螺牙201，岩芯防脱落组件3的顶端端面设置有岩芯防脱落组件连接螺纹环306，岩芯管连接螺牙201和岩芯防脱落组件连接螺纹环306通过螺纹连接；岩芯防脱落组件3的顶端端面上设置有岩芯防脱落组件连接螺牙309，钻头4的顶端端面设置有钻头连接螺纹环401，岩芯防脱落组件连接螺牙309与钻头连接螺纹环401通过螺纹连接。

优选的，岩芯管连接螺牙201与岩芯防脱落组件连接螺纹环306之间、岩芯防脱落组件连接螺牙309与钻头连接螺纹环401之间还设置有防水垫圈；岩芯防脱落组件3的外周面上还设置有一层防水膜。本实施例中设置防水垫圈、以及防水膜的作用在于避免防脱落驱动组件301被水腐蚀，延长防脱落驱动组件301的使用寿命。

优选的，在本实施例中，控制组件设置在岩芯管2的外部，控制组件与防脱落驱动组件301之间通过有线通讯方式或无线通讯方式连接。

进一步的，如图4所示，当控制组件与防脱落驱动组件301之间采用无线通讯方式时，岩芯防脱落组件3还包括蓄电池308、以及信号收发器307，蓄电池308与防脱落驱动组件301电连接，信号收发器307与防脱落驱动组件301、控制组件通讯连接。在本实施例中，岩芯防脱落组件3的外壁上还开设有充电口，充电口与蓄电池308连接，用于为蓄电池308充电。

如图1、图2所示，当控制组件与防脱落驱动组件301之间采用有线通讯方式时，岩芯管2中、以及岩芯防脱落组件3中还开设有导线槽，防脱落驱动组件301的线缆设置在导线槽中。在本实施例中，岩芯管2的顶部还设置有电滑环，电滑环设置在防脱落驱动组件301与控制组件之间，避免防脱落驱动组件301跟随岩芯管2旋转时，防脱落驱动组件301的线缆相互缠绕。

本实用新型涉及的防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置，工作步骤如下：

S1：操作人员首先通过岩芯管连接螺牙201、岩芯防脱落组件连接螺纹环306、岩芯防脱落组件连接螺牙309、钻头连接螺纹环401将岩芯管2、岩芯防脱落组件3、以及钻头4紧固连接；将旋转驱动组件与传动钻杆1传动连接；

S2：操作人员通过控制组件启动旋转驱动组件，旋转驱动组件工作带动传动钻杆1旋转，传动钻杆1带动钻头4旋转，钻头4在土层中钻孔；随着钻头4的钻动，岩芯管2的深度逐渐下降，土层进入到岩芯管2中；

S3：当钻头4到达预期的土层后，操作人员通过控制组件启动防脱落驱动组件301，防脱落驱动组件301旋转，防脱落驱动组件301旋转带动螺杆302转动，在摩擦力的作用下，滑块304在螺杆302上向靠近岩芯防脱落组件3的圆心方向运动，导轨303起到对滑块304导向的作用。滑块304的运动带动防脱落阻挡板305向圆心方向运动，对岩芯管2中的岩芯进行阻挡，避免岩芯在重力作用下从岩芯管2中脱落；

S4：当防脱落阻挡板305对岩芯进行阻挡后，操作人员将岩芯管2从土层中抽取出来，然后操作人员控制防脱落驱动组件301反向旋转，防脱落驱动组件301旋转带动螺杆302反向转动，在摩擦力的作用下，滑块304在螺杆302上向远离岩芯防脱落组件3的圆心方向运动，导轨303起到对滑块304导向的作用。滑块304的运动带动防脱落阻挡板305向远离圆心的方向运动，撤去对岩芯管2中岩芯的阻挡，使岩芯从岩芯管2中取出。

S5：重复S2-S5的步骤，进行重复作业。

进一步的，在长期不作业或需要对钻头4、岩芯防脱落组件3、以及岩芯管2进行维修保养时，通过岩芯管连接螺牙201、岩芯防脱落组件连接螺纹环306、岩芯防脱落组件连接螺牙309、钻头连接螺纹环401，将钻头4、岩芯防脱落组件3、岩芯管2三者拆分，方便运输以及分开维修保养。

进一步的，在本实施例中，步骤S3和步骤S4中的操作人员通过控制组件启动防脱落驱动组件301，既可以通过有线控制的方式，也可以通过无线控制的方式。

有线控制的方式是在控制组件中设置正向旋钮和反向旋钮，当启动正向旋钮时，防脱落驱动组件301正向旋转，防脱落阻挡板305伸出；当启动反向旋钮时，防脱落驱动组件301反向旋转，防脱落阻挡板305缩回。

无线控制的方式是控制组件发射无线信号，岩芯防脱落组件3中的信号收发器307接收信号并根据信号控制防脱落驱动组件301正向旋转或反向旋转。当接收到正向旋转信息时，防脱落驱动组件301正向旋转，防脱落阻挡板305伸出；当接收到反向旋转信息时，防脱落驱动组件301反向旋转，防脱落阻挡板305缩回。

进一步的，当采用无线控制方式时，需要保证蓄电池308的电量充足，操作人员通过设置在岩芯防脱落组件3外壁上的充电口进行充电。蓄电池308为防脱落驱动组件301供电。

本实用新型涉及的防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置，设置有岩芯防脱落组件3，当岩芯管2中提取足量的岩芯后或提取到预期土层的岩芯后，操作人员启动岩芯防脱落组件3对岩芯进行阻挡，避免岩芯受重力的作用从岩芯管2中脱落，大大提高岩土勘察过程岩芯管2的取芯率，解决了部分土层取芯困难和岩芯脱落的问题。

综上，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置，包括岩芯管(2)、传动钻杆(1)、旋转驱动组件、钻头(4)、以及控制组件，所述传动钻杆(1)的顶端与旋转驱动组件传动连接，所述传动钻杆(1)的底端与岩芯管(2)的顶端连接，所述钻头(4)安装在岩芯管(2)的底端，所述控制组件与旋转驱动组件通讯连接；其特征在于：所述钻头(4)与岩芯管(2)之间还设置有岩芯防脱落组件(3)，所述岩芯防脱落组件(3)包括防脱落驱动组件(301)、以及防脱落阻挡板(305)，所述防脱落驱动组件(301)与防脱落阻挡板(305)传动连接，所述控制组件与防脱落驱动组件(301)通讯连接；当岩芯管(2)中采取足量的岩芯后，所述防脱落驱动组件(301)驱动防脱落阻挡板(305)对岩芯进行阻挡，避免岩芯脱落。

2.根据权利要求1所述的防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置，其特征在于：所述岩芯管(2)、岩芯防脱落组件(3)、以及钻头(4)均为圆柱状空心件，且三者的内径大小相同。

3.根据权利要求2所述的防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置，其特征在于：所述岩芯防脱落组件(3)还包括导轨(303)、滑块(304)、以及螺杆(302)，所述螺杆(302)与防脱落驱动组件(301)的输出端连接，所述滑块(304)中开设有内螺纹孔，所述螺杆(302)与内螺纹孔配合连接，所述滑块(304)可移动设置在导轨(303)上，所述防脱落阻挡板(305)与滑块(304)固定连接。

4.根据权利要求3所述的防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置，其特征在于：所述防脱落驱动组件(301)、导轨(303)均设置在岩芯防脱落组件(3)的内壁和外壁之间，所述导轨(303)的延伸方向、螺杆(302)的延伸方向均与岩芯防脱落组件(3)的直径方向重合，所述防脱落阻挡板(305)贯穿岩芯防脱落组件(3)的内壁向岩芯防脱落组件(3)的圆心进行伸缩运动。

5.根据权利要求3所述的防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置，其特征在于：所述岩芯管(2)的底端端面上设置有岩芯管连接螺牙(201)，所述岩芯防脱落组件(3)的顶端端面设置有岩芯防脱落组件连接螺纹环(306)，所述岩芯管连接螺牙(201)和岩芯防脱落组件连接螺纹环(306)通过螺纹连接；所述岩芯防脱落组件(3)的顶端端面上设置有岩芯防脱落组件连接螺牙(309)，所述钻头(4)的顶端端面设置有钻头连接螺纹环(401)，所述岩芯防脱落组件连接螺牙(309)与钻头连接螺纹环(401)通过螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置，其特征在于：岩芯管连接螺牙(201)与岩芯防脱落组件连接螺纹环(306)之间、岩芯防脱落组件连接螺牙(309)与钻头连接螺纹环(401)之间还设置有防水垫圈；所述岩芯防脱落组件(3)的外周面上还设置有一层防水膜。

7.根据权利要求1所述的防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置，其特征在于：所述控制组件设置在岩芯管(2)的外部，所述控制组件与防脱落驱动组件(301)之间通过有线通讯方式或无线通讯方式连接。

8.根据权利要求7所述的防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置，其特征在于：当控制组件与防脱落驱动组件(301)之间采用无线通讯方式时，所述岩芯防脱落组件(3)还包括蓄电池(308)、以及信号收发器(307)，所述蓄电池(308)与防脱落驱动组件(301)电连接，所述信号收发器(307)与防脱落驱动组件(301)、控制组件通讯连接。

9.根据权利要求7所述的防止岩芯脱落的岩土勘察用岩芯管装置，其特征在于：当控制组件与防脱落驱动组件(301)之间采用有线通讯方式时，所述岩芯管(2)中、以及岩芯防脱落组件(3)中还开设有导线槽，所述防脱落驱动组件(301)的线缆设置在导线槽中。