一种隧道勘察钻探取样装置的制作方法

1.本实用新型涉及隧道勘察技术领域，具体涉及一种隧道勘察钻探取样装置。


背景技术：

2.隧道掘进过程中，如果突遇大面积涌水或者发生破裂带地层的情况，将会给整个隧道掘进工程带来不可估量的损失。因此，在进行隧道掘进之前，一般利用钻机取芯设备从隧道中取出一定数量的岩芯，通过对岩芯进行分析和研究，对隧道周边的地层进行一定范围的勘探，了解隧道周边岩层的性质及其变化规律，进而指导隧道掘进作业，能够提高隧道掘进过程的安全性和掘进效率。
3.目前常用的岩芯获取装置是基于绳索打捞器使用的，用于获取岩芯，绳索打捞器分别与离心泵和卷扬机相连，通过将离心泵与水接头相连，利用水压将绳索打捞器送入到取芯钻杆的钻头前端，通过绳索打捞器提取内管钻具；然后利用卷扬机将绳索打捞器拉回，从而获取通过内管钻具获取到的岩芯。在取出绳索打捞器之前，需要将离心泵与水接头断开，将取芯钻杆内的水排出，以便取出绳索打捞器。这样的设备结构及操作过程，需要频繁地拆装与离心泵相连的水接头，费时、费力、费人工。尤其是在钻探水平孔或者上仰孔时，由于水回水压力较大，使得在拆装与水接头相连的管路的过程中，水柱将四处喷溅，严重影响钻探现场的环境和安全。另外，钻探现场岩石碎屑较多，管路丝扣中夹带的碎屑使得丝扣拧卸困难，并且频繁地拆装管路不仅会降低丝扣的使用寿命，而且会降低管路的密封性。
4.因此，如何提高通过绳索打捞器获取岩芯的便捷度，降低人力和时间的消耗，以及保障管路的密封性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种隧道勘察钻探取样装置，以解决目前设备需要频繁拆装管路、降低管路密封性的问题。
6.为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
7.一种隧道勘察钻探取样装置，所述装置包括设置于钻杆内的取样筒，所述取样筒包括上下布置且活动连接的容纳筒和固定筒；
8.所述容纳筒的内壁设置有容纳槽，所述容纳槽内设置有与所述钻杆连接的连接组件，所述连接组件包括锁止块、复位弹簧、安装底座、齿轮和齿条；所述容纳槽的槽底和对应的所述钻杆的内壁设置有水平的定位孔，所述定位孔的孔底为斜面，所述锁止块的一端为斜面并插入所述定位孔，所述锁止块的另一端通过所述复位弹簧连接在所述安装底座上；所述齿轮设置在所述安装底座外，所述齿条设置在所述齿轮一侧并与所述齿轮啮合。
9.进一步地，所述容纳筒的底部和所述固定筒的顶部通过伸缩杆互相连接；
10.所述伸缩杆的两端均设置有螺纹杆，所述容纳筒的底部端面和所述固定筒的顶部端面均设置有螺纹孔，所述伸缩杆的上下两端通过螺纹杆分别连接到所述容纳筒和所述固定筒。
11.进一步地，所述齿条的顶部连接有牵引绳，所述牵引绳连接到卷扬机。
12.进一步地，所述容纳筒的内壁上设置有与所述容纳槽连通的滑槽，所述滑槽内设置有与所述齿条的内侧相连接的橡胶块，所述橡胶块的端部凸出于所述滑槽后位于所述容纳筒内。
13.进一步地，所述定位孔的内端设置有进出筒。
14.进一步地，所述固定筒的内壁设置有截断组件，所述截断组件包括截断板、扭簧和电磁锁；
15.所述扭簧设置在所述固定筒的内壁，所述截断板的一端外侧连接至所述扭簧，所述电磁锁设置在所述固定筒的内壁并对应所述截断板的另一端外侧。
16.进一步地，所述截断板上设置有刀具。
17.进一步地，所述容纳筒的外壁设置有滚珠槽，所述滚珠槽内设置有滚珠。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
19.本技术的装置结构中设置有取样筒，取样筒的外径小于钻杆的内径，取样筒能方便的从钻杆中取放，不易卡滞，避免了现有设备需要频繁拆装管路的操作。
20.另外，本技术的装置设置了截断组件，能对位于钻杆内并处于合适长度的岩芯进行截断处理，破碎的岩芯可收纳在容纳筒内，避免破碎的岩芯滞留在钻杆内堵塞钻杆，影响后期施工。
21.还有，本实用新型的装置设置了固定组件，可以将容纳筒锁止在钻杆内的相对位置处，防止容纳筒在钻杆内因岩芯的推动做升降运动，也阻止了容纳筒出现旋转，利于将岩芯顺利的从钻杆内取出，提高勘探效率。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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实施例的附图。
23.图1为本实用新型一个实施例的结构图。
24.图2为本实用新型另一个实施例的结构图。
25.图3为连接组件的结构图。
26.图4为截断组件的结构图。
27.图中标识为：
28.1-卷扬机；2-连接绳；3-牵引绳；4-连接环；5-钻杆；6-锁止块；7-伸缩杆；8-容纳筒；9-橡胶块；10-固定筒；11-截断板；12-电池；13-钻头；14-复位弹簧；15-进出筒；16-安装底座；17-齿轮；18-齿条；19-刀具；20-滚珠；21-电磁锁。
具体实施方式
29.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新
型的公开内容理解的更加透彻全面。
30.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中轴”、“上”、“下”、“竖向”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
31.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“设置”等应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
32.具体实施方式中，将靠近钻杆中轴定位为“内侧”，将远离钻杆中轴定位为“外侧”。
33.本实用新型提供了一种隧道勘察钻探取样装置，设置在空心钻杆内并位于钻头的顶部，用于在岩层内钻孔取样。所述装置包括设置于钻杆5内的取样筒，取样筒的外径略小于钻杆5的内径，取样筒包括上下两部分，上下两部分活动连接，具体为上下布置且活动连接的容纳筒8和固定筒10。容纳筒8和固定筒10均为圆管型，外壁贴近钻杆5的内壁。容纳筒8的底部和固定筒10的顶部通过伸缩杆7互相连接，伸缩杆7的两端均设置有螺纹杆，容纳筒8的底部端面和固定筒10的顶部端面均设置有螺纹孔，伸缩杆7通过螺纹杆分别连接到容纳筒8和固定筒10。容纳筒8和固定筒10是可拆卸的连接，二者之间的距离也借由伸缩杆7有一定的调节范围。
34.容纳筒8可以被锁止在钻杆5内。容纳筒8的内壁设置有容纳槽，容纳槽内设置有与钻杆5连接的连接组件。具体的，连接组件包括锁止块6、复位弹簧14、安装底座16、齿轮17和齿条18，锁止块6和复位弹簧14水平设置，安装底座16、齿轮17和齿条18竖向设置。容纳槽的外侧槽底和对应的钻杆5的内壁设置有水平的定位孔，定位孔的孔底为斜面，锁止块6的一端为斜面并插入定位孔，两个斜面互相接触并匹配。锁止块6的另一端通过复位弹簧14连接在安装底座16上。安装底座16呈圆形，齿轮17环套在安装底座16并彼此固定，齿条18设置在齿轮17的一侧并与齿轮17啮合。齿条18的顶部连接有牵引绳3，牵引绳3连接到卷扬机1。如图1，容纳筒8具有两组连接组件，两组连接组件的齿条18上均连接有牵引绳3，两个牵引绳3同时穿过连接环4合并为连接绳2。牵引绳3和连接绳2均为钢绳。定位孔的内端设置有进出筒15，对复位弹簧14和锁止块6起到导向作用。
35.锁止块6一端的斜面与定位孔孔底的斜面互相匹配紧贴时，锁止块6的一端插入了钻杆5的内壁，此时，容纳筒8被锁止在钻杆5上，无法上下移动。当通过卷扬机1卷收连接绳2时，两个牵引绳3可同步被牵引，同步拉动两个齿条18向上移动。齿条18向上移动时，带动齿轮17转动，安装底座16也同时转动。如图3，安装底座16的转动带动了复位弹簧14的转动，锁止块6被带动着在定位孔内转动，锁止块6一端的斜面与定位孔孔底的斜面不再匹配并分离，锁止块6向右移动，复位弹簧14被向右压缩，锁止块6在定位孔中从左向右移动。当锁止块6的端部脱离钻杆5时解锁，容纳筒8不再连接在钻杆5上，容纳筒8便可以上下移动了。取样筒的外径小于钻杆5的内径，容纳筒8脱离钻杆5后可上下移动，使得取样筒能从钻杆5内灵活取出，不易卡滞。
36.在其他实施例中，容纳筒8的内壁上还可设置与容纳槽连通的滑槽，滑槽内设置有与齿条18的内侧相连接的橡胶块9，橡胶块9的端部凸出于滑槽后位于容纳筒8内，橡胶块9
在滑槽内上下移动也可对齿条18的上下移动起到导向作用。容纳筒8内的岩芯被橡胶块9挤压，当齿条18向上移动时，橡胶块9也向上移动，岩芯将在橡胶块9的摩擦带动下在容纳筒8内上升一段高度，并对岩芯进行一定程度的锁止，此时即可提高本装置对岩芯的容纳能力。
37.另外，本装置还具有岩芯截断功能。固定筒10的内壁设置有截断组件，位于特定位置时，能对位于钻杆5内并处于合适长度的岩芯进行截断处理，截断处理后，岩芯可收纳在容纳筒8中。截断组件包括截断板11、扭簧和电磁锁21。截断板11采用可以被电磁锁21吸附的材料。扭簧设置在固定筒10的内壁，截断板11的一端外侧连接至扭簧，电磁锁21设置在固定筒10的内壁并对应截断板11的另一端外侧。截断板11上设置有刀具19，刀具19嵌设在截断板11端面上开设有的安装孔内，然后通过螺钉固定在截断板11上，并且截断板11上开设有与安装孔适配的螺钉孔。如图1，在一些实施例中，截断板11的顶部连接至扭簧，电磁锁21设置在扭簧的下方。如图2，在另一些实施例中，截断板11的底部连接至扭簧，电磁锁21设置在扭簧的上方。截断组件环周均匀设置有多组，多个截断板11沿固定筒10的周向环绕设置于固定筒10的内壁上。截断板11的横截面可为矩形，截断组件的数量可为6至8个。
38.当电磁锁21接通启动时，可将截断板11吸附在固定筒10的内壁，磁性连接。当电磁锁21关闭时，不再吸附截断板11，在扭簧的作用下，截断板11的一端向内侧弹出。由于截断板11上具有刀具19，则位于固定筒10内的岩芯会被周向的多个刀具19切割，从而被截断。由于截断板11翘起，还可对岩芯进行兜底，防止掉落。在一些实施例中，电磁锁21可通过电池供电，固定筒10的外壁可设置开口，开口设置盖板，开口内设置匹配于电磁锁21的电池12，与电磁锁21连接，保证电磁锁21可长时间工作。
39.由于固定组件可以将容纳筒8固定在钻杆5内的相对位置，容纳筒8就不会在钻杆5内有岩芯推动时做升降运动，也不会出现旋转，保障岩芯能顺利的从钻杆5内取出，提高在勘探过程中的取样效率。
40.在一些实施例中，容纳筒8的外壁还设置有滚珠槽，滚珠槽内设置有滚珠20。滚珠20的局部裸露在滚珠槽外，避免容纳筒8与钻杆5的内壁直接接触，影响本装置的使用寿命。
41.以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

技术特征：
1.一种隧道勘察钻探取样装置，其特征在于：所述装置包括设置于钻杆(5)内的取样筒，所述取样筒包括上下布置且活动连接的容纳筒(8)和固定筒(10)；所述容纳筒(8)的内壁设置有容纳槽，所述容纳槽内设置有与所述钻杆(5)连接的连接组件，所述连接组件包括锁止块(6)、复位弹簧(14)、安装底座(16)、齿轮(17)和齿条(18)；所述容纳槽的槽底和对应的所述钻杆(5)的内壁设置有水平的定位孔，所述定位孔的孔底为斜面，所述锁止块(6)的一端为斜面并插入所述定位孔，所述锁止块(6)的另一端通过所述复位弹簧(14)连接在所述安装底座(16)上；所述齿轮(17)设置在所述安装底座(16)外，所述齿条(18)设置在所述齿轮(17)一侧并与所述齿轮(17)啮合。2.根据权利要求1所述的一种隧道勘察钻探取样装置，其特征在于：所述容纳筒(8)的底部和所述固定筒(10)的顶部通过伸缩杆(7)互相连接；所述伸缩杆(7)的两端均设置有螺纹杆，所述容纳筒(8)的底部端面和所述固定筒(10)的顶部端面均设置有螺纹孔，所述伸缩杆(7)的上下两端通过螺纹杆分别连接到所述容纳筒(8)和所述固定筒(10)。3.根据权利要求2所述的一种隧道勘察钻探取样装置，其特征在于：所述齿条(18)的顶部连接有牵引绳(3)，所述牵引绳(3)连接到卷扬机(1)。4.根据权利要求3所述的一种隧道勘察钻探取样装置，其特征在于：所述容纳筒(8)的内壁上设置有与所述容纳槽连通的滑槽，所述滑槽内设置有与所述齿条(18)的内侧相连接的橡胶块(9)，所述橡胶块(9)的端部凸出于所述滑槽后位于所述容纳筒(8)内。5.根据权利要求4所述的一种隧道勘察钻探取样装置，其特征在于：所述定位孔的内端设置有进出筒(15)。6.根据权利要求5所述的一种隧道勘察钻探取样装置，其特征在于：所述固定筒(10)的内壁设置有截断组件，所述截断组件包括截断板(11)、扭簧和电磁锁(21)；所述扭簧设置在所述固定筒(10)的内壁，所述截断板(11)的一端外侧连接至所述扭簧，所述电磁锁(21)设置在所述固定筒(10)的内壁并对应所述截断板(11)的另一端外侧。7.根据权利要求6所述的一种隧道勘察钻探取样装置，其特征在于：所述截断板(11)上设置有刀具(19)。8.根据权利要求7所述的一种隧道勘察钻探取样装置，其特征在于：所述容纳筒(8)的外壁设置有滚珠槽，所述滚珠槽内设置有滚珠(20)。

技术总结
本实用新型涉及一种隧道勘察钻探取样装置。现有的钻探取样装置设备存在需要频繁拆装管路、降低管路密封性的问题。本装置包括设置于钻杆内的取样筒，取样筒包括上下布置且活动连接的容纳筒和固定筒；容纳筒的内壁设置有容纳槽，容纳槽内设置有与钻杆连接的连接组件，连接组件包括锁止块、复位弹簧、安装底座、齿轮和齿条；容纳槽的槽底和对应的钻杆的内壁设置有水平的定位孔，定位孔的孔底为斜面，锁止块的一端为斜面并插入定位孔，锁止块的另一端通过复位弹簧连接在安装底座上；齿轮设置在安装底座外，齿条设置在齿轮一侧并与齿轮啮合。本装置的取样筒外径小于钻杆内径，能方便的从钻杆中取放，不易卡滞，避免了现有设备需要频繁拆装管路的操作。拆装管路的操作。拆装管路的操作。


技术研发人员：刘卫斌 王东红 朱董珠 魏建柄 杨艳霞 吕双林 吴中俊 胡永波 谢飞 康尘云
受保护的技术使用者：陕西铁道工程勘察有限公司
技术研发日：2023.03.01
技术公布日：2023/7/27