一种岩土工程勘察用钻探装置及钻探工艺的制作方法

1.本技术涉及岩土工程勘察的技术领域，尤其是涉及一种岩土工程勘察用钻探装置及钻探工艺。


背景技术：

2.岩土工程勘察是工程建设过程中的重要一环，通过钻探设备对建设场地的岩土进行定点取样，从而查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，以保证工程建设的施工安全高效的进行。
3.相关技术中授权公告号为cn206693914u的中国实用新型专利，公开了一种岩土工程勘察用钻探装置，包括螺旋导向套和钻杆，钻杆为沿竖直方向设置的螺杆，螺旋导向套与钻杆螺纹配合；螺旋导向套沿圆周方向均匀设置有三个横梁，横梁沿水平方向设置，同时螺旋导向套与横梁的端部相连；横梁远离螺旋导向套的一端均连接有连接套，连接套的底端插接有支腿，支腿的底端设置有尖锐端，以便于支腿插入岩土的内部，从而通过支撑腿对螺旋导向套进行支撑和定位；钻杆的顶端设置有手柄，钻杆的底端安装有钻头，通过转动手柄能够驱使钻头插入岩土的内部，从而对岩土进行钻探取样。
4.但是，在钻探前需要将支腿插入岩土的内部，若钻头的位置与取样点发生偏离，难以对钻头的位置进行调整，使得钻探取样的准确度较低。


技术实现要素：

5.为了提升钻探取样的精确度，本技术提供一种岩土工程勘察用钻探装置及钻探工艺。
6.第一方面，本技术提供一种岩土工程勘察用钻探装置，采用如下的技术方案：一种岩土工程勘察用钻探装置，包括螺旋导向套和钻杆，所述钻杆的底端安装有用于对岩土进行钻探的钻头，所述螺旋导向套与所述钻杆螺纹配合，所述螺旋导向套的正下方设置有支撑圆环，所述支撑圆环的上端面开设有安装槽，所述安装槽的内部沿水平方向滑动设置有调节圆环，所述调节圆环的外径大于支撑圆环的内径，所述调节圆环与螺旋导向套固定相连，所述安装槽的侧壁沿支撑圆环的周向均匀开设有至少三个避让槽，所述避让槽的内部转动设置有调节圆盘，所述调节圆盘的中心与转动轴心存在间距，所述支撑圆环的顶端设置有用于对调节圆盘进行定位的定位组件。
7.通过采用上述技术方案，钻头安装在钻杆的底端，钻探装置在使用的过程中，通过转动钻杆，在螺旋导向套的引导下，钻杆能够沿竖直方向移动，从而将钻头插入岩土的内部；在钻探前，通过滑动调节圆环，使得取样点位于钻头的正下方，转动调节圆盘，使得调节圆盘的侧壁与调节圆环的外侧壁相抵，并通过定位组件对调节圆盘定位，从而使得钻杆于取样点的正上方定位，进而提升钻探取样的准确度。
8.可选的，所述调节圆盘的转动轴心贯穿有安装孔，所述安装孔的内壁沿其周向间隔设置有第一限位块，所述第一限位块的顶端形成有第一抵接斜面，所述定位组件包括定
位套筒，所述定位套筒与所述安装孔滑动配合，所述定位套筒的底端间隔设置有第二限位块，所述第二限位块的底端形成有用于驱使调节圆盘抵紧调节圆环的第二抵接斜面，所述支撑圆环上设置有用于驱使第一抵接斜面抵紧第二抵接斜面的锁紧件。
9.通过采用上述技术方案，调节圆盘与调节圆环相抵时，通过锁紧件驱使第一抵接斜面抵紧第二抵接斜面，使得调节圆盘具有向靠近调节圆环方向转动的趋势，从而使调节圆盘抵紧于调节圆环的外侧壁，进而将调节圆环进行定位。
10.可选的，所述定位套筒的顶端固定设置有连接杆，所述锁紧件包括锁紧杆，所述锁紧杆转动穿设于定位套筒的内部，所述锁紧杆的顶端穿出连接杆，所述锁紧杆的顶端设置有旋钮，所述旋钮的下端面与连接杆的上端面相抵，所述避让槽的底壁开设有定位孔，所述定位孔与锁紧杆螺纹配合，所述支撑圆环设置有用于引导定位套筒沿竖直方向滑移的导向件。
11.通过采用上述技术方案，旋紧旋钮，能够驱使锁紧杆竖直向下运动，旋钮的下端面与连接杆的上端面相抵，能够对定位套筒进行限位，从而驱使第一抵接斜面抵紧第二抵接斜面；导向件能够引导定位套筒沿竖直方向滑移，从而提升定位套筒的稳定性。
12.可选的，所述导向件包括导向杆，所述导向杆与所述连接杆固定相连，所述支撑圆环的顶端开设有导向槽，所述导向杆与导向槽滑动配合。
13.通过采用上述技术方案，连接杆将定位套筒与导向杆连为一体，使得导向杆与定位套筒同步进行沿竖直方向进行滑移，旋紧锁紧杆的过程中，导向杆沿导向槽滑移，能够引导定位套筒沿竖直方向滑移，同时限制定位套筒转动，从而提升调节圆盘定位时的稳定性。
14.可选的，所述调节圆盘的周侧设置有定位环，所述调节圆环的外侧壁开设有用于供定位环卡入的定位环槽。
15.通过采用上述技术方案，将定位环卡入定位环槽的内部，能够限制调节圆环沿竖直方向进行滑移，从而提升调节圆盘与调节圆环之间连接的稳定性。
16.可选的，所述支撑圆环的下端面设置有用于插入岩土内部的插杆，所述插杆的底端具有尖端。
17.通过采用上述技术方案，将插杆插入岩土的内部，能够提升支撑圆环的抓地力，从而提升钻探装置在使用过程中的稳定性；将插杆的底端设置成尖端，便于插杆插入岩土的内部。
18.可选的，所述螺旋导向套的正上方设置有连接套筒，所述连接套筒的顶端设置有用于驱动钻杆转动的正反转电机，所述连接套筒的两侧固定设置有握杆。
19.通过采用上述技术方案，在钻探的过程中，通过正反转电机驱动钻杆转动，能够降低使用者的工作强度，同时提升钻探作业的效率；握杆的设置，方便使用者进行握持，从而方便工作人员进行钻探作业。
20.可选的，所述支撑圆环与连接套筒之间设置有至少三根支撑杆，所述支撑杆的其中一端与连接套筒铰接相连，所述支撑圆环外侧壁沿周向滑动设置有调节杆，所述调节杆沿支撑圆环的径向设置，所述调节杆的下端面与支撑圆环的下端面存在间距，所述调节杆的数量与支撑杆相同，所述支撑杆远离连接套筒的一端铰接有滑块，所述调节杆沿其长度方向开设有滑槽，所述滑块与滑槽滑动配合。
21.通过采用上述技术方案，支撑杆能够对连接套筒进行支撑，从而提升钻探装置整
体的稳定性；钻杆向下移动的过程中，滑块向滑槽远离支撑圆环的一端滑移，同时钻探装置在使用时，岩土的表面与调节杆的下端面存在间距，使得正反转电机在工作的过程中能够驱使调节杆产生共振，从而能够对作用在钻杆上的振动进行削减，从而提升钻探装置在钻探过程中的精确度和稳定性。
22.可选的，所述调节杆的下端面间隔开设有容置槽，所述容置槽的内部滑动设置有缓冲块，所述缓冲块的侧壁凸起设置有延伸环，所述延伸环的外侧壁与容置槽的内壁相贴合，所述容置槽的槽口设置有限位环，所述容置槽的内部设置有用于驱使延伸环与限位环相抵的弹簧，所述延伸环与限位环相抵时，所述缓冲块的底端与支撑圆环的下端面平齐。
23.通过采用上述技术方案，调节杆产生振动，能够驱使缓冲块不断撞击岩土的表面，并使得缓冲块沿容置槽滑移，从而驱使弹簧反复进行压缩和复位的过程，进而对调节杆的振动进行削减。
24.第二方面，本技术提供一种钻探工艺，采用如下的技术方案：一种包括上述任一技术方案所述岩土工程勘察用钻探装置的钻探工艺，包括如下步骤：s1：将支撑圆环放置在岩土的表面，使取样点位于支撑圆环靠近中心的位置，然后将插杆插入岩土的内部，从而对钻探装置进行定位；s2：滑动调节圆环，使得钻头移至取样点的正上方；随后转动调节圆盘，使得调节圆盘的侧壁与调节圆环的外侧壁相抵；然后将定位套筒插入安装孔的内部，使得第一抵接斜面与第二抵接斜面相抵；最后旋紧锁紧杆，通过旋钮将定位套筒向下抵紧；s3：握持握杆并启动正反转电机，钻杆带动钻头同步转动，使得钻头插入岩土的内部；s4：正反转电机反向转动，使得钻头移出岩土，随后将插杆从岩土拔出，并将钻探装置搬离取样点。
25.通过采用上述技术方案，钻探装置在使用前预先固定在岩土的表面，能够阻止钻杆在钻探的过程发生滑移；将插杆插入岩土前，通过使取样点尽可能地靠近支撑圆环的中心，使得插杆插入岩土的过程中，能够缩小取样点与钻头的偏移量；移动调节圆环使钻头位于取样点的正上方后，旋紧锁紧杆，使得定位套筒将调节圆盘进行定位，从而通过调节圆盘对调节圆环进行定位，以提升钻探取样的精确度。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益效果：1.通过调节圆环和调节圆盘的设置，移动调节圆环能够对螺旋导向套的位置进行调节，从而能够在钻探前，将钻头移动至取样点的正上方，进而提升钻探取样的准确性；当钻头位于取样点的正上方时，转动调节圆盘，使得调节圆盘的侧壁抵紧于调节圆环的外侧壁，通过定位组件对调节圆盘进行定位，从而使得调节圆盘将调节圆环进行定位；2.通过正反转电机的设置，正反转电机能够驱动驱使钻杆转动，从而降低使用者的劳动强度，同时提升钻探装置的钻探效率；3.通过支撑杆和调节杆的设置，正反转电机产生的振动通过支撑杆传递到调节杆上，使得调节杆产生共振，从而能够对作用在钻杆上的振动进行削减，进而提升钻探装置在钻探过程中的精确度和稳定性。
附图说明
27.图1是本实施例的整体结构示意图；图2是本实施例中体现插杆的结构示意图；图3是本实施例中体现第一限位块的爆炸示意图；图4是图3中a处的放大示意图；图5是本实施中体现定位孔的剖视示意图；图6是本实施例中体现第二抵接斜面的结构示意图；图7是本实施中体现弹簧的剖视示意图。
28.附图标记说明：1、螺旋导向套；11、固定杆；2、钻杆；21、钻头；3、支撑圆环；31、安装槽；32、避让槽；33、定位孔；34、导向槽；35、插杆；36、安装环槽；37、限位环槽；4、调节圆环；41、定位环槽；5、调节圆盘；51、安装孔；52、第一限位块；521、第一抵接斜面；53、定位环；6、定位组件；61、定位套筒；62、第二限位块；621、第二抵接斜面；63、锁紧杆；64、旋钮；65、连接杆；66、导向杆；7、连接套筒；71、正反转电机；72、握杆；73、支撑杆；74、滑块；8、调节杆；81、滑槽；82、限位块；83、第一安装块；84、第二安装块；85、容置槽；86、缓冲块；861、延伸环；87、限位环；88、弹簧。
具体实施方式
29.以下结合附图1
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7对本技术作进一步详细说明。
30.本技术实施例公开一种岩土工程勘察用钻探装置。参照图1和图2，岩土工程勘察用钻探装置包括螺旋导向套1、钻杆2、支撑圆环3、调节圆环4、调节圆盘5以及用于对调节圆盘5进行定位的定位组件6。支撑圆环3的上端面开设有截面呈圆形的安装槽31，安装槽31的直径大于调节圆环4的外径，同时调节圆环4的外径大于支撑圆环3的内径，使得调节圆环4能够沿安装槽31的底壁进行水平滑移。支撑圆环3的下端面焊接固定有若干根插杆35，本实施例中的插杆35呈圆柱状结构，且插杆35设置有四根，四根插杆35沿支撑圆环3的周向均匀设置；插杆35沿竖直方向设置，插杆35的底端缩聚形成尖端，从而方便使用者将插杆35插入岩土内。
31.参照图1，螺旋导向套1呈圆柱直型筒状结构，螺旋导向套1沿竖直方向设置，同时螺旋导向套1位于调节圆环4的正上方；螺旋导向套1的外侧壁间隔设置有若干根固定杆11，本实施例中的固定杆11为三根，同时三根固定杆11沿螺旋导向套1的周向均匀设置；固定杆11的顶端与螺旋导向套1的外侧壁焊接固定相连，固定杆11的底端与调节圆环4的上端面焊接固定相连，从而使螺旋导向套1与调节圆环4连接成一体。本实施例中的钻杆2为螺杆，螺旋导向套1的内侧壁具有内螺纹，钻杆2与螺旋导向套1螺纹配合；钻杆2的底端安装有钻头21，通过转动钻杆2，能够驱使钻头21插入岩土的内部，从而对岩土进行钻探。
32.参照图1和图3，安装槽31的侧壁开设有至少三个避让槽32，本实施例中的避让槽32设置有三个，三个避让槽32沿支撑圆环3的周向均匀设置，同时避让槽32的底壁与安装槽31的底壁平齐；调节圆盘5呈圆形板状结构，调节圆盘5设置于避让槽32的内部，同时调节圆盘5的转动轴心与调节圆盘5的中心存在间距，使得调节圆盘5转出避让槽32后能够与调节圆环4的外侧壁相抵；定位组件6设置于支撑圆环3的顶端，调节圆盘5的侧壁与调节圆环4的外侧壁相抵时，通过定位组件6对调节圆盘5进行定位，从而能够对调节圆环4进行定位。
33.参照3和图4，调节圆盘5的侧壁一体成型设置有定位环53，定位环53为沿调节圆盘5周向设置的封闭圆环；调节圆环4的外侧壁开设有用于供定位环53卡入的定位环槽41，转动调节圆盘5至调节圆盘5的侧壁与调节圆环4的外侧壁相抵时，定位环53卡接于定位环槽41的内部，从而能够限制调节圆环4沿竖直方向进行滑移；进而提升调节圆环4定位过程中的稳定性。
34.参照图4和图5，调节圆盘5的转动轴心贯穿有截面为圆形的安装孔51，安装孔51的内壁间隔固定有第一限位块52，若干个第一限位块52沿安装孔51的周向设置，同时第一限位块52设置于安装孔51靠近底端的位置，第一限位块52的顶端形成有第一抵接斜面521。
35.参照图4和图6，定位组件6包括定位套筒61，本实施例中的定位套筒61为圆柱直型筒状结构，定位套筒61与安装孔51滑动配合；定位套筒61的底端间隔设置有第二限位块62，若干个第二限位块62沿定位套筒61的周向设置；第二限位块62的底端形成有第二抵接斜面621。
36.参照图4和图5，定位套筒61插入安装孔51的内部时，第一抵接斜面521能够与第二抵接斜面621相贴合，第二限位块62向下抵紧第限位块82的过程中，调节圆盘5能够相抵紧调节圆环4的方向进行转动；支撑圆环3上设置于用于驱使第一抵接斜面521抵紧第二抵接斜面621的锁紧件，通过驱使第一抵接斜面521与第二抵接斜面621抵紧，从而使调节圆盘5的侧壁抵紧调节圆环4的外侧壁。
37.定位套筒61的顶端焊接固定有矩形的连接杆65，定位套筒61位于连接杆65靠近中部的位置，使得定位套筒61与连接杆65连接形成一个整体。锁紧件包括锁紧杆63，本实施例中的锁紧杆63为螺杆，锁紧杆63转动穿设在定位套筒61的内部；避让槽32的底壁开设有定位孔33，定位孔33位于安装孔51的正下方，同时锁紧杆63的底端与定位孔33螺纹配合；锁紧杆63的顶端一体成型设置有旋钮64，旋钮64的下端面与连接杆65的顶端相抵，通过旋紧锁紧杆63，能够驱使第一抵接斜面521抵紧第二抵接斜面621，从而使调节圆盘5进行定位；支撑圆环3的顶端设置有设置有用于引导定位套筒61沿竖直方向滑移的导向件，通过导向件引导定位套筒61进行滑移，从而提升定位套筒61的稳定性。
38.导向件包括两根沿竖直方向设置的导向杆66，两根导向杆66分别位于连接杆65的两端；导向杆66呈圆柱杆状结构，同时导向杆66的顶端焊接固定于连接杆65的下端面。支撑圆环3的顶端开设有导向槽34，导向杆66与导向槽34滑动配合，从而能够引导定位套筒61沿竖直方向进行滑移；同时导向杆66插入导向槽34时，能够限制定位套筒61发生转动，从而提升调节圆盘5的稳定性。
39.参照图1和图2，螺旋导向套1的正上方设置有圆柱状的连接套筒7，连接套筒7的顶端固定设置有正反转电机71，正反转电机71的输出轴与连接套筒7转动配合，同时正反转电机71的输出轴通过联轴器与钻杆2相连。连接套筒7的外侧壁焊接固定有两根圆柱状的握杆72，两根握杆72对称设置在连接套筒7的两侧，从而方便使用者进行握持。
40.参照图1和图7，支撑圆环3与连接套筒7之间连接有至少三根支撑杆73，本实施例中的支撑杆73呈圆柱杆状结构，且支撑杆73设置有三根，三根支撑杆73沿连接套筒7的周向均匀设置。支撑圆环3的外侧壁设置有与支撑杆73数量相同的调节杆8，调节杆8呈矩形杆状结构，同时调节杆8沿支撑圆环3的径向设置；调节杆8的顶端开设有滑槽81，滑槽81沿调节杆8的长度方向设置，且滑槽81为燕尾槽，滑槽81远离支撑圆环3的一端贯通；支撑杆73的顶
端与连接套筒7的外侧壁铰接相连，支撑杆73的底端铰接有滑块74，滑块74与滑槽81滑动配合；滑槽81远离支撑圆环3的一端焊接固定有限位块82，从而限制滑块74脱离滑槽81。
41.调节杆8的端部焊接固定有第一安装块83和第二安装块84。第一安装块83的截面呈矩形结构，第一安装块83焊接固定于调节杆8靠近上端面的位置；第二安装块84的截面呈l型结构，第二安装块84焊接固定于调节杆8靠近下端面的位置。支撑圆环3的上端面开设有封闭的安装环槽36，支撑圆环3的外侧壁开设有封闭的限位环槽37，在安装调节杆8时，先将第二安装块84插入限位环槽37的内部，随后将第一安装块83插入安装环槽36，并将第一安装块83与调节杆8焊接固定相连，从而使调节杆8能够沿支撑圆环3的外侧壁进行周向滑移。
42.参照图2和图7，调节杆8的下端面与支撑圆环3的下端面存在间距，从而使得钻探装置在工作时，调节杆8的下端面与岩土的表面具有间隙；正反转电机71运行过程中产生的振动能够通过支撑杆73传递到调节杆8上，使得调节杆8产生共振，从而能够对作用在钻杆2上的振动进行削减，进而提升钻探装置运行过程中的稳定性。
43.调节杆8的下端面间隔开设有截面呈圆形的容置槽85，容置槽85的内部滑动设置有圆柱状的缓冲块86，缓冲块86的侧壁一体成型设置有延伸环861，延伸环861位于缓冲块86靠近容置槽85槽底的位置，同时延伸环861的外侧壁与容置槽85的内壁相贴合。容置槽85的槽口焊接固定有限位环87，缓冲块86与限位环87滑动配合；延伸环861与限位环87相抵时，缓冲块86的底端与支撑圆环3的下端面平齐，同时能够限制缓冲块86滑离容置槽85。
44.容置槽85的内部安装有弹簧88，本实施例中的弹簧88为压缩弹簧88，弹簧88的两端分别与缓冲块86的端部和容置槽85的底壁相抵，从而能够驱使延伸环861与限位环87相抵。调节杆8在发生振动时，通过缓冲块86与岩土的表面相抵，能够驱使弹簧88反复进行压缩和复位的过程，从而能够对调节杆8上的振动进行消减。
45.本技术实施例一种岩土工程勘察用钻探装置的实施原理为：钻探装置在使用时，首先将支撑圆环3水平放置在岩土的表面，并使得钻头21位于取样点的正上方；其次将插杆35插入岩土的内部，从而提升钻探装置在钻探过程中的稳定性；然后握持握杆72后启动正反转电机71，在螺旋导向套1的引导下，钻杆2沿竖直方向滑移，使得钻头21插入岩土的内部，从而对岩土进行钻探；与此同时，正反转电机71在运行时产生的振动通过支撑杆73传递到调节杆8，使得调节杆8产生共振，通过弹簧88对调节杆8进行减震，从而提升钻探装置在运行时的稳定性。
46.若钻头21与取样点不在同一竖直线上时，通过移动调节圆环4，从而使钻头21移动至取样点的正上方；随后通过转动调节圆盘5，使得定位环53卡入定位环槽41的内部，并使得调节圆盘5的侧壁与调节圆环4的外侧壁相抵，从而将调节圆环4进行定位；然后将定位套筒61插入安装孔51，并使得第一抵接斜面521与第二抵接斜面621相抵，同时导向杆66与导向槽34配合，能够限制定位套筒61转动；最后旋紧锁紧杆63，使得从而对调节圆盘5进行定位，从而完成对钻头21的位置进行调节的过程。
47.本技术实施例还公开一种岩土工程勘察用钻探装置的钻探工艺。参照图，钻探工艺包括如下步骤：s1：将钻探装置移动至岩土表面的取样点处，并使取样点位于支撑圆环3靠近中心的位置，随后将插杆35插入岩土的内部，从而对钻探装置进行定位，进而使钻探装置在钻探过程中更加稳定；
s2：移动调节圆环4，使得钻头21移至取样点的正上方，以对钻头21的位置进行校对；随后转动调节圆盘5，将定位环53卡入定位环槽41的内部，并使得调节圆盘5的侧壁与调节圆环4的外侧壁相抵，以对调节圆环4进行定位，从而固定钻头21的位置；然后将定位套筒61插入安装孔51的内部后旋紧锁紧杆63，使定位套筒61向下移动，通过第一抵接斜面521与第二抵接斜面621相抵，从而驱使调节圆盘5抵紧调节圆环4；s3：握持握杆72后启动正反转电机71，正反转电机71正向转动驱使钻杆2竖直向下移动，从而使得钻头21插入岩土的内部，进而对岩土进行钻探；s4：握持握杆72后启动正反转电机71，使得正反转电机71进行反向转动，从而能够驱使钻杆2竖直向上移动，使得钻头21移出岩土；随后将插杆35从岩土拔出，并将钻探装置搬离取样点，从而对钻探装置进行拆除。
48.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。