一种节能环保型地质勘探用深层岩石自动取样装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种节能环保型地质勘探用深层岩石自动取样装置，属于深层岩石地质勘探技术领域。其技术方案为：一种节能环保型地质勘探用深层岩石自动取样装置，包括底部设有开口的支撑框架，其中，在所述支撑框架内分别设置动力驱动机构，钻探机构，以及置于所述钻探机构一侧的限位机构。本发明的有益效果为：实现对深层岩石自动钻孔和自动上泥浆进行润滑的同时，也实现自动将已经研磨的岩石屑和泥浆一并输送到泥浆进、出口排出；即环保又节约资源，克服了传统通过外循环的方式将岩石屑和泥浆抽出过程中因岩石屑和泥浆渗入周围基坑中来带的岩石和泥浆的浪费，以及岩石屑和泥浆达到地表时因干燥悬浮在空气中，造成的空气污染，影响工人的身体健康。
【专利说明】
一种节能环保型地质勘探用深层岩石自动取样装置
技术领域
[0001]本发明涉及深层岩石地质勘探技术领域，特别涉及一种节能环保型地质勘探用深层岩石自动取样装置。
【背景技术】
[0002]地质勘探中多采用钻探的方法来观察岩土层的天然状态以及各地层的地质结构，钻探是指用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地表下地层，并可以沿钻孔深度取样的一种勘探方法，它可以获得深层的地质资料。对地层进行钻探时，泥浆的作用是非常重要的，能够悬浮携带岩肩、平衡地层压力、帮助钻头破碎岩石、冷却钻头钻具等。
[0003]现有钻探中，泥浆的上料过程是将泥浆粉倾倒在容器内，然后通过离心栗作用将泥浆粉输送到泥浆罐中，通过泥浆罐中搅拌器的搅拌作用，制成泥浆液，再将泥浆在真空栗的作用下注入钻头上，冷却钻头，泥浆的注入和抽出的外循环的工作方式，不仅浪费泥浆资源，还增强了工人的劳动强度，另外，岩石肩和泥浆抽出过程中因岩石肩和泥浆渗入周围基坑中来带的岩石和泥浆的浪费，以及岩石肩和泥浆达到地表时因干燥悬浮在空气中，造成的空气污染，影响了工人的身体健康。
[0004]如何解决上述问题，是本发明要面临的课题。
【发明内容】
[0005]为了解决上述已有技术的不足，本发明的目的是:提供一种节能环保型地质勘探用深层岩石自动取样装置。
[0006]—种节能环保型地质勘探用深层岩石自动取样装置，包括底部设有开口的支撑框架，其中，在所述支撑框架内分别设置动力驱动机构，钻探机构，以及置于所述钻探机构一侧的限位机构；
所述动力驱动机构包括设置在所述支撑框架一侧支撑板上的驱动马达，与所述驱动马达输出轴同轴的减速器I，所述减速器的输出轴与曲柄摇杆一端的轴孔I配合，所述曲柄摇杆的另一端的轴孔II内插接驱动杆一端，所述驱动杆的另一端连接导向滑块，所述导向滑块置于导向座的导向槽内；
所述钻探机构包括贯穿所述导向座中部导向孔的中空状钻探筒，所述中空状钻探筒顶部内侧面周向设置限位槽口，还包括置于所述中空状钻探筒内，连接钻头的空心转轴，所述空心转轴连接马达的输出轴，在所述中空状钻探筒与所述空心转轴之间设置活塞组件;所述活塞组件包括置于所述空心转轴周向的环状活塞，连接所述环状活塞的活塞杆，所述活塞杆顶部设置锁紧机构，所述锁紧机构包括设置在所述活塞杆上，与所述限位槽口相配合的限位齿盘，所述限位齿盘顶面连接限位套I，在所述限位套I上方的空心转轴顶部设置限位套II，在所述限位套I和限位套II之间的活塞杆上套接有回位弹簧，所述限位套I 一侧与液压缸的动力驱动杆活动连接;所述动力驱动杆驱动所述活塞组件沿所述中空状钻探筒轴线方向上下移动。
[0007]所述限位机构包括设置在所述支撑框架上的电机，设置在所述电机输出轴上的链轮，设置在所述支撑框架上的立板，分别布置在所述立板上的导向辊轮I，导向辊轮II和挤压链轮，以及分别与所述链轮和挤压链轮相啮合的闭合齿条;所述闭合齿条分别与所述导向辊轮I和导向辊轮II相靠接。
[0008]在所述中空状钻探筒下部设有连接气体分配器出气管的进气口；所述气体分配器用于向中空状钻探筒内注入气体，在中空状钻探筒中产生气压将已经研磨的岩石肩和泥浆一并输送到泥浆进、出口排出。
[0009]所述中空状钻探筒的底部与外界相通。
[0010]所述钻头包括与所述空心转轴端部连接的钻头连接套，设置在所述钻头连接套端部的刀座，所述刀座中部设置与所述空心转轴连通的泥浆注入孔，在所述刀座上，沿所述泥浆注入孔周向设置若干个球状研磨器，在所述球状研磨器外围的刀座上周向设置若干个扇形切割区，所述的每个扇形切割区由若干弧形切割刀构成。
[0011]所述球状研磨器与所述刀座活动连接，所述球状研磨器表面均匀设置若干凸起；所述球状研磨器与所述刀座的活动连接为铰接。
[0012]所述每个扇形切割区的弧形切割刀自所述刀座中心，沿其径向依次倾斜设置，所述每个扇形切割区的弧形切割刀的长度自所述刀座中心，沿其径向依次增加。
[0013]所述中空状钻探筒上部内侧设置环状挡块，用于限制所述环状活塞14的移动行程。
[0014]在所述环状挡块下方的中空状钻探筒上设置泥浆进、出口，所述泥浆进、出口连接泥浆栗的进口。
[0015]所述立板顶端的限位板与所述支撑框架的限位止口嵌合。
[0016]在所述导向座以上的中空状钻探筒上，自下而上依次设置复位弹簧和导向套。
[0017]所述挤压链轮的中部为凹弧曲面;所述凹弧曲面外侧的闭合齿条与所述中空状钻探筒外侧壁靠接;用于限制所述中空状钻探筒垂直钻入底面。
[0018]通过试验，本发明的有益效果是:本发明采用自动化方式实现对深层岩石自动钻孔和自动上泥浆进行润滑的同时，也实现自动将已经研磨的岩石肩和泥浆一并输送到泥浆进、出口排出；即环保又节约资源，克服了传统通过外循环的方式将岩石肩和泥浆抽出过程中因岩石肩和泥浆渗入周围基坑中来带的岩石和泥浆的浪费，以及岩石肩和泥浆达到地表时因干燥悬浮在空气中，造成的空气污染，影响了工人的身体健康；同时泥浆注入防止因钻孔时岩石粉尘扩散污染环境，实现了节能环保，同时保证了工人的身体健康;与传统钻孔技术相比，提高了工作效率，另外，本发明采用了自动化钻孔和取样，钻探和取样可靠性高，本发明中限位齿盘在液压缸的驱动杆作用下上下往复运动，即与限位槽口间歇式地脱离和配合，实现对中空状钻探筒的顶部开启和关闭；提高了勘探人员准确了解岩土层的天然状态以及各地层的地质结构提高了可靠的保障。
【附图说明】
[0019]图1为本发明实施例的整体结构示意图。
[0020]图2为本发明实施例中钻探机构的结构示意图。
[0021]图3为本发明实施例中钻头的结构示意图。
[0022]其中，附图标记为:1、开口；2、支撑框架;3、支撑板;4、驱动马达;5、减速器I;6、曲柄摇杆;61、轴孔I ;62、轴孔II; 7、驱动杆;8、导向滑块;9、导向座;91、导向槽；10、导向孔；
11、中空状钻探筒；111、限位槽口； 12、钻头；13、空心转轴；131、马达;14、环状活塞；15、活塞杆;16、限位齿盘;17、限位套I; 18、限位套II ； 19、回位弹簧;20、液压缸;21、动力驱动杆;22、电机;23、链轮;24、立板;25、导向辊轮I ;26、导向辊轮II; 27、挤压链轮;28、闭合齿条;29、气体分配器;291、出气管;30、连接套;31、刀座;32、泥浆注入孔;33、球状研磨器;34、弧形切割刀;35、凸起;36、环状挡块;37、泥浆进、出口；38、复位弹簧;39、导向套。
【具体实施方式】
[0023]为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过【具体实施方式】，对本方案进行阐述。
[0024]实施例1
参见图1，图2和图3，本发明是:一种节能环保型地质勘探用深层岩石自动取样装置，包括底部设有开口 I的支撑框架2，其中，在支撑框架2内分别设置动力驱动机构，钻探机构，以及置于钻探机构一侧的限位机构；
动力驱动机构包括设置在支撑框架2—侧支撑板3上的驱动马达4，与驱动马达4输出轴同轴的减速器15，减速器5的输出轴与曲柄摇杆6—端的轴孔161配合，曲柄摇杆6的另一端的轴孔1162内插接驱动杆7—端，驱动杆7的另一端连接导向滑块8，导向滑块8置于导向座9的导向槽91内；
钻探机构包括贯穿导向座9中部导向孔10的中空状钻探筒11，中空状钻探筒11顶部内侧面周向设置限位槽口 111，还包括置于中空状钻探筒11内，连接钻头12的空心转轴13，空心转轴13连接马达131的输出轴，在中空状钻探筒11与空心转轴13之间设置活塞组件;活塞组件包括置于空心转轴13周向的环状活塞14，连接环状活塞14的活塞杆15，活塞杆15顶部设置锁紧机构，锁紧机构包括设置在活塞杆15上，与限位槽口 111相配合的限位齿盘16，限位齿盘16顶面连接限位套117，在限位套117上方的空心转轴13顶部设置限位套1118，在限位套117和限位套1118之间的活塞杆15上套接有回位弹簧19，限位套117—侧与液压缸20的动力驱动杆21活动连接;动力驱动杆21驱动活塞组件沿中空状钻探筒11轴线方向上下移动。
[0025]限位机构包括设置在支撑框架2上的电机22，设置在电机22输出轴上的链轮23，设置在支撑框架2上的立板24，分别布置在立板24上的导向辊轮125，导向辊轮1126和挤压链轮27，以及分别与链轮23和挤压链轮27相啮合的闭合齿条28;闭合齿条28分别与导向辊轮125和导向辊轮1126相靠接。
[0026]在中空状钻探筒11下部设有连接气体分配器29出气管291的进气口；气体分配器29用于向中空状钻探筒11内注入气体，在中空状钻探筒11中产生气压将已经研磨的岩石肩和泥浆一并输送到泥浆进、出口 37排出。
[0027]中空状钻探筒11的底部与外界相通。
[0028]钻头12包括与空心转轴13端部连接的钻头连接套30，设置在钻头连接套30端部的刀座31，刀座31中部设置与空心转轴13连通的泥浆注入孔32，在刀座31上，沿泥浆注入孔32周向设置六个球状研磨器33，在球状研磨器33外围的刀座31上周向设置七个扇形切割区，的每个扇形切割区由两个弧形切割刀34构成。
[0029]球状研磨器33与刀座31活动连接，球状研磨器33表面均匀设置七个凸起35;球状研磨器33与刀座31的活动连接为铰接。
[0030]每个扇形切割区的弧形切割刀34自刀座31中心，沿其径向依次倾斜设置，弧形切割刀34的长度自刀座31中心，沿其径向依次增加。
[0031]中空状钻探筒11上部内侧设置环状挡块36，用于限制环状活塞14的移动行程。
[0032]在环状挡块36下方的中空状钻探筒11上设置泥浆进、出口37，泥浆进、出口 37连接泥浆栗的进口。
[0033]立板24顶端的限位板与支撑框架2的限位止口嵌合。
[0034]在导向座9以上的中空状钻探筒11上，自下而上依次设置复位弹簧38和导向套39。
[0035]挤压链轮27的中部为凹弧曲面;凹弧曲面外侧的闭合齿条28与中空状钻探筒11外侧壁靠接;用于限制中空状钻探筒11垂直钻入底面。
[0036]本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明。
【主权项】
1.一种节能环保型地质勘探用深层岩石自动取样装置，包括底部设有开口(I)的支撑框架(2)，其特征在于:在所述支撑框架(2)内分别设置动力驱动机构，钻探机构，以及置于所述钻探机构一侧的限位机构； 所述动力驱动机构包括设置在所述支撑框架(2)—侧支撑板(3)上的驱动马达(4)，与所述驱动马达(4)输出轴同轴的减速器1(5)，所述减速器(5)的输出轴与曲柄摇杆(6)—端的轴孔1(61)配合，所述曲柄摇杆(6)的另一端的轴孔11(62)内插接驱动杆(7)—端，所述驱动杆(7)的另一端连接导向滑块(8)，所述导向滑块(8)置于导向座(9)的导向槽(91)内； 所述钻探机构包括贯穿所述导向座(9)中部导向孔(10)的中空状钻探筒(11)，所述中空状钻探筒(11)顶部内侧面周向设置限位槽口(111)，还包括置于所述中空状钻探筒(11)内，连接钻头(12)的空心转轴(13)，所述空心转轴(13)连接马达(131)的输出轴，在所述中空状钻探筒(11)与所述空心转轴(13)之间设置活塞组件;所述活塞组件包括置于所述空心转轴(13)周向的环状活塞(14)，连接所述环状活塞(14)的活塞杆(15)，所述活塞杆(15)顶部设置锁紧机构，所述锁紧机构包括设置在所述活塞杆(15)上，与所述限位槽口( 111)相配合的限位齿盘(16)，所述限位齿盘(16)顶面连接限位套1(17)，在所述限位套1(17)上方的空心转轴(13)顶部设置限位套11(18)，在所述限位套1(17)和限位套11(18)之间的活塞杆(15)上套接有回位弹簧(19)，所述限位套1(17)—侧与液压缸(20)的动力驱动杆(21)活动连接。2.根据权利要求1所述的节能环保型地质勘探用深层岩石自动取样装置，其特征在于:所述限位机构包括设置在所述支撑框架(2)上的电机(22)，设置在所述电机(22)输出轴上的链轮(23)，设置在所述支撑框架(2)上的立板(24)，分别布置在所述立板(24)上的导向辊轮1(25)，导向辊轮11(26)和挤压链轮(27)，以及分别与所述链轮(23)和挤压链轮(27)相啮合的闭合齿条(28)。3.根据权利要求1或2所述的节能环保型地质勘探用深层岩石自动取样装置，其特征在于:在所述中空状钻探筒(11)下部设有连接气体分配器(29)出气管(291)的进气口。4.根据权利要求1-3任一项所述的节能环保型地质勘探用深层岩石自动取样装置，其特征在于:所述钻头(12)包括与所述空心转轴(13)端部连接的钻头连接套(30)，设置在所述钻头连接套(30)端部的刀座(31)，所述刀座(31)中部设置与所述空心转轴(13)连通的泥浆注入孔(32)，在所述刀座(31)上，沿所述泥浆注入孔(32)周向设置若干个球状研磨器(33)，在所述球状研磨器(33)外围的刀座(31)上周向设置若干个扇形切割区，所述的每个扇形切割区由若干弧形切割刀(34)构成。5.根据权利要求1-4任一项所述的节能环保型地质勘探用深层岩石自动取样装置，其特征在于:所述球状研磨器(33)与所述刀座(31)活动连接，所述球状研磨器(33)表面均匀设置若干凸起(35)。6.根据权利要求1-5任一项所述的节能环保型地质勘探用深层岩石自动取样装置，其特征在于:所述每个扇形切割区的若干弧形切割刀(34)自所述刀座(31)中心，沿其径向依次倾斜设置。7.根据权利要求1-6任一项所述的节能环保型地质勘探用深层岩石自动取样装置，其特征在于:所述中空状钻探筒(11)上部内侧设置环状挡块(36)。8.根据权利要求1-7任一项所述的节能环保型地质勘探用深层岩石自动取样装置，其特征在于:在所述环状挡块(36)下方的中空状钻探筒(11)上设置泥浆进、出口(37)。9.根据权利要求1-8任一项所述的节能环保型地质勘探用深层岩石自动取样装置，其特征在于:所述立板(24)顶端的限位板与所述支撑框架(2)的限位止口嵌合。10.根据权利要求1-9任一项所述的节能环保型地质勘探用深层岩石自动取样装置，其特征在于:在所述导向座(9)以上的中空状钻探筒(11)上，自下而上依次设置复位弹簧(38)和导向套(39)。
【文档编号】E21B21/14GK105888591SQ201610249515
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】刘璇
【申请人】魏会芳