一种地质矿产多区域钻探装置及方法与流程

本发明涉及地质钻探，尤其涉及一种地质矿产多区域钻探装置及方法。

背景技术：

1、地质矿产勘查钻探使通过钻机机供给钻杆柱一定的轴向压力和扭拒，从而使钻头对不同区域的岩土进行钻取，达到不断向深部钻进，获取地质资料的目的，在钻杆钻入地面后会有源源不断的地下泥土被带出，若不及时对带出的泥土进行清理，则会堆积在钻孔附近影响取样或者更换钻杆。

2、现如今所采用的方法是一边注水一边讲稀释后的泥浆运出，并让其自然流动至引导位置，这种方式需要再钻进过程中不断注水，不仅会耗费大量水资源，而且对土层含量以及完整性有所破坏；不利于考察人员直接看出土层的状态以及其他物理性能；因此我们提出一种在不注水的前提下能够将钻探前期带出的干土进行原样带出并能够及时外排的新型钻探装置。

技术实现思路

1、针对现有技术中在进行钻探时不能很好的处理钻探时带出的土壤的技术问题，本发明采用以下技术方案：

2、一种地质矿产多区域钻探装置，包括固定放置于钻孔位置上方的安装固定台面，所述安装固定台面的下表面靠近四角处均固定有防滑平衡支撑腿，且四个所述防滑平衡支撑腿能够将安装固定台面整体调平并固定在地面指定位置，四个防滑平衡支撑腿在固定之后通过打上加长地脚固定螺杆固定于地面，或者通过压上重物来对其进行固定，所述安装固定台面的上表面靠近左侧固定有弓形支撑架，且弓形支撑架的侧面设置有钻探机构，所述钻探机构包括固定在弓形支撑架侧面的钢制槽型滑轨，且钢制槽型滑轨滑槽内滑动连接有凸台滑块，凸台滑块远离槽底的一端设置有竖直向下延伸并穿过安装固定台面的钻杆；所述安装固定台面的上表面中部开有螺孔，且螺孔的底端螺接有传送管，传送管的内壁与钻杆之间留有间隙，以便钻杆能够正常转动并将钻取的土壤带出，所述安装固定台面的上表面固定有与螺孔同心的圆环围挡，且安装固定台面位于钢制槽型滑轨的下方开有排泄孔，排泄孔位于圆环围挡的区域范围之内；所述钻杆的外壁位于安装固定台面的上方滑动套接有锥形散土盘，且锥形散土盘的下表面固定有四个呈对称分布的复位拉簧，四个所述复位拉簧的底端固定有两个互相平行的弹簧托板架，且两个弹簧托板架分别位于传送管的前后两侧，安装固定台面上开设有直径大于复位拉簧直径的拉簧穿孔，且锥形散土盘的下表面远离排泄孔处固定有竖直的顶杆，顶杆的底端设置有滚轮，且安装固定台面的下表面位于顶杆的下方设置有抖动机构。

3、本发明进一步的设置在于，所述圆环围挡的顶端设置呈斜切口状，且圆环围挡靠近排泄孔的一端低于另一端，通过设置靠近排泄孔的一端较低的设计；所述传送管的底端通过螺栓固定有拼接而成的喇叭管拼管；喇叭管拼管的扩口朝下，并且喇叭管拼管的底端管口接触地面；单个所述喇叭管拼管的圆周外壁靠近顶端均固定安装吊耳，且传送管的圆周外壁靠近底端均开有用于咬合固定吊耳的缺口，缺口中固定有向心状向外凸出的螺柱；可以在排泄过程中一旦排泄孔产生堵塞，可以让带出的土壤从靠近排泄孔的一侧翻越圆环围挡排出，继而防止土壤零散的散落在各个位置，便于紧急情况下的后期清理。

4、本发明进一步的设置在于，所述钻探机构还包括固定在钻杆底端的钻头，所述凸台滑块的中间设置有轴承孔，且轴承孔中固定有两个互相对称的圆锥滚子轴承，钻杆转动连接在两个圆锥滚子轴承之间，所述钻杆的顶端圆周外壁键连接有驱动齿轮，且凸台滑块的上表面固定有推进电机，推进电机的输出轴顶端固定有与驱动齿轮互相啮合的主动齿轮；所述钢制槽型滑轨的顶端位于前后两侧分别固定有互相对称的l形转轮架，两个l形转轮架之间转动连接有同一个从动绳轮，所述圆环围挡的圆周外壁靠近后侧嵌装有滑动轴承，且滑动轴承中转动连接有传动杆，传动杆的两端分别设置有主动绳轮和自锁伺服电机，主动绳轮位于从动绳轮的正下方，且主动绳轮和从动绳轮的圆周外壁之间缠绕有用一根钢丝绳，所述钢丝绳的两端与凸台滑块之间均设置有压缩弹簧，所述凸台滑块的左右两侧靠近四角处均开有辊槽，且辊槽内均设置有互相平行且水平设置的滚子，滚子的轴心线与传动杆平行；通过设置的由钢丝绳配合压缩弹簧对钻探机构进行的拉拽，可以在钻进过程中不管在什么样的区域，硬质土壤或者软性土壤都能够适应，设置的压缩弹簧可以很好的起到缓冲作用，避免遇到硬质土壤时强行推进导致钻头损坏。

5、本发明进一步的设置在于，所述压缩弹簧远离凸台滑块的一端均套接有内螺纹管，且钢丝绳的两端均焊接固定有调节螺柱；且内螺纹管的外壁开有径向的定位螺孔，定位螺孔中螺接有定位螺栓，调节螺柱圆周外壁的螺纹具有自锁防脱功能，在本实施例中缠绕胶带；通过设置的调节螺柱和内螺纹管，可以根据拉紧需要改变压缩弹簧的绷紧程度。

6、本发明进一步的设置在于，所述主动绳轮和从动绳轮的圆周外壁均预留有绳槽，且绳槽内均开有等距离交错分布的凹槽，凹槽内均嵌装有橡胶凸块；通过设置的嵌装在凹槽内的橡胶凸块，可以增加绳槽的静摩擦力，减小钢丝绳打滑的概率。

7、本发明进一步的设置在于，所述安装固定台面的下表面位于排泄孔的下方设置有传送机架，且传送机架上设置有向外侧倾斜向下的传送带，传送带的上表面中间位置呈向下凹陷的结构；通过设置的传送带，可以及时将漏下的钻探物输送至远离钻探位置，确保后期钻探的持续进行。

8、本发明进一步的设置在于，所述抖动机构包括固定在安装固定台面下表面的双轴减速电机，且双轴减速电机靠近顶杆的一端输出轴顶端固定有椭圆轮，所述椭圆轮位于顶杆的正下方并且椭圆轮的圆周外壁与顶杆底端的滚轮紧紧抵触；椭圆轮的圆周外壁开有两个呈中心对称的阶梯槽；安装固定台面靠近顶杆位置开有与顶杆运行轨迹相适配的条形穿孔。

9、本发明进一步的设置在于，所述圆环围挡的圆周内壁靠近底端开有环形限位槽，且环形限位槽内转动连接有固定环，固定环的下表面固定有多个呈中心对称分布的排料刮板，排料刮板的底部贴在安装固定台面的上表面；通过设置的固定环和排料刮板可以通过转动固定环将洒落在锥形散土盘周边的碎慢慢刮至排泄孔中，提高排泄速度。

10、本发明进一步的设置在于，所述双轴减速电机远离顶杆的一端固定有减速箱，且减速箱的输出轴顶端固定有主动锥齿轮；所述安装固定台面位于主动锥齿轮的斜上方嵌装有轴承座，轴承座内卡接有两个向心轴承，两个向心轴承内转动连接有同一根竖直的传动轴杆，传动轴杆的上下两端分别固定有拨动齿轮和从动锥齿轮；从动锥齿轮和主动锥齿轮互相啮合；且环形限位槽的槽底靠近位于拨动齿轮处开有与拨动齿轮厚度相适配的条形孔；拨动齿轮穿过条形孔与固定环的圆周外壁啮合；可以带动圆环围挡内部的排料刮板缓慢转动。

11、一种地质矿产多区域钻探方法，包括以下步骤：

12、步骤一：将本装置安装于钻探位置的上方，再将四个防滑平衡支撑腿调节确保安装固定台面的上表面水平；之后通过打上加长地脚固定螺杆将防滑平衡支撑腿均固定于地面，或者通过压上重物来对其进行固定；

13、步骤二：调节传送管的位置，使其底端管口位置正好抵触在地面，若距离地面太高，则安装用以聚土的喇叭管拼管；之后即可开启钻探机构中的自锁伺服电机和推进电机进行钻探；

14、钻探的时候，钻杆带出的土壤会经传送管运送至安装固定台面上方的锥形散土盘的上方，此时在抖动机构的作用下，将带出的泥土扩散开来，能够细致观测到土层的内部情况，之后再经锥形散土盘扩散之后到达边缘区域，此时转动的排料刮板即慢慢将泥土刮至排泄孔中；

15、步骤三：落入传送带上的土壤就会被运输到远离钻探位置的地方。

16、本发明中的有益效果为：

17、1、通过设置的抖动机构和锥形散土盘，配合传送管的设置，可以在使用时将钻探时带出的土壤先传送至安装固定台面的上方，再经锥形散土盘扩散开来，有利于细致观测到土层的内部情况，而且经锥形散土盘扩散之后更便于排泄；配合顶端设置斜切口的圆环围挡，可以在排泄过程中一旦排泄孔产生堵塞，可以让带出的土壤从靠近排泄孔的一侧翻越圆环围挡排出，继而防止土壤零散的散落在各个位置，便于紧急情况下的后期清理。

18、2、通过设置的由钢丝绳配合压缩弹簧对钻探机构进行的拉拽，可以在钻进过程中不管在什么样的区域，硬质土壤或者软性土壤都能够适应，设置的压缩弹簧可以很好的起到缓冲作用，避免遇到硬质土壤时强行推进导致钻头损坏。

19、3、通过设置在双轴减速电机输出轴端的椭圆轮，配合其外壁开设的阶梯套，只需控制椭圆轮转动就可以带动顶杆不断地上下移动，当顶杆底端的滚轮到达阶梯槽的位置时还会产生跳动，继而让其顶端的锥形散土盘产生不停地震动，以让其上方的土壤快速滑动到周边区域。