一种大直径导井土质勘探用样本采集装置的制作方法

allin2025-07-27  20


本发明涉及地下水取样,特别是涉及一种大直径导井土质勘探用样本采集装置。


背景技术:

1、土质勘探用样本采集装置是一种专为地下土层勘探设计的专业设备,它用于获取地下土壤的原状样或扰动样,以便分析土壤的物理性质和力学特性。大直径导井在进行土质勘探时往往需要采集不同地质深度的地下水样本。现有装置在采集不同地质深度的地下水样本时,通常是通过封隔器将目标取样深度的水层与其他区域的水层隔离开来,以实现特定区域地下水的精确取样。但是现有的取样装置存在以下问题:由于导井的内周壁多含有硬质颗粒、石块等物质,因此充气膨胀后的封隔器也很难将目标取样深度的水层与其他区域的水层完全隔离开来,易造成目标取样深度的水层与其他区域的水层混合在一起,进而造成采集的样本准确性降低。


技术实现思路

1、经研究发现,之所以充气膨胀后的封隔器无法将取样孔完全密封是因为取样孔的周壁上往往会具有沿取样孔径向方向延伸的狭长缝隙,而膨胀后的封隔器无法通过自身形变挤进狭长缝隙内,基于此,有必要针对目前的样本采集装置所存在的问题,提供一种大直径导井土质勘探用样本采集装置,用以解决现有装置对目标取样深度的水层进行取样时,目标取样深度的水层易与其他区域的水层混合在一起的问题。

2、上述目的通过下述技术方案实现:

3、一种大直径导井土质勘探用样本采集装置包括:

4、钻头;

5、钻杆,钻杆同轴固定设置在钻头的上端,钻杆能够绕其轴线转动;

6、钻杆的周向开设有环形腔,环形腔的周壁上等间距开设有若干的进水孔;

7、环形腔内设置有潜水泵,潜水泵的输入端位于环形腔内,潜水泵的输出端从钻杆的顶部穿出;

8、钻杆的外周且位于环形腔的上方以及下方均转动设有封隔环,封隔环的内部开设有环形气室,封隔环的内周面上还开设有通气口,通气口连通环形气室,通气口能够向环形气室内充气以及将环形气室内的气体排出;

9、封隔环的内部且位于环形气室的外侧设有储料腔,储料腔内存储有膏状物;

10、封隔环的外周面上开设有排料口,排料口连通储料腔。

11、在其中一个实施例中,所述排料口中滑动设有感应顶柱,感应顶柱为t形,感应顶柱和储料腔内周壁之间设有弹性条。

12、在其中一个实施例中,所述钻杆的外部转动设有固定筒,封隔环同轴固定设置在固定筒的外部,固定筒的顶部设有进气口,固定筒内部开设有长导气孔,长导气孔沿固定筒的轴线延伸,长导气孔的上端与进气口相连通,通气口与长导气孔相连通。

13、在其中一个实施例中,位于环形腔上方的封隔环的外周面上开设的排料口位于封隔环外周面的上部,位于环形腔下方的封隔环的外周面上开设的排料口位于封隔环外周面的下部。

14、在其中一个实施例中,所述膏状物为聚硫密封膏。

15、在其中一个实施例中,所述固定筒的外部且位于环形腔的所在区域设置有过滤筒,过滤筒的外周面上均匀开设有滤孔。

16、在其中一个实施例中,所述固定筒的外部且位于封隔环和过滤筒之间设置有固定环,固定环的外周上开设有喷气孔,喷气孔连通长导气孔,当通气口向环形气室内充气时,排气孔能够向外喷气。

17、在其中一个实施例中,所述封隔环的上下端面均开设有倒角。

18、在其中一个实施例中,所述封隔环的材质为丁腈橡胶。

19、在其中一个实施例中,所述封隔环的内部且远离排料口一侧的倒角区域中掺杂有不锈钢纤维。

20、本发明的有益效果是:

21、1.本发明设置了封隔环,当取样孔的内周壁上出现狭长的缝隙时,此时随着封隔环的膨胀,取样孔内周壁上出现缝隙的所在位置处对封隔环的阻力减小,储料腔内的膏状物通过排料口挤出并填充到缝隙处位置,通过膏状物对缝隙处进行暂时密封,阻碍其他区域的水层与目标取样区域水层相互混合,以便于提高目标取样水层的样本准确性。

22、2.本发明设置了感应顶柱,工作人员通过通气孔向环形气室内充气后,封隔环的外周面逐渐膨胀成弧形,此时感应顶柱逐渐扎进取样孔内周壁上,从而通过感应顶柱对封隔环进行限位,间接对钻杆的转动进行导向支撑,避免钻杆转动的过程中,钻杆的轴线偏离取样孔的轴线,与此同时,排料口打开,储料腔内的膏状物通过排料口向外排出,而未扎进取样孔内周壁中的感应顶柱则仍旧对排料口进行封堵,避免储料腔中的膏状物无效挤出,以便于使得从排料口挤出的膏状物的有效利用率更高。



技术特征:

1.一种大直径导井土质勘探用样本采集装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种大直径导井土质勘探用样本采集装置,其特征在于,所述排料口中滑动设有感应顶柱,感应顶柱为t形,感应顶柱和储料腔内周壁之间设有弹性条。

3.根据权利要求1所述的一种大直径导井土质勘探用样本采集装置,其特征在于,所述钻杆的外部转动设有固定筒,封隔环同轴固定设置在固定筒的外部,固定筒的顶部设有进气口,固定筒内部开设有长导气孔,长导气孔沿固定筒的轴线延伸,长导气孔的上端与进气口相连通,通气口与长导气孔相连通。

4.根据权利要求1所述的一种大直径导井土质勘探用样本采集装置,其特征在于,位于环形腔上方的封隔环的外周面上开设的排料口位于封隔环外周面的上部,位于环形腔下方的封隔环的外周面上开设的排料口位于封隔环外周面的下部。

5.根据权利要求1所述的一种大直径导井土质勘探用样本采集装置,其特征在于,所述膏状物为聚硫密封膏。

6.根据权利要求1所述的一种大直径导井土质勘探用样本采集装置,其特征在于,所述固定筒的外部且位于环形腔的所在区域设置有过滤筒,过滤筒的外周面上均匀开设有滤孔。

7.根据权利要求6所述的一种大直径导井土质勘探用样本采集装置,其特征在于,所述固定筒的外部且位于封隔环和过滤筒之间设置有固定环,固定环的外周上开设有喷气孔,喷气孔连通长导气孔,当通气口向环形气室内充气时,排气孔能够向外喷气。

8.根据权利要求7所述的一种大直径导井土质勘探用样本采集装置,其特征在于,所述封隔环的上下端面均开设有倒角。

9.根据权利要求8所述的一种大直径导井土质勘探用样本采集装置,其特征在于,所述封隔环的材质为丁腈橡胶。

10.根据权利要求7所述的一种大直径导井土质勘探用样本采集装置,其特征在于,所述封隔环的内部且远离排料口一侧的倒角区域中掺杂有不锈钢纤维。


技术总结
本发明涉及地下水取样技术领域,具体的为一种大直径导井土质勘探用样本采集装置,包括钻头和钻杆,钻杆同轴固定设置在钻头的上端,钻杆能够绕其轴线转动,钻杆的周向开设有环形腔,环形腔的周壁上等间距开设有若干的进水孔。本发明设置了封隔环,当取样孔的内周壁上出现狭长的缝隙时,此时随着封隔环的膨胀,取样孔内周壁上出现缝隙的所在位置处对封隔环的阻力减小,储料腔内的膏状物通过排料口挤出并填充到缝隙处位置,通过膏状物对缝隙处进行暂时密封,阻碍其他区域的水层与目标取样区域水层相互混合,以便于提高目标取样水层的样本准确性。

技术研发人员:陆林凤,要忠茹,陆阳,孙舒,马永洁
受保护的技术使用者:中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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