一种集多种钻头于一体的直推式采样设备制造技术

本发明专利技术公开一种集多种钻头于一体的直推式采样设备。该设备包括工作架体和主缸，工作架体上设有螺旋动力头和冲击动力头，螺旋动力头和冲击动力头分别与主缸连接，并且可沿工作架体上下移动；工作架体上还设有夹持器、回转轴和回转动力头，夹持器位于冲击动力头的下方并与主缸连接，可沿工作架体上下移动；夹持器固定在回转轴上；回转动力头包括依次连接的马达、变速箱和回转器，回转器设置在夹持器下方。本发明专利技术的设备通过集成回转钻头，可以同时进行直推式和回转冲击钻探取样，能够完成直推取样、直压建井、螺旋建井等工作。

【技术实现步骤摘要】
一种集多种钻头于一体的直推式采样设备
本专利技术涉及一种集多种钻头于一体的直推式采样设备，属于工程机械的

技术介绍
土壤非均质性强，且具有隐蔽性，必须采取合适的钻探手段，才能取得具有代表性的土壤样品，用于对地块的土壤性质进行分析。《建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则》(HJ25.2-2019)、《土壤质量土壤采样技术指南》(GB/T36197-2018)、《重点行业企业用地调查样品采集保存和流转技术规定》等技术导则中规定用于环境调查的土壤样品必须是非扰动的。国内的SH30型钻机一般通过利用机械动力，使用钢索在一定范围内反复的提升和落下锤头以提供冲击力进行钻进和土壤无扰动取样。该钻机使用移动钻塔，钻塔由柴油发动机驱动的绞盘(1t-2t)和约6m高三角铁塔构成。钢索冲击钻机价格便宜，有一定的机动性，能在大部分场地进行钻探取样，在正确操作的前提下能够取得连续、无扰动的土壤样品。但该技术功能(钻探工艺、配套工具)单一，取样操作复杂，效率低，产生的切削浮土较多，不仅增加了二次污染和操作人员的风险，而且增加了整个取样的工期和成本。直接推进式钻探技术是指利用钻机自身重力和外加敲击锤的冲击力(液压驱动)将钻具直接贯入土壤进行采样。直接推进式较钢索冲击钻探扰动性低；机动性强且操作简单；钻进速率大约为钢索冲击法的5-10倍；同时钻探过程中不产生任何浮土，减少了二次污染和操作人员的风险，无处置污染浮土的额外花费；尤其是可以使用MC5钻探工艺在细沙层地层中进行取样，而钢索冲击法无法在沙层和杂填层有效取样；另外直推式钻进配套有大量的钻具和钻探工艺，可以根据地层和污染物的不同进行切换，其配套的原位检测工具可以实现对污染土壤的地层性质和污染情况进行原位、实时和连续的随钻随测，大大提高了污染地块调查的针对性和效率。但是，由于钻机自身重力及冲击钻头冲击力有限，在某些复杂或坚硬地层很难有效完成采样工作。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺陷，为了有效应对不同地层条件下的土壤采样工作，最大限度地提高土壤采样的效率，减少调查过程产生的经济与时间成本，本专利技术提出一种集螺旋钻头、冲击钻头、回转钻头于一体的直推式采样设备。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种集多种钻头于一体的直推式采样设备，包括工作架体和主缸，工作架体上设有螺旋动力头和冲击动力头，螺旋动力头和冲击动力头分别与主缸连接，并且可沿工作架体上下移动，所述工作架体上还设有夹持器、回转轴和回转动力头，夹持器位于冲击动力头的下方并与所述主缸连接，可沿工作架体上下移动；所述夹持器固定在回转轴上；回转动力头包括依次连接的马达、变速箱和回转器，回转器设置在所述夹持器下方。进一步地，所述冲击动力头中心、夹持器中心、回转器中心在一条直线上。进一步地，所述夹持器通过固定销固定在工作架体上。进一步地，所述采样设备包括动力组件，动力组件包括发动机、液压泵、柴油箱和液压油箱，液压泵与发动机连接。进一步地，所述采样设备包括卷扬机，卷扬机包括卷筒、液压马达、底座、平衡阀和制动器，卷筒安装在所述工作架体顶部。进一步地，所述采样设备包括液压操控系统，液压操控系统固定在所述工作架体上。本专利技术的设备通过集成回转钻头，可以同时进行直推式和回转冲击钻探取样，能够完成直推取样、直压建井、螺旋建井等工作。相比现有技术，本专利技术具有以下优点：(1)更好的地层适应性。由于回转钻头的集成，该采样设备在应对复杂或坚硬地层条件，切换至回转动力头模式，由于回转冲击力较强，能够在该类地层条件下完成土壤取样及地下水建井工作，有效提升了原采样设备对复杂或坚硬地层的适应性。(2)更高的取样效率。与钢索冲击钻等地勘类采样设备相比，采取相同进尺数的土壤样品时，本专利技术的直推式采样设备需要的时间更少，对环境的扰动性更低。(3)更高的经济效益。相比于钢索冲击钻等地勘类采样设备，该直推式采样设备操作简便，对操作人员技术要求不高，采取相同进尺数时需要的时间和人工成本较低，也就是说，在相同的时间内，该直推式钻机能够创造更高的社会经济价值。(4)更低的二次污染。本专利技术的直推式采样设备扰动性较小，钻进过程不产生任何浮土，且不需要泥浆辅助钻进，有效减少了二次污染和操作人员的风险。(5)更优的原位检测效果。该直推式采样设备能够配备配套的原位检测工具，实现对污染土壤的地层性质和污染情况原位、实时和连续的随钻随测，大大提高了污染地块调查的针对性和效率。附图说明图1是本专利技术直推式采样设备侧视图；图2是本专利技术直推式采样设备工作装置零部件布置示意图；图3是本专利技术直推式采样设备冲击动力头组件工作示意图；图4是本专利技术直推式采样设备回转动力头组件工作示意图；图5是本专利技术直推式采样设备螺旋动力头组件工作示意图。图中：1-螺旋动力头；2-冲击动力头；3-夹持器；4-马达；5-变速箱；6-回转器；7-履带底盘；8-动力组件；9-液压操控系统；10-卷扬机；11-桅杆；12工作架体；13-主缸；14-钻杆；15-螺旋动力头背板；16-冲击动力头安装板；17-夹持器安装板；18-螺旋钻；19-螺旋钻油缸；20-夹持器回转轴；21-夹持器固定销。具体实施方式为了使本领域技术人员更好的理解本专利技术的实施方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细描述。本实施例的直推式采样设备包括工作架体12、夹持器3、动力组件8、卷扬机10以及液压操控系统9，工作架体12上集成有螺旋动力头1、冲击动力头2以及夹持器3。螺旋动力头1通过螺旋动力头背板15与主缸13连接；冲击动力头2通过冲击动力头安装板16与主缸13连接；夹持器3通过夹持器安装板17与主缸13连接，螺旋动力头1位于冲击动力头2上方，夹持器3位于冲击动力头2的下方。主缸13通过铰接的方式固定在工作架体12上，可带动螺旋动力头1、冲击动力头2、夹持器3在工作架体12上上下移动。回转动力头包括依次连接的马达4、变速箱5、回转器6，旋转马达4由液压驱动，通过变速箱5带动回转器6运动，能够实现多级变速，满足施工工艺要求。回转器6位于夹持器3下方，并固定在底脚上。如图2所示，夹持器回转轴20安装在夹持器安装板17上，夹持器3可绕夹持器回转轴20转动，将夹持器3摆到一侧，成打开状态，方便冲击动力头2工作；当需要夹持器3工作时，将夹持器3收回，通过夹持器固定销21固定。冲击动力头2中心、夹持器3中心、回转器6中心保持在一条直线上，方便切换两种控制方式。动力组件8主要包括柴油发动机、液压泵、柴油箱、液压油箱等，为整个设备提供动力。发动机位于整个设备偏后的中间位置，液压泵与发动机连接，柴油箱和液压油箱布置在发动机两侧。卷扬机10包括卷筒、液压马达、底座等，卷筒安装在工作架体顶部，通过液压马达的旋转来带动绳索移动完成取芯或其他辅助工作。卷扬机10上安装有平衡阀和制动器，保证操作的稳定和安全。液压操控系统9固定在工作架体12上，控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集多种钻头于一体的直推式采样设备，包括工作架体和主缸，工作架体上设有螺旋动力头和冲击动力头，螺旋动力头和冲击动力头分别与主缸连接，并且可沿工作架体上下移动，其特征在于，所述工作架体上还设有夹持器、回转轴和回转动力头，夹持器位于冲击动力头的下方并与所述主缸连接，可沿工作架体上下移动；所述夹持器固定在回转轴上；回转动力头包括依次连接的马达、变速箱和回转器，回转器设置在所述夹持器下方。/n

【技术特征摘要】
1.一种集多种钻头于一体的直推式采样设备，包括工作架体和主缸，工作架体上设有螺旋动力头和冲击动力头，螺旋动力头和冲击动力头分别与主缸连接，并且可沿工作架体上下移动，其特征在于，所述工作架体上还设有夹持器、回转轴和回转动力头，夹持器位于冲击动力头的下方并与所述主缸连接，可沿工作架体上下移动；所述夹持器固定在回转轴上；回转动力头包括依次连接的马达、变速箱和回转器，回转器设置在所述夹持器下方。


2.根据权利要求1所述的一种集多种钻头于一体的直推式采样设备，其特征在于，所述冲击动力头中心、夹持器中心、回转器中心在一条直线上。


3.根据权利要求1所述的一种集多种钻头于一体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹业新，秦春燕，聂溧，李宁，常钰，
申请(专利权)人：南京贻润环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32