一种用于水文地质勘探的智能钻孔设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于水文地质勘探的智能钻孔设备。为了解决钻杆在对岩石钻孔时产生向上的竖向力和横向力，会造成钻杆钻进的方向偏斜，且由于湖水的流动性会对钻杆冲击，会造成钻杆的平衡出现偏差，致使钻孔倾斜，对此直接取样检测，会造成检测的结果误差较大的缺点。一种用于水文地质勘探的智能钻孔设备，包括有固定架，固定架的上部安装有密封壳，密封壳上设置有钻孔机构，固定架上设置有导向机构。本发明专利技术利用导向轮和导向绳的配合，实现对钻杆的方向稳定，使其始终垂直于水平面，避免湖水流动冲击钻杆，致使钻杆偏离预设位置，造成后续的检测结果误差加大，通过钻杆转动与扇叶配合，将钻杆钻孔时产生的力抵消，实现更好的对岩石钻孔工作。岩石钻孔工作。岩石钻孔工作。

【技术实现步骤摘要】
一种用于水文地质勘探的智能钻孔设备


[0001]本专利技术涉及水文地质勘探
，具体而言，涉及一种用于水文地质勘探的智能钻孔设备。

技术介绍

[0002]为了解天然湖底的水文地质形成，为此需要对天然湖底的岩石进行钻探和取样检测，通过检测的结果来确定天然湖底的水位地质形成的过程。
[0003]目前在对湖底的岩石进行钻孔时，多通过钻杆对其钻孔后，再对湖底的岩石进行取样工作，而钻杆在对岩石进行钻孔的过程中，会产生向上的竖向力和横向力，如不对产生的横向力和竖向力抵消，会造成钻杆钻进的方向偏斜，不便后续的取样工作，且由于湖水的流动性会对钻杆冲击，会造成钻杆的平衡出现偏差，致使钻孔倾斜，对此直接取样检测，会造成检测的结果误差较大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种用于水文地质勘探的智能钻孔设备，以解决上述
技术介绍
中提出的钻杆在对岩石进行钻孔的过程中，会产生向上的竖向力和横向力，会造成钻杆钻进的方向偏斜，且由于湖水的流动性会对钻杆冲击，会造成钻杆的平衡出现偏差，致使钻孔倾斜，对此直接取样检测，会造成检测的结果误差较大的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种用于水文地质勘探的智能钻孔设备，包括有固定架，固定架的上部安装有密封壳，密封壳上设置有钻孔机构，钻孔机构用于对海底岩石钻孔并将钻孔时产生的横向力和竖向力抵消，固定架上设置有导向机构，导向机构用于对钻孔的位置进行导向，钻孔机构和导向机构配合，使钻孔机构竖直向下移动进行钻孔。
[0006]此外，特别优选的是，钻孔机构包括有双轴电机，双轴电机安装在密封壳内下部，双轴电机下侧的输出轴安装有扇叶，扇叶套在密封壳的外侧且与其转动连接，固定架的下部安装有固定壳，双轴电机下侧的输出轴端穿过固定壳的上侧面并与其转动连接，双轴电机下侧的输出轴端安装有第一锥齿轮，固定壳内的前后两壁均转动式安装有第二锥齿轮，两个第二锥齿轮分别与相邻的第一锥齿轮相啮合，固定壳的下部转动式安装有钻杆，钻杆的下端开设有两个出水孔，钻杆的上端安装有第三锥齿轮，第三锥齿轮位于固定壳内侧，第三锥齿轮与两个第二锥齿轮相啮合，密封壳的上部设有平衡组件，平衡组件用于抵消钻孔产生向上的力，平衡组件与双轴电机的上侧输出轴连接。
[0007]此外，特别优选的是，平衡组件包括有减速件，减速件安装在密封壳内的上部，减速件与双轴电机的上侧输出轴连接，减速件上安装有锥齿轮盘，密封壳的上部安装有两个对称的L形壳体，每个L形壳体的下部均通过轴杆转动式安装有第四锥齿轮，两个第四锥齿轮分别与锥齿轮盘相啮合，每个L形壳体的上部均通过轴杆转动式安装有叶轮，叶轮的轴杆和第四锥齿轮的轴杆通过锥齿轮组传动配合。
[0008]此外，特别优选的是，导向机构包括有导向绳，导向绳设有两个，每个导向绳上从上往下依次均设有第一安装架和第二安装架，两个第一安装架和两个第二安装架分别与固定架连接，两个第一安装架和两个第二安装架上均转动式安装有转轴，每个转轴上均安装有导向轮，每个导向轮两侧的转轴上均安装有直齿轮，相邻的直齿轮相啮合。
[0009]此外，特别优选的是，导向绳从上往下依次设有若干个向外的环形凸起，导向轮上圆周方向开有若干个弧形凹槽，导向轮上的弧形凹槽与导向绳上的环形凸起限位配合。
[0010]此外，特别优选的是，还包括有水循环组件，水循环组件包括有第五锥齿轮，第五锥齿轮安装在第一锥齿轮的下部，固定壳的中部嵌有防水壳，第五锥齿轮穿过防水壳的上侧面并与其转动连接，防水壳的两侧壁上部均安装有管道，防水壳的内顶部安装有隔板，隔板的中部转动式安装有绞龙，绞龙的两部螺旋叶片方向相反，绞龙的两部分别位于相邻的管道内，绞龙的中部安装有第六锥齿轮，第六锥齿轮位于隔板的内侧，第六锥齿轮与第五锥齿轮相啮合。
[0011]此外，特别优选的是，还包括有自平衡组件，自平衡组件包括有横向架，横向架设有两个，两个横向架分别连接在导向绳的下端，每个横向架的下侧面均安装有配重块，两个横向架的左右两部均安装有弧形架，每个弧形架的外部均安装有储存管，每个弧形架的下部均安装有安装壳，每个安装壳内底部均安装有驱动件，每个驱动件的输出轴上均安装有传动齿轮，每个储存管上均滑动设有活塞杆，每个活塞杆的上均安装有齿条架，同侧的活塞杆和齿条架位于相邻的安装壳内，两个齿条架分别与相邻的传动齿轮相啮合。
[0012]此外，特别优选的是，两个横向架和两个弧形架组合形成椭圆形，用于钻杆钻孔时的平衡。
[0013]此外，特别优选的是，还包括有螺旋片，螺旋片连接在钻杆的上部，螺旋片与钻杆螺旋结构连接配合，用于钻孔产生的杂物向上导出。
[0014]此外，特别优选的是，还包括有钻刀，钻刀安装在钻杆的下端，钻刀用于对钻孔位置定位，防止钻孔偏离。
[0015]本专利技术还提供一种用于水文地质勘探的智能钻孔方法，采用如上所述的钻孔设备，包括以下步骤：
[0016]首先将导向绳固定并伸入水中，随后启动双轴电机工作，通过减速件、锥齿轮盘和第四锥齿轮传动，使两个叶轮转动，且两个叶轮转动的方向相反，此时两个叶轮会通过L形壳体推动固定架向下移动，如此会使导向轮沿导向绳向下移动，且相邻的两个导向轮通过其上的直齿轮，如此使相邻的两个导向轮转动方向相反，通过导向轮和导向绳的配合，使固定架沿着导向绳稳定竖直向下，固定架向下移动带动其上的其它零件同步向下移动；当钻杆向下移动与湖底接触时，双轴电机工作的同时，使扇叶和第一锥齿轮转动，第一锥齿轮通过第二锥齿轮和第三锥齿轮传动使钻杆转动，且钻杆转动的方向与扇叶转动的方向相反，如此通过扇叶转动实现对钻杆钻孔产生的横向力抵消；通过两个叶轮转动使钻杆向下移动，由于通过减速件传动，使两个叶轮转动，实现钻杆的缓慢向下移动，此过程中，两个叶轮转动对钻杆钻孔产生的竖向力抵消；
[0017]当钻孔完成后，启动双轴电机工作，使两个叶轮的转动方向相反，如此使两个叶轮配合，产生向下的推力，从而实现固定架的上移，如此使钻杆移出钻孔内，当固定架移出水面后，此时关闭双轴电机，并将本专利技术移出放置，随后将导向绳取出即可。
[0018]进一步的，在使用前，首先将自平衡组件放入水中，并向下沉入水面下，此时启动驱动件工作，驱动件工作通过传动齿轮使相邻的齿条架带动活塞杆，将水抽入储存管，使两侧的储存管处于水平状态；随后关闭驱动件工作，储存管内装有水后为本专利技术设备向下移动提供重力，将本专利技术设备向下放至合适位置，通过配重块使横向架快速向下移动，到达设定的位置，随后使固定架向下移动并重复上述操作，对湖底进行钻孔工作；
[0019]钻孔完成后，使用者启动驱动件工作，驱动件工作通过传动齿轮使相邻的齿条架带动活塞杆，将水排出储存管内，并关闭驱动件工作，如此通过排空储存管提供浮力，从而便于本专利技术设备快速向上移动；
[0020]当本专利技术设备向上移出水面后，将本专利技术设备从水中移出即可，随后通过导向绳使取样设备沉入水底，对钻孔处进行取样，通过自平衡组件使取样的位置与钻孔的位置相同，避免取样位置偏离致使检测结果不准确。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于水文地质勘探的智能钻孔设备，包括有固定架(1)，固定架(1)的上部安装有密封壳(2)，其特征是，还包括有钻孔机构(3)，钻孔机构(3)设置在密封壳(2)上，钻孔机构(3)用于对海底岩石钻孔并将产生的横向力和竖向力抵消，固定架(1)上设置有导向机构(4)，导向机构(4)用于对钻孔的位置进行导向，钻孔机构(3)和导向机构(4)配合，使钻孔机构(3)竖直向下移动进行钻孔。2.按照权利要求1所述的一种用于水文地质勘探的智能钻孔设备，其特征是，钻孔机构(3)包括有双轴电机(301)，双轴电机(301)安装在密封壳(2)内下部，双轴电机(301)下侧的输出轴安装有扇叶(302)，扇叶(302)套在密封壳(2)的外侧且与其转动连接，固定架(1)的下部安装有固定壳(303)，双轴电机(301)下侧的输出轴端穿过固定壳(303)的上侧面并与其转动连接，双轴电机(301)下侧的输出轴端安装有第一锥齿轮(304)，固定壳(303)内的前后两壁均转动式安装有第二锥齿轮(3041)，两个第二锥齿轮(3041)分别与相邻的第一锥齿轮(304)相啮合，固定壳(303)的下部转动式安装有钻杆(305)，钻杆(305)的下端开设有两个出水孔(3051)，钻杆(305)的上端安装有第三锥齿轮(306)，第三锥齿轮(306)位于固定壳(303)内侧，第三锥齿轮(306)与两个第二锥齿轮(3041)相啮合，密封壳(2)的上部设有平衡组件，平衡组件用于抵消钻孔时产生向上的力，平衡组件与双轴电机(301)的上侧输出轴连接。3.按照权利要求2所述的一种用于水文地质勘探的智能钻孔设备，其特征是，平衡组件包括有减速件(307)，减速件(307)安装在密封壳(2)内的上部，减速件(307)与双轴电机(301)的上侧输出轴连接，减速件(307)上安装有锥齿轮盘(308)，密封壳(2)的上部安装有两个对称的L形壳体(309)，每个L形壳体(309)的下部均通过轴杆转动式安装有第四锥齿轮(310)，两个第四锥齿轮(310)分别与锥齿轮盘(308)相啮合，每个L形壳体(309)的上部均通过轴杆转动式安装有叶轮(311)，叶轮(311)的轴杆和第四锥齿轮(310)的轴杆通过锥齿轮组传动配合。4.按照权利要求2所述的一种用于水文地质勘探的智能钻孔设备，其特征是，导向机构(4)包括有导向绳(401)，导向绳(401)设有两个，每个导向绳(401)上从上往下依次均设有第一安装架(402)和第二安装架(403)，两个第一安装架(402)和两个第二安装架(403)分别与固定架(1)连接，两个第一安装架(402)和两个第二安装架(403)上均转动式安装有转轴(404)，每个转轴(404)上均安装有导向轮(405)，每个导向轮(405)两侧的转...

【专利技术属性】
技术研发人员：管勇，曲万隆，于洋，王青，于晓曦，解小东，
申请(专利权)人：青岛地质工程勘察院青岛地质勘查开发局，
类型：发明
国别省市：