一种提高钻孔垂直度的地质勘测钻探设备及其钻探取样方法技术

本发明专利技术提供了一种提高钻孔垂直度的地质勘测钻探设备及其钻探取样方法。所述地质勘测钻探设备包括钢梁平台、平台支架、置于钢梁平台上的地质勘探设备、位于取芯钻孔内的套管及在钻机正面及侧面各倒吊一个圆锥，利用圆锥垂线校准驱动钻杆的垂直度；钻探过程中采用内壁安装有环向垫块的套管，并通过连接处加装半球形接头的特制钻杆将装有特制钻头的取芯管送至地层中钻进取芯；根据驱动钻杆下降速率调整压力表示数，进而实时调整钻机的回转速率，调整取样的回次，同时利用带有正向和方向钻齿的钻头来回钻探，不断修整钻探孔的孔壁。本发明专利技术采用多种措施并提出相应的钻探方法用以降低钻孔的偏斜，提高地质勘探钻机钻孔的垂直度，进而保证地质勘察成果的准确性。进而保证地质勘察成果的准确性。进而保证地质勘察成果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种提高钻孔垂直度的地质勘测钻探设备及其钻探取样方法


[0001]本专利技术涉及地质勘探领域，具体涉及一种提高钻孔垂直度的地质勘测钻探设备及其钻探取样方法。

技术介绍

[0002]地质勘探钻机钻探取样在地质勘探作业中是必不可少的一个重要步骤，因其能够将布设的勘察孔处从上至下将土层、砂层、强风化岩层、中风化岩层以及微风化岩层等取出，方便勘察技术人员更加直观了解地质情况与地层走向，并从中取样做一系列相关试验研究，所以该类地质勘探钻机被大量用于勘察作业中。现有地质勘探钻机以回转钻机居多，其原理是将一节节取样钻杆与取芯管用螺纹连接，然后通过液压与钻杆自重施加压力来进行钻进作业。地质勘探钻机在钻进过程中晃动幅度一般较大，钻杆连接处存在一定侧向变形，因此随着钻孔加深，其钻孔将不可避免发生偏斜，最终会降低勘察成果的质量，且在岩层产状倾角较大与软硬互层岩层等复杂地质情况下，这种偏斜将更加明显。
[0003]目前常用的改进措施是对地质勘探钻机驱动钻杆的垂直度进行控制与调整，这种技术虽能一定程度上确保浅层钻杆的垂直度，但对于较深钻孔的垂直度控制有限，且未考本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高钻孔垂直度的地质勘测钻探设备，其特征在于：所述钻探设备包括钢梁平台(2)、平台支架(4)、置于钢梁平台(2)上的地质勘探设备和钻杆垂直度矫正机构；所述地质勘探设备包括固定在钢梁平台(2)上的底板(1)、位于底板(1)上的地质勘探钻机(3)、安装在地质勘探钻机(3)的驱动钻杆(10)下方的取样钻杆(5)、安装在钻杆底端的取芯管(19)和连接取芯管(19)下端的取样钻头(14)，在底板(1)对应取样钻孔的位置设有钻探孔(100)；所述钻杆垂直度矫正机构包括悬吊在地质勘探设备正面和侧面的圆锥体(13)，两个圆锥体(13)分别设置在钻探孔(100)横向中分线和竖向中分线上；所述取样钻杆(5)包括多节相互连接的特制钻杆，相邻两节特制钻杆连接部位设有弧形或者球形外凸接头(7)，所述取样钻头(14)上设有一圈正向钻齿(15)和一圈反向钻齿(16)，且正向钻齿(15)设置在取样钻头(14)钻进端面；所述地质勘探钻机(3)上设有压力表(9)。2.根据权利要求1所述的一种提高钻孔垂直度的地质勘测钻探设备，其特征在于：在取样钻孔的孔深大于30m时，所述钻探设备还包括设置在取样钻孔的取样套管(12)，所述取样套管(12)采用内壁环向布置的垫块(23)的特制套管，所述垫块(23)为弧形块，呈环形间隔分布在套管(12)内壁，且多个垫块(23)组成的环体内径大于弧形或者球形外凸接头(7)、取芯管(19)和取样钻头(14)的最大直径。3.根据权利要求1或2所述的一种提高钻孔垂直度的地质勘测钻探设备，其特征在于：所述地质勘探设备还包括设置在地质勘探钻机(3)上的卷扬机(6)和起杆用的钢绞绳(5)，所述钢绞绳(5)一端绕在卷扬机(6)的收卷辊轮上，另一端设有卡扣夹(8)；在钻孔取芯完成后起杆时，所述钢绞绳(5)设有卡扣夹(8)的一端绕过平台支架(4)顶部的滑轮(400)后与取样钻杆(5)连接，并通过卷扬机(6)和钢绞线(11)将取样钻杆(5)、取芯管(19)及取样钻头(14)拔起。4.根据权利要求1或2所述的一种提高钻孔垂直度的地质勘测钻探设备，其特征在于：所述钢梁平台(2)为“井”字形钢梁平台，所述圆锥体(13)通过支架(18)悬吊在钢梁平台(2)外侧，其锥形尖端朝下；在平台支架(4)上安装有阻尼器(17)。5.根据权利要求1或2所述的一种提高钻孔垂直度的地质勘测钻探设备，其特征在于：所述弧形或者球形外凸接头(7)包括设置在取样钻杆(5)的每根特制钻杆两端相互匹配的第一半球形接头(700)和第二半球形接头(701)，两个半球形接头内分别有相互匹配的内外螺纹；所述驱动钻杆(10)的下端连接有与取样钻杆(5)上端第一节特制钻杆端部的半球形接头相匹配的第三半球形接头(702)，并通过第三半球形接头(702)与取样钻杆(5)连接，所述取样钻杆(5)的下端通过变径接头(703)与取芯管(19)连接，所述变径接头(703)设有与取样钻杆(5)下端最后一节特制钻杆端部的半球形接头相匹配的螺纹接口，所述取样钻头(14)螺纹连接在取芯管(19)下端。6.根据权利要求5所述的一种提高钻孔垂直度的地质勘测钻探设备，其特征在于：所述取样钻杆(5)的每根特制钻杆及变径接头(703)的顶部两侧对称设有起杆凹槽(22)和垫叉凹槽(20)，每根特制钻杆下端还设有扳叉凹槽(21)；所述套管(12)是由多节套管螺纹连接而成。7.一种使用权利要求1至6中任意一项所述的提高钻孔垂直度的地质勘测钻探设备钻探取样方法，其特征在于，所述钻探取样的方法用于取样孔深大于30m的情况，其具体步骤如下：
(1)确定勘探孔的正确位置，然后将该处场地平整好后，放置好“井”字形钢梁平台，将地质勘探设备置于钢梁平台上，使底板上的钻探孔正对取样钻孔处，并将地质勘探钻机安装在底板上，其驱动钻杆的位置正对钻探孔；(2)在地质勘探钻机的前面与侧面各通过垂线倒吊一圆锥体，并在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志航，赵建海，
申请(专利权)人：中冶武勘工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：