一种旋转静压式全芯取土器及使用方法技术

本发明专利技术公开了一种旋转静压式全芯取土器及使用方法，包括：静压取土管，所述静压取土管的内部设有土样筒；合体双管钻，包括固定连接的外管和内管，所述外管的底部连接有钻头，所述静压取土管安装在所述内管中，且所述静压取土管和所述内管之间设有压力传递单元，所述压力传递单元能够将所述内管的旋转下压力转化成静压取土管的直线推进力；排水单元，设置在所述外管和内管的顶部之间，所述排水单元能够排出钻进过程中产生的泥浆水；其中，所述外管与所述内管之间、所述钻头与所述静压取土管之间具有一相互连通的间隙。本发明专利技术提高了取土效率和取土质量，具有适用范围广、结构简单，便于施工操作等优点。施工操作等优点。施工操作等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转静压式全芯取土器及使用方法


[0001]本专利技术涉及取土器
，尤其涉及一种旋转静压式全芯取土器及使用方法。

技术介绍

[0002]在工程地质勘探和勘察工作中,为了求得地基土的物理力学性能指标,除了原位测试外,主要还是采用钻探取样后进行室内土工实验这一手段。要取得接近天然结构的原状土样,关键在于提高取样技术和使用先进的取土器。
[0003]国内数十年来，应用最为广泛与常用的是一种厚壁取土器，而软土采样通常采用薄壁取土器，这两种取土器取样需要进行两个钻次才能获得一个土样，第一个钻次是下钻钻进，第二个钻次是将取土器放落至已成孔的钻孔孔底，采用机压或锤击的方法将取土器压入或击入到土层中采取土样，这样大部分时间用于钻杆的提放和装卸操作上，取土效率亟待提高，尤其伴随着深层勘察的发展趋势，这一问题愈加凸显。
[0004]国外采用双管单动取土器和三管单动取土器，在取土器内由一组轴承将取土器的外管与内管作动、静分离，使得外管旋转钻进的同时，内管静压向下采取土样，实现“两钻合一”，但是双管单动取土器内管内不设土样筒，试样通过水冲取出，扰动大；而三管单动取土器在内管内增设无缝管土样筒，仍需配套推土器将土样推出，并且这两种取土器主要适用于硬土采样，还存在多轴承组合结构复杂、笨重，操作繁琐、排水通道细长曲折、清洁维护不便等问题，国内鲜有应用。
[0005]为此，亟需提出一种实现两钻合一、土样扰动小、软硬皆适用，且结构简单的取土器，提高取土效率和土样质量。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种旋转静压式全芯取土器及使用方法。
[0007]一种旋转静压式全芯取土器，包括：
[0008]静压取土管，所述静压取土管的内部设有土样筒；
[0009]合体双管钻，包括固定连接的外管和内管，所述外管的底部连接有钻头，所述静压取土管安装在所述内管中，且所述静压取土管和所述内管之间设有压力传递单元，所述压力传递单元能够将所述内管的旋转下压力转化成静压取土管的直线推进力；
[0010]排水单元，设置在所述外管和内管的顶部之间，所述排水单元能够排出钻进过程中产生的泥浆水；
[0011]其中，所述外管与所述内管之间、所述钻头与所述静压取土管之间具有一相互连通的间隙。
[0012]在其中一个实施例中，所述压力传递单元包括：
[0013]轴向顶压装置，固定在所述内管的下端端部；
[0014]轴向承压装置，固定在所述静压取土管的外侧壁上，当所述钻头旋转钻进时，所述轴向承压装置与所述轴向顶压装置滑动接触。
[0015]在其中一个实施例中，所述钻头的内侧和所述静压取土管的外侧之间设有缩径单元，所述缩径单元能够对所述静压取土管在所述钻头内的位置进行限位，以使所述静压取土管无法掉落。
[0016]在其中一个实施例中，所述缩径单元包括：
[0017]内台阶，设置在所述钻头的内侧壁上；
[0018]外凹槽，设置在所述静压取土管的外侧壁上，所述外凹槽与所述内台阶相配合。
[0019]在其中一个实施例中，所述钻头的内径上大下小，所述静压取土管的外径上大下小，所述钻头的最小内径小于所述静压取土管的最大外径。
[0020]在其中一个实施例中，所述土样筒包括：
[0021]筒体，包括能够相互扣合和打开的两个半圆筒；
[0022]弹性薄膜套，套设在所述筒体的整个外部侧壁上，所述弹性薄膜套的上部和下部分别经上封盖和下封盖与所述筒体的顶部和底部密封连接；
[0023]内衬弹性薄片，弯曲卷附在所述筒体的内部侧壁上，所述内衬弹性薄片的内部用于放置土样。
[0024]在其中一个实施例中，所述弹性薄膜套的顶部设有提拉部件，所述弹性薄膜套的底部设有缺口。
[0025]在其中一个实施例中，所述排水单元包括：
[0026]多用杯，螺纹连接在所述外管的内部，所述多用杯的侧壁处开设排水孔；
[0027]球座，固定在所述多用杯的底部，所述球座上设有与内管内部相连通的通孔；
[0028]密封球，设置在所述球座上，且所述密封球用于打开或封堵所述通孔。
[0029]在其中一个实施例中，所述多用杯的顶部设有楔形凸起，所述楔形凸起位于所述排水孔的上方。
[0030]在其中一个实施例中，所述静压取土管的底部设有刀口，所述土样筒的底部抵接在所述刀口的内台阶上。
[0031]一种旋转静压式全芯取土器的使用方法，包括以下步骤：
[0032]S1、组装形成土样筒；
[0033]S2、将所述土样筒置入静压取土管内，拧上刀口；
[0034]S3、将静压取土管置入内管内，并拧上钻头；
[0035]S4、取土器连接钻杆，当钻杆在土层中向下旋转钻进成孔时，合体双管钻旋转，下压力通过轴向顶压装置传递给轴向承压装置，而水压使得静压取土管与钻头，静压取土管与内管无接触；
[0036]S5、钻取土样后，提升取土器，卸下钻头，取下静压取土管，卸下刀口，取出土样筒，将弹性薄膜套略长段塞入筒体内，用上封盖和下封盖封住筒体的两端，完成封样；
[0037]S6、拨动排水单元内部的密封球，插上水管开泵放水，将内管的鉴别样推压出，摆放样品；
[0038]S7、清洗取土器，重复步骤S1
‑
S6。
[0039]在其中一个实施例中，所述步骤S1中，土样筒的组装方法包括：将内衬弹性薄片弯曲卷进一片半圆筒中，将另一片半圆筒扣合，弹性薄膜套紧贴包裹在筒体的外壁上，组装形成土样筒。
[0040]上述旋转静压式全芯取土器及使用方法，具有以下有益效果：
[0041]1)、提高取土效率：下钻钻进和下钻取土合二为一，提高效率；
[0042]2)、提高取土质量：动静分离，静压取土，土样扰动小；
[0043]3)、适用范围广：土样筒前设置刀口，软土和硬土皆适用；
[0044]4)、结构简单，便于施工操作。
附图说明
[0045]为了更清楚地说明本说明书附图(20221221)专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0046]图1是本专利技术的旋转静压式全芯取土器的结构示意图；
[0047]图2是本专利技术的静压取土管的结构示意图；
[0048]图3是本专利技术的合体双管钻的结构示意图；
[0049]图4是本专利技术的土样筒的结构示意图；
[0050]图5是本专利技术的弹性薄膜套的结构示意图。
具体实施方式
[0051]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转静压式全芯取土器，其特征在于，包括：静压取土管，所述静压取土管的内部设有土样筒；合体双管钻，包括固定连接的外管和内管，所述外管的底部连接有钻头，所述静压取土管安装在所述内管中，且所述静压取土管和所述内管之间设有压力传递单元，所述压力传递单元能够将所述内管的旋转下压力转化成静压取土管的直线推进力；排水单元，设置在所述外管和内管的顶部之间，所述排水单元能够排出钻进过程中产生的泥浆水；其中，所述外管与所述内管之间、所述钻头与所述静压取土管之间具有一相互连通的间隙。2.如权利要求1所述的旋转静压式全芯取土器，其特征在于，所述压力传递单元包括：轴向顶压装置，固定在所述内管的下端端部；轴向承压装置，固定在所述静压取土管的外侧壁上，当所述钻头旋转钻进时，所述轴向承压装置与所述轴向顶压装置滑动接触。3.如权利要求2所述的旋转静压式全芯取土器，其特征在于，所述钻头的内侧和所述静压取土管的外侧之间设有缩径单元，所述缩径单元能够对所述静压取土管在所述钻头内的位置进行限位，以使所述静压取土管无法掉落。4.如权利要求3所述的旋转静压式全芯取土器，其特征在于，所述缩径单元包括：内台阶，设置在所述钻头的内侧壁上；外凹槽，设置在所述静压取土管的外侧壁上，所述外凹槽与所述内台阶相配合。5.如权利要求3所述的旋转静压式全芯取土器，其特征在于，所述钻头的内径上大下小，所述静压取土管的外径上大下小，所述钻头的最小内径小于所述静压取土管的最大外径。6.如权利要求1所述的旋转静压式全芯取土器，其特征在于，所述土样筒包括：筒体，包括能够相互扣合和打开的两个半圆筒；弹性薄膜套，套设在所述筒体的整个外部侧壁上，所述弹性薄膜套的上部和下部分别经上封盖和下封盖与所述筒体的顶部和底部密封连接；内衬弹性薄片，弯曲卷附在所述筒体的内部侧壁上，所述内衬弹性薄片的内部用于放置土样。7.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹兴国，夏群，梁振宁，张静，陈琛，谢飞，孙健，邓海荣，蔡永生，沈蒙，
申请(专利权)人：上海勘察设计研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：