一种基于压力补偿的岩土勘测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于压力补偿的岩土勘测系统，包括底座、钻杆、用于驱动钻杆上下运动的升降装置、用于驱动钻杆绕钻杆的轴线转动以钻取样本的转动装置，基于压力补偿的岩土勘测系统还包括压力补偿装置，钻杆的下端设置有第一出水口，压力补偿装置包括水箱、水泵装置，水箱内设置有水，当升降装置驱动内部携带有样本的钻杆向上运动时，水泵装置输送水箱内的水至第一出水口，第一出水口输出水至样本的下侧，以增加样本的下侧的压力，防止样本从钻杆的下端掉出。本发明专利技术具有压力补偿功能，样本不容易被吸出。被吸出。被吸出。

【技术实现步骤摘要】
一种基于压力补偿的岩土勘测系统


[0001]本专利技术涉及岩土勘测
，尤其涉及一种基于压力补偿的岩土勘测系统。

技术介绍

[0002]在工程建设中，岩土的结构和性质决定了岩土的承载性能，在施工前，通过勘测取样装置对岩土进行取样和分析是必不可少的环节，通过对取样的岩土进行检测和分析，了解基层地质的性质，若不能准确勘察到位，无法揭露工程中的地质问题，则会对整个工程的工程质量有着重大的影响。
[0003]在工程建设中，需要通过岩土勘测系统提取岩土的样本，然后通过操作人员根据样本对岩土的性能进行分析，现有的岩土勘测系统包括钻杆、升降装置、转动装置，现有的岩土勘测系统在提取样本的时候，转动装置驱动钻杆转动，在升降装置的作用下，钻杆向下靠近岩土的表面并向下钻入岩土中，在这个过程中，样本进入钻杆内，当钻入至预设深度后，转动装置停止转动，然后升降装置驱动内部携带有样本的钻杆向上从岩土中拔出，操作人员对钻杆进行敲击，使得钻杆内的样本从钻杆的下端掉落。
[0004]现有的岩土勘测系统的钻杆在向上拔的时候，钻杆的下端和钻孔的底部之间容易形成负压空间，随着钻杆继续向上拔，负压空间的压力进一步降低，负压空间的压力过低会将钻杆内的样本向下吸出钻杆，从而导致样本的缺失，影响岩土的勘测。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决现有的岩土勘测系统不具有压力补偿功能，样本容易被吸出的缺点，提出一种基于压力补偿的岩土勘测系统，具有压力补偿功能，样本不容易被吸出。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于压力补偿的岩土勘测系统，包括底座、钻杆、用于驱动钻杆上下运动的升降装置、用于驱动钻杆绕钻杆的轴线转动以钻取样本的转动装置，基于压力补偿的岩土勘测系统还包括压力补偿装置，钻杆的下端设置有第一出水口，压力补偿装置包括水箱、水泵装置，水箱内设置有水，当升降装置驱动内部携带有样本的钻杆向上运动时，水泵装置输送水箱内的水至第一出水口，第一出水口输出水至样本的下侧，以增加样本的下侧的压力，防止样本从钻杆的下端掉出。
[0007]通过上述设置，本申请在钻岩土进行提取样本时，在上提钻杆的时候，会向钻杆的下端输送水，以提高样本的下侧的压力，从而防止样本被吸出。具体的，将底座放置在需要提取样本的地方，转动装置驱动钻杆绕钻杆的轴线转动，升降装置驱动钻杆向下运动并钻入岩土中，样本进入钻杆。钻进至预设的深度之后，转动装置停止运行，在升降装置的作用下，钻杆慢慢上提，当钻杆向上运动时，样本在钻杆内壁的摩擦力的作用下向上运动和钻孔底部的岩土断开，样本和钻孔的底部的脱开导致样本的下侧形成负压空间，水泵装置将水箱内的水通过第一出水口排向样本的下侧，以增加样本的下侧的压力，防止样本从钻杆的下端掉出。此后随着钻杆继续向上运动，负压空间逐渐增大，水泵装置源源不断将水输入负
压空间，使得负压空间内始终基本充满水，从而防止负压空间的压力过低，进而防止样本被吸出，当钻杆从岩土中拔出后，水泵装置停止运行，操作人员将样本从钻杆内取出，然后将样本送去分析。
[0008]作为一种实现方式，钻杆包括管体，管体的下端沿周向固定连接有若干向下延伸的钻齿，钻齿之间形成避让空间，管体的下端的外侧设置有若干开口向下的滑槽，滑槽内滑动连接有喷水板，避让空间位于喷水板的下侧，以便喷水板沿滑槽向下滑动，喷水板内设置有第一水道，第一水道的上端贯穿至喷水板的内侧并形成第一进水口，第一水道的下侧贯穿至喷水板的内侧并形成第一出水口，管体的壁的内部设置有第二水道，第二水道的下端延伸至滑槽的槽底并形成第二出水口，第二出水口设置在第一进水口和第一出水口之间，当升降装置驱动内部携带有样本的钻杆向上运动时，喷水板在岩土的摩擦力作用下和滑槽相对滑动，第一进水口运动至第二出水口，以使第一水道和第二水道连通，第一出水口运动至避让空间，水泵装置将水箱内的水通过第二水道和第一水道输送向样本的下侧。
[0009]通过上述设置，本申请使用的初始时，喷水板抵接在滑槽的上端，且整体位于滑槽内，从而防止在钻进的时候，岩土将喷水板破坏，喷水板的外侧和管体的外壁齐平，从而防止喷水板阻碍钻杆钻进，喷水板和滑槽之间存在一定的阻尼，从而喷水板不会在重力的作用下下滑，将底座放置在需要提取样本的地方，转动装置驱动钻杆绕钻杆的轴线转动，升降装置驱动钻杆向下运动并钻入岩土中，钻齿的设置方便对岩土进行切割，进而便于钻杆向下钻进，继而方便样本进入管体。钻进至预设的深度之后，转动装置停止运行，在升降装置的作用下，钻杆慢慢上提，在岩土和喷水板之间的摩擦力的作用下，当钻杆向上运动时，喷水板和岩土之间基本保持静止，滑槽向上运动，喷水板和滑槽之间相对滑动，喷水板的下端进入避让空间，而第一出水口运动至避让空间，以便第一出水口输出的水排向样本的下侧，第一进水口和第二出水口连通，此时，样本在管体内壁的摩擦力的作用下向上运动和钻孔底部的岩土断开，样本和钻孔的底部的脱开导致样本的下侧形成负压空间，水泵装置将水箱内的水通过第二水道、第二出水口、第一进水口、第一出水口排向样本的下侧，以增加样本的下侧的压力，防止样本从钻杆的下端掉出。此后随着钻杆继续向上运动，钻杆带动喷水板克服岩土的摩擦力向上运动，负压空间逐渐增大，水泵装置源源不断将水输入负压空间，使得负压空间内始终基本充满水，从而防止负压空间的压力过低，进而防止样本被吸出，当钻杆从岩土中拔出后，水泵装置停止运行，操作人员将样本从钻杆内取出，然后将样本送去分析。
[0010]进一步的，底座的上侧固定连接有顶板，升降装置包括设置在顶板上的第一电机，第一电机连接有沿竖向延伸的丝杆，顶板和底座之间设置有升降座，丝杆穿过升降座并和升降座螺纹连接，管体穿过升降座并和升降座转动连接，管体在升降座上轴向固定。
[0011]通过上述设置，实现了钻杆的升降，具体的，当管体在升降座上轴向固定的时候，升降座和管体将同步上下运动，当第一电机带动丝杆转动时，丝杆和升降座相对转动，升降座将沿丝杆的轴线向上或向下运动，此时，升降座将带动管体向上或向下运动。
[0012]进一步的，管体的外侧固定连接有环形凸起，升降座内设置有环形凹槽，环形凸起转动连接在环形凹槽内，环形凸起和环形凹槽的上侧之间设置有第一推力轴承，环形凸起和环形凹槽的下侧之间设置有第二推力轴承。其中，第一推力轴承和第二推力轴承均套设置在管体上。通过上述设置，实现管体在升降座上的轴向固定，另外，减小了管体的转动阻
力。
[0013]进一步的，转动装置包括设置在升降座上的第二电机，管体的外侧固定连接有齿轮环，第二电机连接有驱动齿轮，驱动齿轮和齿轮环啮合。通过上述设置，实现了钻杆的转动，具体的，第二电机通过驱动齿轮和齿轮环带动钻杆转动。
[0014]进一步的，管体的中部固定连接有隔板，隔板将管体内的空间分成位于隔板的上侧的蓄水空间和位于隔板的下侧的取样空间，水泵装置包括滑动连接在蓄水空间内的活塞、固定连接在活塞的上侧的活塞杆，活塞杆的上端和顶板转动连接，管体的上端固定连接有端板，活塞杆穿过端板并和端板滑动连接，活塞和端板之间形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于压力补偿的岩土勘测系统，其特征在于，包括底座、钻杆、用于驱动所述钻杆上下运动的升降装置、用于驱动所述钻杆绕所述钻杆的轴线转动以钻取样本的转动装置，所述基于压力补偿的岩土勘测系统还包括压力补偿装置，所述钻杆的下端设置有第一出水口，所述压力补偿装置包括水箱、水泵装置，所述水箱内设置有水，当所述升降装置驱动内部携带有样本的所述钻杆向上运动时，所述水泵装置输送所述水箱内的水至所述第一出水口，所述第一出水口输出水至所述样本的下侧，以增加所述样本的下侧的压力，防止所述样本从所述钻杆的下端掉出。2.根据权利要求1所述的一种基于压力补偿的岩土勘测系统，其特征在于，所述钻杆包括管体，所述管体的下端沿周向固定连接有若干向下延伸的钻齿，所述钻齿之间形成避让空间，所述管体的下端的外侧设置有若干开口向下的滑槽，所述滑槽内滑动连接有喷水板，所述避让空间位于所述喷水板的下侧，以便所述喷水板沿所述滑槽向下滑动，所述喷水板内设置有第一水道，所述第一水道的上端贯穿至所述喷水板的内侧并形成第一进水口，所述第一水道的下侧贯穿至所述喷水板的内侧并形成所述第一出水口，所述管体的壁的内部设置有第二水道，所述第二水道的下端延伸至所述滑槽的槽底并形成第二出水口，所述第二出水口设置在所述第一进水口和所述第一出水口之间，当所述升降装置驱动内部携带有样本的所述钻杆向上运动时，所述喷水板在岩土的摩擦力作用下和所述滑槽相对滑动，第一进水口运动至所述第二出水口，以使所述第一水道和所述第二水道连通，所述第一出水口运动至所述避让空间，所述水泵装置将所述水箱内的水通过第二水道和所述第一水道输送向样本的下侧。3.根据权利要求2所述的一种基于压力补偿的岩土勘测系统，其特征在于，所述底座的上侧固定连接有顶板，所述升降装置包括设置在所述顶板上的第一电机，所述第一电机连接有沿竖向延伸的丝杆，所述顶板和所述底座之间设置有升降座，所述丝杆穿过所述升降座并和所述升降座螺纹连接，所述管体穿过所述升降座并和所述升降座转动连接，所述管体在所述升降座上轴向固定。4.根据权利要求3所述的一种基于压力补偿的岩土勘测系统，其特征在于，所述管体的外侧固定连接有环形凸起，所述升降座内设置有环形凹槽，所述环形凸起转动连接在所述环形凹槽内，所述环形凸起和所述环形凹槽的上侧之间设置有第一推力轴承，所述环形凸起和所述环形凹槽的下侧之间设置有第二推力轴承。5.根据权利要求3所述的一种基于压力补偿的岩土勘测系统，其特征在于，所述转动装置包括设置在所述升降座上的第二电机，所述管体的外侧固定连接有齿轮环，所述第二电机连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮和所述齿轮环啮合。6.根据权利要求3所述的一种基于压力补偿的岩土勘测系统，其特征在于，所述管体的中部固定连接有隔板，所述隔板将所述管体内的空间分成位于所述隔板的上侧的蓄水空间和位于所述隔板的下侧的取样空间，所述水泵装置包括滑动连接在所述蓄水空间内的活塞、固定连接在所述活塞的上侧的活塞杆，所述活塞杆的上端和所述顶板转动连接，所述管体的上端固定连接有端板，所述活塞杆穿过所述端板并和所述端板滑动连接，所述活塞和所述端板之间形成润滑用水腔，所述活塞和所述隔板之间形成补偿用水腔，所述润滑用水腔通过第一水管和所述水箱连接，所述第一水管上设置有朝向所述补偿用水腔的第一单向阀，所述补偿用水腔通过第二水管和所述水箱连接，所述第二水管设置有朝向所述补偿用
水腔的第二单向阀，所述补偿用水腔和所述润滑用水腔均和所述第二水道...

【专利技术属性】
技术研发人员：周旭东，施佩鋆，包慧珠，陈美娟，周俊安，
申请(专利权)人：浙江中正岩土技术有限公司，
类型：发明
国别省市：