【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及陆地和水上工程勘察原位试验。更具体地说，本专利技术涉及一种电磁控制孔底原位测试驱动装置及钻进、取样装置和方法。
技术介绍
1、传统标准贯入试验与动力触探设备结构简单，需要用钻杆连接孔底的标准贯入器或动探头到地面或工作平台上。随着孔深的增加试验效率逐渐降低，同时钻杆长度的增加也造成试验数据的不准确。在规范上钻杆长度超过20米的修正也无可靠相关的规定和参照。因此，急需一种可以在孔底进行标准贯入试验与动力触探试验的设备，以解决工作效率、试验数据的准确性问题。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
2、为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种电磁控制孔底原位测试驱动装置，包括：
3、吊装组件，其具有脐带缆；
4、壳体，其顶部与所述脐带缆固定，底部设有接头，所述接头具有与待驱动部件顶部适配的可拆卸固定的结构，所述壳体上设有单向电磁阀、与所述单向电磁阀连接的抽气管、用于封闭所述抽气管接口处的堵头，所述抽气管用于与真空泵连接；
5、挂钩组件，其包括设置于所述壳体上的销轴、相对且转动连接于所述销轴上的一对挂钩、两端固定于一对挂钩上且位于所述销轴上方的压缩弹簧、缠绕于一对挂钩上且位于所述压缩弹簧上方的电磁线圈，其中，当所述电磁线圈通电时，一对挂钩上端的电磁线圈分别呈n极和s极磁性状态，一对挂钩上端吸合且压缩所述压缩弹簧，一对挂钩下端相背离分开一定间距；当所述电磁线圈未通电时，
6、落锤，其位于所述壳体内，且位于所述挂钩组件下方，所述落锤上端和下端分别呈n极/s极和s极/n极的相反的磁性状态，所述落锤上端设有类l字形的挂头，其中，当一对挂钩下端分开一定间距时，所述挂头沿径向的尺寸不大于该间距；
7、贯入线圈，其设置于所述壳体内，并且位于所述落锤周向外部，其中，当所述贯入线圈通电时，形成对所述落锤向上的提升力；
8、测距仪，其设置于所述壳体内，所述测距仪用于检测所述落锤向上提升的距离；
9、伸缩式深度计，其设置于所述壳体底部，所述伸缩式深度计的探头位于其伸缩端底部。
10、优选的是，所述壳体包括：
11、连接套，其上下端面封闭，所述脐带缆通过脐带缆座固定于所述连接套顶部，所述测距仪和所述单向电磁阀设置于所述连接套底部，所述抽气管出口端设置于所述连接套侧壁上；
12、挂钩筒，其与所述连接套底部固定，所述测距仪的探头伸入所述挂钩筒内，所述单向阀与所述挂钩筒连通，所述挂钩组件设置于所述挂钩筒内；
13、贯入器外筒，其与所述挂钩筒下端螺纹连接固定，所述贯入器外筒底部封闭，所述贯入器外筒内间隙配合设有线圈筒，所述线圈筒上设有所述贯入线圈，所述线圈筒内容纳有所述落锤，所述贯入器外筒底部设有所述伸缩式深度计和所述接头。
14、优选的是，所述测距仪为激光测距仪。
15、优选的是，所述待驱动部件为标准贯入器、钻进取土器、贯入取土器、圆锥探头的任意一种，所述待驱动部件顶部具有螺纹孔，所述接头上设有与所述螺纹孔适配的螺纹。
16、优选的是，所述单向电磁阀的电源数据线、所述电磁线圈的电源数据线、所述贯入线圈的电源数据线、所述测距仪的电源数据线、所述伸缩式深度计的电源数据线的上端均汇集一体，并且与一钢丝绳在密封层的包裹密封下形成所述脐带缆。
17、优选的是，所述伸缩式深度计包括依次滑动套设的钢管和设置于末端的所述探头，其中位于所述钢管内的所述探头的电源数据线呈螺旋型。
18、优选的是，所述吊装置组件包括绞车、滑轮及套管，所述脐带缆伸出所述脐带缆座的一端绕过所述滑轮与所述绞车固定，所述壳体沿所述套管轴向活动位置所述套管内，所述脐带缆上端分离出电源数据线，并与电脑计算机连接。
19、提供一种电磁控制孔底原位测试驱动装置的钻进装置，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述的电磁控制孔底原位测试驱动装置和可拆卸固定于所述接头上的标准贯入器或圆锥探头。
20、提供一种电磁控制孔底原位测试驱动装置的取样装置，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述的电磁控制孔底原位测试驱动装置和可拆卸固定于所述接头上的钻进取土器或贯入取土器。
21、提供一种基于电磁控制孔底原位测试驱动装置的驱动方法，包括以下步骤：
22、s1、将所述待驱动部件连接固定至所述接头上，且将所述伸缩深度计完全拉伸至最长；
23、s2、将所述堵头松开，并将所述抽气管与真空泵连接，启动真空泵，待所述壳体内达到需要真空度时，关闭真空泵，断开真空泵与所述抽气管的连接，并封堵所述堵头至所述抽气管上；
24、s3、启动所述吊装置组件，所述脐带缆将所述壳体和所述待驱动部件吊装送入套管孔内，直至待驱动部件抵达所述套管孔底部，并适当放松一段距离的脐带缆，此时，所述伸缩式深度计的探头也抵达所述套管孔底部；
25、s4、为所述贯入线圈通电，使所述落锤向上移动，所述测距仪检测所述落锤向上移动的距离，直至所述落锤向上移动的距离顶开所述挂钩并挂于所述挂钩上，所述贯入线圈断电，完成驱动准备；
26、s5、为所述电磁线圈通电，一对挂钩上端吸合，释放所述落锤，所述落锤自由下落冲击所述壳体底部，所述壳体驱动所述待驱动部件向下贯入，所述伸缩式深度计的探头被压缩缩进，并输出缩进距离，即得所述待驱动部件单次的贯入深度。
27、本专利技术至少包括以下有益效果：
28、第一、本专利技术的电磁控制孔底原位测试驱动装置及钻进、取样装置和方法，用于在套管孔内进行标准贯入试验与动力触探试验，获得标准标贯试验或者圆锥探头的动力触探试验的数据，并记录相关的试验深度与数据。
29、第二、专利技术原理在落锤周围设有贯入线圈，需要落锤上提时，贯入线圈通电产生磁场，落锤在电磁场力的作用向上达到挂钩位置的高度；在到达挂钩位置时被挂钩钩住，贯入线圈断电。开始贯入实验时，一对挂钩上端的电磁线圈通电，分别产生n极和s极磁场力，使挂钩解锁，落锤下落，完成贯入。为减少提升和落下时的摩擦阻力，壳体内部被抽为真空状态，使得落锤下落不受空气影响，从而获得准确的实验数据。通过设置在贯入器外筒上的伸缩式深度计，将一次贯入的深度信息用数据线传至电脑进行采集与分析处理；贯入过程落锤的准备过程和贯入过程均为数字化管理，贯入结果通过电脑分析处理，并输出结果。实验时，将整个装置吊入到套管孔内，按照试验要求分别可以进行多种标准贯入器的试验。
30、第三、本专利技术将标准贯入实验可以在孔底进行，使得相关的试验工艺有极大的改进。工作效率提高，电脑采集相关的试验数据代替传统的人工记录的方式，所采集的实验数据准确高效，减少了勘察成本，缩短了施工周期，节约了生产成本。
31、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.电磁控制孔底原位测试驱动装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的电磁控制孔底原位测试驱动装置，其特征在于，所述壳体包括：
3.如权利要求1所述的电磁控制孔底原位测试驱动装置，其特征在于，所述测距仪为激光测距仪。
4.如权利要求1所述的电磁控制孔底原位测试驱动装置，其特征在于，所述待驱动部件为标准贯入器、钻进取土器、贯入取土器、圆锥探头的任意一种，所述待驱动部件顶部具有螺纹孔，所述接头上设有与所述螺纹孔适配的螺纹。
5.如权利要求2所述的电磁控制孔底原位测试驱动装置，其特征在于，所述单向电磁阀的电源数据线、所述电磁线圈的电源数据线、所述贯入线圈的电源数据线、所述测距仪的电源数据线、所述伸缩式深度计的电源数据线的上端均汇集一体，并且与一钢丝绳在密封层的包裹密封下形成所述脐带缆。
6.如权利要求1所述的电磁控制孔底原位测试驱动装置，其特征在于，所述伸缩式深度计包括依次滑动套设的钢管和设置于末端的所述探头，其中位于所述钢管内的所述探头的电源数据线呈螺旋型。
7.如权利要求1所述的电磁控制孔底原位测试驱动装
8.基于权利要求1～7所述的电磁控制孔底原位测试驱动装置的钻进装置，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述的电磁控制孔底原位测试驱动装置和可拆卸固定于所述接头上的标准贯入器或圆锥探头。
9.基于权利要求1～7所述的电磁控制孔底原位测试驱动装置的取样装置，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述的电磁控制孔底原位测试驱动装置和可拆卸固定于所述接头上的钻进取土器或贯入取土器。
10.基于权利要求1～7所述的电磁控制孔底原位测试驱动装置的驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.电磁控制孔底原位测试驱动装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的电磁控制孔底原位测试驱动装置，其特征在于，所述壳体包括：
3.如权利要求1所述的电磁控制孔底原位测试驱动装置，其特征在于，所述测距仪为激光测距仪。
4.如权利要求1所述的电磁控制孔底原位测试驱动装置，其特征在于，所述待驱动部件为标准贯入器、钻进取土器、贯入取土器、圆锥探头的任意一种，所述待驱动部件顶部具有螺纹孔，所述接头上设有与所述螺纹孔适配的螺纹。
5.如权利要求2所述的电磁控制孔底原位测试驱动装置，其特征在于，所述单向电磁阀的电源数据线、所述电磁线圈的电源数据线、所述贯入线圈的电源数据线、所述测距仪的电源数据线、所述伸缩式深度计的电源数据线的上端均汇集一体，并且与一钢丝绳在密封层的包裹密封下形成所述脐带缆。
6.如权利要求1所述的电磁控制孔底原位测试驱动装置，其特征在于，所述伸缩式深度计包括依次滑动套设的钢...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨兴文，祝刘文，孔明，唐群艳，郭晓勇，傅文淦，闻博，郭斌，周声，黄志伟，康树茂，刘招，马峰，徐奇，刘自闯，
申请(专利权)人：中交第四航务工程勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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