【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机械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，提供了一种机械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、提升组件，其设置于所述壳体内，所述提升组件包括油缸或气缸；
6、挂钩组件，其包括设置于所述提升组件的活塞杆上的挂钩座、设置于所述挂钩座上的销轴、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下方的拉伸弹簧、设置于所述壳体上且位于所述活塞杆外周的限位环套，其中，当一对挂钩上端向上移动伸入所述限位环套内时，一对
7、落锤，其位于所述壳体内，且位于所述挂钩组件下方，所述落锤上端设有类l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；
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，所述提升组件和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，所述待驱动部件包括标准贯入器、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，所所述单向电磁阀的电源数据线、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于所述套管内，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、提供一种机械控制孔底原位测试驱动装置的钻进装置，其特征在于，包括机械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、提供一种机械控制孔底原位测试驱动装置的取样装置，其特征在于，包括机械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、提供一种基于机械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、启动所述提升组件使所述活塞杆向下移动，使一对挂钩钩住所述落锤，启动所述提升组件使所述活塞杆向上移动，带动所述落锤向上移动，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使所述挂钩上端抵达所述限位环套的位置，一对挂钩上端抵接、下端张开，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。
26、本专利技术至少包括以下有益效果：
27、第一、本专利技术的机械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。
28、第二、专利技术原理在于将油缸(气缸)封闭在真空状态中，由活塞杆将标准落锤提升到标准规定的高度进行冲击实验，在孔深的增加下完成多次实验，使实验效率提高，避免了传统实验中需要数量较多的钻杆的缺陷；本专利技术采用油缸(气缸)提升落锤，电脑控制贯入的自动化操作，贯入数据传至电脑记录和分析处理，并输出实验结果。
29、第三、本专利技术将标准贯入实验可以在套管孔底进行，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。
30、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，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
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1.机械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所述的机械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所述的机械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所述的机械控制孔底原位测试驱动装置，其特征在于，所述待驱动部件包括标准贯入器、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所述的机械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所述的机械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数据线呈螺旋型。
7.如权利要求1所述的机械控制孔底原位测试驱动装置，其特征在于，所述吊装置组件包括绞车、滑轮及套管，所
8.基于权利要求1～7所述的机械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任一项所述的机械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所述的机械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任一项所述的机械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所述的机械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.机械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所述的机械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所述的机械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所述的机械控制孔底原位测试驱动装置，其特征在于，所述待驱动部件包括标准贯入器、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所述的机械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所述的机械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...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨兴文，梁文成，吕邦来，艾泽宇，刘方，翁奕，刘自闯，杨光辉，雷风平，韩文卿，张彦兵，嵇建扣，柴海斌，温俊，高玉，
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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