基于堤防勘察用岩心钻机制造技术

本发明专利技术公开了基于堤防勘察用岩心钻机，涉及钻进领域，包括支架、侧板、限位筒、外套管、取芯筒，支承块的侧壁上设有桅杆，在液压马达本体的底部设有滑套，在外套管远离取芯钻头的一端外壁上设有卡箍，卡箍底部设有联动杆；在桅杆底部设有退管组件，在第二齿条上表面设有底板，第一齿条上表面与滑套底部连接，连接板与连杆上端部球接，第一齿条与第二齿条平行设置；在支架内设有第一调节机构，在侧板上设有第二调节机构。本发明专利技术针对狭窄地形处的坝基岩土层或是混凝土层，正常完成取芯工序的同时，如遇到含水裂隙可采用退管和暂时封堵相结合方式，能及时解决取芯孔的出水难题，方便后续工作人员及时开展相关的封堵加固措施。工作人员及时开展相关的封堵加固措施。工作人员及时开展相关的封堵加固措施。

【技术实现步骤摘要】
基于堤防勘察用岩心钻机


[0001]本专利技术涉及堤坝钻进取芯
，尤其涉及基于堤防勘察用岩心钻机。

技术介绍

[0002]从混凝土结构或构件上钻取芯样，制备混凝土强度试件，测定混凝土芯样强度，用于核查和验证建筑物混凝土强度，或作为评定结构的主要品质指标；由于混凝土施工和验收规范要求，对于正常施工的混凝土结构，必须按照要求制作混凝土立方体试件，用来进行强度评定和验收，不许用钻芯法完全代替立方体试件，而对于陈旧建筑物或是岩层的检测和分析，采用钻芯取样方法为本领域主要的质量检验手段，如以水库大坝的坝体、坝基的岩体等对象，特别是大坝基岩为中等到严重透水层的地基，需要定期对其进行取芯操作，以提前诊断大坝是否出现裂缝、渗流等病害，为及时做出相应的加固防渗措施提供数据支撑。现有技术中，大坝的坝基所处的地势通常不允许大型的车载式取芯钻机进行对应的取芯操作，并且受限于坝体的实际设计，一般的小型钻机无法匹配坝体的形状来进行坝基的水平、上仰或是其他不同方位的取芯孔操作，因此，亟需一种满足多种狭窄地形且能实现多方位钻进的取芯钻机设备，来应对大坝的钻取芯样以及质量检验。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于提供基于堤防勘察用岩心钻机，以解决上述问题。
[0004]本专利技术通过下述技术方案实现：基于堤防勘察用岩心钻机，包括支架、固定在支架上的侧板，还包括由外向内依次套设的限位筒、外套管以及取芯筒，取芯筒的一端端部设有取芯钻头，取芯筒的另一端端部依次通过过渡接头、水接头与液压马达的输出端连接，在外套管下表面设有支承块，支承块的侧壁上设有桅杆，在液压马达本体的底部设有与桅杆滑动配合的滑套，在外套管远离取芯钻头的一端外壁上设有卡箍，卡箍底部连接有联动杆，联动杆侧壁上开有供桅杆穿过的矩形通孔；在桅杆底部设有退管组件，所述退管组件包括第一齿条、第二齿条以及驱动电机，在第二齿条上表面设有底板，联动杆下端部与底板连接，第一齿条上表面与滑套底部连接，在第一齿条下表面设有连接板，连接板与连杆上端部球接，第一齿条与第二齿条平行设置，且在驱动电机的输出端上设有与第一齿条、第二齿条配合的主齿轮，在驱动电机的本体底部设有油缸；在所述支架内设有用于调整支承块倾斜度的第二调节机构，在侧板上设有调整油缸倾斜度的第一调节机构。
[0005]在对大坝基岩为中等到严重透水层的坝基进行取芯采样时，受限于坝基狭窄地势的限制，需要对坝基进行不同角度的钻进，如上仰、水平、斜下钻进等，在无法使用大型钻具的前提，上述钻进操作无法依靠现有手持式的小型钻具来完成，因为坝基钻进的深度通常为5到10米，钻头、钻杆以及动力驱动设备的调整、固定均需要依靠机械自动化来完成；并
且，针对上述具备透水层的坝基，在钻进过程中有较大几率发生含水裂隙被钻透而引发大规模出水的情况发生，如果被钻透的裂隙较大且较多，取芯进度会受到影响，严重时只能采用停机操作，实时采取取芯孔封堵措施，同时大规模的出水会导致坝基局部病变加速，即在一遇大规模出水情况时，短时间内对完成对取芯孔孔壁的封堵显得尤为重要；对此，专利技术人结合实际的坝基取芯施工实例，研发出一种特制的岩心钻机，针对狭窄地形处的坝基岩土层或是混凝土层，正常完成取芯工序的同时，如遇到含水裂隙可采用退管和暂时封堵相结合方式对取芯孔进行相关处理，能及时解决取芯孔的出水难题，方便后续工作人员及时开展相关的封堵加固措施。具体工作原理如下：在钻进取芯时，通过普通钻头钻进得到符合要求的取芯孔，在更换取芯钻头后进行取芯工作，即液压马达、水接头以及与水接头连接的进水管组成动力头，为输出轴、过渡接头、钻杆、取芯筒以及取芯钻头提供驱动动力，且在取芯筒以及取芯钻头在进入取芯孔内时，外套管套设在取芯筒外壁与之同步移动，通过限位筒来对外套管进行限位固定，而外套管则对取芯筒进行导向，限位筒通过第二调节机构与支架连接，外套管的固定则依靠卡箍与联动杆连接固定，一旦出现含水裂隙，外套管对取芯孔壁上的渗水具备暂时的封堵能力，同时外套管本身同样具备对取芯孔孔壁形成一定的支承能力，以防止渗水区域扩大对坝基造成恶劣影响，并且根据实际需求，可通过同步控制第一调节机构与第二调节机构，分别对限位筒、以及滑套进行同步的倾斜度调整，且满足上仰或是斜下等钻进方向的要求。
[0006]所述限位筒包括两个呈半圆形的限位板，两个限位板的同侧端面上均设有螺孔，环形的锁紧板通过螺栓与两个限位板固定连接。作为优选，为增加装置的使用灵活性，将限位筒设置成可拆卸式结构，能将各部件从整体拆卸成多个零部件，以方便岩心钻机在狭窄区域的搬运与安装，即两个半圆形的限位板相对的端面相互铰接后通过锁紧板与螺栓的配合来实现连接固定，其中一个半圆形的限位板水平放置在下方，另一个限位板扣接在位于下方的限位板，位于下方的限位板直接与第二调节机构固定连接。
[0007]在所述外套管内圆周壁上固定设置有与之同轴的内套管，且沿外套管的轴向在其外圆周壁上间隔设置有多个环形孔，在内套管的外圆周壁上设有多个外扩气囊，多个外扩气囊两两为一组，且每一组外扩气囊与一个环形孔对应；在内套管远离限位筒的一端端部开有环形槽，且在环形槽内设有封堵气囊，且多个外扩气囊与封堵气囊通过气管与外部的气泵连接；沿内套管的轴向在每组外扩气囊外壁设有均呈弧形的多个第一隔板和多个第二隔板，第一隔板与第二隔板沿内套管的周向交错分布；且在第一隔板的两个端面分别设有呈弧形的外侧护板，外侧护板的外壁与第一隔板的外壁同处一个圆弧面上，在第二隔板的两个端面分别设有呈弧形的内侧护板，内侧护板的内壁与第二隔板的内壁同处一个圆弧面上；初始状态下，第一隔板与第二隔板的外壁均处于外套管的外圆周面上，且互为相邻的内侧护板的外壁与外侧护板的内壁通过磁吸相互接触，当外扩气囊充气膨胀后，内侧护板的端面和与之正对的外侧护板的端面相互接触。进一步地，外套管作为实现对取芯孔孔壁进行暂时封堵的核心部件，在其外壁与内壁上均进行了特殊设计，如在外套管内圆周壁上设有内套管，内套管作为外套管的支承件，能确保外套管在受到水流冲击时不会发生严重的形变，外套管上开设的多个环形孔将外套管分割成多个小段，且在内套管上设有多个外扩气囊，两个外扩气囊为一组，且一组外扩气囊对应一个环形孔，并且沿外套管的轴向在每组
气囊的外壁上设置有多个交错分布的第一隔板与第二隔板，而在初始状态下，位于第一隔板两侧的外侧护板搭接在位于第二隔板两侧的内侧护板表面上，并且外侧护板、第一隔板以及外套筒的外圆周均处于同一个圆周面上，以减小外套管在取芯孔内的推进阻力；外套管在取芯孔内就位后，通过外部的气泵向气管内注入高压气体，多个外扩气囊充气后膨胀将第一隔板以及第二隔板推出环形孔，产生位移后的第一隔板与第二隔板外壁能对取芯孔内壁进行紧贴，并且相邻的外侧护板与内侧护板的端面此时相互接触，以在取芯孔内形成多个阻断环，而位于内套管端面的环形槽内封堵气囊，同样会充气膨胀，由环形槽中移出后快速形变，能对外套管与取芯孔底部的接触部分进行封堵，即实现取芯孔内的多点封堵，防止裂隙中的水流沿外套管的外壁、内套管的内部向外溢出。
[0008]在每一个所述内侧护板的外壁上设有第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于堤防勘察用岩心钻机，包括支架（23）、固定在支架（23）上的侧板（18），其特征在于：还包括由外向内依次套设的限位筒（5 ）、外套管（4）以及取芯筒（6），取芯筒（6）的一端端部设有取芯钻头（3），取芯筒（6）的另一端端部依次通过过渡接头（9）、水接头（10）与液压马达（11）的输出端连接，在外套管（4）下表面设有支承块（21），支承块（21）的侧壁上设有桅杆（14），在液压马达（11）本体的底部设有与桅杆（14）滑动配合的滑套（13），在外套管（4）远离取芯钻头（3）的一端外壁上设有卡箍（8），卡箍（8）底部连接有联动杆（12），联动杆（12）侧壁上开有供桅杆（14）穿过的矩形通孔；在桅杆（14）底部设有退管组件，所述退管组件包括第一齿条（15）、第二齿条（47）以及驱动电机（17），在第二齿条（47）上表面设有底板（46），联动杆（12）下端部与底板（46）连接，第一齿条（15）上表面与滑套（13）底部连接，在第一齿条（15）下表面设有连接板（44），连接板（44）与连杆（16）上端部球接，第一齿条（15）与第二齿条（47）平行设置，且在驱动电机（17）的输出端上设有与第一齿条（15）、第二齿条（47）配合的主齿轮（45），在驱动电机（17）的本体底部设有油缸（19），连杆（16）下端部与油缸（19）本体连接；在所述支架（23）内设有用于调整支承块（21）倾斜度的第二调节机构，在侧板（18）上设有调整油缸（19）倾斜度的第一调节机构（20）。2.根据权利要求1所述的基于堤防勘察用岩心钻机，其特征在于：所述限位筒（5）包括两个呈半圆形的限位板，两个限位板的同侧端面上均设有螺孔，环形的锁紧板（7）通过螺栓与两个限位板固定连接。3.根据权利要求1所述的基于堤防勘察用岩心钻机，其特征在于：在所述外套管（4）内圆周壁上固定设置有与之同轴的内套管（27），且沿外套管（4）的轴向在其外圆周壁上间隔设置有多个环形孔，在内套管（27）的外圆周壁上设有多个外扩气囊（30），多个外扩气囊（30）两两为一组，且每一组外扩气囊（30）与一个环形孔对应；在内套管远离限位筒（5）的一端端部开有环形槽（28），且在环形槽（28）内设有封堵气囊（29），且多个外扩气囊（30）与封堵气囊（29）通过气管（26）与外部的气泵连接；沿内套管（27）的轴向在每组外扩气囊（30）外壁设有均呈弧形的多个第一隔板（24）和多个第二隔板（25），第一隔板（24）与第二隔板（25）沿内套管（27）的周向交错分布；且在第一隔板（24）的两个端面分别设有呈弧形的外侧护板（31），外侧护板（31）的外壁与第一隔板（24）的外壁同处一个圆弧面上，在第二隔板（25）的两个端面分别设有呈弧形的内侧护板（32），内侧护板（32）的内壁与第二隔板（25）的内壁同处一个圆弧面上；初始状态下，第一隔板（24）与第二隔板（25）的外壁均处于外套管（4）的外圆周面上，且...

【专利技术属性】
技术研发人员：马映辉，马志强，岳新，杨世平，许文引，贾宏福，
申请(专利权)人：四川省金钻地质矿产勘探工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：