【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于土壤与地下水污染处理，具体来说，涉及一种高保真钻探采样装置及其采样方法。
技术介绍
1、场地土壤与地下水污染状况调查的根本是采集土壤与地下水污染样品，而高保真样品采集是实现污染场地土壤与地下水污染状况精准调查的先决要素。
2、现有的样品采集方法是利用一个空心钻具，里面装有上下连通的取样管，空心钻具下钻，取样管取得地下样品，待收集至目标深度样品后，将取样管拔出，用剖刀将样品管剖开，得到目标样品。然而，现有采样方法存在以下缺陷：（1）采样过程中地面以下除了土壤还会有地下水，现有采样技术钻探取样遇到含水较多的土层时，钻取出来的样品会含有大量地下水，地下水在取样管中会上下流动，会造成二次污染，同时会干扰取样管中土样成形，无法形成完整土柱，难以实现对地层结构的高度还原。（2）钻探过程因压缩与摩擦，会产生热量，钻具和样品的温度会升高。由于现有钻探取样方法中，样品收集装置未密封，样品中易挥发的有机污染物会随温度升高造成vocs的逸散，难以反应土壤样品vocs的真实污染情况。（3）现有样品采集管需利用剖刀剖管取样，费时费力，也存在安全隐患。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：提供一种高保真钻探采样装置及其采样方法，保证土柱完整成形，实现地下层级结构的高度还原。
2、为解决上述技术问题，本专利技术实施例采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术实施例提供一种高保真钻探采样装置，包括钻具本体和取样管，所述钻具本体内设有贯穿钻具本体两端的
4、作为本专利技术实施例的进一步改进，所述冷却腔用于通入冷却介质，冷却腔的冷却介质进口和冷却介质出口均与冷却循环装置连接。
5、作为本专利技术实施例的进一步改进，所述冷却介质进口和冷却介质出口分别位于冷却腔的两端，冷却腔内设有螺旋形的导叶片。
6、作为本专利技术实施例的进一步改进，所述冷却腔内安装有冷却组件，冷却组件与内筒可拆卸连接。
7、作为本专利技术实施例的进一步改进，所述冷却组件包括第一冷却体和第二冷却体，第一冷却体和第二冷却体均具有空腔；第一冷却体的顶端设有冷却进口，第二冷却体的顶端设有冷却出口，第一冷却体和第二冷却体的底端通过连接管连通。
8、作为本专利技术实施例的进一步改进，所述取样管采用拉链式管。
9、作为本专利技术实施例的进一步改进，所述拉链式管包括两个半管体，两个半管体对接的两边均设有固定卡头，对接的两个固定卡头上设有适配的拉链扣条。
10、第二方面，本专利技术实施例还提供一种高保真钻探采样方法，采用第一方面提供的高保真钻探采样装置；所述高保真钻探采样方法包括：
11、步骤10，将钻具本体移动到目标钻取区域的地表，将取样管安装到钻具本体中，将取样管冷却至预设温度；
12、步骤20，驱动钻具本体下钻，地下样品经钻具本体底端的开口进入取样管的取样口，挤压取样口处的球阀而进入取样管中；钻具本体持续下钻，并持续冷却取样管，使得取样管的温度稳定在预设温度；如果取样管已满或钻具本体到达目标钻取深度，则钻具本体停止下钻，执行步骤30；
13、步骤30，回拔装置将取样管向上拔起，取样管中的球阀不受挤压力作用后恢复到初始位置而密封取样口；拔出取样管，将取样管两端加封堵头，对取样管定进行标记后低温环境储存；如果钻具本体未到达目标钻取深度，则将新的取样管安装到钻具本体中，将取样管冷却至预设温度，执行步骤20；如果钻具本体到达目标钻取深度，则执行步骤40；
14、步骤40，驱动钻具本体上移，完成取样。
15、作为本专利技术实施例的进一步改进，采用直推方式驱动钻具本体下钻。
16、作为本专利技术实施例的进一步改进，还包括：
17、步骤50，将装有样品的取样管低温环境下运输至检测实验室；检测时，拆卸两个半管体对接处的拉链扣条，从而两个半管体分离，得到完整的柱状地下样品。
18、与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：
19、（1）本专利技术提供的高保真钻探采样装置及其采样方法，取样管的取样口处设置球阀，且钻具本体的内筒与外筒之间形成圆环形的冷却腔，用于对安装在采样腔中的取样管进行冷却，同时也对钻具本体进行冷却。在取样管安装到钻具本体中时就将取样管冷却至预设温度，然后再下钻取样过程中，地下样品进入取样管的取样口，挤压取样口处的球阀而进入取样管中，同时保持取样管的温度为预设温度，进入取样管内的地下样品中的地下水迅速被降温冷冻，地下样品可以形成完整土柱，地下水不会在取样管中流动，防止二次污染；同时，防止因钻具本体下钻过程中产生热量而导致地下样品中的挥发性有机物的逸散，保证采集得到的地下样品保持真实污染情况。取样结束后拔出取样管时，取样管中的球阀不受挤压力作用后恢复到初始位置而密封取样口，防止地下样品土柱下落，同时进一步防止地下样品中挥发性有机污染物逸散。
20、（2）本专利技术提供的高保真钻探采样装置及其采样方法，在取样管外部设置冷却组件或冷却腔，在地下样品进入取样管前，就对取样管进行冷却至预设温度，而且在钻具本体下钻过程中，始终对取样管进行冷却，使得取样管的温度稳定在预设温度，地下样品进入较冷的取样管后，迅速被降温冷冻，防止因钻具本体下钻过程中产生热量而导致地下样品中的挥发性有机污染物的逸散，保证采集得到的地下样品保持真实污染情况。
21、（3）本专利技术提供的高保真钻探采样装置及其采样方法，取样管采用拉链式管，从取样管中取出地下样品时，可直接解开两个半管体的对接处，得到完整的柱状地下样品，无需采用剖刀剖开管体，操作方便且安全。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高保真钻探采样装置，其特征在于，包括钻具本体（1）和取样管（2），所述钻具本体（1）内设有贯穿钻具本体两端的采样腔；所述取样管（2）可拆卸安装在钻具本体（1）的采样腔中；取样管的一端设有取样口，取样口与采样腔的位于钻头一端的开口相对；取样管的取样口处设有球阀（3）；取样管的另一端与回拔装置（4）连接；所述钻具本体（1）包括同轴设置的内筒（11）和外筒（12），内筒内腔形成采样腔，内筒与外筒之间形成圆环形的冷却腔（13）。
2.根据权利要求1所述的高保真钻探采样装置，其特征在于，所述冷却腔（13）用于通入冷却介质，冷却腔的冷却介质进口（131）和冷却介质出口（132）均与冷却循环装置连接。
3.根据权利要求2所述的高保真钻探采样装置，其特征在于，所述冷却介质进口（131）和冷却介质出口（132）分别位于冷却腔的两端，冷却腔内设有螺旋形的导叶片。
4.根据权利要求1所述的高保真钻探采样装置，其特征在于，所述冷却腔（13）内安装有冷却组件，冷却组件与内筒（11）可拆卸连接。
5.根据权利要求4所述的高保真钻探采样装置，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的高保真钻探采样装置，其特征在于，所述取样管（2）采用拉链式管。
7.根据权利要求6所述的高保真钻探采样装置，其特征在于，所述拉链式管包括两个半管体，两个半管体对接的两边均设有固定卡头，对接的两个固定卡头上设有适配的拉链扣条。
8.一种高保真钻探采样方法，其特征在于，采用权利要求1～7任意一项所述的高保真钻探采样装置；所述高保真钻探采样方法包括：
9.根据权利要求8所述的高保真钻探采样方法，其特征在于，采用直推方式驱动钻具本体下钻。
10.根据权利要求8所述的高保真钻探采样方法，其特征在于，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种高保真钻探采样装置，其特征在于，包括钻具本体（1）和取样管（2），所述钻具本体（1）内设有贯穿钻具本体两端的采样腔；所述取样管（2）可拆卸安装在钻具本体（1）的采样腔中；取样管的一端设有取样口，取样口与采样腔的位于钻头一端的开口相对；取样管的取样口处设有球阀（3）；取样管的另一端与回拔装置（4）连接；所述钻具本体（1）包括同轴设置的内筒（11）和外筒（12），内筒内腔形成采样腔，内筒与外筒之间形成圆环形的冷却腔（13）。
2.根据权利要求1所述的高保真钻探采样装置，其特征在于，所述冷却腔（13）用于通入冷却介质，冷却腔的冷却介质进口（131）和冷却介质出口（132）均与冷却循环装置连接。
3.根据权利要求2所述的高保真钻探采样装置，其特征在于，所述冷却介质进口（131）和冷却介质出口（132）分别位于冷却腔的两端，冷却腔内设有螺旋形的导叶片。
4.根据权利要求1所述的高保真钻探采样装置，其特征在于，所述冷却腔（13）内安装有冷却组件，冷却组件与内筒（11）可拆卸...
【专利技术属性】
技术研发人员：王水，王海鑫，李梦雅，王莹，吕宗祥，傅博文，黄婷婷，黄历晨，汪子阳，
申请(专利权)人：江苏省环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。