【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污染控制与治理，具体来说，涉及一种保持土壤原位地层氧化还原电位的取样钻具。
技术介绍
1、污染场地样品采集工作中，能够采集获取与原位地层的氧化还原电位相同的土壤样品，是污染场地调查、控制及治理修复的前提。传统静压式取样钻机、震动式取样钻机、旋转式取样钻机的取样过程扰动大，样品采集过程中或者将样品从取样钻具取出后，在短时间内与大气中的氧气接触。土壤中部分有机碳、二价铁、二价锰极易被空气中的氧气氧化，改变土壤的氧化还原状态，从而造成采集到的土壤样品的氧化还原电位与其原地层中的氧化还原电位存在差别。土壤氧化还原电位会影响土壤或者地下水中微生物的代谢过程，造成土壤中生物群落结构发生变化，从而改变土壤或者地下水中重金属或者有机物的转化过程。此外，在空气中氧气的氧化作用下，土壤中部分组分发生化学反应，改变土壤颗粒表面黏土矿物的化学形态，从而影响土壤或者地下水中重金属或者有机物的迁移运输过程。然而，当前尚没有能够有效保持地下水位之下饱和带土壤氧化还原电位的取样钻具，难以有效获取与原位地层的氧化还原电位相同的高保真土壤样品，阻碍了污染场地调查、修复治理工作的高效开展。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：提供一种保持土壤原位地层氧化还原电位的取样钻具，能够实现土壤样品的高保真采集，保持土壤原位地层氧化还原电位。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术提供一种保持土壤原位地层氧化还原电位的取样钻具，包括钻进主体、第一钻杆
4、作为本专利技术的进一步改进，所述第一钻杆包括第一中空杆体，第一中空杆体的一端设有用于与钻进主体连接的第一螺纹凸头，另一端设有用于与第二钻杆连接的第二螺纹凸头；所述第一输气通道的进口位于第二螺纹凸头的端面上，出口位于第一螺纹凸头的内壁面上；第一输气通道的出口处设有第一单向阀。
5、作为本专利技术的进一步改进，所述第二螺纹凸头的端面上沿内腔周向设有半圈第一导气槽，第一导气槽与第一输气通道的进口连通。
6、作为本专利技术的进一步改进，第一螺纹凸头的端面设有一圈第一密封圈，第二螺纹凸头的端面设有两圈第二密封圈，第一输气通道的进口位于两圈第二密封圈之间。
7、作为本专利技术的进一步改进，所述第二钻杆包括第二中空杆体，第二中空杆体的一端设有用于与第一钻杆连接的第一螺纹凹槽，另一端设有与第一螺纹凹槽适配的第三螺纹凸头；所述第二输气通道的进口位于第三螺纹凸头的端面上，出口位于第一螺纹凹槽的槽底面上。
8、作为本专利技术的进一步改进，所述第三螺纹凸头的端面上沿内腔周向设有半圈第二导气槽，第二导气槽与第二输气通道的进口连通；所述第一螺纹凹槽的槽底面上沿内腔周向设有半圈第三导气槽，第三导气槽与第二输气通道的出口连通。
9、作为本专利技术的进一步改进，所述第三螺纹凸头的端面设有两圈第三密封圈，第二输气通道的进口位于两圈第三密封圈之间；所述第一螺纹凹槽的槽底面设有两圈第四密封圈，第二输气通道的出口位于两圈第四密封圈之间。
10、作为本专利技术的进一步改进，所述推进主体包括盖体和中空管体，盖体的端面设有用于插入中空管体一端的凸起，中空管体的另一端设有用于与第二钻杆连接的第二螺纹凹槽；所述第三输气通道的进口位于中空管体的外壁面上，出口位于第二螺纹凹槽的槽底面上；第三输气通道的进口处设有第二单向阀。
11、作为本专利技术的进一步改进，所述第二螺纹凹槽的槽底面上沿内腔周向设有半圈第四导气槽，第四导气槽与第三输气通道的出口连通。
12、作为本专利技术的进一步改进，所述中空管体的端面设有一圈第五密封圈；所述第二螺纹凹槽的槽底面设有两圈第六密封圈，第三输气通道的出口位于两圈第六密封圈之间。
13、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：
14、本专利技术提供的保持土壤原位地层氧化还原电位的取样钻具，使用时，钻进主体、第一钻杆、第二钻杆和推进主体由下向上依次连接，将取样管通过推进主体和第二钻杆安装到第一钻杆中，钻机下压推进主体，推动钻进主体、第一钻杆和第二钻杆逐渐压入地层，土壤样品进入取样管中，取样管满后更换新的取样管，通过加设第二钻杆，不断增加下压深度，采集预定深度范围内的土壤样品。采集地下水埋深深度位置以下的土壤样品时，通过从推进主体的第三输气通道的进口通入惰性气体，惰性气体依次经推进主体的第三输气通道、第二钻杆的第二输气通道和第一钻杆的第一输气通道进入采样腔中，使得采样腔中充满惰性气体，将钻进主体下方的土壤与大气隔绝，安装充满惰性气体的取样管，向下钻取，使得进入取样管内的土壤样品始终不与大气接触，从而有效保持地下水位之下饱和带土壤氧化还原电位，实现土壤样品的高保真采集。本专利技术提供的取样钻具可以与现有的常规钻机动力装置配合使用，无需配备专门的动力装置，采样成本较低。本专利技术提供的取样钻具也可以用于常规土壤样品（即无需保持土壤原位地层氧化还原电位的土壤样品）的采集，满足较为广泛的采样需求，适用于较多的应用场景。
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1.一种保持土壤原位地层氧化还原电位的取样钻具，其特征在于，包括钻进主体、第一钻杆、第二钻杆和推进主体，第一钻杆、第二钻杆和推进主体均具有内腔；所述第一钻杆上设有与其内腔连通的第一输气通道（111），第二钻杆上设有第二输气通道（121），推进主体上设有第三输气通道（21）；使用时，钻进主体、第一钻杆、N个第二钻杆和推进主体由下向上依次连接，钻进主体、第一钻杆、N个第二钻杆和推进主体的内腔依次连通形成采样腔，第三输气通道（21）、第二输气通道（121）、第一输气通道（111）和采样腔依次连通；所述N为大于等于0的整数。
2.根据权利要求1所述的保持土壤原位地层氧化还原电位的取样钻具，其特征在于，所述第一钻杆包括第一中空杆体（110），第一中空杆体（110）的一端设有用于与钻进主体连接的第一螺纹凸头，另一端设有用于与第二钻杆连接的第二螺纹凸头；所述第一输气通道（111）的进口位于第二螺纹凸头的端面上，出口位于第一螺纹凸头的内壁面上；第一输气通道的出口处设有第一单向阀（115）。
3.根据权利要求2所述的保持土壤原位地层氧化还原电位的取样钻具，其特征在于，所述第
4.根据权利要求2所述的保持土壤原位地层氧化还原电位的取样钻具，其特征在于，第一螺纹凸头的端面设有一圈第一密封圈（114），第二螺纹凸头的端面设有两圈第二密封圈（113），第一输气通道的进口位于两圈第二密封圈之间。
5.根据权利要求1所述的保持土壤原位地层氧化还原电位的取样钻具，其特征在于，所述第二钻杆包括第二中空杆体（120），第二中空杆体（120）的一端设有用于与第一钻杆连接的第一螺纹凹槽，另一端设有与第一螺纹凹槽适配的第三螺纹凸头；所述第二输气通道（121）的进口位于第三螺纹凸头的端面上，出口位于第一螺纹凹槽的槽底面上。
6.根据权利要求5所述的保持土壤原位地层氧化还原电位的取样钻具，其特征在于，所述第三螺纹凸头的端面上沿内腔周向设有半圈第二导气槽（122），第二导气槽（122）与第二输气通道的进口连通；所述第一螺纹凹槽的槽底面上沿内腔周向设有半圈第三导气槽（123），第三导气槽（123）与第二输气通道的出口连通。
7.根据权利要求5所述的保持土壤原位地层氧化还原电位的取样钻具，其特征在于，所述第三螺纹凸头的端面设有两圈第三密封圈（124），第二输气通道的进口位于两圈第三密封圈（124）之间；所述第一螺纹凹槽的槽底面设有两圈第四密封圈（125），第二输气通道的出口位于两圈第四密封圈（125）之间。
8.根据权利要求1所述的保持土壤原位地层氧化还原电位的取样钻具，其特征在于，所述推进主体包括盖体（20）和中空管体（22），盖体（20）的端面设有用于插入中空管体（22）一端的凸起，中空管体（22）的另一端设有用于与第二钻杆连接的第二螺纹凹槽；所述第三输气通道（21）的进口位于中空管体的外壁面上，出口位于第二螺纹凹槽的槽底面上；第三输气通道的进口处设有第二单向阀（26）。
9.根据权利要求8所述的保持土壤原位地层氧化还原电位的取样钻具，其特征在于，所述第二螺纹凹槽的槽底面上沿内腔周向设有半圈第四导气槽（23），第四导气槽（23）与第三输气通道的出口连通。
10.根据权利要求8所述的保持土壤原位地层氧化还原电位的取样钻具，其特征在于，所述中空管体的端面设有一圈第五密封圈（24）；所述第二螺纹凹槽的槽底面设有两圈第六密封圈（25），第三输气通道的出口位于两圈第六密封圈（25）之间。
...【技术特征摘要】
1.一种保持土壤原位地层氧化还原电位的取样钻具，其特征在于，包括钻进主体、第一钻杆、第二钻杆和推进主体，第一钻杆、第二钻杆和推进主体均具有内腔；所述第一钻杆上设有与其内腔连通的第一输气通道（111），第二钻杆上设有第二输气通道（121），推进主体上设有第三输气通道（21）；使用时，钻进主体、第一钻杆、n个第二钻杆和推进主体由下向上依次连接，钻进主体、第一钻杆、n个第二钻杆和推进主体的内腔依次连通形成采样腔，第三输气通道（21）、第二输气通道（121）、第一输气通道（111）和采样腔依次连通；所述n为大于等于0的整数。
2.根据权利要求1所述的保持土壤原位地层氧化还原电位的取样钻具，其特征在于，所述第一钻杆包括第一中空杆体（110），第一中空杆体（110）的一端设有用于与钻进主体连接的第一螺纹凸头，另一端设有用于与第二钻杆连接的第二螺纹凸头；所述第一输气通道（111）的进口位于第二螺纹凸头的端面上，出口位于第一螺纹凸头的内壁面上；第一输气通道的出口处设有第一单向阀（115）。
3.根据权利要求2所述的保持土壤原位地层氧化还原电位的取样钻具，其特征在于，所述第二螺纹凸头的端面上沿内腔周向设有半圈第一导气槽（112），第一导气槽（112）与第一输气通道的进口连通。
4.根据权利要求2所述的保持土壤原位地层氧化还原电位的取样钻具，其特征在于，第一螺纹凸头的端面设有一圈第一密封圈（114），第二螺纹凸头的端面设有两圈第二密封圈（113），第一输气通道的进口位于两圈第二密封圈之间。
5.根据权利要求1所述的保持土壤原位地层氧化还原电位的取样钻具，其特征在于，所述第二钻杆包括第二中空杆体（120），第二中空杆体（120）的一端设有用于与第一钻杆连接的第一螺纹凹槽，另一端设有与第一螺纹凹槽适...
【专利技术属性】
技术研发人员：王水，冯亚松，鹿亮亮，唐卫杰，吕宗祥，刘翠翠，
申请(专利权)人：江苏省环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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