一种用于湿陷性黄土探井多点位精准取样的井下自动取样装置的制作方法

本发明涉及利用矿产地质勘查中的探井取样领域，尤其涉及一种用于湿陷性黄土探井多点位精准取样的井下自动取样装置。

背景技术：

1、在地质勘查过程中，由于机械采取土样会对土体产生扰动，所以为了得到土体真实的物理力学指标，通常需要在野外进行探井取样。

2、现有的探井取样过程如中国专利cn119845637a公开的“一种湿陷性黄土探井用井下取土装置”，包括取样机构及用于对取样机构进行升降驱动的提升机构，取样机构包括防护壳，在防护壳内设置有防坠组件和取样组件，防坠组件包括能够外张而与探井孔壁支撑配合的摩擦板。取样组件包括水平布置的取土铲筒及驱动取土铲筒水平移动进行取样的取样电机。

3、提升机构包括卷扬和供卷扬安装的龙门架，卷扬通过钢丝绳与防护壳上端相连。

4、在使用时，卷扬通过钢丝绳将防护壳下放置指定高度，然后防坠组件的摩擦板伸出与探井孔壁接触支撑配合，实现对防护壳的固定，随后取样组件的取样电机驱动取土铲筒水平移动伸入到对应的土层中，完成取样后，取样电机驱动取土铲筒缩回至防护壳中，提升防护壳到地表，将取土铲筒采集到的土样给取出，然后再次下放防护壳到另外一个高度，进行新的取样过程，理论上是要在同一个竖向位置，不同高度进行多次取样。

5、现有的这种取土装置存在的问题在于：要完成不同高度的多次取样时，需要频繁的升降防护壳，这会导致整个取样过程的取样效率较低；此外，按照规范要求，需要保证每次取样的位置应该在竖向上同一位置，而现有技术中，每次下放防护壳，钢丝绳不能实现防止防护壳的转动，导致每个高度取样时，取样位置可能不是同一个竖向位置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于湿陷性黄土探井多点位精准取样的井下自动取样装置，用以解决现有技术中为了实现不同高度取样时，需要频繁升降防护壳而导致取样效率较低的技术问题。

2、本发明中用于湿陷性黄土探井多点位精准取样的井下自动取样装置的技术方案如下：

3、一种用于湿陷性黄土探井多点位精准取样的井下自动取样装置，包括防坠组件和取土机构，取土机构的上端用于通过钢丝绳与卷扬相连，取土机构包括机构防护壳，机构防护壳内部转动装配有轴线沿左右方向延伸的上侧链轮和下侧链轮，上侧链轮、下侧链轮上绕经有循环链条，上侧链轮/下侧链轮由电机步进式驱动，循环链条的外侧沿循环链条周向间隔设置有多个安装筒，安装筒的轴线沿左右方向延伸设置，各安装筒中均导向移动装配有取样筒，机构防护壳的右侧壁上设置有取样孔，机构防护壳内于循环链条的左侧设置有一个取样推杆，取样推杆的推杆伸出能够将对应位置的安装筒中的取样筒朝右推送使得该取样筒的右端经取样孔伸入到探井的孔壁中；取样推杆的推杆缩回能够将取样筒拉回至机构防护壳中，安装筒的左端设置有用于与对应取样筒挡止配合以使得推杆朝左移动过程中推杆与取样筒的左端脱离的挡止结构。

4、进一步的，取样筒的左端设置有用于与推杆传力配合的取样筒连接结构，取样筒连接结构包括至少三个绕取样筒轴线周向间隔设置的弧形弹性瓣，各弧形弹性瓣围成口小腔大的连接腔，推杆右端设置有与连接腔内径匹配的顶推球头。

5、进一步的，防坠组件位于机构防护壳的下侧，机构防护壳与防坠组件之间通过竖向设置的电动推杆连接，机构防护壳与防坠组件之间设置有导向方向沿上下方向延伸的止转导向结构。

6、进一步的，防坠组件包括防坠组件壳体，电动推杆连接于机构防护壳体与防坠组件壳体之间，支座导向结构包括两个竖向设置的导向杆，导向杆的上端固定于机构防护壳体的底部，导向杆的下端导向穿装于防坠组件壳体的顶板上。

7、进一步的，防坠组件壳体内设置有由防坠电机驱动的齿轮，齿轮的上下两侧沿左右方向导向移动装配有上侧齿条和下侧齿条，上侧齿条的左端连接有用于与探井孔壁接触摩擦配合的左侧摩擦盘；上侧齿条的右端连接有用于与探井孔壁接触摩擦配合的右侧摩擦盘。

8、进一步的，左侧摩擦盘、右侧磨擦盘处于同一高度，防坠组件壳体的左侧壁上沿左右方向导向移动装配有左侧传动杆，左侧摩擦盘固定于左侧传动杆的左端，左侧传动杆的右端固定有第一竖向传动板，第一竖向传动板的上端固定于上侧齿条左端；防坠组件壳体的右侧壁上沿左右方向导向移动装配有右侧传动杆，右侧摩擦盘固定于右侧传动杆的右端，右侧传动杆的左端固定有第二竖向传动板，第二竖向传动板的上端固定于下侧齿条右端。

9、本申请的有益效果：在使用时，取土机构下放到一个高度，电机驱动循环链条步进式运动，其中一个安装筒运动至取样推杆与取样孔之间，然后取样推杆的推杆朝右伸出，推杆朝右顶推该安装筒内的取样筒，取样筒的右端朝右移动，并经取样孔伸出后插入到探井的孔壁内进行取样，取样结束后，推杆带着取样筒朝左移动，直至取样筒缩回至机构防护壳内，取样筒的左端被挡止结构挡止，随后推杆就会与取样筒的左端脱离，完成探井内一个高度的取样，取样样本就留存于取样筒中；随后取土机构下移到另外一个高度，电机驱动循环链条步进式运动，下一个安装筒运动至取样推杆与取样孔之间，取样推杆的推杆再次伸出就可以实现一个新的取样筒对探井另外一个高度的取样，本发明中，在一个取样筒取样结束后，不需要将取土机构提升至地表，通过步进式下放取土机构可以实现多高度取样，提高了取样效率。

10、进一步的，本发明中取土机构的步进式下放通过以下方式来实现，当电动推杆的行程最大时，防坠组件与探井孔壁配合，此时机构防护壳在一个高度，取土机构可以实现一个高度的孔壁取样，取样结束后，电动推杆的行程缩到最小，此时取土机构距离防坠组件最近，电动推杆的伸缩行程对应上下方向上相邻两个取样位置的高度差，取土机构可以实现另外一个高度的孔壁取样，在该过程中，当取样筒还未从探井孔壁上拔出时，防坠组件的磨擦盘缩回，取样机构的高度定位和周向定位完全由插入到孔壁上的取样筒来实现，取样机构的重量仍有钢丝绳来承担，电动推杆再次伸出至最大行程，防坠组件的摩擦盘伸出，此时取样机构的取样筒可以缩回，电动推杆再次缩回，就可以进行下一个高度的取样工作，通过该方法可以实现不同高度取样时，各取样处竖向位置的一致性。

1.一种用于湿陷性黄土探井多点位精准取样的井下自动取样装置，包括防坠组件和取土机构，取土机构的上端用于通过钢丝绳与卷扬相连，其特征在于：取土机构包括机构防护壳，机构防护壳内部转动装配有轴线沿左右方向延伸的上侧链轮和下侧链轮，上侧链轮、下侧链轮上绕经有循环链条，上侧链轮/下侧链轮由电机步进式驱动，循环链条的外侧沿循环链条周向间隔设置有多个安装筒，安装筒的轴线沿左右方向延伸设置，各安装筒中均导向移动装配有取样筒，机构防护壳的右侧壁上设置有取样孔，机构防护壳内于循环链条的左侧设置有一个取样推杆，取样推杆的推杆伸出能够将对应位置的安装筒中的取样筒朝右推送使得该取样筒的右端经取样孔伸入到探井的孔壁中；取样推杆的推杆缩回能够将取样筒拉回至机构防护壳中，安装筒的左端设置有用于与对应取样筒挡止配合以使得推杆朝左移动过程中推杆与取样筒的左端脱离的挡止结构。

2.根据权利要求1所述的井下自动取样装置，其特征在于：取样筒的左端设置有用于与推杆传力配合的取样筒连接结构，取样筒连接结构包括至少三个绕取样筒轴线周向间隔设置的弧形弹性瓣，各弧形弹性瓣围成口小腔大的连接腔，推杆右端设置有与连接腔内径匹配的顶推球头。

3.根据权利要求1或2所述的井下自动取样装置，其特征在于：防坠组件位于机构防护壳的下侧，机构防护壳与防坠组件之间通过竖向设置的电动推杆连接，机构防护壳与防坠组件之间设置有导向方向沿上下方向延伸的止转导向结构。

4.根据权利要求3所述的井下自动取样装置，其特征在于：防坠组件包括防坠组件壳体，电动推杆连接于机构防护壳体与防坠组件壳体之间，支座导向结构包括两个竖向设置的导向杆，导向杆的上端固定于机构防护壳体的底部，导向杆的下端导向穿装于防坠组件壳体的顶板上。

5.根据权利要求3所述的井下自动取样装置，其特征在于：防坠组件壳体内设置有由防坠电机驱动的齿轮，齿轮的上下两侧沿左右方向导向移动装配有上侧齿条和下侧齿条，上侧齿条的左端连接有用于与探井孔壁接触摩擦配合的左侧摩擦盘；上侧齿条的右端连接有用于与探井孔壁接触摩擦配合的右侧摩擦盘。

6.根据权利要求5所述的井下自动取样装置，其特征在于：左侧摩擦盘、右侧磨擦盘处于同一高度，防坠组件壳体的左侧壁上沿左右方向导向移动装配有左侧传动杆，左侧摩擦盘固定于左侧传动杆的左端，左侧传动杆的右端固定有第一竖向传动板，第一竖向传动板的上端固定于上侧齿条左端；防坠组件壳体的右侧壁上沿左右方向导向移动装配有右侧传动杆，右侧摩擦盘固定于右侧传动杆的右端，右侧传动杆的左端固定有第二竖向传动板，第二竖向传动板的上端固定于下侧齿条右端。