地质勘探钻头的制作方法

1.本实用新型涉及地质工程技术领域，尤其是一种地质勘探钻头。


背景技术：

2.煤炭资源作为一种天然的自然资源，是人类生存和发展不可或缺的资源之一。煤炭资源的重要意义在于，它可以促进经济发展、提高国民收入、增强一个国家的综合国力和综合竞争力。随着当今时代经济和社会的高速发展，各国对煤炭资源的需求与日俱增；然而，开发煤炭资源需要进行地质勘探，因此，进行地质勘探也变得日益重要。
3.目前，在煤炭资源开发的过程中，对目标地块进行勘探，并获取其地质数据的技术主要包括：利用人工或者机械方式对目标地块进行挖掘，通过观察的形式获取待目标地块的地质数据。或者，利用钻机对目标地块钻孔，提取钻孔中的地质样本，并通过对前述地质样本进行分析处理，获取目标地块的地质数据。进一步的，还可以通过研究和观测目标地块附近各种地球物理场的变化，获取目标地块的地质数据。
4.上述的通过钻机实施对目标地块钻孔操作时，钻机钻孔至设定深度后，通过取样管导入钻孔内后，从而伸入目标地块实施对目标地块的取样，上述取样操作时，由于钻孔孔径较小，取样设备在钻孔内操作空间狭小，在实施对目标地块取样时一般通过压缩截断的方式，使得导入取样设备内的目标地块的地质构造产生压缩变形，对于后续的数据分析精准度产生较大干扰。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于：提供一种地质勘探钻头，能够有效伸入钻孔内对目标地块进行取样操作，避免对目标地块的地址产生干扰变形，确保后续数据分析的准确性。
6.本实用新型中的解决技术问题采用如下技术方案：
7.一种地质勘探钻头，包括取样钻筒，所述取样钻筒与驱动机构连接，驱动机构实施对取样钻筒的驱动；升降机构驱动取样钻筒竖直移动；取样管设置在取样钻筒内，且实施对目标地块地质的包围；所述取样管的外壁滑动设置在取样钻筒的内壁位置，所述取样管与导入升降单元连接，所述导入升降单元驱动取样管沿着取样钻筒滑动。
8.本实用新型还存在以下技术特征：
9.所述取样管的外壁滑动设置在取样钻筒的内壁位置，所述取样管与导入升降单元连接，所述导入升降单元驱动取样管沿着取样钻筒滑动。
10.所述取样钻筒的一端设置有切割齿，所述切割齿沿着取样钻筒的周向等距间隔设置多组。
11.所述取样钻筒的一端还设置有扩孔刀具，所述扩孔刀具沿着取样钻筒的径向方向布置且凸伸出取样钻筒的外壁。
12.所述扩孔刀具整体呈三角板状，且扩孔刀具的顶端处在最外侧位置，所述扩孔刀具的底边与取样钻筒一端固定，所述扩孔刀具沿着取样钻筒周向方向等距间隔设置多个。
13.所述驱动机构包括驱动筒架，所述驱动筒架与取样钻筒同心且外径相同，所述取样钻筒的上端与驱动筒架的下端构成转动连接。
14.所述取样钻筒上端设置有齿圈，所述齿圈沿着取样钻筒内壁周向布置，所述齿圈与驱动齿轮啮合，所述驱动齿轮与液压马达的转轴连接，所述液压马达固定在取样钻筒上。
15.所述液压马达的上端设置有第一固定臂，所述驱动筒架的内壁设置有第二固定臂，所述第一固定臂竖直延伸且与第二固定臂贴合，所述第一固定臂与第二固定臂之间通过连接螺杆固定为一体。
16.所述取样钻筒的上端可拆式设置有安装圈，所述驱动筒架的下端设置有安装卡圈，所述安装圈凸伸至安装卡圈内，所述安装圈与安装卡圈之间设置有推力轴承。
17.所述取样管的内壁设置有避让开口，所述驱动齿轮凸伸出避让开口且与齿圈啮合。
18.所述导入升降单元包括设置在驱动筒架内的导入升降气缸，所述导入升降气缸沿着驱动筒架轴向方向布置且活塞杆端与取样管的上端连接。
19.所述取样钻筒的内管腔呈现台阶状，所述取样钻筒的上管腔内径大于下管腔内径，所述取样钻筒内壁设置有第一翻边，所述取样管的外壁设置有第二翻边，沿着所述第二翻边上板面周向方向间隔设置多组支撑弹簧，所述多组支撑弹簧的上端设置有支撑轴承，所述支撑轴承的上环面与第一翻边连接。
20.所述取样管的上端可拆式设置有固定圈，所述固定圈上同轴布置有连接圈，所述连接圈与驱动筒架内壁连接。
21.所述连接圈包含与固定圈连接的第一连接圈，所述第一连接圈上端设置有第二连接圈，所述第二连接圈的外壁与驱动筒架吻合，所述第二连接圈与驱动筒架之间通过连接螺栓固定，所述连接螺栓沿着第二连接圈周向间隔设置多组，所述第一连接圈上端与第二连接圈下端通过连接板连接为一体。
22.所述第一连接圈下端设置有连接翻边，所述连接翻边与固定圈之间设置有连接弹簧，所述连接弹簧沿着固定圈周向等距设置多组。
23.所述取样管的内壁延伸设置有支臂，所述支臂上设置有滑杆，所述滑杆竖直且滑动设置有驱动臂，所述滑杆套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与支臂与驱动臂抵靠，所述驱动臂与导入升降气缸的活塞杆连接。
24.与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：在实施对该煤矿目标位置取样时，钻头预先在基面上钻设钻孔，当钻至目标地块位置后，将钻头与该地质勘探装置连接，升降机构使得钻头及该地质勘探装置伸入钻孔内的目标地块位置，通过启动驱动机构使得取样钻筒转动，以实施对目标地块的钻孔操作，而后启动取样管沿着取样钻筒移动，以实施对目标地块地质的包围，升降机构复位，从而将目标地块的样品取下，直至将样品导出，该地质勘探钻头能够有效伸入钻孔内对目标地块进行取样操作，避免对目标地块的地址产生干扰变形，确保后续数据分析的准确性。
附图说明
25.图1是煤矿地质勘探装置的俯视图；
26.图2是煤矿地质勘探装置的主视图；
27.图3和图4是煤矿地质勘探装置的两种视角结构示意图；
28.图5和图6是图1中a-a剖开后的两种视角结构示意图；
29.图7是图5的主视图；
30.图8和图9是图1中b-b剖开后的两种视角结构示意图；
31.图10和图11是取样钻筒及取样管端部的部分结构示意图。
具体实施方式
32.参照图1至图11，对本地质勘探钻头的结构特征详述如下：
33.下面结合整个煤矿地质勘探装置，对本实用新型的地质勘探钻头作详尽的说明：
34.一种煤矿地质勘探装置，包括
35.取样钻筒100，所述取样钻筒100与驱动机构连接，驱动机构实施对取样钻筒100的驱动；
36.升降机构，所述升降机构驱动取样钻筒100竖直移动；
37.取样管200，所述取样管200设置在取样钻筒100内，且实施对目标地块地质的包围；
38.样品截断机构300，所述样品截断机构300用于实施对取样管200内目标地块的截断。
39.在实施对该煤矿目标位置取样时，钻头预先在基面上钻设钻孔，当钻至目标地块位置后，将钻头与该地质勘探装置连接，升降机构使得钻头及该地质勘探装置伸入钻孔内的目标地块位置，通过启动驱动机构使得取样钻筒100转动，以实施对目标地块的钻孔操作，而后启动取样管200沿着取样钻筒100移动，以实施对目标地块地质的包围，而后启动样品截断机构，实施对取样管200内目标地块的截断，升降机构复位，从而将目标地块的样品取下，直至将样品导出，该地质勘探装置能够有效伸入钻孔内对目标地块进行取样操作，避免对目标地块的地址产生干扰变形，确保后续数据分析的准确性。
40.上述的取样钻筒100预先在钻孔的目标地块钻设出打孔，避免对取样钻筒100轮廓区域的样品产生压力影响，当取样钻筒100钻出钻孔后，取样管200伸入，实施对目标地块地质的包围，进而最大程度避免对样品产生挤压影响。
41.作为本实用新型的优选方案，所述取样管200的外壁滑动设置在取样钻筒100的内壁位置，所述取样管200与导入升降单元连接，所述导入升降单元驱动取样管200沿着取样钻筒100滑动。
42.当取样钻筒100钻设出钻孔后，取样管200在导入升降单元的作用下，伸入样品位置，以实施对样品的包围，从而将样品准确的导送至取样管200内。
43.优选地，为实施对钻孔内的目标地块取样操作时，所述取样钻筒100的一端设置有切割齿110，所述切割齿110沿着取样钻筒100的周向等距间隔设置多组。
44.驱动机构驱动取样钻筒100转动的过程中，切割齿110与地层接触，以实施对地层的切削，从而实施对钻孔内样品的钻孔操作。
45.更为优选地，所述取样钻筒100的一端还设置有扩孔刀具120，所述扩孔刀具120沿着取样钻筒100的径向方向布置且凸伸出取样钻筒100的外壁。
46.当钻机钻设出钻孔后，将取样钻筒100伸入钻孔内，驱动机构驱动取样钻筒100转
动的过程中，实施对钻孔的扩孔操作，当取样钻筒100伸入目标地块后，取样钻筒100转动，使得目标地块形成可靠的钻孔，从而确保后续的样品能够有效的截取下来。
47.更为具体地，结合图10和图11所示，所述扩孔刀具120整体呈三角板状，且扩孔刀具120的顶端处在最外侧位置，所述扩孔刀具120的底边与取样钻筒100一端固定，所述扩孔刀具120沿着取样钻筒100周向方向等距间隔设置多个。
48.优选地，在实施对取样钻筒100驱动时，所述驱动机构包括驱动筒架400，所述驱动筒架400与取样钻筒100同心且外径相同，所述取样钻筒100的上端与驱动筒架400的下端构成转动连接。
49.驱动机构的驱动筒架400实施对取样钻筒100的转动支撑，以实施对钻孔内目标地块的钻进。
50.优选地，为实施对取样钻筒100的转动，所述取样钻筒100的上端设置有齿圈130，所述齿圈130沿着取样钻筒100内壁周向布置，所述齿圈130与驱动齿轮410啮合，所述驱动齿轮410与液压马达420的转轴连接，所述液压马达420固定在取样钻筒100上。
51.液压马达420转动的过程中，使得取样钻筒100转动，进而实施对钻孔内目标地块的钻进操作。
52.具体地，结合图5和图6所示，在对液压马达420固定时，所述液压马达420的上端设置有第一固定臂421，所述驱动筒架400的内壁设置有第二固定臂422，所述第一固定臂421竖直延伸且与第二固定臂422贴合，所述第一固定臂421与第二固定臂422之间通过连接螺杆固定为一体。
53.通过上述第一固定臂421与第二固定臂422连接，可有效实现对液压马达420的固定连接。
54.为实现取样钻筒100与驱动筒架400连接时，所述取样钻筒100的上端可拆式设置有安装圈140，所述驱动筒架400的下端设置有安装卡圈430，所述安装圈140凸伸至安装卡圈430内，所述安装圈140与安装卡圈430之间设置有推力轴承。
55.安装圈140与取样钻筒100的上端构成可拆式连接，安装卡圈430与驱动筒架400构成可拆卸式连接，通过上述构造布置，方便安装，并且通过推力轴承实现对取样钻筒100的转动连接。
56.优选地，为实现对取样管200的竖直升降，以形成取样管200竖直升降的避让，避免取样管200竖直升降存在的干涉，所述取样管200的内壁设置有避让开口210，所述驱动齿轮410凸伸出避让开口210且与齿圈130啮合。
57.优选地，为实施对取样管200的竖直升降，所述导入升降单元包括设置在驱动筒架400内的导入升降气缸440，所述导入升降气缸440沿着驱动筒架400轴向方向布置且活塞杆端与取样管200的上端连接。
58.启动导入升降气缸440，使得取样管200沿着取样钻筒100长度方向滑动，进而实施对位于取样钻筒100内样品的围设。
59.更为具体地，为实施对取样钻筒100的转动支撑，并且实施对取样管200的滑动支撑，所述取样钻筒100的内管腔呈现台阶状，所述取样钻筒100的上管腔内径大于下管腔内径，所述取样钻筒100内壁设置有第一翻边150，所述取样管200的外壁设置有第二翻边220，沿着所述第二翻边220上板面周向方向间隔设置多组支撑弹簧230，所述多组支撑弹簧230
的上端设置有支撑轴承240，所述支撑轴承240的上环面与第一翻边150连接。
60.通过在取样管200的外壁设置第二翻边220，沿着所述第二翻边220上板面周向方向间隔设置多组支撑弹簧230，多组支撑弹簧230的上端设置有支撑轴承240，所述支撑轴承240的上环面与第一翻边150连接，进而使得取样管200沿着取样钻筒100周向方向滑动，并且支撑轴承240实施对取样钻筒100的转动支撑。
61.更进一步地，为实施对取样管200上端与驱动筒架400的连接，所述取样管200的上端可拆式设置有固定圈250，所述固定圈250上同轴布置有连接圈260，所述连接圈260与驱动筒架400内壁连接。
62.优选地，所述连接圈260包含与固定圈250连接的第一连接圈261，所述第一连接圈261上端设置有第二连接圈262，所述第二连接圈262的外壁与驱动筒架400吻合，所述第二连接圈262与驱动筒架400之间通过连接螺栓固定，所述连接螺栓沿着第二连接圈262周向间隔设置多组，所述第一连接圈261上端与第二连接圈262下端通过连接板连接为一体。
63.在实施对第一连接圈261与第二连接圈262连接时，所述第一连接圈261下端设置有连接翻边，所述连接翻边与固定圈250之间设置有连接弹簧251，所述连接弹簧251沿着固定圈250周向等距设置多组。
64.在固定圈250周向间隔设置多组连接弹簧251，实现对取样管200的进一步支撑。
65.具体地，为实施对取样管200的竖直升降，所述取样管200的内壁延伸设置有支臂，所述支臂上设置有滑杆271，所述滑杆271竖直且滑动设置有驱动臂272，所述滑杆271套设有弹簧273，所述弹簧273的两端分别与支臂与驱动臂272抵靠，所述驱动臂272与导入升降气缸440的活塞杆连接。
66.当样品导入取样筒200内后，所述样品截断机构300包括设置在取样钻筒100下端的截断刀具310，所述截断刀具310设置在取样钻筒100的内壁位置，所述截断刀具310与折叠单元连接，所述折叠单元驱动截断刀具310呈现悬伸至取样钻筒100的中心及收纳至取样钻筒100的内壁位置两种状态。
67.当取样钻筒100伸入钻孔内的设定地块后，取样钻筒转动且实施对目标地块的钻进后，目标地块的样品导入取样桶200内，截断刀具310在折叠单元的作用下，悬伸至取样钻筒100的中心，启动驱动机构，使得取样钻筒100转动，进而实施对目标地块的样品截断，以实施对目标地块样品的截取操作。
68.优选地，所述截断刀具310位于取样钻筒100对称设置有两个。
69.为实施对截断刀具310的收纳，所述取样钻筒100的下端内壁设置有避让缺口160，所述截断刀具310收纳至避让缺口160内。
70.更为优选地，在实施对截断刀具310与取样钻筒100连接时，所述截断刀具310的一端铰接设置在避让缺口160的内壁位置，所述截断刀具310的铰接轴水平且与取样钻筒100轴向方向垂直。
71.在实施对截断刀具310展开或者收纳时，所述折叠单元包括与截断刀具310连接的折叠连杆320，所述折叠连杆320驱动截断刀具310绕铰接轴转动。
72.折叠连杆320竖直移动，以驱动截断刀具310绕铰接轴转动，从而使得截断刀具310呈现悬伸至取样钻筒100的中心及收纳至取样钻筒100的内壁位置两种状态。
73.优选地，所述截断刀具310长度方向设置有滑孔311，所述折叠连杆320的杆端设置
有驱动滑杆321，所述驱动滑杆321伸入滑孔311内。
74.折叠连杆320沿着取样钻筒100竖直移动的过程中，使得折叠连杆320的杆端设置的驱动滑杆321，沿着滑孔311滑动，从而连动截断刀具310绕铰接轴转动，进而使得截断刀具310呈现悬伸至取样钻筒100的中心及收纳至取样钻筒100的内壁位置两种状态，以实现对截断刀具310的收纳及展开。
75.更为优选地，所述取样钻筒100的内壁设置有条状缺口170，所述条状缺口170沿着条状缺口170轴向方向布置，所述条状缺口170与避让缺口160贯穿布置，所述折叠连杆320伸入条状缺口170内。
76.具体地，在实施对折叠连杆320的竖直驱动时，所述折叠连杆320的上端与折叠轴承的下端面连接，所述折叠轴承沿着驱动筒架400的内壁周向布置，所述折叠轴承的上端面折叠油缸340的活塞杆连接。
77.上述的折叠油缸340启动，使得折叠连杆320能够竖直移动，折叠连杆320设置在折叠轴承的下端面，使得截断刀具310能够跟随取样钻筒100转动，以实施对样品的截断操作；
78.上述的钻头为螺旋钻，并且螺旋钻杆设置在升降机构上，升降机构为常见的作业钻进平台，从而连通上述的勘探装置移动导入钻孔内，以实施对目标地块的取样操作。
79.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
80.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。