一种水文地质勘探用钻孔设备的制作方法

1.本发明涉及水文地质勘探技术领域，具体是一种水文地质勘探用钻孔设备。


背景技术：

2.水文地质是地质学分支学科，指自然界中地下水的各种变化和运动的现象，它主要是研究地下水的分布和形成规律，地下水的物理性质和化学成分，地下水资源及其合理利用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。随着科学的发展和生产建设的需要，水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。
3.现有专利技术中具有如下问题：
4.水文地质的勘探孔一般至少有数十米深，钻孔时需要多根钻杆衔接，才能够达到目标深度，现有的设备是将前一根钻杆打入地下后，暂时停机，连接新的钻杆，而后再重新启动钻孔工作，过程中，需要等待钻杆之间完成连接才能够重新作业，耽误时间，导致整体工作效率低。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种水文地质勘探用钻孔设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.本发明的技术方案是：一种水文地质勘探用钻孔设备，包括可相互衔接的钻杆，所述钻杆外可分离的套接有转环，转环传动连接有电机，且转环外转动套设有固定环架，固定环架的一侧连接有升降台；
7.所述转环的上侧转动设置有支环，支环上设置有焊接枪头，且转环与支环减速传动连接；
8.所述转环的上侧设置有钻杆定位夹臂，钻杆定位夹臂的一侧连接有升降架。
9.进一步的，所述钻杆的端部之间相互插接配合，且钻杆的两端分别设置有第一平面齿环和第二平面齿环，第一平面齿环和第二平面齿环的结构相匹配。
10.进一步的，所述转环的内壁上开设有滑槽，滑槽内滑动设置有滑键，所述固定环架的内壁上开设有环形的导流槽，导流槽与滑槽相连通，且导流槽连通有液压接头，液压接头设置于固定环架的外壁上；
11.所述钻杆的外壁上开设有键槽，该键槽的结构和滑键突出所述滑槽一端的结构相匹配；
12.所述滑槽和滑键均为“t”字形结构。
13.进一步的，所述转环的底部设置有锥齿环，锥齿环的一侧垂直啮合连接有驱动锥齿轮，驱动锥齿轮的一侧连接有电机，电机固定安装于升降台上。
14.进一步的，所述转环的外壁上固定套设有第一齿环，所述支环的外壁上固定套设有第二齿环，第二齿环和第一齿环之间通过减速传动齿轮轴连接，减速传动齿轮轴转动设
置于固定环架上；
15.所述减速传动齿轮轴上套设有小齿轮和大齿轮，小齿轮与第二齿环啮合连接，而大齿轮与第一齿环啮合连接。
16.进一步的，所述升降台的四周滑动连接有机架，且升降台的顶部连接有第一升降控制液压缸，第一升降控制液压缸固定设置于机架上。
17.进一步的，所述焊接枪头滑动穿设于支环的侧壁上，且焊接枪头的一侧连接有伸缩缸，伸缩缸固定设置于支环上；
18.所述焊接枪头的位置与钻杆端部的位置相对应。
19.进一步的，所述钻杆定位夹臂通过支架与升降架连接，升降架的两侧与机架滑动连接，且升降架上设置有第二升降控制液压缸，第二升降控制液压缸的一端连接有立架，立架固定设置于升降台上；
20.所述钻杆定位夹臂为圆弧形结构，该圆弧形结构与钻杆外壁的结构相匹配，所述钻杆定位夹臂至少设置有两根，2根钻杆定位夹臂对称设置于支架的两侧，并且2根钻杆定位夹臂相远离的一侧分别通过液压缸与支架连接，液压缸与钻杆定位夹臂和支架均为铰接；
21.2根钻杆定位夹臂相靠近的一侧分别设置有滚轮，滚轮为水平旋转方向，且滚轮沿着钻杆定位夹臂等距均匀分布有若干个。
22.进一步的，所述机架的顶部设置有卷扬机，卷扬机上卷设有吊绳，吊绳的中部支撑有支撑滑轮，支撑滑轮的一侧连接有横向设置的滑轮调节液压缸，滑轮调节液压缸固定设置于机架的顶部，吊绳远离卷扬机的一端连接有夹持机构；
23.所述夹持机构包括底架，底架的四周设置有延伸架，延伸架远离底架的一端转动连接有省力夹臂，省力夹臂的一端与钻杆的外壁上开设的键槽的结构相匹配，且省力夹臂的另一端铰接有推拉杆的一端，推拉杆的另一端铰接有螺纹套筒的外壁，螺纹套筒的中间穿设有螺杆，螺杆的一端连接有螺杆驱动电机，所述底架的一端转动连接有吊耳，吊耳与吊绳系扣连接。
24.进一步的，所述固定环架的下侧设置有扶正盘，扶正盘为圆环形结构，且扶正盘的四周内壁上对称开设有凹槽，该凹槽内滑动设置有滑块，滑块靠近扶正盘中心的一侧设置有优弧形槽，该优弧形槽内滚动设置有滚珠，且滑块的另一侧连接有推拉液压缸，推拉液压缸固定设置于扶正盘上。
25.本发明通过改进在此提供一种水文地质勘探用钻孔设备，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
26.其一：本发明中，转环可分离的套接在钻杆外，既能够带动钻杆旋转，且让转环位置不再位于钻杆端部，使得钻杆之间能够不受阻挡的相互衔接，进而能够实现在钻杆旋转钻孔的过程中，对钻杆进行连接，不耽误作业时间，让钻孔工作更加连续，提高钻孔作业效率；
27.其二：本发明中，转环上侧设置的支环上设置有焊接枪头，焊接枪头能够对钻杆之间衔接的位置进行焊接加强，提高钻杆连接的稳定性，且支环与转环之间减速传动连接，让焊接枪头能够随着钻杆的旋转同步差速旋转，从而能够实现焊接枪头对钻杆衔接处整圈的焊接；
28.其三：本发明中，转环上侧设置有钻杆定位夹臂，钻杆定位夹臂的作用是对钻杆进行定位夹持，让钻杆能够快速的对齐至固定位置，使得钻杆之间的衔接更加方便；
29.其四：本发明中，通过液压接头向导流槽内注入液压油，能够使滑槽内的滑键被挤压顶出，滑键被顶出滑槽后能够嵌合进入钻杆外壁上的键槽内，使得转环与钻杆之间形成传动连接，让钻杆能够被转环带动旋转，且滑键与钻杆上键槽的连接是可控的，通过抽出滑槽内的液压油，能够让滑键缩回滑槽，使得转环与钻杆分离，从而实现转环可分离的套接在钻杆外；
30.其五：本发明中，转环能够通过减速传动齿轮轴带动支环旋转，让支环与转环之间能够同步的差速转动，使得支环上的焊接枪头能够环绕钻杆衔接处的一圈进行焊接，从而实现对钻杆衔接处的全面焊接；
31.其六：本发明中，钻杆能够被夹入2根钻杆定位夹臂之间，2根钻杆定位夹臂在液压缸的推动下能够将钻杆夹紧，让钻杆到达准确的位置，促使钻杆与转环对齐，且钻杆定位夹臂内壁上的滚轮能够与钻杆滚动连接，使得钻杆在被夹持的状态下还能够稳定旋转。
附图说明
32.下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:
33.图1是本发明的正视图；
34.图2是本发明的图1中a处放大结构示意图；
35.图3是本发明的图1中b处放大结构示意图；
36.图4是本发明的转环和固定环架剖视图；
37.图5是本发明的锥齿环仰视图；
38.图6是本发明的第二齿环和小齿轮俯视图；
39.图7是本发明的第一齿环和大齿轮俯视图；
40.图8是本发明的钻杆俯视图；
41.图9是本发明的钻杆定位夹臂俯视图；
42.图10是本发明的升降台俯视图；
43.图11是本发明的卷扬机和滑轮调节液压缸俯视图；
44.图12是本发明的夹持机构正视图；
45.图13是本发明的扶正盘剖视图。
46.附图标记说明：1、第一升降控制液压缸，2、机架，3、支环，31、第二齿环，4、升降台，41、立架，5、转环，51、第一齿环，52、滑槽，53、滑键，54、锥齿环，6、固定环架，61、导流槽，62、液压接头，7、钻杆，71、第一平面齿环，72、第二平面齿环，8、钻杆定位夹臂，81、滚轮，82、液压缸，9、支架，10、升降架，11、第二升降控制液压缸，12、滑轮调节液压缸，13、支撑滑轮，14、卷扬机，15、吊绳，16、夹持机构，161、省力夹臂，162、延伸架，163、底架，164、推拉杆，165、螺纹套筒，166、螺杆，167、螺杆驱动电机，168、吊耳，17、扶正盘，171、滚珠，172、推拉液压缸，173、滑块，18、电机，19、驱动锥齿轮，20、减速传动齿轮轴，201、小齿轮，202、大齿轮，21、焊接枪头，22、伸缩缸。
具体实施方式
47.下面对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
48.本发明通过改进在此提供一种水文地质勘探用钻孔设备，如图1-图13所示，一种水文地质勘探用钻孔设备，一种水文地质勘探用钻孔设备，包括可相互衔接的钻杆7，钻杆7外可分离的套接有转环5，转环5传动连接有电机18，且转环5外转动套设有固定环架6，固定环架6的一侧连接有升降台4；
49.转环5的上侧转动设置有支环3，支环3上设置有焊接枪头21，且转环5与支环3减速传动连接；
50.转环5的上侧设置有钻杆定位夹臂8，钻杆定位夹臂8的一侧连接有升降架10。
51.转环5可分离的套接在钻杆7外，既能够带动钻杆7旋转，且让转环5位置不再位于钻杆7端部，使得钻杆7之间能够不受阻挡的相互衔接，进而能够实现在钻杆7旋转钻孔的过程中，对钻杆7进行连接，不耽误作业时间，让钻孔工作更加连续，提高钻孔作业效率；
52.转环5上侧设置的支环3上设置有焊接枪头21，焊接枪头21能够对钻杆7之间衔接的位置进行焊接加强，提高钻杆7连接的稳定性，且支环3与转环5之间减速传动连接，让焊接枪头21能够随着钻杆7的旋转同步差速旋转，从而能够实现焊接枪头21对钻杆7衔接处整圈的焊接；
53.转环5上侧设置有钻杆定位夹臂8，钻杆定位夹臂8的作用是对钻杆进行定位夹持，让钻杆能够快速的对齐至固定位置，使得钻杆之间的衔接安装更加方便。
54.水文地质勘探孔主要用于取样、动态观测以及后期改造为水井，本技术中钻杆7的内部设置为空心结构，第一根进入地下的钻杆7侧壁开设通孔，让地下水能够进入其中钻杆7中，通过勘探采样设备，将钻杆7中水分抽出，可达到采样目的，钻杆7之间牢固的焊接，使得钻杆7的衔接不易断裂，从而能够长期的作为勘探采样使用，达到动态观测目的，后期不再作为勘探使用时，钻杆7的衔接处通过焊接密封，形成一整条完整的管道，所以从空心结构的钻杆7中能够直接抽出地下水，能够达到改造为水井使用的目的。
55.钻杆7的端部之间相互插接配合，且钻杆7的两端分别设置有第一平面齿环71和第二平面齿环72，第一平面齿环71和第二平面齿环72的结构相匹配；钻杆7的其中一端外径与另一端的内径相匹配，能够实现插合连接，第一平面齿环71和第二平面齿环72能够啮合连接，两者连接后，使得钻杆7之间能够同步旋转；
56.转环5的内壁上开设有滑槽52，滑槽52内滑动设置有滑键53，固定环架6的内壁上开设有环形的导流槽61，导流槽61与滑槽52相连通，且导流槽61连通有液压接头62，液压接头62设置于固定环架6的外壁上；
57.钻杆7的外壁上开设有键槽，该键槽的结构和滑键53突出滑槽52一端的结构相匹配；液压接头62与液压泵和油箱连接，通过液压接头62向导流槽61内注入液压油，能够使滑槽52内的滑键53被挤压顶出，滑键53被顶出滑槽52后能够嵌合进入钻杆7外壁上的键槽内，使得转环5与钻杆7之间形成传动连接，让钻杆7能够被转环5带动旋转，且滑键53与钻杆7上键槽的连接是可控的，通过抽出滑槽52内的液压油，能够让滑键53缩回滑槽52，使得转环5
与钻杆7分离，从而实现转环5可分离的套接在钻杆7外；
58.滑槽52和滑键53均为“t”字形结构；该结构使得滑键53能够在滑槽52内滑移而不会脱离。
59.转环5的底部设置有锥齿环54，锥齿环54的一侧垂直啮合连接有驱动锥齿轮19，驱动锥齿轮19的一侧连接有电机18，电机18固定安装于升降台4上；电机18通过驱动锥齿轮19带动锥齿环54旋转，进而带动转环5旋转。
60.转环5的外壁上固定套设有第一齿环51，支环3的外壁上固定套设有第二齿环31，第二齿环31和第一齿环51之间通过减速传动齿轮轴20连接，减速传动齿轮轴20转动设置于固定环架6上；
61.减速传动齿轮轴20上套设有小齿轮201和大齿轮202，小齿轮201与第二齿环31啮合连接，而大齿轮202与第一齿环51啮合连接；转环5能够通过减速传动齿轮轴20带动支环3旋转，让支环3与转环5之间能够同步的差速转动，使得支环3上的焊接枪头21能够环绕钻杆7衔接处的一圈进行焊接，实现对钻杆7衔接处的全面焊接。
62.升降台4的四周滑动连接有机架2，且升降台4的顶部连接有第一升降控制液压缸1，第一升降控制液压缸1固定设置于机架2上；第一升降控制液压缸1的伸缩能够对升降台4进行上下推拉，使得升降台4能够沿着机架2上下滑动，实现升降。
63.焊接枪头21滑动穿设于支环3的侧壁上，且焊接枪头21的一侧连接有伸缩缸22，伸缩缸22固定设置于支环3上；伸缩缸22可以是电缸，其作用是对焊接枪头21精准推拉，控制焊接枪头21与钻杆7衔接处的焊接距离；
64.焊接枪头21和伸缩缸22均通过导电滑环与供电线连接；
65.焊接枪头21的位置与钻杆7端部的位置相对应；焊接枪头21的高度位置是固定的，转环5与钻杆7上键槽的连接位置也是固定的，所以焊接枪头21能够始终对准钻杆7之间的衔接位置。
66.钻杆定位夹臂8通过支架9与升降架10连接，升降架10的两侧与机架2滑动连接，且升降架10上设置有第二升降控制液压缸11，第二升降控制液压缸11的一端连接有立架41，立架41固定设置于升降台4上；
67.钻杆定位夹臂8为圆弧形结构，该圆弧形结构与钻杆7外壁的结构相匹配，钻杆定位夹臂8至少设置有两根，2根钻杆定位夹臂8对称设置于支架9的两侧，并且2根钻杆定位夹臂8相远离的一侧分别通过液压缸82与支架9连接，液压缸82与钻杆定位夹臂8和支架9均为铰接；
68.2根钻杆定位夹臂8相靠近的一侧分别设置有滚轮81，滚轮81为水平旋转方向，且滚轮81沿着钻杆定位夹臂8等距均匀分布有若干个；钻杆7能够被夹入2根钻杆定位夹臂8之间，2根钻杆定位夹臂8在液压缸82的推动下能够将钻杆7夹紧，让钻杆7到达准确的位置，促使钻杆7与转环5对齐，且钻杆定位夹臂8内壁上的滚轮81能够与钻杆7滚动连接，使得钻杆7在被夹持的状态下还能够稳定旋转。
69.机架2的顶部设置有卷扬机14，卷扬机14上卷设有吊绳15，吊绳15的中部支撑有支撑滑轮13，支撑滑轮13的一侧连接有横向设置的滑轮调节液压缸12，滑轮调节液压缸12固定设置于机架2的顶部，吊绳15远离卷扬机14的一端连接有夹持机构16；夹持机构16能够对钻杆7夹持，而卷扬机14能够收卷和放卷吊绳15，吊绳15收卷时能够将钻杆7上拉吊起，而放
卷时，能够让夹持机构16下降，重新与新的钻杆7连接。
70.夹持机构16包括底架163，底架163的四周设置有延伸架162，延伸架162远离底架163的一端转动连接有省力夹臂161，省力夹臂161的一端与钻杆7的外壁上开设的键槽的结构相匹配，且省力夹臂161的另一端铰接有推拉杆164的一端，推拉杆164的另一端铰接有螺纹套筒165的外壁，螺纹套筒165的中间穿设有螺杆166，螺杆166的一端连接有螺杆驱动电机167，底架163的一端转动连接有吊耳168，吊耳168与吊绳15系扣连接；
71.夹持钻杆7时，螺杆驱动电机167通过带动螺杆166旋转，能够让螺纹套筒165沿着螺杆166直线移动，螺纹套筒165移动后，能够将推拉杆164撑开，使得省力夹臂161的一端远离底架163，让省力夹臂161的另一端靠近钻杆7上的键槽，实现自动的夹持钻杆7，且省力夹臂161与延伸架162的转动连接点距离推拉杆164一端的长度大于省力夹臂161与延伸架162的转动连接点距离另一端的长度，从而实现省力夹持。
72.固定环架6的下侧设置有扶正盘17，扶正盘17为圆环形结构，且扶正盘17的四周内壁上对称开设有凹槽，该凹槽内滑动设置有滑块173，滑块173靠近扶正盘17中心的一侧设置有优弧形槽，该优弧形槽内滚动设置有滚珠171，且滑块173的另一侧连接有推拉液压缸172，推拉液压缸172固定设置于扶正盘17上；钻杆7能够穿设于扶正盘17的中间，扶正盘17四周分布的滑块173能够对钻杆7的四周施加均匀稳定支撑力，让钻杆7稳定保持竖直，且滑块173内壁上的滚珠能够与钻杆7滚动连接，使得钻杆7能够流畅的旋转，而且滑块173由推拉液压缸172支撑，使得滑块173对钻杆7的支撑是可分离的，便于钻杆7向扶正盘17中间的插入。
73.工作原理：启动电机18，电机18通过驱动锥齿轮19带动锥齿环54旋转，进而带动转环5旋转，转环5再带动钻杆7旋转，同时第一升降控制液压缸1伸长将升降台4向下推压，使得钻杆7能够向地下加压旋转，进行钻孔作业；
74.加接新的钻杆7时，利用夹持机构16对新的钻杆7的一端夹持，而后卷扬机14收卷吊绳15，将钻杆7上拉吊起，滑轮调节液压缸12推动支撑滑轮13横移，让吊绳15拉着新的钻杆7横移到达钻杆定位夹臂8之间位置，钻杆7能够被夹入2根钻杆定位夹臂8之间，2根钻杆定位夹臂8在液压缸82的推动下能够将钻杆7夹紧，让钻杆7到达准确的位置，促使钻杆7与转环5对齐，且钻杆定位夹臂8内壁上的滚轮81能够与钻杆7滚动连接，使得钻杆7在被夹持的状态下还能够稳定旋转；
75.而后第二升降控制液压缸11拉动钻杆定位夹臂8下移，使被夹持的钻杆7同步下移，让新的钻杆7与之前的钻杆7插接固定，使得2根钻杆7之间能够同步旋转，钻杆7两端的第一平面齿环71和第二平面齿环72能够啮合连接，两者连接后，使得钻杆7之间能够稳定的同步旋转；
76.接着，焊接枪头21启动，对钻杆7之间的衔接处进行焊接加强，转环5能够通过减速传动齿轮轴20带动支环3旋转，让支环3与转环5之间能够同步的差速转动，使得支环3上的焊接枪头21能够环绕钻杆7衔接处的一圈进行焊接，从而实现对钻杆7衔接处的全面焊接；
77.焊接完成后，通过抽出滑槽52内的液压油，能够让滑键53缩回滑槽52，使得转环5与钻杆7分离，第一升降控制液压缸1拉动升降台4上移，让转环5内壁上的滑键53到达新的钻杆7外壁上的键槽位置，通过液压接头62向导流槽61内注入液压油，能够使滑槽52内的滑键53被挤压顶出，滑键53被顶出滑槽52后能够嵌合进入钻杆7外壁上的键槽内，使得转环5
与钻杆7之间形成传动连接，让钻杆7能够被转环5带动旋转，继续进行钻孔作业；
78.从而能够在钻杆7旋转钻孔的过程中，对新的钻杆7进行连接，不耽误作业时间，让钻孔工作更加连续，提高钻孔作业效率。