[发明专利]一种集多种钻头于一体的直推式采样设备

说明书

本发明公开一种集多种钻头于一体的直推式采样设备。该设备包括工作架体和主缸，工作架体上设有螺旋动力头和冲击动力头，螺旋动力头和冲击动力头分别与主缸连接，并且可沿工作架体上下移动；工作架体上还设有夹持器、回转轴和回转动力头，夹持器位于冲击动力头的下方并与主缸连接，可沿工作架体上下移动；夹持器固定在回转轴上；回转动力头包括依次连接的马达、变速箱和回转器，回转器设置在夹持器下方。本发明的设备通过集成回转钻头，可以同时进行直推式和回转冲击钻探取样，能够完成直推取样、直压建井、螺旋建井等工作。

技术领域

本发明涉及一种集多种钻头于一体的直推式采样设备，属于工程机械的技术领域。

背景技术

土壤非均质性强，且具有隐蔽性，必须采取合适的钻探手段，才能取得具有代表性的土壤样品，用于对地块的土壤性质进行分析。《建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则》(HJ 25.2-2019)、《土壤质量土壤采样技术指南》(GB/T 36197-2018)、《重点行业企业用地调查样品采集保存和流转技术规定》等技术导则中规定用于环境调查的土壤样品必须是非扰动的。

国内的SH30型钻机一般通过利用机械动力，使用钢索在一定范围内反复的提升和落下锤头以提供冲击力进行钻进和土壤无扰动取样。该钻机使用移动钻塔，钻塔由柴油发动机驱动的绞盘(1t-2t)和约6m高三角铁塔构成。钢索冲击钻机价格便宜，有一定的机动性，能在大部分场地进行钻探取样，在正确操作的前提下能够取得连续、无扰动的土壤样品。但该技术功能(钻探工艺、配套工具)单一，取样操作复杂，效率低，产生的切削浮土较多，不仅增加了二次污染和操作人员的风险，而且增加了整个取样的工期和成本。

直接推进式钻探技术是指利用钻机自身重力和外加敲击锤的冲击力(液压驱动)将钻具直接贯入土壤进行采样。直接推进式较钢索冲击钻探扰动性低；机动性强且操作简单；钻进速率大约为钢索冲击法的5-10倍；同时钻探过程中不产生任何浮土，减少了二次污染和操作人员的风险，无处置污染浮土的额外花费；尤其是可以使用MC5钻探工艺在细沙层地层中进行取样，而钢索冲击法无法在沙层和杂填层有效取样；另外直推式钻进配套有大量的钻具和钻探工艺，可以根据地层和污染物的不同进行切换，其配套的原位检测工具可以实现对污染土壤的地层性质和污染情况进行原位、实时和连续的随钻随测，大大提高了污染地块调查的针对性和效率。但是，由于钻机自身重力及冲击钻头冲击力有限，在某些复杂或坚硬地层很难有效完成采样工作。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，为了有效应对不同地层条件下的土壤采样工作，最大限度地提高土壤采样的效率，减少调查过程产生的经济与时间成本，本发明提出一种集螺旋钻头、冲击钻头、回转钻头于一体的直推式采样设备。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种集多种钻头于一体的直推式采样设备，包括工作架体和主缸，工作架体上设有螺旋动力头和冲击动力头，螺旋动力头和冲击动力头分别与主缸连接，并且可沿工作架体上下移动，所述工作架体上还设有夹持器、回转轴和回转动力头，夹持器位于冲击动力头的下方并与所述主缸连接，可沿工作架体上下移动；所述夹持器固定在回转轴上；回转动力头包括依次连接的马达、变速箱和回转器，回转器设置在所述夹持器下方。

进一步地，所述冲击动力头中心、夹持器中心、回转器中心在一条直线上。

进一步地，所述夹持器通过固定销固定在工作架体上。

进一步地，所述采样设备包括动力组件，动力组件包括发动机、液压泵、柴油箱和液压油箱，液压泵与发动机连接。

进一步地，所述采样设备包括卷扬机，卷扬机包括卷筒、液压马达、底座、平衡阀和制动器，卷筒安装在所述工作架体顶部。

进一步地，所述采样设备包括液压操控系统，液压操控系统固定在所述工作架体上。