[发明专利]一种城市松散地层用冷冻取样装置

说明书

本申请公开了一种城市松散地层用冷冻取样装置，涉及地质勘探取样设备领域，其包括外管，外管的一端设置有钻头，外管内设置有连通钻头的岩心管，外管内设置有冷冻机构，冷冻机构用于将岩心管靠近钻头的一端进行冷冻；外管背离钻头的一端设置有冲洗液入口通道，外管与岩心管之间形成连通冲洗液入口通道的水流通道，并且钻头上设置有连通水流通道的排水流道。本申请具有以下优点和效果：通过增设冷冻机构对岩心管内的岩心进行冷冻，将松散的岩心封闭在岩心管内，避免提钻取芯过程中岩心出现掉落，提高松散底层的取芯率。

技术领域

本申请涉及地质勘探取样设备领域，特别涉及一种城市松散地层用冷冻取样装置。

背景技术

现代工业民用大型高层建筑多以第四纪砂卵石覆盖层为基础, 一部分水电工程建筑物也建筑在砂卵石覆盖层上。查明这类地层的结构、分层、物理力学性质、渗透性等,特别是砂层的分布和性状, 是保障建筑物质量和安全的基础，因此在取样时应力求保持原有层位、原始成分和颗粒级配。

然而，砂卵砾石地层一般胶结程度差、松散、破碎,并且在钻头取样过程中,获取的岩心怕冲洗液水流冲蚀、怕震动、怕磨蚀，因此在提钻取芯过程中极易发生岩心掉落的问题，导致在该类型地层中的取芯率较低，有待改进。

发明内容

为了提高松散底层的取芯率，本申请的目的是提供一种城市松散地层用冷冻取样装置。

本申请提供的一种城市松散地层用冷冻取样装置采用如下的技术方案：一种城市松散地层用冷冻取样装置，包括外管，所述外管的一端设置有钻头，所述外管内设置有连通所述钻头的岩心管，所述外管内设置有冷冻机构，所述冷冻机构用于将所述岩心管靠近所述钻头的一端进行冷冻；所述外管背离所述钻头的一端设置有冲洗液入口通道，所述外管与所述岩心管之间形成连通所述冲洗液入口通道的水流通道，并且所述钻头上设置有连通所述水流通道的排水流道。

通过采用上述技术方案，当使用上述取样装置时，利用钻头的引导，将外管钻入地层内，此时岩心沿着钻头进入岩心管内，实现岩心的储存。随后启动冷冻机构，利用冷冻机构对岩心管靠近钻头的一端制冷，并对岩心进行冷冻固定，从而将松散的岩心封闭在岩心管内，避免提钻取芯过程中岩心出现掉落，提高松散底层的取芯率。并且在取芯过程中，将冲洗液沿着冲洗液入口通道注入水流通道内，随后冲洗液沿着排水流道排出，并沿着外管与钻孔的孔壁之间的缝隙回流至地层上。在冲洗液的流动过程中，实现钻头的冷却，保证钻头的正常工作，同时也对钻孔的孔壁进行保护，避免孔洞出现坍塌现象。并且在冲洗液的回流过程中，可以自动将钻屑带出钻孔内，保证钻孔的洁净度，避免钻屑对钻头造成干扰，从而保证钻头的正常工作。

可选的：所述冷冻机构包括位于所述外管内的冷源，所述冷源上设置有冷冻管，所述岩心管靠近所述钻头的一端内部设置有连通所述冷冻管的冷冻流道。

通过采用上述技术方案，当对岩心管内的岩心进行冷冻时，控制冷源开启，此时冷源释放液氮，并将液氮排放至冷冻流道内，随后即可对岩心管内的岩心进行冷冻储存。因此通过结构简洁，并采用液氮作为冷源的冷冻原材料，实现岩心管内岩心的高效冷却和快速冷却，进而实现取样装置的快速取样。

可选的：所述冷冻流道呈螺旋状设置，且背离所述冷冻管的一端连通所述排水流道。

通过采用上述技术方案，通过设置螺旋状的冷冻流道，增加液氮的运动时间和运动路径，进而实现岩心管内岩心的稳定冷冻，保证液氮的正常流动和高效冷冻。

可选的：所述冷冻管包括所述冷源相连通的第一管体以及与所述冷冻流道相连通的第二管体，所述第二管体的外壁套设有滑动管；所述第一管体嵌设并滑动连接于所述滑动管，并且所述外管内设置有用于驱动所述冷源滑移的驱动机构；所述第一管体和所述第二管体相互靠近的一端均设置有开关阀，并且当一对所述开关阀相互抵触压紧时，所述第一管体连通所述第二管体。