[發明專利]一種螺旋與直推鉆進結合的無擾動土壤采樣工具和方法

在審

• 申請號: 201810751100.6
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN108627363A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 吳翩翩;尹業新;徐敏;李寧
• 申請（專利權）人: 南京貽潤環境科技有限公司
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 施婷婷

本發明公開了一種螺旋與直推鉆進結合的無擾動土壤采樣工具，包括驅動帽軸、中空螺旋鉆、鉆桿、調整鉆桿、連接件、軸承組件、取樣管和鉆頭，中空螺旋鉆套設在依次連接的鉆桿、調整鉆桿、連接件、軸承組件和取樣管外側，驅動帽軸設在中空螺旋鉆頂端，中空螺旋鉆與鉆桿的頂端連為一體，中空螺旋鉆帶動鉆桿、調整鉆桿和連接件同步旋轉下壓，取樣管通過軸承組件只直壓取樣不發生旋轉。本發明還公開了一種螺旋與直推鉆進結合的無擾動土壤采樣方法。本發明有效采集土壤樣品，并能夠保證土壤樣品的無擾動性和樣品量，進而有利于保證土壤取樣結果的準確性；此外，還可以合理利用取樣形成的土孔，實現土壤取樣和地下水監測井建立同步完成。

技術領域

本發明屬于土壤采樣技術領域，涉及一種土壤采樣工具，特別涉及一種螺旋與直推鉆進結合的無擾動土壤采樣工具和方法。

背景技術

樣品采集在場地污染調查中是一項非常重要的工作，采樣質量的好壞對取得的場地污染調查資料真實性至關重要。不具有代表性的樣品、錯層錯位的樣品、受到交叉污染的樣品不僅不能真實反映土壤真實理化狀態和污染程度，甚至會對研究者造成誤導，進而影響對場地土壤污染狀態的判斷，影響后續的修復、監測等工作的決策。

針對如何取出原始狀態的土樣問題，研究者們開發出適應不同地質情況的采樣設備和方法，用來完成土壤采樣作業。土壤剖面樣品的采集一般采用挖坑法和鉆孔法，其中挖坑法雖然能夠取到不同深度的原狀土壤樣品，但是工作量比較大、效率低，而且這種取樣方式所挖掘的面積比較大，因此對周圍環境破壞比較大。鉆孔法是采用人力或者機械力把鉆桿鉆入土壤層中，這種方式相比于挖坑法，減小了挖掘面積，降低了對取樣位置周圍環境的破壞。

直接推進式土壤取樣方法是鉆孔法中的一種，它是通過推進、貫入和振動的方式將取樣頭、鉆桿、井管鉆進沉積物或者軟巖中，以快速采集代表性的土壤、土壤氣體和地下水樣品。直接推進技術不引入水或者其他鉆井液，相較傳統的地質勘探取樣方法，對土壤的擾動更小，更適合污染場地的樣品采集，因此在國內外污染場地調查和修復中得到廣泛推廣和應用。然而在應用該技術進行土壤取樣的過程，也發現其一些缺點：直接推進所需的驅動力比傳統回轉鉆進要大，鉆進過程中會產生土層壓縮，當鉆探深度較大時，鉆桿與孔壁產生的摩擦力會形成巨大的阻力，造成了其鉆進深度較小；配套工具管徑較小，有時不能滿足實驗室測試樣品量的需求。

縱觀已有的無擾動土壤取樣技術，或是直接推進取樣的方式，壓縮率大、鉆進深度受限，或是傳統農業土壤工具的改進，取樣深度局限在5米以內，均不能很好地完成連續無擾動深層土壤樣品采集，且不能解決堅硬地層、碎石地層等復雜情況下的土壤樣品采集。另外以上現有技術的取樣設備在樣品采集完成后，均沒有對形成的土孔做很好的處理和安全利用。

因此，需要設計一種新的取樣工具和方法，既能保留直接推進取樣技術的優勢，又能突破其在采樣深度上的限制，同時取得更大量的土壤樣品，滿足更多測試指標的測試量要求。

發明內容

為了克服采用現有直接推進土壤取樣時，土壤壓縮率較大、取樣深度受限、取樣量較小的缺陷，本發明的目的在于提供一種螺旋與直推鉆進結合的無擾動土壤采樣工具，其能夠有效采集土壤樣品，并能夠保證土壤樣品的無擾動性和樣品量，進而有利于保證土壤取樣結果的準確性。此外，還可以合理利用取樣形成的土孔，實現土壤取樣和地下水監測井建立同步完成。

本發明的另一目的在于提供一種螺旋與直推鉆進結合的無擾動土壤采樣方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種螺旋與直推鉆進結合的無擾動土壤采樣工具，包括驅動帽軸、中空螺旋鉆、鉆桿、調整鉆桿、連接件、軸承組件、取樣管和鉆頭，中空螺旋鉆套設在依次連接的鉆桿、調整鉆桿、連接件、軸承組件、取樣管和鉆頭外側，中空螺旋鉆的外部盤繞有螺旋截齒；所述驅動帽軸設置在中空螺旋鉆頂端，中空螺旋鉆與鉆桿的頂端連接設置為一個整體，中空螺旋鉆帶動鉆桿、調整鉆桿和連接件同步旋轉下壓，所述取樣管通過軸承組件只直壓取樣不發生旋轉。