[發明專利]一種用于智慧礦山的地質勘查鉆探取樣裝置

有效

• 申請號: 202110013191.5
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112627754B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 肖明國;孫紅波;張彪;易煒;陰慧勝;朱寶存;姬朝輝
• 申請（專利權）人: 北京大地高科地質勘查有限公司
• 主分類號: E21B25/00
• 分類號: E21B25/00;E21B25/10
• 代理公司: 蘇州拓云知識產權代理事務所(普通合伙) 32344
• 代理人: 李亭亭

1.一種用于智慧礦山的地質勘查鉆探取樣裝置，其包括取樣連接座(1)、頭座(2)、中心取樣鉆筒(9)和多個輔助刀組(10)，其中，所述取樣連接座的一端可拆卸連接至鉆桿的端部，所述取樣連接座的另一端固定連接設置有圓柱形結構的所述頭座，所述頭座的中心處設置有中心圓柱孔(8)，所述中心圓柱孔內可伸縮的設置有所述中心取樣鉆筒(9)，其特征在于，所述中心取樣鉆筒(9)能夠隱藏于所述中心圓柱孔內，且下端能夠向下伸出所述中心圓柱孔，所述頭座上圓周陣列設置有多個所述輔助刀組(10)，所述輔助刀組能夠各自沿著所述頭座的徑向方向移動，以便朝向或者遠離所述中心取樣鉆筒運動，每個所述輔助刀組(10)均包括移動驅動座(3)、鉆孔盤(4)、鉆頭(5)和切斷刀(12)，其中，所述移動驅動座與所述頭座之間可滑動的配合連接，所述移動驅動座上可拆卸的固定設置有所述鉆孔盤，所述鉆孔盤為圓柱結構，所述鉆孔盤的端部中心設置有所述鉆頭，所述鉆頭向下伸出所述鉆孔盤，且所述鉆孔盤的中部位置設置有能夠沿著所述鉆孔盤的徑向方向伸縮的所述切斷刀(12)，所述切斷刀為圓周陣列布置在所述鉆孔盤四周的多個，所述切斷刀伸出時能夠從下部對所述中心取樣鉆筒(9)內的樣品徑向水平切斷，所述中心取樣鉆筒為中空結構。

2.根據權利要求1所述一種用于智慧礦山的地質勘查鉆探取樣裝置，其特征在于：所述頭座(2)的下端面上設置有圓周陣列的多個與所述移動驅動座一一對應的導向滑槽組，每個所述導向滑槽組包括兩個平行延伸布置的徑向導向滑槽(7)，所述導向滑槽能夠對所述移動驅動座(3)的移動進行導向。

3.根據權利要求2所述一種用于智慧礦山的地質勘查鉆探取樣裝置，其特征在于：兩個所述徑向導向滑槽(7)之間設置有驅動槽(6)，所述移動驅動座的底部設置有驅動塊，所述頭座內設置有線性驅動器，所述線性驅動器與所述驅動塊驅動連接，所述驅動塊位于所述驅動槽內滑動。

4.根據權利要求2所述一種用于智慧礦山的地質勘查鉆探取樣裝置，其特征在于：所述鉆孔盤(4)的中部設置有徑向滑動槽(13)，所述切斷刀(12)位于所述徑向滑動槽內，且可沿著所述徑向滑動槽(13)滑動，以便伸出所述鉆孔盤。

5.根據權利要求4所述一種用于智慧礦山的地質勘查鉆探取樣裝置，其特征在于：所述鉆孔盤的底部設置有圓盤型的驅動盤，所述驅動盤內設置有切斷刀驅動器，所述切斷刀驅動器的輸出端連接至所述切斷刀，以便驅動所述切斷刀在所述徑向滑動槽內移動。

6.根據權利要求5所述一種用于智慧礦山的地質勘查鉆探取樣裝置，其特征在于：所述移動驅動座內還設置有旋轉電機，所述旋轉電機的輸出端連接至所述驅動盤，以便驅動所述驅動盤高速轉動，進而驅動所述鉆孔盤(4)、鉆頭(5)以及切斷刀(12)高速轉動。

7.根據權利要求5所述一種用于智慧礦山的地質勘查鉆探取樣裝置，其特征在于：所述取樣連接座(1)內還設置有豎直布置的升降驅動器(11)，所述升降驅動器(11)能夠對所述中心取樣鉆筒(9)進行升降驅動，以便使得所述中心取樣鉆筒(9)隱藏或伸出所述中心圓柱孔。

8.根據權利要求7所述一種用于智慧礦山的地質勘查鉆探取樣裝置，其特征在于：所述升降驅動器(11)的下端設置有取樣鉆設電機，所述取樣鉆設電機的下端的輸出端與所述中心取樣鉆筒(9)驅動連接，以便驅動所述中心取樣鉆筒(9)旋轉轉動。

9.根據權利要求8所述一種用于智慧礦山的地質勘查鉆探取樣裝置，其特征在于：所述中心取樣鉆筒(9)的下端端部為圓環形的鉆設刃，且所述中心取樣鉆筒(9)可更換的設置，以便更換不同直徑大小的所述中心取樣鉆筒(9)。

10.根據權利要求7-9任意一項所述一種用于智慧礦山的地質勘查鉆探取樣裝置的鉆探取樣方法，其特征在于：其包括以下步驟：

(1)根據取樣大小，將所需合適大小的中心取樣鉆筒(9)，并根據中心取樣鉆筒(9)的外徑大小，調節好各個所述輔助刀組(10)在所述頭座的徑向方向上的位置；

(2)將所述取樣連接座的上端端部固定連接至所述鉆桿的端部，并利用鉆桿以及鉆探設備將所述取樣連接座伸入鉆井內；

(3)控制鉆桿不轉動，先利用所述輔助刀組的鉆孔盤(4)對采樣處的樣層鉆設副鉆孔，以便對所述中心取樣鉆筒(9)的鉆設位置進行定位；

(4)利用鉆孔盤(4)鉆孔后，通過所述升降驅動器(11)以及取樣鉆設電機使得所述中心取樣鉆筒(9)向下鉆設進行取樣；

(5)中心取樣鉆筒(9)向下鉆設達到取樣深度后，利用所述升降驅動器(11)驅動所述中心取樣鉆筒(9)退出；

(6)利用所述鉆孔盤(4)內的切斷刀驅動器，使得所述切斷刀(12)沿著所述鉆孔盤的徑向方向伸出，并在伸出過程中所述鉆孔盤高速旋轉，以便從所述中心取樣鉆筒(9)正下方的取樣處對取樣品進行底部徑向水平切斷，此時，控制鉆桿低速轉動，待鉆桿旋轉一圈后即可完成底部徑向水平切斷；

(7)利用中心取樣鉆筒(9)以及切斷刀(12)的配合將切斷后的樣品從鉆井中取出即可。