一种适用于钻探试验的垫板的制作方法

本实用新型涉及钻探试验设备领域，特别涉及一种适用于钻探试验的垫板。

背景技术：

钻探试验是一项重要的地质勘探手段，工程地质上通过钻探试验可以获取地层中不同深度处土样或岩样的样品，为地质勘探报告的编写提供有力的依据。钻探试验的过程中，由于每根钻杆的长度有限，为了将钻探试验进行到地下一定深度处，在主钻杆的下部连接不同数量的钻杆，钻机带动主钻杆向下钻进时，下部的钻杆也随之向下钻进。当钻探深度不够，需要继续添加钻杆向下钻进时，钻机首先反转主钻杆将其向上提起，然后在主钻杆与下部钻杆连接处用垫叉将下部钻杆固定，并用大扳钳将主钻杆与下部钻杆之间的螺旋接头拧开，最后在两者之间添加一根钻杆继续向下钻进。值得注意的是当钻探深度足够的深，下部钻杆的重量就会很大，若钻探试验的表层土壤不具有足够的承载力，垫叉在固定下部钻杆时会向下沉陷，起不到固定下部钻杆的目的，也不便于接下来的旋拧钻杆接头操作，这种现象在小型钻机进行深度钻探作业时表现的尤为明显。

为此，授权公告号为cn206220870u的中国专利公开了一种适用于钻探试验的垫板，所述的垫板其中相对的两侧边相互平行，垫板上设有能将垫板进行固定安装的定位孔，垫板的中央设有供钻杆穿过的中央圆孔。当需要添加钻杆时，先将垫叉卡在主钻杆与下部钻杆之间的接头下部凹槽上，并将其放置在垫板上，然后用大扳钳旋拧钻杆接头，由于垫叉卡在钻杆接头的下部凹槽上，所以在使用大扳钳卡住接头的上部凹槽旋拧时，垫叉会随之转动，并与钻机底部的滑轨接触，滑轨为垫叉提供反力，当接头拧开后，在主钻杆与下部钻杆之间添加钻杆，钻机将钻杆吊起，去除卡在接头下部凹槽上的垫叉，钻杆穿过垫板上的中心圆孔继续向下钻进。

其不足之处在于，由于垫叉卡在钻杆接头的下部凹槽上，所以在使用大扳钳卡住接头的上部凹槽旋拧时，垫叉以及下部钻杆会随之转动，直到垫叉转动到与钻机底部的滑轨抵触位置，此时工人继续转动大扳钳，才会拧松接头。若钻探深度较大时，位于钻孔内的下部钻杆自重较大，工人在带动垫叉以及下部钻杆转动时，劳动强度较大，费时费力，施工效率低下，存在一定的局限性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种适用于钻探试验的垫板，具有添加钻杆方便，提高施工效率的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种适用于钻探试验的垫板，包括垫板本体，所述垫板本体的中央开设有供钻杆穿过的中央圆孔，所述垫板本体上转动设置有圆环，所述圆环的中轴线与中央圆孔的中轴线共线，所述圆环上沿圆环的径向滑动设置有垫叉，所述垫叉包括叉柄和用于卡接钻杆接头的凹槽的叉头，所述叉柄包括固定杆和滑动穿设于固定杆内的活动杆，所述固定杆与叉头固定连接，所述垫板本体上设置有用于与活动杆抵接以防止叉柄转动的限位柱，所述限位柱沿圆环的周向均匀间隔设置有多个。

实施上述技术方案，使用时，将该垫板安装固定在钻机的底座上，使钻杆穿过中央圆孔，并使中央圆孔的轴线与钻杆的轴线共线，待需要添加钻杆时，根据主钻杆与下部钻杆之间的接头凹槽的方位，转动圆环，圆环带动垫叉转动，直到垫叉的叉头正对接头的凹槽，然后向接头处推动垫叉，使叉头与接头的凹槽卡接，然后向固定杆外拉动活动杆，最后通过大扳钳等工具旋拧接头，在旋拧的过程中，垫叉的活动杆与限位柱抵接，以提供反作用力，当接头拧开后，在主钻杆与下部钻杆之间添加钻杆，然后将垫叉抽出以使叉头脱离接头的凹槽即可；添加钻杆方便，提高施工效率。

本实用新型进一步设置为：所述固定杆内设置有第一压簧，所述第一压簧的一端与固定杆抵接、另一端与活动杆伸入固定杆内一端抵接，所述固定杆与活动杆上设置有用于防止活动杆脱离固定杆的防脱部。

实施上述技术方案，待垫叉转动到合适位置后，松开活动杆，活动杆将在第一压簧的弹力作用下，自动伸长，以使活动杆能够与限位柱抵接，操作方便。

本实用新型进一步设置为：所述防脱部包括固定设置于活动杆伸入固定杆内一端的凸块，以及固定设置于固定杆靠近活动杆一端的用于与凸块抵接的围边。

实施上述技术方案，凸块与围边抵接，起到防止活动杆脱离固定杆的目的。

本实用新型进一步设置为：所述垫板本体上开设有圆形的导槽，所述导槽的截面为t形，所述圆环的底壁固定设置有与导槽滑移连接且相适配的导向块，所述圆环的顶壁固定设置有安装块，所述安装块沿中央圆孔的径向开设有安装槽，所述叉柄滑动穿设于安装槽内。

实施上述技术方案，待垫叉与接头的凹槽卡接后，下部钻杆的重力作用在垫叉上，而圆环以及安装块起到支撑以及固定垫叉的目的，而导槽与导向块配合，起到对圆环定位的作用，保证垫叉对下部钻杆夹持稳定。

本实用新型进一步设置为：所述叉头包括两固定块，两固定块之间设有供钻杆插入的卡槽，两所述固定块相互靠近的侧壁开设有让位槽，所述让位槽内沿垂直于叉柄长度方向滑动设置有用于与钻杆接头的凹槽卡接的卡接块。

实施上述技术方案，当钻杆的直径较大时，向让位槽内推动卡接块，以减小两卡接开之间的间距，使卡接块能够与接头的凹槽卡接，适应不同尺寸钻杆的需要。

本实用新型进一步设置为：所述让位槽内设置有第二压簧，所述第二压簧的一端与让位槽的底壁抵接、另一端与卡接块抵接，所述卡接块上设置有用于防止卡接块脱离让位槽的防脱件。

实施上述技术方案，当卡接块与接头的凹槽卡接后，第二压簧的弹力驱使卡接块与凹槽抵紧，保证卡接的稳定性。

本实用新型进一步设置为：所述固定块上沿垂直于叉柄的长度方向开设有贯穿至让位槽的导向孔，所述防脱件为滑动设置于导向孔内的销柱，所述销柱与卡接块固定连接。

实施上述技术方案，在卡接块沿让位槽滑动时，销柱沿导向孔滑动，待销柱运动到导向孔靠近卡槽的一端时，销柱与导向孔的侧壁抵接，进而起到防止卡接块脱离让位槽的目的。

本实用新型进一步设置为：所述卡接块远离叉柄的侧壁设置有导向斜面，两导向斜面之间的距离由靠近卡槽向远离卡槽处依次增大。

实施上述技术方案，导向斜面的设置，在叉头插入接头的凹槽时，起到导向的作用，便于叉头插入。

综上所述，本实用新型对比于现有技术的有益效果为：

一、在旋拧的过程中，垫叉的活动杆与限位柱抵接，以提供反作用力，当接头拧开后，在主钻杆与下部钻杆之间添加钻杆，然后将垫叉抽出以使叉头脱离接头的凹槽即可；添加钻杆方便，提高施工效率；

二、当钻杆的直径较大时，向让位槽内推动卡接块，以减小两卡接开之间的间距，使卡接块能够与接头的凹槽卡接，适应不同尺寸钻杆的需要；

三、导向斜面的设置，在叉头插入接头的凹槽时，起到导向的作用，便于叉头插入。

附图说明

图1是本实用新型施工时的结构示意图；

图2是本实用新型整体的结构示意图；

图3是本实用新型垫板本体的剖视图；

图4是图3中的a部放大图；

图5是图3中的b部放大图。

附图标记：1、垫板本体；11、中央圆孔；12、限位柱；13、导槽；2、圆环；21、导向块；22、安装块；221、安装槽；3、垫叉；31、叉柄；311、固定杆；3111、第一压簧；312、活动杆；32、叉头；321、固定块；3211、导向孔；4、防脱部；41、凸块；42、围边；5、卡槽；6、让位槽；61、卡接块；62、第二压簧；63、销柱；64、导向斜面；7、钻机；71、底座；8、接头。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，一种适用于钻探试验的垫板，包括垫板本体1，垫板本体1采用钢板制成，以保证在使用时不会出现较大的变形，本实施例中，以某小型钻机7为例，钻机7固定在两个平行的底座71上，垫板本体1通过螺栓固定安装在底座71上。

如图2、3所示，垫板本体1的中央开设有供钻杆穿过的中央圆孔11，中央圆孔11的直径大于钻杆的直径，垫板本体1上转动设置有圆环2，圆环2的中轴线与中央圆孔11的中轴线共线，垫板本体1上开设有圆形的导槽13，导槽13的截面为t形，圆环2的底壁固定设置有与导槽13滑移连接且相适配的导向块21。

如图2、3所示，圆环2的顶壁固定设置有安装块22，安装块22沿中央圆孔11的径向开设有安装槽221，圆环2上沿圆环2的径向滑动设置有垫叉3，叉柄31滑动穿设于安装槽221内。

待垫叉3与接头8的凹槽卡接后，下部钻杆的重力作用在垫叉3上，而圆环2以及安装块22起到支撑以及固定垫叉3的目的，而导槽13与导向块21配合，起到对圆环2定位的作用，保证垫叉3对下部钻杆夹持稳定。

如图2、3所示，垫叉3包括叉柄31和用于卡接钻杆接头8的凹槽的叉头32，叉柄31包括固定杆311和滑动穿设于固定杆311内的活动杆312，固定杆311与叉头32固定连接，垫板本体1上设置有用于与活动杆312抵接以防止叉柄31转动的限位柱12，限位柱12沿圆环2的周向均匀间隔设置有多个。固定杆311内设置有第一压簧3111，第一压簧3111的一端与固定杆311抵接、另一端与活动杆312伸入固定杆311内一端抵接。

待垫叉3转动到合适位置后，松开活动杆312，活动杆312将在第一压簧3111的弹力作用下，自动伸长，以使活动杆312能够与限位柱12抵接，操作方便。

如图3、4所示，固定杆311与活动杆312上设置有用于防止活动杆312脱离固定杆311的防脱部4，防脱部4包括固定设置于活动杆312伸入固定杆311内一端的凸块41，以及固定设置于固定杆311靠近活动杆312一端的用于与凸块41抵接的围边42。

其中，如图3、5所示，叉头32包括两固定块321，两固定块321之间设有供钻杆插入的卡槽5，两固定块321相互靠近的侧壁开设有让位槽6，让位槽6内沿垂直于叉柄31长度方向滑动设置有用于与钻杆接头8的凹槽卡接的卡接块61，两卡接块61相邻的侧壁为平面。

当钻杆的直径较大时，向让位槽6内推动卡接块61，以减小两卡接开之间的间距，使卡接块61能够与接头8的凹槽卡接，适应不同尺寸钻杆的需要。

如图3、5所示，让位槽6内设置有第二压簧62，第二压簧62的一端与让位槽6的底壁抵接、另一端与卡接块61抵接，固定块321上沿垂直于叉柄31的长度方向开设有贯穿至让位槽6的导向孔3211，导向孔3211沿长度方向的两端均封闭，卡接块61上设置有用于防止卡接块61脱离让位槽6的防脱件，防脱件为滑动设置于导向孔3211内的销柱63，销柱63与卡接块61固定连接。

当卡接块61与接头8的凹槽卡接后，第二压簧62的弹力驱使卡接块61与凹槽抵紧，保证卡接的稳定性；而在卡接块61沿让位槽6滑动时，销柱63沿导向孔3211滑动，待销柱63运动到导向孔3211靠近卡槽5的一端时，销柱63与导向孔3211的侧壁抵接，进而起到防止卡接块61脱离让位槽6的目的。

另外，如图3、5所示，卡接块61远离叉柄31的侧壁设置有导向斜面64，两导向斜面64之间的距离由靠近卡槽5向远离卡槽5处依次增大；导向斜面64的设置，在叉头32插入接头8的凹槽时，起到导向的作用，便于叉头32插入。

具体工作过程：使用时，将该垫板安装固定在钻机7的底座71上，使钻杆穿过中央圆孔11，并使中央圆孔11的轴线与钻杆的轴线共线，待需要添加钻杆时，根据主钻杆与下部钻杆之间的接头8凹槽的方位，转动圆环2，圆环2带动垫叉3转动，直到垫叉3的叉头32正对接头8的凹槽。然后向接头8处推动垫叉3，使叉头32与接头8的凹槽卡接，然后向固定杆311外拉动活动杆312，最后通过大扳钳等工具旋拧接头8，在旋拧的过程中，垫叉3的活动杆312与限位柱12抵接，以提供反作用力，当接头8拧开后，在主钻杆与下部钻杆之间添加钻杆，然后将垫叉3抽出以使叉头32脱离接头8的凹槽即可；添加钻杆方便，提高施工效率。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。