一种用于获取钻孔内预定深度水样的取水装置的制作方法

本发明涉及一种取水装置，具体涉及一种用于获取地下钻孔内预定深度水样的取水装置，属于岩土工程勘察技术领域。

背景技术：

岩土工程勘察过程中，经常需要通过钻探钻孔获取某一高程或地层的地下水样，研究该地下水对岩土体的影响。目前，现有的钻探钻孔内的取水装置及取水工艺普遍存在缺陷：无法获取钻孔内预定深度水样或者获取水样精度低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于获取钻孔内预定深度水样的取水装置，它能实现钻孔内任一高程的水样采取，并且能确保获取预定深度水样的精度，有效破解了岩土工程勘察领域水样精准获取的技术难题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于获取钻孔内预定深度水样的取水装置，该装置包括从上往下顺序连接的盖头机构、缸筒机构和储水机构；缸筒机构包括筒体和活塞，盖头机构顶部与外接动力泵装置相连接，盖头机构内部有盖头通道，盖头机构底部与活塞顶部接触，活塞设置在筒体内部，活塞上设置有活塞进水孔，筒体外壁上设置有筒体外壁进水孔，活塞进水孔与筒体外壁进水孔大小相同且位于同一方向上，活塞内部有与活塞进水孔相连的圆柱型活塞过水通道，在活塞底部有一个活塞倒立凹槽，活塞倒立凹槽与筒体结构底部的筒体凹槽大小相同，且两者之间安装有弹簧，在筒体凹槽中间开有筒体凹槽过水通道，筒体凹槽过水通道与储水机构相连通。

更进一步的方案是：所述盖头机构通过设置在盖头机构上部的内螺纹与外接动力泵装置相连接。

更进一步的方案是：所述盖头机构与缸筒机构、缸筒机构与储水机构之间，均通过螺纹连接。

更进一步的方案是：所述盖头通道为盖头内沿长度方向设置的圆柱形通道。

更进一步的方案是：为了保证外接动力泵装置对于活塞的推动效果，在活塞上下两端沿圆周方向设置有环状凹槽，活塞上下两端环状凹槽内设置有密封圈；从而能够保证密封效果。

更进一步的方案是：所述储水机构底座满焊密封，储水机构内空，为圆柱状。

更进一步的方案是：所述活塞底部过水通道内径小于活塞凹槽内径。

更进一步的方案是：所述筒体凹槽中间设置圆柱形过水通道，内径小于筒体凹槽。

本发明在使用时，其安装程序是：先将弹簧置于筒体内侧的凹槽内，并将两个密封圈分别置于活塞上下两端的环状凹槽内；然后将活塞放置于弹簧上，调整活塞，使活塞进水孔与筒体外壁进水孔在同一轴向上，弹簧置于活塞凹槽与筒体凹槽中间；再将盖头机构、储水机构分别与已配装好的缸筒机构相连接，盖头机构顶部连接带有液压或气压动力泵装置。

本发明产生的有益效果是：外接动力泵装置产生的液压或气压动力通过盖头通道传递至缸筒内的活塞，推动活塞向下运动，活塞运动压缩弹簧，当活塞凹槽运动至与筒体凹槽相接触时，活塞进水孔恰好与筒体进水孔重合，此时钻孔内的水通过筒体外壁以及活塞预留进水孔进入筒体，水样在重力的作用下自流至储水机构。储水机构装满水后，动力泵装置卸载压力，弹簧回复力推动活塞向上运动，活塞进水孔与筒体进水孔分开，从而实现钻孔内预定深度水样精确采取。本发明结构简单合理，也可适用于各生产、科研单位以及因其他特定目的需采取钻孔内预定深度的水样。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例的总装结构示意图；

图2为本发明实施例中盖头机构的结构示意图；

图3为本发明实例中筒体结构示意图；

图4为本发明实施例中活塞的结构示意图；

图5为本发明实施例中储水机构的结构示意图；

其中：0-外接动力泵装置、1- 盖头机构、101- 盖头内螺纹、102- 盖头外螺纹、103- 盖头通道、2- 缸筒机构、201- 筒体内螺纹、202- 筒体外壁进水孔、203- 筒体凹槽、204- 筒体凹槽过水通道、205- 筒体外螺纹、206- 活塞上环状凹槽、207- 活塞进水孔、208- 活塞下环状凹槽、209- 活塞过水通道、210- 活塞倒立凹槽、3- 储水机构、301- 储水机构内螺纹、302- 储水机构底座。

具体实施方式

为了使本发明技术方案及优点更加清楚，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图5所示，一种用于获取钻孔内预定深度水样的取水装置，该装置包括盖头机构1、缸筒机构2和储水机构3；

盖头机构顶部设置内螺纹101与外接动力泵装置0连接；盖头机构下端设置外螺纹102与缸筒机构2丝扣连接；盖头内中空沿长度方向设置圆柱形通道103；

缸筒机构包括活塞、密封圈、弹簧和筒体，活塞上下两端沿圆周方向设置有环状凹槽206和208，密封圈置于活塞上下两端环状凹槽206和208内；活塞中部环向设置进水孔207，活塞底部设置圆形倒立凹槽210，凹槽中间设置圆形过水通道209，过水通道内径略小于活塞凹槽内径，活塞过水通道209与活塞进水孔207连通；筒体外壁环向设置进水孔202，尺寸大小与活塞进水孔207一致，筒体上下两端采用螺纹丝扣201和205连接，筒体底部内侧设置凹槽203，其尺寸规格与活塞凹槽210大小一致，筒体凹槽203中间设置圆形过水通道204，内径略小于筒体凹槽203；弹簧置于活塞凹槽210与筒体凹槽203中间。

所述储水机构上部设置内螺纹301与缸筒机构连接，底座302满焊密封，储水机构内空，为圆柱状。

在本发明的优选实施例中，如图1、图2、图3所示，盖头机构顶部设置内螺纹101，便于连接带有液压或气压动力的泵装置0，盖头机构下端设置外螺纹102，便于与缸筒机构201丝扣连接，盖头内中空沿长度方向设置圆柱形通道103，用于传递液压或气压动力推动活塞工作。

在本发明的优选实施例中，如图1、图4所示，活塞底部设置圆形倒立凹槽210，凹槽中间设置圆形过水通道209，过水通道内径略小于活塞凹槽内径，这样的设计能有效避免因弹簧堵塞活塞过水通道209造成取水困难的问题，便于取水样。过水通道209与活塞进水孔207连通，可以确保从活塞进水孔进入的水能全部通过活塞过水通道209自流至储水机构3内。

在本发明的优选实施例中，如图1、图3所示，筒体底部内侧设置凹槽203，其尺寸规格与活塞倒立凹槽210大小一致，能确保弹簧的安装固定。筒体凹槽203中间设置圆形过水通道204，其内径略小于筒体凹槽203。

如图1所示，本发明的工作原理是：液压或气压动力通过盖头机构1传递至缸筒内的活塞，推动活塞向下运动，活塞运动压缩弹簧，当活塞凹槽210运动至与筒体凹槽203相接触时，活塞进水孔207恰好与筒体进水孔202重合，此时钻孔内的水通过筒体预留孔202及活塞进水孔207进入缸筒机构2，经过活塞的过水通道209和筒体凹槽过水通道204，水样在重力着用下自流进入储水机构3。储水机构3装满水后，动力泵装置卸载，弹簧在回复力作用下推动活塞向上运动，活塞进水孔207与筒体进水孔202分开，从而实现钻孔内水样精准采取。

本发明的具体操作为：

操作前准备工作：首先，根据钻孔直径大小，加工制作适合孔径大小的盖头、筒体、活塞以及储水装置，储水机构的容积可根据一次取水样重量而定；随后选择配备合适的弹簧、密封圈零配件以及带有液压或气压动力的泵装置；再将各部件进行组装。

具体操作:(1)将取水装置放入钻孔内预定深度；(2)开启动力泵装置，将液压或气压动力加载至活塞；(3)活塞在外力作用下向下运动，取水口通道打开，开始取水；(4)取水完毕，卸载泵装置动力；(5)提出钻孔内取水装置，卸下储水机构，取出水样；(6)再次安装，进行钻孔下一预定深度水样采取。

应当理解的是，在本发明的领域，技术工作者可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。