一种煤田钻孔内巨厚煤层连续取样装置及取样方法与流程

本发明涉及取样，具体为一种煤田钻孔内巨厚煤层连续取样装置。

背景技术：

1、在地质历史发展过程中，同一地质时期形成并大致连续发育的含煤岩系分布区称煤田。煤田大多表现为盆地形态，故又称煤盆地；煤田分为3种类型：一是暴露式煤田。煤系出露良好。二是半暴露式煤田。根据下伏岩系的出露，可以圈出部分边界的煤田。三是隐伏煤田。煤系大部分被掩覆，无法确定边界的煤田。

2、在煤田地质勘探的工作中需要使用到取样装置，对煤田地质的土壤进行取样，后期再对土壤进行分析和研究等工作。

3、对于传统的取样装置，若想要取出不同位置的土壤样品，则需要工作人员反复手动操作，其过程较为繁杂，耗费人力。

4、于是我们提出一种煤田钻孔内巨厚煤层连续取样装置，解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种煤田钻孔内巨厚煤层连续取样装置，具备驱动机构，以便于驱动若干个取样管依次进行取样工作，驱动机构能够驱动取样管进行快速旋转，并且同时向下移动插入土壤内部进行取样，再向上移动恢复原位，解决了对于传统的取样装置，若想要取出不同位置的土壤样品，则需要工作人员反复手动操作，其过程较为繁杂，耗费人力的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤田钻孔内巨厚煤层连续取样装置，包括顶板，以及固定在顶板下表面的支撑腿，所述顶板下方设置有至少两个取样管，所述顶板外侧设置有驱动机构。

3、优选的，所述驱动机构包括位于每个取样管上方且固定在顶板侧边上的u形架，所述顶板下表面转动连接有被外部驱动设备所带动的弧形齿条，所述u形架内转动连接有与弧形齿条间歇性啮合的齿轮一，所述u形架上贯穿有与其转动连接且能够上下移动的花键轴，所述花键轴表面套设有位于u形架内且与齿轮一相互啮合的齿轮二，所述取样管固定安装在齿轮二下端，所述齿轮二的尺寸远小于齿轮一的尺寸。

4、优选的，所述驱动机构还包括位于u形架下方且与齿轮一同轴固定的蜗杆，所述u形架下表面垂直固定有矩形板，所述矩形板上转动连接有与蜗杆相互啮合的蜗轮，以及与蜗轮同轴固定的摆杆，所述摆杆一端垂直固定有推杆，所述u形架上贯穿有能够上下移动的限位杆，所述限位杆下端固定有位于u形架下方的条形框，所述推杆滑动连接在条形框内。

5、优选的，所述条形框下表面固定连接有折弯杆，所述折弯杆一端固定连接有被花键轴贯穿的矩形块，所述花键轴表面套接有两个位于矩形块上下两侧的环形板。

6、优选的，所述取样管包括固定在花键轴下端的上板，以及转动连接在上板上且对称分布的两个弧形板，所述u形架下方设置有用于驱动两个弧形板的卸料机构。

7、优选的，所述卸料机构包括与弧形板同轴固定的齿轮三，以及固定在上板下表面的插杆，所述插杆下端伸缩插接有环形齿条，所述环形齿条位于两个齿轮三之间且与其相互啮合，所述插杆和上板内均设置有磁力块，且两个磁力块相互吸引，所述u形架下表面垂直固定有两个长杆，两个所述长杆的下端共同固定有环形套，所述环形齿条下表面固定连接有t形杆。

8、优选的，所述顶板外侧设置有用于清理地面杂物的清理机构，所述清理机构包括垂直固定在u形架上表面的管道一，所述管道一表面固定连接有两个对称分布且均与管道一相互连通的管道二和管道三，所述管道二上固定安装有进气阀，所述管道三上固定安装有出气阀，所述管道三的自由端固定连接有折弯管。

9、优选的，所述花键轴上端固定连接有一端延伸至管道一内的活塞杆，所述活塞杆的自由端固定连接有位于管道一内的活塞板。

10、优选的，包括以下步骤：

11、s1、选取取样地点

12、选取一个合适的取样地点，可以直接将装置直接放在地上，进行连续性取样工作，也可以将装置安装在车上，每取出一个样本后就更换位置，让每个取样管取出不同地方的样本；

13、s2、清理地面

14、在进行取样工作之前将地面上的杂物清理掉，例如一些枯枝落叶或者塑料袋；

15、s3、连续取样

16、通过驱动机构，来驱动若干个取样管依次进行取样工作，驱动机构能够驱动取样管进行快速旋转，并且同时向下移动插入土壤内部进行取样，再向上移动恢复原位，完成取样工作；

17、s4、卸下土壤样本

18、初始状态下，两个弧形板处于倾斜状态，即张口状，通过设置卸料机构，以便于在弧形板向下移动时，驱动两个弧形板旋转至竖直状态，合并成管状，以便于取样工作；当两个弧形板取出土壤样品，向上移动时，卸料机构能够驱动弧形板往反方向旋转，恢复倾斜状，从而使弧形板内的土壤样品掉落，完成自动卸料的工作。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

20、1、通过设置驱动机构，以便于驱动若干个取样管依次进行取样工作，驱动机构能够驱动取样管进行快速旋转，并且同时向下移动插入土壤内部进行取样，再向上移动恢复原位。

21、2、初始状态下，两个弧形板处于倾斜状态，即张口状，通过设置卸料机构，以便于在弧形板向下移动时，驱动两个弧形板旋转至竖直状态，合并成管状，以便于取样工作；

22、当两个弧形板取出土壤样品，向上移动时，卸料机构能够驱动弧形板往反方向旋转，恢复倾斜状，从而使弧形板内的土壤样品掉落，完成自动卸料的工作。

23、3、通过设置清理机构，以便于在进行取样工作之前将地面上的杂物清理掉，例如一些枯枝落叶或者塑料袋。

技术特征：

1.一种煤田钻孔内巨厚煤层连续取样装置，包括顶板(1)，以及固定在顶板(1)下表面的支撑腿(2)，其特征在于：所述顶板(1)下方设置有至少两个取样管(3)，所述顶板(1)外侧设置有驱动机构(4)。

2.根据权利要求1所述的一种煤田钻孔内巨厚煤层连续取样装置，其特征在于：所述驱动机构(4)包括位于每个取样管(3)上方且固定在顶板(1)侧边上的u形架(41)，所述顶板(1)下表面转动连接有被外部驱动设备所带动的弧形齿条(42)，所述u形架(41)内转动连接有与弧形齿条(42)间歇性啮合的齿轮一(43)，所述u形架(41)上贯穿有与其转动连接且能够上下移动的花键轴(44)，所述花键轴(44)表面套设有位于u形架(41)内且与齿轮一(43)相互啮合的齿轮二(45)，所述取样管(3)固定安装在齿轮二(45)下端，所述齿轮二(45)的尺寸远小于齿轮一(43)的尺寸。

3.根据权利要求2所述的一种煤田钻孔内巨厚煤层连续取样装置，其特征在于：所述驱动机构(4)还包括位于u形架(41)下方且与齿轮一(43)同轴固定的蜗杆(46)，所述u形架(41)下表面垂直固定有矩形板(47)，所述矩形板(47)上转动连接有与蜗杆(46)相互啮合的蜗轮(48)，以及与蜗轮(48)同轴固定的摆杆(49)，所述摆杆(49)一端垂直固定有推杆(410)，所述u形架(41)上贯穿有能够上下移动的限位杆(411)，所述限位杆(411)下端固定有位于u形架(41)下方的条形框(412)，所述推杆(410)滑动连接在条形框(412)内。

4.根据权利要求3所述的一种煤田钻孔内巨厚煤层连续取样装置，其特征在于：所述条形框(412)下表面固定连接有折弯杆(413)，所述折弯杆(413)一端固定连接有被花键轴(44)贯穿的矩形块(414)，所述花键轴(44)表面套接有两个位于矩形块(414)上下两侧的环形板(415)。

5.根据权利要求4所述的一种煤田钻孔内巨厚煤层连续取样装置，其特征在于：所述取样管(3)包括固定在花键轴(44)下端的上板(31)，以及转动连接在上板(31)上且对称分布的两个弧形板(32)，所述u形架(41)下方设置有用于驱动两个弧形板(32)的卸料机构(5)。

6.根据权利要求5所述的一种煤田钻孔内巨厚煤层连续取样装置，其特征在于：所述卸料机构(5)包括与弧形板(32)同轴固定的齿轮三(51)，以及固定在上板(31)下表面的插杆(52)，所述插杆(52)下端伸缩插接有环形齿条(53)，所述环形齿条(53)位于两个齿轮三(51)之间且与其相互啮合，所述插杆(52)和上板(31)内均设置有磁力块，且两个磁力块相互吸引，所述u形架(41)下表面垂直固定有两个长杆(55)，两个所述长杆(55)的下端共同固定有环形套(56)，所述环形齿条(53)下表面固定连接有t形杆(54)。

7.根据权利要求2所述的一种煤田钻孔内巨厚煤层连续取样装置，其特征在于：所述顶板(1)外侧设置有用于清理地面杂物的清理机构(6)，所述清理机构(6)包括垂直固定在u形架(41)上表面的管道一(61)，所述管道一(61)表面固定连接有两个对称分布且均与管道一(61)相互连通的管道二(62)和管道三(63)，所述管道二(62)上固定安装有进气阀(64)，所述管道三(63)上固定安装有出气阀(65)，所述管道三(63)的自由端固定连接有折弯管(66)。

8.根据权利要求7所述的一种煤田钻孔内巨厚煤层连续取样装置，其特征在于：所述花键轴(44)上端固定连接有一端延伸至管道一(61)内的活塞杆(67)，所述活塞杆(67)的自由端固定连接有位于管道一(61)内的活塞板(68)。

9.一种用于煤田钻孔内巨厚煤层连续取样装置的取样方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种煤田钻孔内巨厚煤层连续取样装置及取样方法，包括顶板，以及固定在顶板下表面的支撑腿，顶板下方设置有至少两个取样管，顶板外侧设置有驱动机构，驱动机构包括位于每个取样管上方且固定在顶板侧边上的U形架，顶板下表面转动连接有被外部驱动设备所带动的弧形齿条，U形架内转动连接有与弧形齿条间歇性啮合的齿轮一，U形架上贯穿有与其转动连接且能够上下移动的花键轴，花键轴表面套设有位于U形架内且与齿轮一相互啮合的齿轮二，取样管固定安装在齿轮二下端，齿轮二的尺寸远小于齿轮一的尺寸。本发明，通过设置驱动机构，以便于驱动若干个取样管依次进行取样工作。

技术研发人员：王盼盼,李磊
受保护的技术使用者：山东省煤田地质局第三勘探队
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15