[发明专利]一种采用连续管的水平地质勘察设备及取芯方法

说明书

本发明公开了一种采用连续管的水平地质勘察设备及取芯方法，设备包括：底盘、钻架、动力头、连续管、输送机构、外钻杆、取芯设备，卷筒总成；利用导向钻具和内平中空的外钻杆进行导向钻进；在需要取芯或地勘的区域输送连续管；连续管可携带取芯筒或其它地勘设备输送至钻进位置；连续管输送的高压流体驱动取芯设备，从而驱动钻机进行水平取芯或其他地勘需求。本发明与传统绳索取芯工艺使用的绳索不同，本发明采用的连续管通过动力头总成、输送机构卷筒总成对连续管牵引、传送和矫正，使连续管中的高压流体驱动取芯设备从而高效地对取芯设备中的取芯钻具进行输送，有效解决了水平孔输送取芯钻具困难的难题，提高了设备的水平取芯钻进效率。

技术领域

本发明属于水平钻孔设备技术领域，尤其涉及一种采用连续管的水平地质勘察设备及取芯方法。

背景技术

随着国家基础建设的持续投入，公路铁路隧道、地铁、跨海隧道的建设需求持续激增。隧道工程的线路规划、施工、支护方案等的确定均需详细且准确的地质数据作为支撑，对地下工程地质和地下资源进行勘探是必不可少的。相比垂直钻探，水平地质勘察方法近年来在钻探效率，施工成本等方面已逐步取代垂直钻探，在地质勘查中发挥了十分重要的作用。

现有的水平绳索取芯技术是利用一根取芯筒和连续绳索进行取芯作业。主要包括以下步骤：（1）拆开取芯钻具与钻杆之间的螺纹；（2）放入取芯筒；（3）以水力作为输送介质，将捞矛头与取芯筒连接；（4）动力头驱动外钻杆水平钻进；（5）取芯钻进结束后，回收绳索与取芯筒，并取出岩芯；（6）重复上述2-5操作，直至完成所有取芯计划。因此现有的水平绳索取芯技术利用水力输送，水压随水流量和流速的变化而不稳定，从而驱动捞矛头的输送效率较低；且该项技术对外钻杆内壁表面粗糙度要求较高，需要对外钻杆内壁的进行二次加工，因此额外增加了设备的使用成本；此外由于水压的不稳定性因素，在利用水力输送技术时，会经常出现取芯管卡住的情况，严重制约了整个钻探取芯的作业效率，因此该项技术亟需更新突破。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种采用连续管的水平地质勘察设备及取芯方法，本发明采用的连续管通过动力头总成、输送机构和卷筒总成对连续管进行牵引、传送和矫正，使连续管中的高压流体驱动取芯设备，从而高效地对取芯设备中的取芯钻具进行输送，有效解决了水平孔输送取芯钻具困难的难题，大大提高了设备的水平取芯钻进效率，降低综合施工成本。

技术方案：第一方面，本发明提供一种采用连续管的水平地质勘察设备，包括：

钻架，固定安装在钻架上的输送机构，移动安装在钻架上的动力头总成，连接在动力头总成一端的外钻杆，以及连接在外钻杆一端的外钻头；

其中，所述钻架的底部固定安装有底盘，所述钻架顶部一侧固定安装有与动力总成配合的滑轨；

所述动力头总成包括：卡接在滑轨上的推拉箱体，固定安装在推拉箱体上的推拉马达，固定安装在推拉箱体上的旋转箱体，设置在旋转箱体上且与外钻杆连接的旋转主轴；

所述旋转主轴、外钻杆分别为中空结构，所述外钻杆的内部一端设置有连续管，所述外钻杆的内部另一端设置有取芯设备；

所述连续管的一端插接在取芯设备中，所述连续管的另一端缠绕在卷筒总成上，所述连续管的所有中间段均通过输送机构、旋转主轴、外钻杆至取芯设备中。

在进一步的实施例中，所述输送机构包括：固定安装在钻架上的输送架，对称设置在输送架上的上组滚轮和下组滚轮，固定安装在上组滚轮一侧上的夹紧油缸，所述夹紧油缸的动力输出端与上组滚轮连接，进而带动上组滚轮相对于下组滚轮进行纵向位置的调整，从而改变上组滚轮和下组滚轮之间的间距。

在进一步的实施例中，所述输送机构还包括上组滚轮马达和下组滚轮马达，所述上组滚轮马达和下组滚轮马达的动力输出端分别与上组滚轮和下组滚轮进行传动连接，进而驱动上组滚轮相对于下组滚轮进行同步的反向运动，最终对铺设在上组滚轮和下组滚轮之间的连续管进行输送。