本發(fā)明涉及一種用于野外地質取樣中手持鉆機使用的便攜野外巖石取樣裝置及方法，主要用于山嶺、交通和能源不便地區(qū)的小型輕便化取樣鉆孔設備，實現(xiàn)高效高質巖芯取樣。

背景技術：

在淺層取樣過程中，手持鉆機具有體積小、重量輕、效率高、操作簡單、運輸方便等特點，可以廣泛應用于地質調查填圖、物探爆破孔、化探巖石取樣、環(huán)境和農業(yè)地質調查取樣、道路基礎勘探及路面質量檢測取樣等各種施工作業(yè)中。

目前手持鉆機主要有汽油發(fā)動機、供水系統(tǒng)、鉆桿、轉換器、鉆頭以及取芯工具構成，然而鉆桿、轉換器和鉆頭的拆卸仍然顯得麻煩，并且?guī)r芯鉆成以后需要使用取芯工具隔斷，工序相對復雜，在操作過程中，容易造成巖芯的損壞，不利于取樣的質量保證。目前的手持鉆機，包括其它形式的便攜式鉆機，普遍存在上述問題，尤其對于巖芯的截取，直接影響了取芯樣本的質量。目前的取芯工具多采用端部凸緣進行巖芯截割，取芯效率低，質量差，難以達到理想的取芯效果。

針對上述技術背景，本發(fā)明特提供一種便攜野外巖石取樣裝置及方法，該裝置直接和手持鉆機快速連接，并一次性完成鉆井和取芯工藝，實現(xiàn)高效高質獲得取芯樣本的目的。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：為了解決野外巖芯取樣質量差、效率低的問題，特提供一種便攜野外巖石取樣裝置及方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種便攜野外巖石取樣裝置，是由快接筒、調節(jié)螺套、上調心軸承、中心管、滑塊、環(huán)蓋、推筒、推力軸承、取芯爪、彈簧、扶正筒、錐筒、下調心軸承和取芯鉆頭構成；其結構特征是：快接筒外圓上部設置一圈環(huán)槽，環(huán)槽下部設置為花鍵體，快接筒外圓中部設置為公傳動絲杠，快接筒下部周向均勻設置三條軸向通槽，快接筒內腔中部設置一圈臺階面；中心管上端周向均勻設置四個傳動爪，中心管外圓上部設置一圈凸起臺階，中心管下端周向均勻設置三個定位槽和三個定位凸臺；快接筒外圓上部環(huán)槽和花鍵體和手持鉆機的機架接口快速連接，中心管上端的四個傳動爪和手持鉆機的動力輸出軸快速對接；中心管置入快接筒內腔，上調心軸承安裝在快接筒內腔中部的臺階面上；推筒外圓上部設置一圈環(huán)形凹槽；環(huán)蓋內腔下端設置一圈凸起臺階，環(huán)蓋上端和調節(jié)螺套下端絲扣連接；調節(jié)螺套內腔上部設置為母傳動絲杠，調節(jié)螺套內腔上部母傳動絲杠和快接筒外圓中部公傳動絲杠嚙合；三個滑塊分別安裝在快接筒下部三條軸向通槽內，三個滑塊的內側均安裝在推筒外圓上部的環(huán)形凹槽內，三個滑塊的外側均安裝在環(huán)蓋內腔下端的凸起臺階上；扶正筒外圓下部周向均勻設置六個扶正翼，扶正筒內腔下端設置一圈凸起臺階；扶正筒上端和快接筒下端絲扣連接，下調心軸承安裝扶正筒內腔下端凸起臺階上；推力軸承上端面和推筒下端面接觸，推力軸承下端面和取芯爪上端面接觸；取芯爪上部設置為環(huán)形筒體，取芯爪下部周向均勻設置三個彈片，三個彈片下端分別設置有三個切割爪，切割爪外側設置為圓錐面，切割爪內側設置有切削刃；取芯爪套在中心管外圓下部，取芯爪的三個切割爪分別安裝在中心管下端的三個定位槽內；錐筒外圓中部設置一圈凸起臺階，錐筒內腔上部設置為圓錐面，錐筒內腔上部圓錐面上周向均勻設置三個沉槽；中心管下端三個定位凸臺插入錐筒內腔上部三個沉槽內，中心管和錐筒連接位置處焊接固定；彈簧安裝在錐筒外圓中部的凸起臺階上；取芯鉆頭上端和錐筒下端絲扣連接；取芯鉆頭下端周向均勻設置有切削齒，取芯鉆頭外圓周向均勻設置有排屑槽。

本發(fā)明提供一種便攜野外巖石取樣裝置及方法，快接筒外圓上部環(huán)槽和花鍵體與手持鉆機的機架接口快速連接，中心管上端的四個傳動爪和手持鉆機的動力輸出軸快速對接；快接筒和扶正筒不轉動，中心管、錐筒和取芯鉆頭轉動取芯；當鉆達設計深度時，旋轉調節(jié)螺套，調節(jié)螺套推動滑塊、推筒、推力軸承、取芯爪軸向下移；取芯爪在周向下移的過程中，切割爪受到錐筒內腔上部圓錐面作用，彈片變形，切割爪徑向收攏，切割爪和中心管、錐筒同步旋轉，切割巖芯，將該位置處巖芯徑向切割，形成縮徑；調節(jié)螺套旋進至極限位置，上提手持鉆機和本便攜野外巖石取樣裝置，取出巖芯樣本。

本發(fā)明的有益效果是：(1)本發(fā)明可以和手持鉆機快速對接，操作方便；(2)本發(fā)明可以有效鉆入巖層，形成巖芯，并快速割取巖芯，一次完成操作，無需多次上提下放；(3)本發(fā)明扶正筒不旋轉，有效降低取芯過程中和地層的摩擦，提高鉆進效率；(4)本發(fā)明鉆成即可取芯，避免巖芯受到損傷，保證取芯樣本的質量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明便攜野外巖石取樣裝置的結構示意圖；

圖2是圖1中a-a截面剖視圖；

圖3是圖1中b-b截面剖視圖；

圖4是中心管的三維結構示意圖；

圖5是取芯爪的三維結構示意圖；

圖6是錐筒的三維結構示意圖；

圖7是取芯鉆頭的三維結構示意圖；

圖中：1.快接筒、2.調節(jié)螺套、3.上調心軸承、4.中心管、5.滑塊、6.環(huán)蓋、7.推筒、8.推力軸承、9.取芯爪、10.彈簧、11.扶正筒、12.錐筒、13.下調心軸承、14.取芯鉆頭、41.傳動爪、42.定位槽、43.定位凸臺、91.彈片、92.切割爪、121.沉槽。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明一種便攜野外巖石取樣裝置，是由快接筒1、調節(jié)螺套2、上調心軸承3、中心管4、滑塊5、環(huán)蓋6、推筒7、推力軸承8、取芯爪9、彈簧10、扶正筒11、錐筒12、下調心軸承13和取芯鉆頭14構成；其結構特征是：如圖2所示，快接筒1外圓上部設置一圈環(huán)槽，環(huán)槽下部設置為花鍵體，快接筒1外圓中部設置為公傳動絲杠，快接筒1下部周向均勻設置三條軸向通槽，快接筒1內腔中部設置一圈臺階面；快接筒1外圓上部環(huán)槽和花鍵體與手持鉆機的機架接口快速連接，中心管4上端的四個傳動爪41和手持鉆機的動力輸出軸快速對接；中心管4置入快接筒1內腔，上調心軸承3安裝在快接筒1內腔中部的臺階面上；推筒7外圓上部設置一圈環(huán)形凹槽；環(huán)蓋6內腔下端設置一圈凸起臺階，環(huán)蓋6上端和調節(jié)螺套2下端絲扣連接；調節(jié)螺套2內腔上部設置為母傳動絲杠，調節(jié)螺套2內腔上部母傳動絲杠和快接筒1外圓中部公傳動絲杠嚙合；三個滑塊5分別安裝在快接筒1下部三條軸向通槽內，三個滑塊5的內側均安裝在推筒7外圓上部的環(huán)形凹槽內，三個滑塊5的外側均安裝在環(huán)蓋6內腔下端的凸起臺階上；如圖3所示，扶正筒11外圓下部周向均勻設置六個扶正翼，扶正筒11內腔下端設置一圈凸起臺階；扶正筒11上端和快接筒1下端絲扣連接，下調心軸承13安裝扶正筒11內腔下端凸起臺階上；推力軸承8上端面和推筒7下端面接觸，推力軸承8下端面和取芯爪9上端面接觸；取芯爪9套在中心管4外圓下部，取芯爪9的三個切割爪92分別安裝在中心管4下端的三個定位槽42內；中心管4下端三個定位凸臺43插入錐筒12內腔上部三個沉槽121內，中心管4和錐筒12連接位置處焊接固定；彈簧10安裝在錐筒12外圓中部的凸起臺階上；取芯鉆頭14上端和錐筒12下端絲扣連接。

如圖4所示，中心管4上端周向均勻設置四個傳動爪41，中心管4外圓上部設置一圈凸起臺階，中心管4下端周向均勻設置三個定位槽42和三個定位凸臺43。

如圖5所示，取芯爪9上部設置為環(huán)形筒體，取芯爪9下部周向均勻設置三個彈片91，三個彈片91下端分別設置有三個切割爪92，切割爪92外側設置為圓錐面，切割爪92內側設置有切削刃。

如圖1和圖6所示，錐筒12外圓中部設置一圈凸起臺階，錐筒12內腔上部設置為圓錐面，錐筒12內腔上部圓錐面上周向均勻設置三個沉槽121。

如圖7所示，取芯鉆頭14下端周向均勻設置有切削齒，取芯鉆頭14外圓周向均勻設置有排屑槽。

本發(fā)明提供一種便攜野外巖石取樣裝置及方法，快接筒1外圓上部環(huán)槽和花鍵體與手持鉆機的機架接口快速連接，中心管4上端的四個傳動爪41和手持鉆機的動力輸出軸快速對接；快接筒1和扶正筒11不轉動，中心管4、錐筒12和取芯鉆頭14轉動取芯；當鉆達設計深度時，旋轉調節(jié)螺套2，調節(jié)螺套2推動滑塊5、推筒7、推力軸承8、取芯爪9軸向下移；取芯爪9在周向下移的過程中，切割爪92受到錐筒12內腔上部圓錐面作用，彈片91變形，切割爪92徑向收攏，切割爪92和中心管4、錐筒12同步旋轉，切割巖芯，將該位置處巖芯徑向切割，形成縮徑；調節(jié)螺套2旋進至極限位置，上提手持鉆機和本發(fā)明，取出巖芯樣本。