[其他]軟土砂礫倒卡式自控離合長筒工程地質取樣器

無效

• 申請號: 86102973
• 申請日: 1986-04-25
• 公開（公告）號: CN86102973A
• 公開（公告）日: 1988-03-09
• 發明（設計）人: 王蘭錕;陳紹謀;王有強
• 申請（專利權）人: 中國科學院南海海洋研究所
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E02D1/04
• 代理公司: 中國科學院廣州專利事務所
• 代理人: 郭澄聯

本發明屬于擊入式工程地質取樣器的新設計。

工程地質取樣器是在科學研究和工程設計中進行工程地質勘探、分析地層結構以及土動、靜力學研究、沉積相研究等所必需的取土工具。國內外學者以及工程技術人員已進行過長期和廣泛深入的研究。Hans????F·Winterkorn等在《基礎工程手冊》一書中有比較全面的記錄。

目前文獻記載的海上及陸上擊入式工程地質取樣器近200種，基本結構都是由沖擊接頭、內管、外管、卡簧和鉆頭組成，但都沒有自動控制離合器裝置，因此對卡簧的張開及關閉不能按照取樣的需要實行有效的自動控制，無法達到理想的取樣效果。卡簧的簧片多是向下正裝，靠復什的液壓系統或投球水壓系統控制，因此不能海陸通用。近年雖有簧片向上倒裝卡簧的取樣器出現。但因沒有自動控制離合器裝置，不能實現貫入過程中張開，提鉆時自動關閉，全靠土樣頂開卡簧，簧片抓擦土樣表面，不能實現非擾動取樣。同時簧片太軟，不能強力關閉，無法杜絕土樣脫落，不能取中粗以上原狀砂樣，更不能長筒取樣。例如Fugro公司的Wipsampler取樣管，用于海上，每次貫入土樣僅70公分。我國從法國進口的“自動超前切割靴取樣器”（Sphincter），用于陸上，只能取到中砂，粗砂以上不能取，也不能長筒取樣。國產CH-3型重力活塞取樣管，取樣長度達到7.72米，但也沒有自動控制離合器裝置，亦靠土樣頂開卡簧貫入，而且卡簧太軟，不能杜絕漏樣，因此不能取原狀砂樣，也不能海陸通用。因此現有技術還不能做到全孔連續長筒原狀取樣，特別不能取中粗以上砂礫樣，不能揭露并精確劃分微夾層及沉積相變化劇烈的各土層界面，無法達到精細分層要求，不能做到海陸通用。

本發明提供一種具有能夾緊內管，并能使內裝原狀土樣的內管在取樣結束提鉆時自動脫離卡簧的自動控制離合器裝置和在取樣時完全張開，不抓擦土樣，在提鉆時能自動強力關閉，從而實現非擾動精細分層全孔連續長筒原狀取樣的倒裝卡簧裝置的工程地質取樣器，以解決上述的存在問題。

本發明由沖擊接頭、自動控制離合器裝置、內管、外管、倒裝卡簧裝置和鉆頭所組成。

本發明的要點在于自動控制離合器裝置是由粗牙螺母2、心軸14、凸鍵管13、凹鍵環25、凹鍵環套3、滑套22、錐套23、漲箍21、定位內套7、定位接首8和自動控制彈簧裝置等部件所組成（如附圖三所示）。它一方面能夾緊內管24，使被夾緊的內管能承受1噸的重量，另一方面能使內管24和外管9在一定范圍內上下相對移動，這種上下相對移動由自動控制彈簧裝置（如附圖六所示）來自動控制，不需要復什的液壓系統或投球水壓系統控制，因此可以海陸通用直至深海取樣。倒裝卡簧裝置（如附圖四所示）是一個用強力彈性簧片排成一圈，形成一個半球狀卡簧29，可以用鉆頭接首10和短節內管導入。固定于外管9下端，簧片向上套在內管24外壁，藏于內、外管之間不出露，當內管24向上移動剛好脫離卡簧29時，簧片立即出露并自動強力關閉的裝置。這樣安裝的卡簧不抓擦土樣，并杜絕漏樣。

自動控制離合器裝置的心軸14是一個上端做成粗牙方扣絲桿、下端做成喇叭狀的中空粗厚柱狀部件。心軸頂端開口與沖擊接頭1的球閥12相接（如附圖二所示）。心軸14上端粗牙方扣絲桿外套粗牙螺母2，心軸14中段外套一個凸鍵管13，凸鍵管13的頂端用細牙螺紋連接頂圈15，凸鍵管13通過頂圈15、蓋板16和蓋板固定螺釘17與粗牙螺母2連接，使粗牙螺母2在轉動的時候能帶動凸鍵管13上下移動。凸鍵管13的上部外周有若干個凸鍵18環繞，以一定間隔均勻排列成一圈。在凸鍵管13的中部每一個凸鍵18的下方都有一個縱長形通孔叫導孔19，每一個導孔中都有一個定位螺釘20把凸鍵管13和心軸14連成一體，使凸鍵管13在心軸14上只能沿上下方向移動。心軸的喇叭狀下端外套漲箍21，漲箍是一個園筒狀，上下邊各有縱向開槽、具有縮、漲彈性的部件。漲箍21的外面是滑套22，凸鍵管13的下端用螺紋連接錐套23，錐套上緣頂住滑套22上端的內厚邊，使滑套22不能脫出凸鍵管13，只能在限定范圍內上下移動。錐套23的錐度和心軸14下端喇叭口的錐度分別與漲箍21的上、下邊錐度相配合，漲箍21和滑套22之間有一定空隙可以插入內管24。在轉動上面的粗牙螺母2時，心軸14能向上移動，使漲箍21擴張，漲箍21和滑套22之間的空隙減少，這樣構成夾持內管的裝置。