本公開(kāi)涉及工程鉆探領(lǐng)域，尤其涉及一種集鉆探標(biāo)貫測(cè)試于一體化的多功能勘探鉆機(jī)及鉆探標(biāo)貫方法。

背景技術(shù)：

1、在高鐵線路建設(shè)、高速公路建設(shè)、大型倉(cāng)儲(chǔ)基地等項(xiàng)目建設(shè)前的設(shè)計(jì)中，需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鉆探以對(duì)地質(zhì)取芯研究地下礦藏，還需要進(jìn)行標(biāo)貫以獲取不同深度的土壤硬度。

2、現(xiàn)有技術(shù)采用中勘探鉆機(jī)在向土壤鉆進(jìn)一段深度后，在進(jìn)行取芯或標(biāo)貫測(cè)試時(shí)，由于取芯機(jī)構(gòu)和標(biāo)貫機(jī)構(gòu)與動(dòng)力頭均在同一條垂直線上，取芯時(shí)動(dòng)力頭的存在必然會(huì)影響取芯工作，并且標(biāo)貫測(cè)試時(shí)，標(biāo)貫錘也會(huì)落入到動(dòng)力頭上。當(dāng)前，主要采用的方法是，取芯時(shí)操作人員將動(dòng)力頭圍繞其轉(zhuǎn)軸翻轉(zhuǎn)一定角度，標(biāo)貫測(cè)試時(shí)，將鉆機(jī)移走，再將標(biāo)貫機(jī)開(kāi)設(shè)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行標(biāo)貫測(cè)試，整個(gè)過(guò)程需要兩臺(tái)機(jī)器輪流作業(yè)，導(dǎo)致工作過(guò)程繁瑣，勞動(dòng)效率極低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開(kāi)提供一種集鉆探標(biāo)貫測(cè)試于一體化的多功能勘探鉆機(jī)及鉆探標(biāo)貫方法。

2、具體地，本公開(kāi)是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、第一方面，本公開(kāi)實(shí)施例提供一種集鉆探標(biāo)貫測(cè)試于一體化的多功能勘探鉆機(jī)，包括：

4、基座；

5、桅桿總成，被配置為安裝、支撐和導(dǎo)向用部件，包括桅桿主體，其中，所述桅桿主體通過(guò)一樞接軸固定于所述基座上；

6、動(dòng)力頭總成，設(shè)置于所述桅桿主體上，具有驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)芯軸；

7、卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，包括卷?yè)P(yáng)筒和牽引鋼絲繩，所述牽引鋼絲繩一端與所述卷?yè)P(yáng)筒連接，另一端繞過(guò)所述桅桿總成并連接牽引掛鉤；

8、標(biāo)貫測(cè)試機(jī)構(gòu)，包括貫入器、觸探桿和標(biāo)貫錘，所述標(biāo)貫錘具有中心通孔，上表面形成有螺接掛耳的螺接孔；其中，

9、所述動(dòng)力頭總成，被設(shè)置成可沿第一方向自由滑動(dòng)，并且沿與所述第一方向垂直的第二方向在第一位置與第二位置之間做限制性平移；

10、所述驅(qū)動(dòng)器包括第一動(dòng)力馬達(dá)和第二動(dòng)力馬達(dá)，所述第一動(dòng)力馬達(dá)與所述第二動(dòng)力馬達(dá)并聯(lián)式設(shè)置，其中，所述第一動(dòng)力馬達(dá)具有第一驅(qū)動(dòng)軸，所述第二動(dòng)力馬達(dá)具有第二驅(qū)動(dòng)軸，所述第一驅(qū)動(dòng)軸和所述第二驅(qū)動(dòng)軸被設(shè)置成單獨(dú)或共同為所述驅(qū)動(dòng)芯軸提供扭矩。

11、在一些實(shí)施例中，所述第一動(dòng)力馬達(dá)和所述第二動(dòng)力馬達(dá)為同步柱塞馬達(dá)，所述同步柱塞馬達(dá)包括傳感器和轉(zhuǎn)速控制器，其中，所述傳感器布置在所述第一驅(qū)動(dòng)軸和所述第二驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)力輸出端處，被配置為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和負(fù)載狀況，所述轉(zhuǎn)速控制器分別與所述傳感器和控制系統(tǒng)通信電連接，被配置為對(duì)所述同步柱塞馬達(dá)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和扭矩平衡。

12、在一些實(shí)施例中，所述動(dòng)力頭總成具有第一安裝平面，其截面呈近似等腰梯形，所述第一動(dòng)力馬達(dá)和所述第二動(dòng)力馬達(dá)分別對(duì)稱設(shè)置于所述第一安裝平面兩側(cè)底角處，所述驅(qū)動(dòng)芯軸被設(shè)置在所述第一安裝平面的中心位置處，并通過(guò)減速機(jī)構(gòu)分別與所述第一動(dòng)力馬達(dá)和所述第二動(dòng)力馬達(dá)傳動(dòng)連接。

13、在一些實(shí)施例中，所述動(dòng)力頭總成包括上箱體、下箱體以及容置于所述上箱體和所述下箱體圍合形成的容置空間內(nèi)的第一聯(lián)軸器、第二聯(lián)軸器、第一減速機(jī)構(gòu)、第二減速機(jī)構(gòu)、軸承組和主驅(qū)動(dòng)輪；其中，

14、所述第一、第二動(dòng)力馬達(dá)分別通過(guò)所述第一、第二聯(lián)軸器與所述第一、第二減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，所述第一、第二減速機(jī)構(gòu)與所述主驅(qū)動(dòng)輪嚙合傳動(dòng)，所述主驅(qū)動(dòng)輪與所述驅(qū)動(dòng)芯軸鍵合連接。

15、在一些實(shí)施例中，所述第一減速機(jī)構(gòu)和所述第二減速機(jī)構(gòu)具有相同的減速比，所述減速比為1:2.6。

16、在一些實(shí)施例中，還包括設(shè)置在所述動(dòng)力總成與所述桅桿主體之間滑移機(jī)架，所述滑移機(jī)架包括第一滑移板、第二滑移板、導(dǎo)向軸套、導(dǎo)向桿、第一驅(qū)動(dòng)油缸和第二驅(qū)動(dòng)油缸，其中，

17、所述第一滑移板的一側(cè)面沿第一方向與所述桅桿主體滑動(dòng)式連接，所述第一驅(qū)動(dòng)油缸軸對(duì)稱布置在所述桅桿主體兩側(cè)，并驅(qū)動(dòng)所述第一滑移板沿所述桅桿主體上下滑動(dòng)；所述第一滑移板的另一側(cè)面沿第二方向安裝固定所述第二驅(qū)動(dòng)油缸和所述導(dǎo)向桿，

18、所述第二滑移板朝向所述第一滑移板的一側(cè)面設(shè)置有與所述導(dǎo)向桿對(duì)應(yīng)的所述導(dǎo)向軸套，并且所述第二驅(qū)動(dòng)油缸的活塞桿與所述第二滑移板固定連接；所述動(dòng)力頭總成布置于所述第二滑移板的另一側(cè)面。

19、在一些實(shí)施例中，還包括第一夾緊器和第二夾緊器，所述第一夾緊器設(shè)置于所述動(dòng)力頭總成底部，并與所述驅(qū)動(dòng)芯軸相連接，用于夾緊鉆桿；

20、所述第二夾緊器固定安裝于所述桅桿本體的底部，用于夾緊貫入器。

21、在一些實(shí)施例中，所述第二夾緊器包括夾緊器箱體和相對(duì)設(shè)置的兩組夾緊機(jī)構(gòu)；其中，所述夾緊器箱體固定安裝在所述桅桿本體底部的所述樞接軸上，并且沿第一方向形成有一貫通孔；所述夾緊機(jī)構(gòu)沿第二方向?qū)ΨQ布置在所述貫通孔兩側(cè)，且所述夾緊機(jī)構(gòu)至少包括夾緊油缸和夾頭體。

22、在一些實(shí)施例中，當(dāng)所述動(dòng)力頭總成處于第一位置時(shí)，所述第一夾緊器與所述第二夾緊器的中心軸線重合；當(dāng)所述動(dòng)力頭總成處于第二位置時(shí)，所述標(biāo)貫錘被所述卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)輸送所述第一位置正上方，并且使得其中心通孔的中心線與所述第二夾緊器的中心軸線重合。

23、第二方面，本公開(kāi)實(shí)施例提供一種鉆探標(biāo)貫方法，使用第一方面的集鉆探標(biāo)貫測(cè)試于一體的多功能勘探鉆機(jī)，其中，

24、鉆探時(shí)，自動(dòng)控制所述動(dòng)力頭總成處于第一位置，并驅(qū)動(dòng)鉆桿向下鉆進(jìn)至目標(biāo)深度；

25、取芯時(shí)，自動(dòng)切換所述動(dòng)力頭總成處于第二位置，卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)收緊牽引鋼絲繩將芯管向上提升，完成取芯；

26、標(biāo)貫測(cè)試時(shí)，自動(dòng)控制所述動(dòng)力頭總成處于第二位置，所述卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)將標(biāo)貫錘吊裝至所述第一位置正上方預(yù)設(shè)位置后，進(jìn)行勘探標(biāo)貫錘擊作業(yè)。

27、根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例，采用并聯(lián)式動(dòng)力馬達(dá)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力頭總成，由兩臺(tái)并聯(lián)動(dòng)力馬達(dá)可以實(shí)現(xiàn)高效能的能量傳遞和轉(zhuǎn)換，快速響應(yīng)和高可靠性；通過(guò)將動(dòng)力頭設(shè)置成能夠在第一位置和第二位置自由平移切換的結(jié)構(gòu)，使得勘探鉆機(jī)能夠滿足鉆進(jìn)、取芯和標(biāo)貫測(cè)試等多功能應(yīng)用場(chǎng)景，即可利用一臺(tái)移動(dòng)式鉆機(jī)同時(shí)完成鉆進(jìn)、取芯和標(biāo)貫測(cè)試工作，大大簡(jiǎn)化工作流程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化目的，提高勞動(dòng)效率。

28、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請(qǐng)。

技術(shù)特征：

1.一種集鉆探標(biāo)貫測(cè)試于一體的多功能勘探鉆機(jī)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集鉆探標(biāo)貫測(cè)試于一體的多功能勘探鉆機(jī)，其特征在于，所述第一動(dòng)力馬達(dá)和所述第二動(dòng)力馬達(dá)為同步柱塞馬達(dá)，所述同步柱塞馬達(dá)包括傳感器和轉(zhuǎn)速控制器，其中，所述傳感器布置在所述第一驅(qū)動(dòng)軸和所述第二驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)力輸出端處，被配置為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和負(fù)載狀況，所述轉(zhuǎn)速控制器分別與所述傳感器和控制系統(tǒng)通信電連接，被配置為對(duì)所述同步柱塞馬達(dá)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和扭矩平衡。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集鉆探標(biāo)貫測(cè)試于一體的多功能勘探鉆機(jī)，其特征在于，所述動(dòng)力頭總成具有第一安裝平面，其截面呈近似等腰梯形，所述第一動(dòng)力馬達(dá)和所述第二動(dòng)力馬達(dá)分別對(duì)稱設(shè)置于所述第一安裝平面兩側(cè)底角處，所述驅(qū)動(dòng)芯軸被設(shè)置在所述第一安裝平面的中心位置處，并通過(guò)減速機(jī)構(gòu)分別與所述第一動(dòng)力馬達(dá)和所述第二動(dòng)力馬達(dá)傳動(dòng)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集鉆探標(biāo)貫測(cè)試于一體的多功能勘探鉆機(jī)，其特征在于，所述動(dòng)力頭總成包括上箱體、下箱體以及容置于所述上箱體和所述下箱體圍合形成的容置空間內(nèi)的第一聯(lián)軸器、第二聯(lián)軸器、第一減速機(jī)構(gòu)、第二減速機(jī)構(gòu)、軸承組和主驅(qū)動(dòng)輪；其中，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集鉆探標(biāo)貫測(cè)試于一體的多功能勘探鉆機(jī)，其特征在于，所述第一減速機(jī)構(gòu)和所述第二減速機(jī)構(gòu)具有相同的減速比，所述減速比為1:2.6。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集鉆探標(biāo)貫測(cè)試于一體的多功能勘探鉆機(jī)，其特征在于，還包括設(shè)置在所述動(dòng)力總成與所述桅桿主體之間滑移機(jī)架，所述滑移機(jī)架包括第一滑移板、第二滑移板、導(dǎo)向軸套、導(dǎo)向桿、第一驅(qū)動(dòng)油缸和第二驅(qū)動(dòng)油缸，其中，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集鉆探標(biāo)貫測(cè)試于一體的多功能勘探鉆機(jī)，其特征在于，還包括第一夾緊器和第二夾緊器，所述第一夾緊器設(shè)置于所述動(dòng)力頭總成底部，并與所述驅(qū)動(dòng)芯軸相連接，用于夾緊鉆桿；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集鉆探標(biāo)貫測(cè)試于一體的多功能勘探鉆機(jī)，其特征在于，所述第二夾緊器包括夾緊器箱體和相對(duì)設(shè)置的兩組夾緊機(jī)構(gòu)；其中，所述夾緊器箱體固定安裝在所述桅桿本體底部的所述樞接軸上，并且沿第一方向形成有一貫通孔；所述夾緊機(jī)構(gòu)沿第二方向?qū)ΨQ布置在所述貫通孔兩側(cè)，且所述夾緊機(jī)構(gòu)至少包括夾緊油缸和夾頭體。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的集鉆探標(biāo)貫測(cè)試于一體的多功能勘探鉆機(jī)，其特征在于，當(dāng)所述動(dòng)力頭總成處于第一位置時(shí)，所述第一夾緊器與所述第二夾緊器的中心軸線重合；當(dāng)所述動(dòng)力頭總成處于第二位置時(shí)，所述標(biāo)貫錘被所述卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)輸送所述第一位置正上方，并且使得其中心通孔的中心線與所述第二夾緊器的中心軸線重合。

10.一種鉆探標(biāo)貫方法，其特征在于，使用如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的集鉆探標(biāo)貫測(cè)試于一體的多功能勘探鉆機(jī)，其中，

技術(shù)總結(jié)
本公開(kāi)提供一種集鉆探標(biāo)貫測(cè)試于一體的多功能勘探鉆機(jī)及鉆探標(biāo)貫方法，所述鉆機(jī)包括基座、桅桿總成、動(dòng)力頭總成、卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)和標(biāo)貫測(cè)試機(jī)構(gòu)；所述動(dòng)力頭總成，被設(shè)置成可沿第一方向自由滑動(dòng)，并且沿與所述第一方向垂直的第二方向在第一位置與第二位置之間做限制性平移；所述驅(qū)動(dòng)器包括并聯(lián)式動(dòng)力馬達(dá)，為所述驅(qū)動(dòng)芯軸提供扭矩。根據(jù)本公開(kāi)，僅利用一臺(tái)勘探鉆機(jī)即可同時(shí)完成鉆進(jìn)、取芯和標(biāo)貫測(cè)試工作，大大簡(jiǎn)化工作流程，提高勞動(dòng)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：張鶴,董克飛,文章涵,賈若
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東中勘機(jī)械有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9