本發(fā)明涉及工程勘察，具體來說，是一種基于工程勘察鉆探設(shè)備的淺層氣探測裝置和探測方法。

背景技術(shù)：

1、我國地下空間開發(fā)高速發(fā)展，軌道交通隧道、建筑地下室、地下市政設(shè)施等類型的工程已得到大量開發(fā)和應用。根據(jù)已有經(jīng)驗，在沿海地區(qū)的工程勘察、基坑開挖等施工過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)以沼氣為主的地下淺層氣。若未采取合理的工程措施，淺層氣極易在施工階段或運營階段形成突涌、流砂等險情；同時沼氣具有毒性和可燃性，達到一定濃度后可造成人員中毒或發(fā)生爆炸事故，嚴重威脅現(xiàn)場人員安全，具有相當?shù)氖┕わL險。

2、以往受技術(shù)手段的限制，工程勘察階段的工作往往不包括土層中的氣體探測。而近年來隨著工程建設(shè)的需要，人們研發(fā)了集氣體探測、氣壓量測、氣體儲存等功能于一體的靜力觸探探頭，實現(xiàn)了在工程勘察階段高效探測淺層氣的目的(如公告號cn211122858u、cn218382328u的專利)。但受制于水上靜力觸探難度大、性價比低、探桿易斷裂等特點，上述類型的技術(shù)設(shè)備一般僅適用于陸上勘察中的淺層氣探測。

3、目前，可用于水上工程勘察階段的淺層氣探測技術(shù)還較為有限。公開號為cn110656926a的文件公開了一種基于鉆探設(shè)備的淺層氣探測裝置。該技術(shù)需要首先鉆探到沼氣賦存深度后敲入淺層氣探測設(shè)備進行沼氣搜集，由于實際地層的差異性和變異性使得勘察施工前往往不能準確判斷淺層氣的實際賦存深度，在實際施工時操作繁瑣、效率受限，且容易導致沼氣外泄測試結(jié)果不準確。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種基于工程勘察鉆探設(shè)備的淺層氣探測裝置和探測方法，旨在克服現(xiàn)有技術(shù)在淺層氣探測和收集方面的局限性。

2、本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種基于工程勘察鉆探設(shè)備的淺層氣探測裝置，包括：

3、鉆桿，所述鉆桿由鉆進鉆桿體和主動鉆桿體組成，所述主動鉆桿體一體連接于鉆進鉆桿體頭部并粗于鉆進鉆桿體，所述鉆進鉆桿體套裝有鉆桿套管；

4、密封部件，所述密封部件包括固定連接鉆桿套管上端的底座板，以及一對相對轉(zhuǎn)動連接于底座板上側(cè)的、可啟閉的密封蓋，所述底座板設(shè)有與鉆進鉆桿體活動配合的定位孔，在收集淺層氣時，所述主動鉆桿體下壓兩密封蓋以使兩密封蓋關(guān)緊；

5、氣體采集箱及連通管，所述氣體采集箱通過連通管與鉆桿套管接通。

6、進一步地，兩密封蓋的相對側(cè)邊設(shè)有半圓槽，在關(guān)閉狀態(tài)下，兩密封蓋的半圓槽組合為與鉆進鉆桿體相吻合的圓孔結(jié)構(gòu)。

7、進一步地，所述底座板下側(cè)一體連接有接頭，所述接頭具有容納鉆進鉆桿體上下貫通的內(nèi)腔，所述底座板通過接頭連接于鉆桿套管上端。

8、進一步地，兩密封蓋的半圓槽固定連接有氣密件，在關(guān)閉狀態(tài)下，所述氣密件密封兩密封蓋的半圓槽與鉆進鉆桿體之間的配合間隙。

9、進一步地，所述氣密件貼裝兩密封蓋的相對側(cè)邊的所有區(qū)域，在關(guān)閉狀態(tài)下，所述氣密件密封兩密封蓋的拼縫。

10、進一步地，所述密封蓋的下側(cè)表面貼裝有氣密件，在關(guān)閉狀態(tài)下，所述氣密件密封兩密封蓋與底座板之間的縫隙。

11、進一步地，與氣體采集箱接通的連通管包括導氣管和導氣軟管，所述導氣管固定連接并連通鉆桿套管，所述導氣軟管一端接通導氣管，其另一端連通氣體采集箱。

12、進一步地，在導氣軟管上設(shè)有氣壓計。

13、作為本發(fā)明的另一方面，基于上述的裝置，提出了一種方法，其包括如下步驟：

14、s1.將導氣管焊接在鉆桿套管外側(cè)，并將密封部件緊密安裝在鉆桿套管的頂部；

15、s2、使用導氣軟管依次連接導氣管、氣壓計與氣體采集箱；

16、s3、將鉆進鉆桿體穿過密封部件，使其置于鉆桿套管的內(nèi)部；

17、s4、開始鉆機鉆進施工，保持密封部件中的密封蓋處于開啟狀態(tài)；

18、s5、當鉆進鉆桿體與鉆桿套管揭露淺層氣賦存地層時，氣體從密封部件處逸出，此時,驅(qū)使兩密封蓋相對轉(zhuǎn)動并進行關(guān)閉，然后利用主動鉆桿體下壓兩密封蓋，將兩密封蓋壓緊，利用兩密封蓋對鉆桿套管的頂部形成氣密封，使鉆桿套管中的淺層氣只能通過導氣管進入氣壓計和氣體采集箱；

19、s6、利用氣壓計進行氣壓量測，利用氣體采集箱進行氣體采集。

20、本發(fā)明的有益效果在于：

21、1、采用預制設(shè)備、現(xiàn)場安裝簡便快速，提高了施工的便捷性和效率，一旦鉆探過程中淺層氣從鉆桿套管頂部逸出，通過迅速關(guān)閉密封蓋，氣體將被引導至導氣管和導氣軟管，進而進入氣壓計和氣體采集箱，實現(xiàn)氣壓量測和氣體采集；

22、2、無需提前對淺層氣賦存地層和深度進行判斷，即可在鉆探的同時實現(xiàn)淺層氣的探測和收集，簡化了施工的復雜度；

23、3、解決了現(xiàn)有的以靜探設(shè)備為基礎(chǔ)開發(fā)的淺層氣探測裝置在水域勘察施工中適用性差的問題。

技術(shù)特征：

1.一種基于工程勘察鉆探設(shè)備的淺層氣探測裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于工程勘察鉆探設(shè)備的淺層氣探測裝置，其特征在于，兩密封蓋(3.4)的相對側(cè)邊設(shè)有半圓槽，在關(guān)閉狀態(tài)下，兩密封蓋(3.4)的半圓槽組合為與鉆進鉆桿體(1.2)相吻合的圓孔結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于工程勘察鉆探設(shè)備的淺層氣探測裝置，其特征在于，所述底座板(3.1)下側(cè)一體連接有接頭(3.2)，所述接頭(3.2)具有容納鉆進鉆桿體(1.2)上下貫通的內(nèi)腔，所述底座板(3.1)通過接頭(3.2)連接于鉆桿套管(2)上端。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于工程勘察鉆探設(shè)備的淺層氣探測裝置，其特征在于，兩密封蓋(3.4)的半圓槽固定連接有氣密件(3.5)，在關(guān)閉狀態(tài)下，所述氣密件(3.5)密封兩密封蓋(3.4)的半圓槽與鉆進鉆桿體(1.2)之間的配合間隙。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于工程勘察鉆探設(shè)備的淺層氣探測裝置，其特征在于，所述氣密件(3.5)貼裝兩密封蓋(3.4)的相對側(cè)邊的所有區(qū)域，在關(guān)閉狀態(tài)下，所述氣密件(3.5)密封兩密封蓋(3.4)的拼縫。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于工程勘察鉆探設(shè)備的淺層氣探測裝置，其特征在于，所述密封蓋(3.4)的下側(cè)表面貼裝有氣密件(3.5)，在關(guān)閉狀態(tài)下，所述氣密件(3.5)密封兩密封蓋(3.4)與底座板(3.1)之間的縫隙。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項所述的一種基于工程勘察鉆探設(shè)備的淺層氣探測裝置，其特征在于，與氣體采集箱(7)接通的連通管包括導氣管(4)和導氣軟管(5)，所述導氣管(4)固定連接并連通鉆桿套管(2)，所述導氣軟管(5)一端接通導氣管(4)，其另一端連通氣體采集箱(7)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于工程勘察鉆探設(shè)備的淺層氣探測裝置，其特征在于，在導氣軟管(5)上設(shè)有氣壓計(6)。

9.一種基于權(quán)利要求8所述的基于工程勘察鉆探設(shè)備的淺層氣探測裝置執(zhí)行的探測方法，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于工程勘察鉆探設(shè)備的淺層氣探測裝置和探測方法，包括：鉆桿，鉆桿由鉆進鉆桿體和主動鉆桿體組成，主動鉆桿體一體連接于鉆進鉆桿體頭部并粗于鉆進鉆桿體，鉆進鉆桿體套裝有鉆桿套管；密封部件，密封部件包括固定連接鉆桿套管上端的底座板，以及一對相對轉(zhuǎn)動連接于底座板上側(cè)的、可啟閉的密封蓋，底座板設(shè)有與鉆進鉆桿體活動配合的定位孔，在收集淺層氣時，主動鉆桿體下壓兩密封蓋以使兩密封蓋關(guān)緊；氣體采集箱及連通管，氣體采集箱通過連通管與鉆桿套管接通。鉆探過程中淺層氣從鉆桿套管頂部逸出時，通過迅速關(guān)閉密封蓋，氣體將被引導至導氣管和導氣軟管，進而進入氣壓計和氣體采集箱，實現(xiàn)氣壓量測和氣體采集。

技術(shù)研發(fā)人員：蔡永生,梁振寧,張靜,馬睿,孫錦劍,謝飛,凌宇峰,張嘉俊,劉光明
受保護的技術(shù)使用者：上?？辈煸O(shè)計研究院（集團）股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6