一种地质勘探用防塌陷装置及其方法
阅读说明：本技术 一种地质勘探用防塌陷装置及其方法 (Anti-collapse device for geological exploration and method thereof ) 是由 俞梅 于 2021-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种地质勘探用防塌陷装置及其方法,包括方形架,所述方形架的内壁的左右前后均设置有支撑机构,所述方形架的前后左右侧均设置有防塌板,两个所述转杆的一端均与防塌板的内侧转动连接,本发明涉及地质勘探技术领域。该地质勘探用防塌陷装置及其方法,通过支撑机构的设置,实现了自动化支撑防塌板的功能,从防塌板钉接固定的基础上加设了支撑力,使得防塌板更加牢固,而且可根据钻井口径的大小进行自由调整,通过保险锁定机构的设置,实现了对移动块的限位,防止了钻井内壁因反向作用力挤压转杆时,两个转杆带动两个移动块对反向丝杆上的螺纹进行挤压,从而减少了移动块对反向丝杆上螺纹的磨损,延长了反向丝杆的使用寿命。(The invention discloses an anti-collapse device for geological exploration and a method thereof. The anti-collapse device for geological exploration and the method thereof have the advantages that the function of automatically supporting the anti-collapse plate is realized through the arrangement of the supporting mechanism, the supporting force is additionally arranged on the basis of the nailing and fixing of the anti-collapse plate, the anti-collapse plate is firmer, the anti-collapse plate can be freely adjusted according to the caliber of a drilling well, the limit of the moving block is realized through the arrangement of the safety locking mechanism, the situation that the inner wall of the drilling well extrudes the rotating rod due to reverse acting force is prevented, the two rotating rods drive the two moving blocks to extrude threads on the reverse lead screw, the abrasion of the moving block to the threads on the reverse lead screw is reduced, and the service life of the reverse lead screw is prolonged.)
技术领域
本发明涉及地质勘探技术领域，具体为一种地质勘探用防塌陷装置及其方法。
背景技术
地质勘探”即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，确定合适的持力层，根据持力层的地基承载力，确定基础类型，计算基础参数的调查研究活动。是在对矿产普查中发现有工业意义的矿床，为查明矿产的质和量，以及开采利用的技术条件，提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料，对一定地区内的岩石、地层、构造、矿产、水文、地貌等地质情况进行调查研究工作。
参考中国专利公开号为CN212671822U的一种地质勘探防塌装置包括箱体,所述箱体的左右两侧均安装有支撑机构；所述支撑机构包括支撑板、电机﹑螺纹杆﹑轴承.竖块、斜板、竖板.横杆和橡胶垫；左侧所述支撑板的左端固接在箱体的下方左侧内壁,所述支撑板的右侧顶端固接有电机,所述电机的输出轴固接有螺纹杆,所述螺纹杆通过轴承与箱体转动相连,所述螺纹杆的右侧外壁与竖块的中间内壁螺纹相连,所述竖块的外壁固接有斜板，所述斜板的左端固接有竖板,所述斜板的上下两侧均固接有横杆,所述横杆的左侧外壁均与橡胶垫的中间内壁相贴合,所述橡胶垫的外壁均固接在箱体的左端上下两侧内壁。使斜板上的竖板左右移动稳定,使竖板受力均匀。
在地质勘探过程中需要进行钻孔打井，但钻井如果开挖的过深容易发生塌陷，塌陷一旦发生不仅会对勘探设备造成损害，而且会让钻井内部的工作人员产生巨大危险，现有的防塌陷装置一般是将防塌陷板钉在钻井的内壁，但这种方式的防塌陷效果并不理想，缺少支撑力进行支撑，参考专利CN212671822U的一种地质勘探防塌装置，该装置解决了缺少支撑力对防塌陷板进行支撑的问题，但依然存在竖块与螺纹杆之间挤压力较大时，竖块容易磨损掉螺纹杆上螺纹的问题，缺少保险锁定功能，对螺纹杆与竖块之间进行限位，另外该装置不能对竖板进行拓展续接，在钻井过深时，防塌陷板往往需要进行续接，但现有的方式一般是通过螺栓固定，这种固定方式不仅固定效率低，而且螺栓容易遗失，另外续接的防塌陷板的连接处容易受力挤压发生侧弯，增加了塌陷的风险，对此我们提出了一种地质勘探用防塌陷装置来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种地质勘探用防塌陷装置及其方法，解决了现有的防塌陷装置防塌陷效果并不理想，以及防塌陷板拼接起来比较麻烦，而且两个防塌陷板之间容易发生侧弯的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种地质勘探用防塌陷装置，包括方形架，所述方形架的内壁的左右前后均设置有支撑机构，所述方形架的前后左右侧均设置有防塌板，两个所述转杆的一端均与防塌板的内侧转动连接，四个所述防塌板的顶部均开设有凹槽，四个所述防塌板的底部均固定连接有凸块，所述凸块的外表面与凹槽的内表面滑动连接，四个所述防塌板相对侧的顶部和底部均开设有第一滑槽，两个所述第一滑槽内壁的一侧均固定连接有固定杆，两个所述固定杆相远离的一端均滑动连接有滑管，两个所述固定杆的外表面均套设有第二弹簧，两个所述第二弹簧相远离的一端均与滑管的一端固定连接，两个所述第二弹簧的相对端均与第一滑槽的内壁固定连接，两个所述滑管相远离的一端均固定连接有连接杆，两个所述连接杆的外表面均与第一滑槽的内表面滑动连接，两个所述连接杆的一端均贯穿第一滑槽并延伸至第一滑槽的外部，两个所述连接杆相远离的一侧均固定连接有卡杆，所述方形架的前后左右侧与防塌板的内侧之间均设置有液压支撑组件；所述支撑机构中包括贯穿开设在方形架前后左右侧的竖槽，所述方形架内壁的前后左右侧均固定连接有固定架，所述固定架内壁的顶部和底部之间转动连接有反向丝杆，所述反向丝杆的顶端贯穿固定架并延伸至固定架的顶部，所述固定架的顶部固定连接有电机，所述电机的输出端通过联轴器与反向丝杆的顶端固定连接，所述反向丝杆外表面的顶部和底部均螺纹连接有移动块，两个所述移动块的外表面均与固定架的内表面滑动连接，两个所述移动块的一侧均转动连接有转杆，两个所述移动块之间设置有保险锁定机构，所述保险锁定机构中包括滑动连接在两个所述移动块内表面之间的竖杆，所述竖杆的顶端固定连接有固定块，所述竖杆的外表面且位于顶部移动块的顶部活动连接有套管，所述竖杆的左侧开设有斜槽，所述套管内壁的左侧转动连接有转板，所述转板的顶端贯穿斜槽并延伸至斜槽的内部，所述转板的外表面与斜槽的内表面卡接，所述转板与套管内壁的左侧之间固定连接有第一弹簧，所述转板的左侧固定连接有横杆，所述横杆的左端贯穿套管并延伸至套管的左侧，所述横杆的左端固定连接有第一把手，所述套管的左侧且位于横杆的前方固定连接有横管，所述横管的前侧滑动连接有限位杆，所述横杆的前侧开设有卡槽，所述限位杆的后端贯穿卡槽并延伸至卡槽的内部，所述限位杆的外表面与卡槽的内表面卡接，所述限位杆的前端固定连接有第二把手，所述套管、斜槽、转板、第一弹簧、横杆、第一把手、横管、限位杆、卡槽和第二把手在上方移动块的顶部和下方移动块的底部对称设置。
优选的，所述液压支撑组件中包括固定连接在方形架前后左右侧的控制箱，所述方形架的前后左右侧均固定连接有两个液压板。
优选的，所述控制箱与两个液压板之间均通过液压管连通，两个液压板的一侧均转动连接有两个液压杆。
优选的，两个所述液压杆的一侧设置有加固板，两个所述液压杆的活塞端均与加固板的一侧转动连接。
优选的，所述加固板另一侧的顶部和底部均开设有第二滑槽，两个所述第二滑槽内部相远离的一侧均开设有连接槽。
优选的，两个所述连接杆的一端均贯穿第二滑槽并延伸至第二滑槽的内部，两个所述连接杆的外表面均与第二滑槽的内表面滑动连接。
优选的，两个所述卡杆相远离的一端均贯穿连接槽并延伸至连接槽的内部，两个所述卡杆的外表面均与连接槽的内表面卡接。
优选的，所述防塌板和液压板的表面均开设有螺孔，所述方形架的相邻的架板之间均固定连接有抗压杆，所述方形架的八个顶角处均套设有加固套。
本发明还公开了一种地质勘探用防塌陷装置的使用方法，具体包括以下步骤：
S1、首先将整个防塌陷装置吊进钻井中，人站在井外按下遥控装置，遥控装置发出无线信号，无线信号被控制箱内的无线信号接收器接收，无线信号接收器对控制器发出指令，使得控制器带动四个电机同时转动，同时电机带动反向丝杆转动，同时反向丝杆带动两个移动块相向移动，同时两个移动块带动两个转杆转动并向外侧扩张，同时两个转杆带动防塌板对钻井的内壁进行挤压加固，进一步向下滑动套管，使得套管与顶部移动块接触，进一步拉动第二把手，使得第二把手带动限位杆滑离卡槽，受第一弹簧弹力影响，第一弹簧进行复位的同时带动转板卡进斜槽实现竖杆与套管的卡接固定，通过拉动第一把手，使得第一把手带动横杆滑动，同时横杆带动套管内部的转板转动并脱离斜槽，进一步推动第二把手，使得第二把手带动限位杆插进卡槽中从而实现套管与横杆的自由滑动。
S2、通过将上防塌板的凸块滑进下防塌板上的凹槽，使得两个防塌板完成拼接，进一步按压上防塌板和下防塌板上的连接杆，使得上防塌板的连接杆向下滑动，下防塌板的连接杆向上滑动，同时两个连接杆开始带动滑管进行滑动，同时两个滑管开始压缩第二弹簧，同时固定杆滑进滑管的内部，进一步将加固板上的两个第二滑槽对准上防塌板和下防塌板上的连接杆，松开连接杆，受第二弹簧弹力影响，第二弹簧进行复位的同时带动滑管和连接杆进行复位，同时两个连接杆带动卡杆滑进连接槽的内部，实现加固板与防塌板之间的连接。
S3、通过启动控制箱，使得控制箱里的液压油通过液压管流向两个液压板的内部，进一步液压油推动两个液压杆的活塞伸长，从而推动加固板对两个防塌板进行挤压加固。
优选的，两个所述卡杆均与连接槽的尺寸相适配。所述限位杆与卡槽的尺寸相适配。
有益效果
本发明提供了一种地质勘探用防塌陷装置及其方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
(1)、该地质勘探用防塌陷装置及其方法，通过启动电机，使得电机带动反向丝杆转动，同时反向丝杆带动两个移动块相向移动，同时两个移动块带动两个转杆转动并向外侧扩张，同时两个转杆带动防塌板对钻井的内壁进行挤压加固，进一步向下滑动套管，使得套管与顶部移动块接触，进一步拉动第二把手，使得第二把手带动限位杆滑离卡槽，受第一弹簧弹力影响，第一弹簧进行复位的同时带动转板卡进斜槽实现竖杆与套管的卡接固定，通过拉动第一把手，使得第一把手带动横杆滑动，同时横杆带动套管内部的转板转动并脱离斜槽，进一步推动第二把手，使得第二把手带动限位杆插进卡槽中从而实现套管与横杆的自由滑动，通过支撑机构的设置，实现了自动化支撑防塌板的功能，从防塌板钉接固定的基础上加设了支撑力，使得防塌板更加牢固，而且可根据钻井口径的大小进行自由调整，通过保险锁定机构的设置，实现了对移动块的限位，防止了钻井内壁因反向作用力挤压转杆时，两个转杆带动两个移动块对反向丝杆上的螺纹进行挤压，从而减少了移动块对反向丝杆上螺纹的磨损，延长了反向丝杆的使用寿命。
(2)、该地质勘探用防塌陷装置及其方法，通过将上防塌板的凸块滑进下防塌板上的凹槽，使得两个防塌板完成拼接，进一步按压上防塌板和下防塌板上的连接杆，使得上防塌板的连接杆向下滑动，下防塌板的连接杆向上滑动，同时两个连接杆开始带动滑管进行滑动，同时两个滑管开始压缩第二弹簧，同时固定杆滑进滑管的内部，进一步将加固板上的两个第二滑槽对准上防塌板和下防塌板上的连接杆，松开连接杆，受第二弹簧弹力影响，第二弹簧进行复位的同时带动滑管和连接杆进行复位，同时两个连接杆带动卡杆滑进连接槽的内部，实现加固板与防塌板之间的连接，通过凸块和凹槽的设置，方便了防塌板之间的拼接，另外加固板与防塌板之间也方便安装与拆卸，实用性很强。
(3)、该地质勘探用防塌陷装置及其方法，通过启动控制箱，使得控制箱里的液压油通过液压管流向两个液压板的内部，进一步液压油推动两个液压杆的活塞伸长，从而推动加固板对两个防塌板进行挤压加固，通过液压支撑组件的设置，使得两个防塌板的拼接处变得更加紧密稳固，也避免了防塌板受钻井内壁的压力发生侧弯，进一步降低了塌陷的风险，提高了安全性。
附图说明
图1为本发明的外部结构立体图；
图2为本发明的防塌板拼接后液压支撑状态立体图；
图3为本发明的支撑机构侧视图；
图4为本发明的支撑机构立体图；
图5为本发明图4中A处的局部放大图；
图6为本发明的套管内部结构立体图；
图7为本发明的液压支撑组件立体图；
图8为本发明的防塌板拼接状态立体图；
图9为本发明的图8中B处的局部放大图；
图10为本发明的加固板剖视图；
图11为本发明图10中C处的局部放大图；
图12为本发明的抗压杆和加固套立体图。
图中：1-方形架、2-支撑机构、3-防塌板、4-凹槽、5-凸块、6-第一滑槽、7-固定杆、8-滑管、9-第二弹簧、10-连接杆、11-卡杆、12-液压支撑组件、21-竖槽、22-固定架、23-反向丝杆、24-电机、25-移动块、26-转杆、27-保险锁定机构、271-竖杆、272-固定块、273-套管、274-斜槽、275-转板、276-第一弹簧、277-横杆、278-第一把手、279-横管、2710-限位杆、2711-卡槽、2712-第二把手、121-控制箱、122-液压板、123-液压管、124-液压杆、125-加固板、126-第二滑槽、127-连接槽、13-螺孔、14-抗压杆、15-加固套。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-12，本发明提供一种技术方案：一种地质勘探用防塌陷装置，包括方形架1，方形架1的尺寸小于钻井的口径，方形架1的内壁的左右前后均设置有支撑机构2，方形架1的前后左右侧均设置有防塌板3，防塌板3可根据钻井的形状设置为方形板或弧形板等，与钻井的内壁相贴合，两个转杆26的一端均与防塌板3的内侧转动连接，四个防塌板3的顶部均开设有凹槽4，四个防塌板3的底部均固定连接有凸块5，凸块5的外表面与凹槽4的内表面滑动连接，四个防塌板3相对侧的顶部和底部均开设有第一滑槽6，两个第一滑槽6内壁的一侧均固定连接有固定杆7，两个固定杆7相远离的一端均滑动连接有滑管8，两个固定杆7的外表面均套设有第二弹簧9，两个第二弹簧9相远离的一端均与滑管8的一端固定连接，两个第二弹簧9的相对端均与第一滑槽6的内壁固定连接，两个滑管8相远离的一端均固定连接有连接杆10，两个连接杆10的外表面均与第一滑槽6的内表面滑动连接，两个连接杆10的一端均贯穿第一滑槽6并延伸至第一滑槽6的外部，两个连接杆10相远离的一侧均固定连接有卡杆11，方形架1的前后左右侧与防塌板3的内侧之间均设置有液压支撑组件12；支撑机构2中包括贯穿开设在方形架1前后左右侧的竖槽21，方形架1内壁的前后左右侧均固定连接有固定架22，固定架22内壁的顶部和底部之间转动连接有反向丝杆23，反向丝杆23为现有技术，反向丝杆23的外表面雕刻有两段螺旋方向相反的螺纹，反向丝杆23的顶端贯穿固定架22并延伸至固定架22的顶部，固定架22的顶部固定连接有电机24，电机24采用Y160L-2伺服电机，四个电机24受控制箱121内部的控制系统控制，控制系统可控制四个电机24的同时启动与关闭，电机24的输出端通过联轴器与反向丝杆23的顶端固定连接，反向丝杆23外表面的顶部和底部均螺纹连接有移动块25，两个移动块25的外表面均与固定架22的内表面滑动连接，两个移动块25的一侧均转动连接有转杆26，两个移动块25之间设置有保险锁定机构27；保险锁定机构27中包括滑动连接在两个移动块25内表面之间的竖杆271，竖杆271的顶端固定连接有固定块272，竖杆271的外表面且位于顶部移动块25的顶部活动连接有套管273，竖杆271的左侧开设有斜槽274，套管273内壁的左侧转动连接有转板275，转板275的顶端贯穿斜槽274并延伸至斜槽274的内部，转板275的外表面与斜槽274的内表面卡接，转板275与套管273内壁的左侧之间固定连接有第一弹簧276，转板275的左侧固定连接有横杆277，横杆277的左端贯穿套管273并延伸至套管273的左侧，横杆277的左端固定连接有第一把手278，套管273的左侧且位于横杆277的前方固定连接有横管279，横管279的前侧滑动连接有限位杆2710，横杆277的前侧开设有卡槽2711，限位杆2710的后端贯穿卡槽2711并延伸至卡槽2711的内部，限位杆2710的外表面与卡槽2711的内表面卡接，限位杆2710的前端固定连接有第二把手2712，套管273、斜槽274、转板275、第一弹簧276、横杆277、第一把手278、横管279、限位杆2710、卡槽2711和第二把手2712在上方移动块25的顶部和下方移动块25的底部对称设置，液压支撑组件12中包括固定连接在方形架1前后左右侧的控制箱121，控制箱121内部设置有液压系统和控制系统，与外部电源电性连接，液压系统可控制液压油的排出和收进，控制系统包含无线信号接收器和指令控制器，无线信号接收器可接收外界无线信号，无线信号接收器将无线信号传达给指令控制器，指令控制器对四个电机进行同时控制，方形架1的前后左右侧均固定连接有两个液压板122，控制箱121与两个液压板122之间均通过液压管123连通，两个液压板122的一侧均转动连接有两个液压杆124，液压杆124采用YQL300型号液压杆，受控制箱121内部的液压控制系统控制，两个液压杆124的一侧设置有加固板125，两个液压杆124的活塞端均与加固板125的一侧转动连接，加固板125另一侧的顶部和底部均开设有第二滑槽126，两个第二滑槽126内部相远离的一侧均开设有连接槽127，两个连接杆10的一端均贯穿第二滑槽126并延伸至第二滑槽126的内部，两个连接杆10的外表面均与第二滑槽126的内表面滑动连接，两个卡杆11相远离的一端均贯穿连接槽127并延伸至连接槽127的内部，两个卡杆11的外表面均与连接槽127的内表面卡接，防塌板3和液压板122的表面均开设有螺孔13，通过螺孔13可使用螺钉将防塌板3初步钉接在钻井的内壁，可将液压板122固定在方形架1的外表面，方形架1的相邻的架板之间均固定连接有抗压杆14，方形架1的八个顶角处均套设有加固套15，抗压杆14和加固套15可增强方形架1的稳定性。
本发明还公开了一种地质勘探用防塌陷装置的使用方法，具体包括以下步骤：
S1、首先将整个防塌陷装置吊进钻井中，人站在井外按下遥控装置，遥控装置发出无线信号，无线信号被控制箱121内的无线信号接收器接收，无线信号接收器对控制器发出指令，使得控制器带动四个电机24同时转动，同时电机24带动反向丝杆23转动，同时反向丝杆23带动两个移动块25相向移动，同时两个移动块25带动两个转杆26转动并向外侧扩张，同时两个转杆26带动防塌板3对钻井的内壁进行挤压加固，通过反向丝杆23带动转杆26和防塌板3的扩张，实现了对不同尺寸钻井的加固，进一步向下滑动套管273，使得套管273与顶部移动块25接触，进一步拉动第二把手2712，使得第二把手2712带动限位杆2710滑离卡槽2711，受第一弹簧6弹力影响，第一弹簧6进行复位的同时带动转板275卡进斜槽274实现竖杆271与套管273的卡接固定，通过拉动第一把手278，使得第一把手278带动横杆277滑动，同时横杆277带动套管273内部的转板275转动并脱离斜槽274，进一步推动第二把手214，使得第二把手214带动限位杆2710插进卡槽2711中从而实现套管273与横杆277的自由滑动，通过保险锁定机构的设置，实现了对两个移动块25的安全锁定，避免了反向丝杆23上的螺纹被两个移动块25挤压磨损。
S2、通过将上防塌板3的凸块滑进下防塌板3上的凹槽4，使得两个防塌板3完成拼接，进一步按压上防塌板3和下防塌板3上的连接杆10，使得上防塌板3的连接杆10向下滑动，下防塌板3的连接杆10向上滑动，同时两个连接杆10开始带动滑管8进行滑动，同时两个滑管8开始压缩第二弹簧9，同时固定杆7滑进滑管8的内部，进一步将加固板125上的两个第二滑槽126对准上防塌板3和下防塌板3上的连接杆10，松开连接杆10，受第二弹簧9弹力影响，第二弹簧9进行复位的同时带动滑管8和连接杆10进行复位，同时两个连接杆10带动卡杆11滑进连接槽127的内部，实现加固板125与防塌板3之间的连接。
S3、通过启动控制箱121，使得控制箱121里的液压油通过液压管123流向两个液压板122的内部，进一步液压油推动两个液压杆124的活塞伸长，从而推动加固板125对两个防塌板3进行挤压加固，两个卡杆11均与连接槽127的尺寸相适配。限位杆2710与卡槽2711的尺寸相适配。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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