權(quán)利要求書： 1.一種帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)，其特征是：包括支撐架、鎧裝電纜、直管機(jī)構(gòu)、送管機(jī)構(gòu)、沖洗水泵、馬達(dá)、動(dòng)力頭、鉆桿、旋轉(zhuǎn)卡盤、夾持器、全面鉆進(jìn)鉆具、原位測(cè)試裝置、打撈器及推進(jìn)油缸、光電滑環(huán)、數(shù)據(jù)采集裝置及電腦；所述直管機(jī)構(gòu)和送管機(jī)構(gòu)固定在支撐架上；推進(jìn)油缸一端與支撐架鉸接，另一端與動(dòng)力頭連接，動(dòng)力頭置于支撐架上的滑軌上，推進(jìn)油缸的活塞桿伸縮能帶動(dòng)動(dòng)力頭在滑軌上移動(dòng)；動(dòng)力頭通過主動(dòng)鉆桿連接鉆桿，驅(qū)動(dòng)鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)；所述鎧裝電纜繞在存儲(chǔ)架上，鎧裝電纜的一端通過光電滑環(huán)與數(shù)據(jù)采集裝置連接，數(shù)據(jù)采集裝置與電腦連接；鎧裝電纜另一端穿過直管機(jī)構(gòu)、送管機(jī)構(gòu)、密封接頭與鉆桿內(nèi)的打撈器連接；密封接頭安裝在動(dòng)力頭上，密封接頭連通主動(dòng)鉆桿的內(nèi)腔；打撈器的打撈頭與全面鉆進(jìn)鉆具的撈矛頭連接實(shí)現(xiàn)堅(jiān)硬巖石地層鉆進(jìn)，或打撈器的打撈頭與原位測(cè)試裝置的撈矛頭連接實(shí)現(xiàn)松軟地層貫入路徑上采集地層的錐尖阻力、側(cè)壁摩擦力、孔隙水壓力的測(cè)試；沖洗水泵的出水口通過旋轉(zhuǎn)給水裝置與主動(dòng)鉆桿內(nèi)腔連通，旋轉(zhuǎn)給水裝置設(shè)置在動(dòng)力頭上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)，其特征是：所述直管機(jī)構(gòu)包括多組滾動(dòng)輪，多組滾動(dòng)輪固定安裝在支撐架上，每組滾動(dòng)輪包括兩個(gè)滾動(dòng)輪，兩個(gè)滾動(dòng)輪的軸線位于一豎直平面內(nèi)，多組滾動(dòng)輪軸線所在的平面相互平行。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)，其特征是：所述送管機(jī)構(gòu)包括箱體、上摩擦輪和下摩擦輪，上摩擦輪和下摩擦輪固定安裝在箱體內(nèi)，上摩擦輪和下摩擦輪軸線平行，且上摩擦輪和下摩擦輪軸線位于一豎直平面內(nèi)，該豎直平面與每組滾動(dòng)輪的軸線所在的豎直平面平行；箱體上設(shè)有供鎧裝電纜通過的通孔，下摩擦輪的輪軸通過減速器與馬達(dá)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)，其特征是：還包括旋轉(zhuǎn)卡盤、夾持器，旋轉(zhuǎn)卡盤、夾持器設(shè)置在支撐架上，位于支撐架靠近鉆孔的一端；夾持器夾持鉆桿，旋轉(zhuǎn)卡盤用于連接鉆桿和主動(dòng)鉆桿或分離鉆桿與主動(dòng)鉆桿。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)，其特征是：所述的動(dòng)力頭包括馬達(dá)、減速箱、傳動(dòng)軸及主動(dòng)鉆桿；所述的馬達(dá)安裝在減速箱上，馬達(dá)的輸出軸位于減速箱內(nèi)；馬達(dá)的輸出軸上安裝有主動(dòng)齒輪；所述的傳動(dòng)軸安裝在減速箱內(nèi)，傳動(dòng)軸上設(shè)有第一從動(dòng)齒輪Ⅰ、第二從動(dòng)齒輪Ⅱ，所述的主動(dòng)鉆桿安裝在減速箱上，主動(dòng)鉆桿上安裝有第三從動(dòng)齒輪Ⅲ；主動(dòng)齒輪與第一從動(dòng)齒輪Ⅰ嚙合，第二從動(dòng)齒輪Ⅱ與第三從動(dòng)齒輪Ⅲ嚙合；馬達(dá)的輸出軸的軸線與傳動(dòng)軸及主動(dòng)鉆桿平行；所述的主動(dòng)鉆桿伸出減速箱的一端設(shè)有螺紋，與鉆桿連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)，其特征是：密封接頭直徑大于鎧裝電纜的直徑，密封接頭與鎧裝電纜之間設(shè)有密封圈。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)，其特征是：所述的旋轉(zhuǎn)卡盤包括油馬達(dá)、齒輪箱、傳動(dòng)軸Ⅰ、傳動(dòng)軸Ⅱ、護(hù)筒、旋轉(zhuǎn)分油筒、固定分油筒、卡瓦組件及對(duì)中器；所述油馬達(dá)安裝在齒輪箱上，油馬達(dá)的輸出軸位于齒輪箱內(nèi)；油馬達(dá)的輸出軸上安裝有主動(dòng)齒輪Ⅱ；所述傳動(dòng)軸Ⅰ安裝在減速箱內(nèi)，傳動(dòng)軸Ⅰ、傳動(dòng)軸Ⅱ安裝在齒輪箱內(nèi)，傳動(dòng)軸Ⅰ上設(shè)有從動(dòng)齒輪Ⅳ、從動(dòng)齒輪Ⅴ；所述傳動(dòng)軸Ⅱ安裝在減速箱內(nèi)，傳動(dòng)軸Ⅱ上設(shè)有從動(dòng)齒輪Ⅵ、從動(dòng)齒輪Ⅶ；所述的固定分油筒安裝在齒輪箱底板上，固定分油筒側(cè)面上設(shè)有環(huán)形油槽，固定分油筒套在旋轉(zhuǎn)分油筒內(nèi)；所述的旋轉(zhuǎn)分油筒上安裝有從動(dòng)齒輪Ⅷ；主動(dòng)齒輪Ⅱ與從動(dòng)齒輪Ⅳ嚙合，從動(dòng)齒輪Ⅴ與從動(dòng)齒輪Ⅵ嚙合；從動(dòng)齒輪Ⅶ與從動(dòng)齒輪Ⅷ嚙合；所述油馬達(dá)的輸出軸與傳動(dòng)軸、傳動(dòng)軸、固定分油筒的軸線平行，且位于同一平面內(nèi)；所述護(hù)筒通過螺栓與齒輪箱連接；所述卡瓦組件位于護(hù)筒內(nèi)且與旋轉(zhuǎn)分油筒連接；所述對(duì)中器安裝在護(hù)筒上；所述的齒輪箱固定安裝在支撐架上，固定分油筒與鉆桿同軸。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)，其特征是：所述夾持器包括油缸I、油缸Ⅱ、兩卡瓦組件、夾持器頂板、夾持器底板、兩夾持器側(cè)板；所述的夾持器頂板、夾持器底板和兩夾持器側(cè)板圍成方形筒狀結(jié)構(gòu)，方形筒狀結(jié)構(gòu)安裝在支撐架上；所述的夾持器頂板和夾持器底板上分別設(shè)有供鉆桿通過鉆桿孔，兩鉆桿孔同軸；所述的兩卡瓦組件分別位于鉆桿孔的兩側(cè)，兩卡瓦組件的卡瓦相對(duì)設(shè)置；所述的油缸I、油缸Ⅱ安裝在支撐架上，位于方形筒狀結(jié)構(gòu)的兩端處，油缸I、油缸Ⅱ的活塞桿相對(duì)設(shè)置，油缸I、油缸Ⅱ的活塞桿分別與兩卡瓦組件連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)，其特征是：所述原位測(cè)試裝置包括彈卡機(jī)構(gòu)、電子倉(cāng)及測(cè)試探頭；所述彈卡機(jī)構(gòu)、電子倉(cāng)和測(cè)試探頭同軸；所述彈卡機(jī)構(gòu)底部與電子倉(cāng)連接；電子倉(cāng)與測(cè)試探頭連接；原位測(cè)試裝置輸送到位時(shí)，電子倉(cāng)的錐形端部與鉆桿連接的鉆頭的內(nèi)端面接觸。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)，其特征是：所述全面鉆進(jìn)鉆具包括彈卡機(jī)構(gòu)、內(nèi)管及鉆頭；所述彈卡機(jī)構(gòu)底部與內(nèi)管上端連接，內(nèi)管下端與鉆頭連接。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)，其特征是：打撈器的打撈頭內(nèi)設(shè)有兩個(gè)相互平行的金屬環(huán)Ⅰ，金屬環(huán)I垂直于打撈器的軸線設(shè)置；撈矛頭上對(duì)應(yīng)于打撈頭上的兩個(gè)金屬環(huán)Ⅰ分別設(shè)有一金屬環(huán)Ⅱ，金屬環(huán)Ⅱ垂直于撈矛頭的軸線設(shè)置。

說明書： 一種帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于地質(zhì)勘探設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)。

背景技術(shù)[0002] 近些年,我國(guó)非開挖技術(shù)的飛速發(fā)展，水平鉆機(jī)作為一種常用且最具活力的工程地質(zhì)勘探設(shè)備，在地質(zhì)勘探以及地下工程建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。水平鉆機(jī)是一種利用動(dòng)

力裝置驅(qū)動(dòng)對(duì)一定曲率半徑范圍內(nèi)的地下資源以及地下工程地質(zhì)進(jìn)行勘探的工具,具有

施工速度快,效率高,穿越長(zhǎng)度長(zhǎng),深度深的特點(diǎn)。

[0003] 現(xiàn)有的探測(cè)裝置在探測(cè)過程，包括以下步驟：（1）利用鉆孔設(shè)備對(duì)所探測(cè)地層進(jìn)行鉆孔；（2）在將原位探測(cè)裝置安裝到鉆桿上送入孔底進(jìn)行探測(cè)；（3）測(cè)試完畢，退出鉆桿；（4）

拆分儀器，讀取探測(cè)數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有探測(cè)裝置能夠滿足短距離以及輔助作業(yè)時(shí)間較短的探測(cè)作

業(yè)需求，但是存在以下問題：現(xiàn)有的原位探測(cè)裝置的一個(gè)完整投送、打撈拆分儀器以及讀取

測(cè)試數(shù)據(jù)時(shí)間過長(zhǎng)，其次原位測(cè)試裝置安裝在鉆桿上，在退出鉆桿時(shí)存在儀器脫落的風(fēng)險(xiǎn)。

隨著探測(cè)深度的加大，特別是當(dāng)探測(cè)深度達(dá)到數(shù)百米和數(shù)千米后，其探測(cè)作業(yè)時(shí)間將變得

非常長(zhǎng)，且提鉆讀取數(shù)據(jù)嚴(yán)重制約了探測(cè)的深度以及探測(cè)的時(shí)效性。

發(fā)明內(nèi)容[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、操控方便，可大幅度提升探測(cè)深度的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)。

[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)，包括支撐架、鎧裝電纜、直管機(jī)構(gòu)、送管機(jī)構(gòu)、沖洗水泵、馬達(dá)、動(dòng)力頭、鉆桿、旋轉(zhuǎn)卡盤、夾持器、全面鉆進(jìn)鉆具、

原位測(cè)試裝置、打撈器及推進(jìn)油缸、光電滑環(huán)、數(shù)據(jù)采集裝置及電腦；所述直管機(jī)構(gòu)和送管

機(jī)構(gòu)固定在支撐架上；推進(jìn)油缸一端與支撐架鉸接，另一端與動(dòng)力頭連接，動(dòng)力頭置于支撐

架上的滑軌上，推進(jìn)油缸的活塞桿伸縮能帶動(dòng)動(dòng)力頭在滑軌上移動(dòng)；動(dòng)力頭通過主動(dòng)鉆桿

連接鉆桿，驅(qū)動(dòng)鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)；所述鎧裝電纜繞在存儲(chǔ)架上，鎧裝電纜的一端通過光電滑環(huán)與數(shù)

據(jù)采集裝置連接，數(shù)據(jù)采集裝置與電腦連接；鎧裝電纜另一端穿過直管機(jī)構(gòu)、送管機(jī)構(gòu)、密

封接頭與鉆桿內(nèi)的打撈器連接；密封接頭安裝在動(dòng)力頭上，密封接頭連通主動(dòng)鉆桿的內(nèi)腔；

打撈器的打撈頭與全面鉆進(jìn)鉆具的撈矛頭連接實(shí)現(xiàn)堅(jiān)硬巖石地層鉆進(jìn)，或打撈器的打撈頭

與原位測(cè)試裝置的撈矛頭連接實(shí)現(xiàn)松軟地層貫入路徑上采集地層的錐尖阻力、側(cè)壁摩擦

力、孔隙水壓力的測(cè)試；沖洗水泵的出水口通過旋轉(zhuǎn)給水裝置與主動(dòng)鉆桿內(nèi)腔連通，旋轉(zhuǎn)給

水裝置設(shè)置在動(dòng)力頭上。

[0006] 上述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)中，所述直管機(jī)構(gòu)包括多組滾動(dòng)輪，多組滾動(dòng)輪固定安裝在支撐架上，每組滾動(dòng)輪包括兩個(gè)滾動(dòng)輪，兩個(gè)滾動(dòng)輪的軸線位于一豎直平面

內(nèi)，多組滾動(dòng)輪軸線所在的平面平行。

[0007] 上述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)中，所述送管機(jī)構(gòu)包括箱體、上摩擦輪和下摩擦輪，上摩擦輪和下摩擦輪固定安裝在箱體內(nèi)，上摩擦輪和下摩擦輪軸線平行，且上摩擦輪

和下摩擦輪軸線位于一豎直平面內(nèi)，該豎直平面與每組滾動(dòng)輪的軸線所在的豎直平面平

行；箱體上設(shè)有供鎧裝電纜通過的通孔，下摩擦輪的輪軸通過減速器與馬達(dá)連接。

[0008] 上述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)中，還包括旋轉(zhuǎn)卡盤、夾持器，旋轉(zhuǎn)卡盤、夾持器設(shè)置在支撐架上，位于支撐架靠近鉆孔的一端；夾持器夾持鉆桿，旋轉(zhuǎn)卡盤用于實(shí)現(xiàn)鉆桿

與主動(dòng)鉆桿連接。

[0009] 上述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)中，所述的動(dòng)力頭包括馬達(dá)、減速箱、傳動(dòng)軸及主動(dòng)鉆桿；所述的馬達(dá)安裝在減速箱上，馬達(dá)的輸出軸位于減速箱內(nèi)；馬達(dá)的輸出軸上安裝

有主動(dòng)齒輪；所述的傳動(dòng)軸安裝在減速箱內(nèi)，傳動(dòng)軸上設(shè)有第一從動(dòng)齒輪Ⅰ、第二從動(dòng)齒輪

Ⅱ，所述的主動(dòng)鉆桿安裝在減速箱上，主動(dòng)鉆桿上安裝有第三從動(dòng)齒輪Ⅲ；主動(dòng)齒輪與第一

從動(dòng)齒輪Ⅰ嚙合，第二從動(dòng)齒輪Ⅱ與第三從動(dòng)齒輪Ⅲ嚙合；馬達(dá)的輸出軸的軸線與傳動(dòng)軸及

主動(dòng)鉆桿平行；所述的主動(dòng)鉆桿伸出減速箱的一端設(shè)有螺紋。

[0010] 上述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)中，密封接頭直徑大于鎧裝電纜的直徑，密封接頭與鎧裝電纜之間設(shè)有密封圈。

[0011] 上述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)中，所述夾持器包括油缸I、油缸Ⅱ、兩卡瓦組件、夾持器頂板、夾持器底板、兩夾持器側(cè)板；所述的夾持器頂板、夾持器底板和兩夾持器側(cè)

板圍成方形筒狀結(jié)構(gòu)，方形筒狀結(jié)構(gòu)安裝在支撐架上；所述的夾持器頂板和夾持器底板上

分別設(shè)有供鉆桿通過鉆桿孔，兩鉆桿孔同軸；所述的兩卡瓦組件分別位于鉆桿孔的兩側(cè)，兩

卡瓦組件的卡瓦相對(duì)設(shè)置；所述的油缸I、油缸Ⅱ安裝在支撐架上，位于方形筒狀結(jié)構(gòu)的兩

端處，油缸I、油缸Ⅱ的活塞桿相對(duì)設(shè)置，油缸I、油缸Ⅱ的活塞桿分別與兩卡瓦組件連接。

[0012] 上述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)中，所述的旋轉(zhuǎn)卡盤包括油馬達(dá)、齒輪箱、傳動(dòng)軸Ⅰ、傳動(dòng)軸Ⅱ、護(hù)筒、旋轉(zhuǎn)分油筒、固定分油筒、卡瓦組件及對(duì)中器；所述油馬達(dá)安裝在齒輪

箱上，油馬達(dá)的輸出軸位于齒輪箱內(nèi)；油馬達(dá)的輸出軸上安裝有主動(dòng)齒輪Ⅱ；所述傳動(dòng)軸Ⅰ

安裝在減速箱內(nèi)，傳動(dòng)軸Ⅰ、傳動(dòng)軸Ⅱ安裝在齒輪箱內(nèi)，傳動(dòng)軸Ⅰ上設(shè)有從動(dòng)齒輪Ⅳ、從動(dòng)齒

輪Ⅴ；所述傳動(dòng)軸Ⅱ安裝在減速箱內(nèi)，傳動(dòng)軸Ⅱ上設(shè)有從動(dòng)齒輪Ⅵ、從動(dòng)齒輪Ⅶ；所述的固

定分油筒安裝在齒輪箱底板上，固定分油筒側(cè)面上設(shè)有環(huán)形油槽，固定分油筒套在旋轉(zhuǎn)分

油筒內(nèi)；所述的旋轉(zhuǎn)分油筒上安裝有從動(dòng)齒輪Ⅷ；主動(dòng)齒輪Ⅱ與從動(dòng)齒輪Ⅳ嚙合，從動(dòng)齒輪

Ⅴ與從動(dòng)齒輪Ⅵ嚙合；從動(dòng)齒輪Ⅶ與從動(dòng)齒輪Ⅷ嚙合；所述油馬達(dá)的輸出軸與傳動(dòng)軸、傳動(dòng)

軸、固定分油筒的軸線平行，且位于同一平面內(nèi)；所述護(hù)筒通過螺栓與齒輪箱連接；所述卡

瓦組件位于護(hù)筒內(nèi)且與旋轉(zhuǎn)分油筒連接；所述對(duì)中器安裝在護(hù)筒上；所述的齒輪箱固定安

裝在支撐架上，固定分油筒與鉆桿同軸。

[0013] 上述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)中，所述原位測(cè)試裝置包括彈卡機(jī)構(gòu)、電子倉(cāng)及測(cè)試探頭；所述彈卡機(jī)構(gòu)、電子倉(cāng)和測(cè)試探頭同軸；所述彈卡機(jī)構(gòu)底部與電子倉(cāng)連接；電

子倉(cāng)與測(cè)試探頭連接；原位測(cè)試裝置輸送到位時(shí)，電子倉(cāng)的錐形端部與鉆桿連接的鉆頭的

內(nèi)端面接觸。

[0014] 上述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)中，所述全面鉆進(jìn)鉆具包括彈卡機(jī)構(gòu)、內(nèi)管及鉆頭；所述全面鉆進(jìn)鉆具的彈卡機(jī)構(gòu)、內(nèi)管、全面鉆進(jìn)鉆頭同軸；所述彈卡機(jī)構(gòu)底部與內(nèi)管

上端連接，內(nèi)管下端與全面鉆進(jìn)鉆頭連接。

[0015] 上述的帶原位探測(cè)裝置的水平鉆機(jī)中，打撈器的打撈頭內(nèi)設(shè)有兩個(gè)相互平行的金屬環(huán)Ⅰ，金屬環(huán)I垂直于打撈器的軸線設(shè)置；撈矛頭上對(duì)應(yīng)于打撈頭上的兩個(gè)金屬環(huán)Ⅰ分別設(shè)

有一金屬環(huán)Ⅱ，金屬環(huán)Ⅱ垂直于撈矛頭的軸線設(shè)置。

[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用流體介質(zhì)壓力以及鎧裝電纜的頂推輸送實(shí)現(xiàn)水平鉆機(jī)的原位測(cè)試裝置輸

送與回收，同時(shí)通過由鎧裝電纜連接的打撈器內(nèi)以及原位測(cè)試裝置的撈矛頭上設(shè)置用于傳

導(dǎo)信號(hào)的兩組金屬環(huán)（每組包括一個(gè)金屬環(huán)I和一個(gè)金屬環(huán)Ⅱ）實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸，并且在面

對(duì)堅(jiān)硬地層時(shí)通過裝備的全面鉆進(jìn)鉆具來進(jìn)行地層的鉆進(jìn)。具體實(shí)施：鎧裝電纜穿過密封

接頭與打撈器連接，打撈器內(nèi)設(shè)有用于傳導(dǎo)信號(hào)的兩個(gè)相互平行的金屬環(huán)I，當(dāng)?shù)貙铀绍?br />
時(shí)，將與打撈器連接的原位測(cè)試裝置釋放到位后，推進(jìn)油缸推動(dòng)與動(dòng)力頭連接的主動(dòng)鉆桿

向下純壓入動(dòng)作，從而帶動(dòng)原位測(cè)試裝置貫入地層在貫入路徑上采集地層的錐尖阻力、側(cè)

壁摩擦力、孔隙水壓力等原位測(cè)試數(shù)據(jù)并通過鎧裝電纜傳導(dǎo)信號(hào)到數(shù)據(jù)收集裝置，同時(shí)可

以通過電腦實(shí)時(shí)進(jìn)行分析；當(dāng)遇到堅(jiān)硬巖石地層時(shí)，利用打撈器將原位測(cè)試裝置打撈回收

至鉆孔，將全面鉆進(jìn)鉆具與打撈器連接，釋放到位后，通過馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力頭，由油缸推動(dòng)

實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)從而實(shí)現(xiàn)此地層的全面鉆進(jìn)過程；由此實(shí)現(xiàn)軟硬交替地層之間的原位測(cè)試裝

置與全面鉆進(jìn)鉆具的投送與回收，繼而提高地層的探測(cè)深度。本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、

操控方便等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明[0017] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。[0018] 圖2是本發(fā)明的動(dòng)力頭的剖視圖圖3是本發(fā)明的夾持器的主視圖。

[0019] 圖4是圖3中B-B剖視圖。[0020] 圖5是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)卡盤的剖視圖圖6是本發(fā)明的信號(hào)傳輸剖面示意圖

圖7是圖6中A處爆炸圖。

[0021] 圖8是本發(fā)明的探測(cè)示意圖。[0022] 圖9是本發(fā)明的換管示意圖。[0023] 圖10是本發(fā)明的鉆進(jìn)示意圖。[0024] 圖中：1-存儲(chǔ)架，2-送管機(jī)構(gòu)，3-直管機(jī)構(gòu)，4-沖洗水泵，5-水管，6-馬達(dá)，7-動(dòng)力頭，8-密封接頭，9-旋轉(zhuǎn)給水裝置，10-主動(dòng)鉆桿，11-鎧裝電纜，12-旋轉(zhuǎn)卡盤，13-夾持器，

14-鉆桿，15-原位探測(cè)裝置，16-鉆具，17-支撐架，18-推進(jìn)油缸，19-連接塊，20-打撈器，21-

全面鉆進(jìn)鉆具，22-光電滑環(huán)，23-數(shù)據(jù)采集裝置，24-電腦。

具體實(shí)施方式[0025] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。[0026] 如圖1所示,本發(fā)明包括存儲(chǔ)架1、送管機(jī)構(gòu)2、直管機(jī)構(gòu)3、水管5、馬達(dá)6、動(dòng)力頭7、密封接頭8、旋轉(zhuǎn)給水裝置9、主動(dòng)鉆桿10、鎧裝電纜11、旋轉(zhuǎn)卡盤12、夾持器13、鉆桿14、原位

探測(cè)裝置15、鉆具16、支撐架17、推進(jìn)油缸18、連接塊19、打撈器20、全面鉆進(jìn)鉆具21、光電滑

環(huán)22、數(shù)據(jù)采集裝置23及電腦24。所述直管機(jī)構(gòu)3、送管機(jī)構(gòu)2、旋轉(zhuǎn)卡盤12、夾持器13從左至

右依次固定在支撐架17上，支撐架17的右端靠近鉆孔設(shè)置。推進(jìn)油缸18一端與支撐架17鉸

接，另一端通過連接塊19與動(dòng)力頭7連接，動(dòng)力頭7置于支撐架17上的滑軌上，推進(jìn)油缸18的

活塞桿伸縮能帶動(dòng)動(dòng)力頭7在滑軌上前后移動(dòng)。

[0027] 如圖2所示，所述的動(dòng)力頭7包括馬達(dá)6、減速箱701、傳動(dòng)軸703及主動(dòng)鉆桿10；所述的馬達(dá)6安裝在減速箱701上，馬達(dá)的輸出軸601位于減速箱內(nèi)；馬達(dá)6的輸出軸601上安裝有

主動(dòng)齒輪702；所述的傳動(dòng)軸703安裝在減速箱701內(nèi)，傳動(dòng)軸703上設(shè)有從動(dòng)齒輪I、從動(dòng)齒

輪Ⅱ，所述的主動(dòng)鉆桿10安裝在減速箱上，主動(dòng)鉆桿10上安裝有從動(dòng)齒輪Ⅲ；主動(dòng)齒輪702

與從動(dòng)齒輪I嚙合，從動(dòng)齒輪Ⅱ與從動(dòng)齒輪Ⅲ嚙合。馬達(dá)6的輸出軸601的軸線與傳動(dòng)軸703

及主動(dòng)鉆桿10平行；所述的主動(dòng)鉆桿10伸出減速箱701的一端設(shè)有螺紋，與鉆桿14連接。

[0028] 夾持器13夾持鉆桿14，實(shí)現(xiàn)鉆桿14的導(dǎo)向。如圖3、4所示，所述夾持器包括油缸I1301、油缸Ⅱ1304、卡瓦組件1303、夾持器頂板1305、夾持器底板1302及兩個(gè)夾持器側(cè)板

1307；所述的夾持器頂板1305、夾持器底板1302和兩夾持器側(cè)板1307通過螺栓1308連接，圍

成方形筒狀結(jié)構(gòu)，方形筒狀結(jié)構(gòu)安裝在支撐架17上。所述的夾持器頂板1305和夾持器底板

1302上分別設(shè)有供鉆桿通過鉆桿孔，兩鉆桿孔同軸。所述的兩卡瓦組件1303分別位于鉆桿

孔的兩側(cè)，兩卡瓦組件的卡瓦相對(duì)設(shè)置；所述的油缸I、油缸Ⅱ安裝在支撐架上，位于方形筒

狀結(jié)構(gòu)的兩端處，油缸I1301、油缸Ⅱ1304的活塞桿相對(duì)設(shè)置，油缸I1301、油缸Ⅱ1304的活

塞桿分別與兩卡瓦組件1303連接。油缸I1301、油缸Ⅱ1304推動(dòng)兩卡瓦組件1303相對(duì)運(yùn)動(dòng)，

實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆桿14的夾緊。

[0029] 如圖5所示，所述的旋轉(zhuǎn)卡盤12包括油馬達(dá)1201、齒輪箱1203、傳動(dòng)軸1205、傳動(dòng)軸1214、護(hù)筒1212、旋轉(zhuǎn)分油筒1210、固定分油筒1208、卡瓦組件1211以及對(duì)中器1213；所述油

馬達(dá)1201安裝在齒輪箱1203上，油馬達(dá)1201的輸出軸1204位于齒輪箱1203內(nèi)；油馬達(dá)1201

的輸出軸上安裝有主動(dòng)齒輪Ⅱ1202；傳動(dòng)軸Ⅰ1205、傳動(dòng)軸Ⅱ安裝在齒輪箱內(nèi)，傳動(dòng)軸Ⅰ1205

上設(shè)有從動(dòng)齒輪Ⅳ1216、從動(dòng)齒輪Ⅴ1206；傳動(dòng)軸Ⅱ1214上設(shè)有從動(dòng)齒輪Ⅶ1215、從動(dòng)齒輪

Ⅵ1207。所述的固定分油筒1208安裝在齒輪箱1203底板上，側(cè)面上設(shè)有環(huán)形油槽，固定分油

筒1208嵌套在旋轉(zhuǎn)分油筒1210內(nèi)。所述的旋轉(zhuǎn)分油筒1210上安裝有從動(dòng)齒輪Ⅷ1209；主動(dòng)

齒輪Ⅱ1202與從動(dòng)齒輪Ⅳ1216嚙合，從動(dòng)齒輪Ⅴ1206與從動(dòng)齒輪Ⅵ1207嚙合；從動(dòng)齒輪Ⅶ

1215與從動(dòng)齒輪Ⅷ1209嚙合。所述輸出軸1204與傳動(dòng)軸1205、傳動(dòng)軸1214、固定分油筒1208

的軸線平行，且位于同一平面內(nèi)。所述護(hù)筒1212通過螺栓與齒輪箱1203連接；所述卡瓦組件

1211位于護(hù)筒1212內(nèi)且與旋轉(zhuǎn)分油筒1210連接。所述對(duì)中器1213位于護(hù)筒1212上，對(duì)鉆桿

起對(duì)中作用。所述的齒輪箱固定安裝在支撐架上，固定分油筒與鉆桿同軸。

[0030] 如圖5所示，所述的鎧裝電纜11繞在存儲(chǔ)架1上，鎧裝電纜11的一端通過光電滑環(huán)22與數(shù)據(jù)采集裝置23連接，數(shù)據(jù)采集裝置23與電腦24連接。鎧裝電纜11的另一端穿過直管

機(jī)構(gòu)3、送管機(jī)構(gòu)2、密封接頭8與置于鉆桿14內(nèi)的打撈器20連接。密封接頭8安裝在動(dòng)力頭7

上，密封接頭8連通主動(dòng)鉆桿10的內(nèi)腔，所述的密封接頭8的直徑大于鎧裝電纜11的直徑，密

封接頭8與鎧裝電纜11之間設(shè)有密封圈。

[0031] 打撈器20的打撈頭根據(jù)地層的硬度選擇連接原位探測(cè)裝置15還是連接全面鉆進(jìn)鉆具21，當(dāng)?shù)貙訛樗绍浀貙訒r(shí)，如圖6、7所示，打撈器20的打撈頭與原位探測(cè)裝置15的撈矛

頭連接；實(shí)現(xiàn)松軟地層貫入路徑上采集地層的錐尖阻力、側(cè)壁摩擦力、孔隙水壓力的測(cè)試。

所述打撈器的打撈頭內(nèi)含有兩個(gè)相互平行的金屬環(huán)Ⅰ2001，金屬環(huán)Ⅰ2001垂直于打撈頭的軸

線設(shè)置，原位探測(cè)裝置的撈矛頭上對(duì)應(yīng)兩個(gè)金屬環(huán)Ⅰ分別設(shè)有一金屬環(huán)Ⅱ1501，兩個(gè)金屬環(huán)

Ⅱ1501垂直于撈矛頭的軸線設(shè)置。所述與撈矛頭連接的原位測(cè)試裝置包括彈卡機(jī)構(gòu)、電子

倉(cāng)及測(cè)試探頭；所述彈卡機(jī)構(gòu)、電子倉(cāng)和測(cè)試探頭同軸設(shè)置；所述彈卡機(jī)構(gòu)底部與電子倉(cāng)連

接；電子倉(cāng)與測(cè)試探頭連接，且原位測(cè)試裝置輸送到位時(shí)，電子倉(cāng)的錐形端部與鉆桿連接的

鉆頭的內(nèi)端面接觸。當(dāng)?shù)貙訛閳?jiān)硬巖石地層時(shí)，如圖9所示，打撈器20的打撈頭與全面鉆進(jìn)

鉆具21的撈矛頭連接，實(shí)現(xiàn)堅(jiān)硬巖石地層鉆進(jìn)。所述全面鉆進(jìn)鉆具21包括彈卡機(jī)構(gòu)、內(nèi)管及

鉆頭；所述全面鉆進(jìn)鉆具21的彈卡機(jī)構(gòu)、內(nèi)管及鉆頭同軸；所述彈卡機(jī)構(gòu)底部與內(nèi)管上端連

接，內(nèi)管下端與鉆頭連接。

[0032] 如圖1所示，所述直管機(jī)構(gòu)3包括三組滾動(dòng)輪（滾動(dòng)輪不限于三組），三組滾動(dòng)輪固定安裝在支撐架17上，每組滾動(dòng)輪包括兩個(gè)滾動(dòng)輪，兩個(gè)滾動(dòng)輪的軸線位于一豎直平面內(nèi)，

三組滾動(dòng)輪軸線所在的平面平行。所述送管機(jī)構(gòu)2包括箱體、上摩擦輪和下摩擦輪，上摩擦

輪和下摩擦輪固定安裝在箱體內(nèi)，上摩擦輪和下摩擦輪軸線平行，且上摩擦輪和下摩擦輪

軸線位于一豎直平面內(nèi)，該豎直平面與每組滾動(dòng)輪的軸線所在的豎直平面平行。箱體上設(shè)

有供鎧裝電纜11通過的通孔，下摩擦輪的輪軸通過減速器與馬達(dá)連接，馬達(dá)帶動(dòng)下摩擦輪

轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鎧裝電纜11的輸送。

[0033] 如圖8所示，本發(fā)明在探測(cè)前，主動(dòng)鉆桿10與鉆桿14后端通過螺紋連接，鉆桿14的前端螺紋部分置于旋轉(zhuǎn)卡盤12內(nèi)，通過旋轉(zhuǎn)卡盤12實(shí)現(xiàn)鉆桿14與鉆具16內(nèi)的探測(cè)裝置相連

接，夾持器13將鉆桿14夾持固定。支撐架17上的鎧裝電纜11穿過密封接頭8與打撈器20連

接，打撈器20與鉆具16內(nèi)的原位探測(cè)裝置15上的撈矛頭連接，通過送管機(jī)構(gòu)2的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)實(shí)

現(xiàn)原位探測(cè)裝置15下放到位。探測(cè)開始時(shí)，通過推進(jìn)油缸18的伸縮驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭7帶動(dòng)動(dòng)力頭

7在支撐架17滑軌上前后移動(dòng)，從而鉆具16內(nèi)的原位探測(cè)裝置15前端探測(cè)頭壓入地層在貫

入路徑上采集地層的錐尖阻力、側(cè)壁摩擦力、孔隙水壓力等原位測(cè)試數(shù)據(jù)并通過鎧裝電纜

11傳導(dǎo)信號(hào)到數(shù)據(jù)收集裝置23，同時(shí)可以通過電腦24實(shí)時(shí)進(jìn)行分析直至回次結(jié)束。

[0034] 如圖9、10所示，本發(fā)明在用于堅(jiān)硬巖石地層鉆進(jìn)時(shí)，推進(jìn)油缸18停止向前移動(dòng)，動(dòng)力頭7停止旋轉(zhuǎn)，沖洗水泵4停止泵水，此時(shí)，旋轉(zhuǎn)卡盤12擰開主動(dòng)鉆桿10與鉆桿14處螺紋，

推進(jìn)油缸18帶動(dòng)動(dòng)力頭7向后移動(dòng)至鉆進(jìn)前的位置，與此同時(shí)將被打撈器20抓住的原位探

測(cè)裝置15提至孔口，完成一次探測(cè)作業(yè)。再換上一根全面鉆進(jìn)鉆具的內(nèi)管，并將新的鉆桿14

通過旋轉(zhuǎn)卡盤12與主動(dòng)鉆桿10連接起來，重復(fù)之前的操作，實(shí)現(xiàn)快速有效的碎巖作業(yè)。

[0035] 如圖9所示，本發(fā)明在鉆進(jìn)前，主動(dòng)鉆桿10與鉆桿14后端通過螺紋連接，鉆桿14的前端螺紋部分置于旋轉(zhuǎn)卡盤12內(nèi)，通過旋轉(zhuǎn)卡盤12實(shí)現(xiàn)鉆桿14與鉆具16內(nèi)的全面鉆進(jìn)鉆具

的內(nèi)管相連接，夾持器13將鉆桿14夾持固定。支撐架17上的鎧裝電纜11穿過密封接頭8與打

撈器20連接，打撈器20與鉆具16內(nèi)的全面鉆進(jìn)鉆具21的內(nèi)管上的撈矛頭連接，通過送管機(jī)

構(gòu)2的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)全面鉆進(jìn)鉆具21的內(nèi)管下放到位。鉆進(jìn)開始時(shí)，通過推進(jìn)油缸18的伸縮

驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭7帶動(dòng)動(dòng)力頭7在支撐架17滑軌上前后移動(dòng)，從而鉆具16內(nèi)的鉆頭前端回轉(zhuǎn)壓入

地層實(shí)現(xiàn)碎巖鉆進(jìn)，直至回次結(jié)束。