本發(fā)明涉及地質鉆探，尤其是一種巖土地質鉆探裝置。

背景技術：

1、巖土地質鉆探裝置是一種用于在巖土層中鉆孔并取得地下巖石或土壤樣本的設備，巖土地質鉆探裝置一般包括鉆機、鉆探用泵、空氣壓縮機、動力機和傳動裝置，以及與之配套的鉆塔、擰管裝置等，據地質條件的不同，可以選擇沖擊鉆進、回轉鉆進或沖擊—回轉結合的鉆進方式，以提高鉆進效率和取樣的準確性。

2、目前，公開號為cn115749602a，公開日為2023年03月07日的中國發(fā)明專利提出了一種提高鉆孔垂直度的地質勘測鉆探設備及其鉆探取樣方法，包括：地質勘探設備、鉆桿垂直度矯正機構和取樣鉆桿，鉆桿垂直度矯正機構包括懸吊在地質勘探設備正面和側面的圓錐體，兩個圓錐體分別設置在鉆探孔橫向中分線和豎向中分線上；取樣鉆桿包括多節(jié)相互連接的特制鉆桿，相鄰兩節(jié)特制鉆桿連接部位設有弧形或者球形外凸接頭。

3、在使用時，利用鉆機正面及側面各倒吊的圓錐垂線準驅動鉆桿的垂直度，鉆探過程中采用內壁安裝有環(huán)向墊塊的套管，并通過連接處加裝半球形接頭的特制鉆桿將裝有特制鉆頭的取芯管送至地層中鉆進取芯，并利用帶有正向和反向鉆齒的鉆頭來回鉆探，不斷修整鉆探孔的孔壁。

4、針對上述相關技術，通過控制驅動鉆桿的垂直度能夠使鉆桿在鉆孔初始階段保持豎直，但是在鉆探過程中，特質鉆桿的球形結構會隨著鉆桿共同轉動，對鉆孔內壁進行摩擦，并不斷及進行擴孔改變鉆孔的形狀，無法對鉆桿起到良好的限位作用，同時由于地下的巖土堅硬程度不一致導致鉆具在鉆孔過程中會發(fā)生偏移，使鉆孔發(fā)生偏斜現象，影響鉆孔的精確度。

技術實現思路

1、為了降低地質鉆探過程中，鉆孔發(fā)生偏斜的概率，提升鉆孔的精確度，本發(fā)明提供一種巖土地質鉆探裝置。

2、本發(fā)明提供一種巖土地質鉆探裝置，采用如下的技術方案：

3、一種巖土地質鉆探裝置，包括鉆探平臺、鉆探機、鉆桿和鉆具，所述鉆探平臺上設置有鉆探孔，所述鉆探機連接在所述鉆探平臺上，所述鉆探機的輸出機構為方鉆桿，所述鉆桿固定安裝在所述方鉆桿上，所述鉆桿和所述方鉆桿穿設于所述鉆探孔中，所述鉆具固定連接在所述鉆桿上遠離所述方鉆桿的一端，還包括多個限位鉆桿，所述限位鉆桿包括連接桿和活動套筒，所述活動套筒轉動設置在所述連接桿的外壁，所述活動套筒和所述連接桿同軸心設置，所述活動套筒的直徑等于所述鉆具的直徑；所述限位鉆桿連接在兩個所述鉆桿之間，所述連接桿的兩端連接在兩個所述鉆桿上；和/或所述限位鉆桿連接在所述方鉆桿和所述鉆桿之間，所述連接桿的一端連接在所述方鉆桿的端部，另一端連接在所述鉆桿的端部；和/或所述限位鉆桿連接在所述鉆桿和所述鉆具之間，所述連接桿的一端連接在所述鉆桿的端部，另一端連接在所述鉆具的端部。

4、通過采用此種技術方案，限位鉆桿的活動鉆桿由于和鉆具的直徑一樣大，在限位鉆桿隨著鉆具和鉆桿進入鉆孔中時，限位鉆桿的活動套筒外壁會貼合在鉆孔的內壁上，限制活動套筒在鉆孔的中間位置進行個轉動，由于活動套筒和鉆具以及鉆桿連接，因此限位鉆桿會限制鉆桿和鉆具沿著已經開設好的鉆孔的中心位置進行轉動，兩個限位鉆桿分別連接在鉆具一端和鉆桿的一端時，可以使鉆具沿著已經鉆好的鉆孔的直線方向移動。如此可以對鉆探裝置起到限制作用，使鉆探裝置在向下鉆探過程中能夠沿著直線方向進行移動，降低鉆孔發(fā)生偏斜的概率，同時在活動套筒不會隨著鉆桿一起轉動還能夠減小活動套筒與鉆孔內壁之間的摩擦，降低能耗。

5、可選的，所述限位鉆桿上還設置有離合機構，所述離合機構包括第一卡環(huán)，第二卡環(huán)、第三卡環(huán)、第一彈性件和第二彈性件，所述第一卡環(huán)固定設置在所述連接桿外壁，所述第二卡環(huán)和所述第三卡環(huán)滑動安裝在所述活動套筒內壁上，所述第二卡環(huán)和所述第三卡環(huán)分別設置在所述第一卡環(huán)兩側，所述第一卡環(huán)靠近所述第二卡環(huán)的端面上沿周向均勻設置有多個第一卡齒，所述第二卡環(huán)的相對端面上對應設置有第一卡槽，所述第一卡環(huán)靠近所述第三卡環(huán)的端面上沿周向均勻設置有多個第二卡齒，所述第三卡環(huán)的相對端面上對應設置有第二卡槽，所述第一彈性件設置在所述第一卡環(huán)和所述第二卡環(huán)之間，所述第二彈性件設置在所述第一卡環(huán)和所述第三卡環(huán)之間，所述第一彈性件和所述第二彈性件在自然狀態(tài)下所述第一卡環(huán)、所述第二卡環(huán)和所述第三卡環(huán)均為分離狀態(tài)。

6、通過采用此種技術方案，在活動套筒沒有卡在鉆孔內壁時，第一彈性件和第二彈性件將滑動安裝在活動套筒上的第二卡環(huán)、第三卡環(huán)分別與固定安裝在連接桿上的第一卡環(huán)分開，使活動套筒僅起到限位作用，不與連接桿共同轉動；當活動套筒卡在鉆孔內壁時，活動套筒無法隨著連接桿繼續(xù)深入或者后退，導致活動套筒壓在第二卡環(huán)或者第三卡環(huán)上，使第一彈性件或者第二彈性件被壓縮，第一彈性件被壓縮后，第一卡齒與第一卡槽互相嚙合，進而第二卡環(huán)隨著第一卡環(huán)一起轉動，第二彈性件被壓縮后，第二卡齒與第二卡槽互相嚙合，進而第三卡環(huán)與第一卡環(huán)一起轉動，由于第二卡環(huán)和第三卡環(huán)滑動安裝在活動套筒上的，卡齒和卡槽嚙合后活動套筒會隨著連接桿一起轉動進行解卡，解卡后卡齒在彈性件的作用下脫離嚙合使活動套筒和連接桿不再共同轉動。如此設置離合機構可以在活動套筒卡在鉆孔內壁時，使活動套筒與連接桿共同轉動進行解卡，在解卡完成后活動套筒與連接桿不再共同轉動，使活動套筒僅起到限位作用，在減小活動套筒卡在鉆孔內壁概率的同時盡量讓活動套筒不隨連接桿共同轉動，降低能耗。

7、可選地，所述第一卡環(huán)的兩端分別設置有第一推力軸承和第二推力軸承，所述第一推力軸承安裝在所述第一卡環(huán)與所述第一彈性件之間，所述第二推力軸承安裝在所述第一卡環(huán)與所述第二彈性件之間。

8、通過采用此種技術方案，第一推力軸承和第二推力軸承能夠將第一卡環(huán)的轉動與第一彈性件和第二彈性件有效分離，使第一卡環(huán)隨著連接桿共同轉動時，第一彈性件和第二彈性件能夠不受第一卡環(huán)轉動的影響，降低第一卡環(huán)分別與第一彈性件和第二彈性件之間的摩擦，延長第一彈性件和第二彈性件的使用壽命。

9、可選地，所述限位鉆桿上還設置有導向機構，所述導向機構包括多個第一導向件、與所述第一導向件一一對應設置的第二導向件和與所述第一導向件一一對應設置的第三導向件，多個所述第一導向件沿周向均勻設置在所述活動套筒的內壁，多個所述第二導向件均勻設置在所述第二卡環(huán)的外壁，多個所述第三導向件均勻設置在所述第三卡環(huán)的外壁，所述第二導向件和第三導向件分別滑動設置在所述第一導向件上。

10、通過采用此種技術方案，導向機構可以限制第二卡環(huán)和第三卡環(huán)只能夠沿著活動套筒的軸向方向進行移動，同時在第一卡齒與第一卡槽或者第二卡齒與第二卡槽嚙合時，第一導向件還能向第二導向件和第三導向件傳遞扭矩，通過第一卡齒可以將第一卡環(huán)轉動時的扭矩通過第一卡槽傳遞給第二卡環(huán)，第二卡環(huán)通過第一導向件和第二導向件將扭矩傳遞至活動套筒上，第一導向件和第二導向件均勻設置可以使扭矩在傳遞時更加均勻，減少應力集中，降低第一導向件和第二導向件在傳遞扭矩的過程中損壞的概率。

11、可選地，所述限位鉆桿上還設置有扭矩限制機構，所述扭矩限制機構包括第三彈性件、第四彈性件，所述活動套筒包括筒體、第一端蓋和第二端蓋，所述第一端蓋設置在所述活動套筒遠離所述鉆具的一端，所述第二端蓋設置在所述活動套筒另一端，所述第三彈性件設置在所述第二卡環(huán)和所述第一端蓋之間，所述第四彈性件設置在所述第三卡環(huán)和所述第二端蓋之間，所述第三彈性件的彈力大于所述第一彈性件的彈力，所述第四彈性件的彈力大于所述第二彈性件的彈力，所述第一卡齒與所述第一卡槽的同側對應設置有第一導向面，所述第二卡齒與所述第二卡槽的同側對應設置有第二導向面。

12、通過采用此種技術方案，活動套筒卡在鉆孔內壁中時，第一彈性件或者第二彈性件被壓縮使第一卡齒和第一卡槽或者第二卡齒和第二卡槽上的卡齒嚙合時，如果活動套筒在鉆孔內壁上卡的很緊，連接桿轉動時，第一卡齒和第二卡槽會沿著第一導向面發(fā)生相對滑移或者第一卡齒和第二卡槽會沿著第二導向面發(fā)生相對滑移，第三彈性件或者第四彈性件會被壓縮使第二卡環(huán)或者第三卡環(huán)發(fā)生暫時回退脫離嚙合，隨后第一卡環(huán)轉動到相對位置時，第三彈性件或者第四彈性件釋放，使第一卡齒和第一卡槽或者使第二卡齒和第二卡槽再次嚙合在一起。如此通過第三彈性件、第四彈性件、第一導向面和第二導向面可以在活動套筒在卡的很緊的情況下起到扭矩限制的作用，降低連接桿將扭矩傳遞給活動套筒時，由于活動套筒卡的太緊導致連接部位發(fā)生斷裂的概率，同時由于第三彈性件和第四彈性件會被多次壓縮使卡齒和卡槽脫離嚙合并再次釋放，間歇性的傳遞扭矩，還能起到振動的效果，幫助活動套筒在在鉆孔中解卡。

13、可選地，所述第一端蓋和第二端蓋均呈圓環(huán)結構，所述第一端蓋固定設置在所述筒體上，所述第二端蓋通過螺紋連接在所述筒體上；或所述第二端蓋固定設置在所述筒體上，所述第一端蓋通過螺紋連接在所述筒體上。

14、通過采用此種技術方案，將活動套筒設置為固定連接有第一端蓋的筒體和第二端蓋兩個部分，并使用螺紋將筒體和第二端蓋進行連接，更方便對活動套筒進行安裝和拆卸，方便與內部結構進行維修和更換。

15、可選地，所述活動套筒的所述筒體設置有多個第一定位孔，所述第二端蓋上對應設置有多個第二定位孔，對應設置的所述第一定位孔和所述第二定位孔中安裝有定位銷。

16、通過采用此種技術方案，在封蓋和主桿體通過螺紋連接完成后，在對應設置的第一定位孔和第二定位孔中安裝定位銷，定位銷安裝完成之后可以限制封蓋和主桿體的轉動，降低活動套筒隨著鉆桿轉動時，封蓋和主桿體發(fā)生相對轉動導致封蓋脫落的概率。

17、可選地，所述活動套筒外壁還設置有鉆齒，所述活動套筒外壁還設置有鉆齒，多個所述鉆齒固定設置在所述活動套筒的兩端，多個所述鉆齒沿著所述活動套筒的外周面均勻設置。

18、通過采用此種技術方案，活動套筒外壁上的鉆齒可以在活動套筒卡在鉆孔內壁時，隨著活動套筒一起轉動，對鉆孔內壁不規(guī)整的地方進行擴孔或者對阻塞活動套筒的部位進行破碎和修正，使活動套筒能夠更快地脫離卡住的部位，兩端的鉆齒分別能夠在鉆具向前行進或者后退時幫助活動套筒更快地進行解卡，有效加快解卡效率，加快工程進度。

19、可選地，所述連接桿的外壁上還設置有卡座，多個所述卡座分別設置在所述連接桿的兩端。

20、通過采用此種技術方案，連接桿通過螺紋結構和鉆具或者鉆桿連接，連接桿和鉆具或者鉆桿連接時使用扳手或者其他固定工具卡在連接桿兩端的卡座上，降低連接桿和鉆具或者連接桿和鉆桿緊固時連接桿與固定工具發(fā)生相對滑動，導致連接桿兩端的螺紋無法緊固到位的概率。

21、綜上所述，本發(fā)明包括以下至少一種有益技術效果：

22、通過在鉆探裝置的鉆桿上加裝限位鉆桿，限位鉆桿上的活動套筒直徑與鉆具的直徑相同，活動套筒進入鉆孔中后可以限制鉆桿在鉆孔的中間位置轉動，進而限制鉆具能夠沿鉆孔的軸向方向前進，降低鉆孔發(fā)行偏斜的概率。

23、在活動套筒上設置離合機構，離合機構可以控制活動套筒卡在鉆孔中時與鉆孔共同轉動，使活動套筒正常在鉆孔中移動時，不隨鉆桿一起轉動，減小活動套筒卡在鉆孔內壁概率的同時盡量讓活動套筒不隨連接桿共同轉動，降低能耗。

24、通過在活動套筒和鉆桿之間設置扭矩限制機構，扭矩限制機構能夠降低活動套筒在鉆孔中卡得太緊時，鉆桿在將扭矩傳遞給活動套筒的過程中導致連接部位發(fā)生破碎的概率，同時扭矩限制機構還能夠間歇性的傳遞扭矩，起到震動效果，幫助活動套筒在鉆孔中解卡。