环境取样钻机的关键技术及发展趋势研究

环境质量同生活品质密切相关,环境取样钻机在环境质量检测中扮演着不可或缺的角色。本文综述了直推式、声频振动式和回转式环境取样钻机的工作原理及发展历程,总结了国内外钻机在智能化、结构紧凑程度和外观造型上的差距,提出了环境取样钻机的关键能力,包括移动能力、钻进能力和样品保真能力,指出了环境取样钻机将朝着动力采用清洁能源、自动分析样品和适应多种场合的方向发展。     

全液压车载钻机在缺水地区化探取样中的应用研究

针对干旱、半干旱地区缺水的特点,结合化探取样的要求,采用全液压车载钻机空气潜孔锤钻进工艺。结合车载钻机在西北部地区化探取样工作中遇到的问题,由此采取的有效措施、总结取得的经验成果,为该地区工作的进一步开展提供一些参考;同时使空气正反循环工艺在浅层取样的应用上更加完善,更加成熟,给本行业的工程技术人员提供一些思路。     

TGQ背包式取样钻机的研制

目前在普查踏勘阶段,地质工作者要求随时随地取样,迫切地需要迁移便捷、快速钻进、高效高质的便携式取样钻机。本文介绍了研制的TGQ背包式取样钻机的参数、特点及试验情况。该钻机体积小、质量轻、结构设计合理,具有高、低两挡转速,可以实现金刚石钻进、螺旋钻进工艺,可以进行斜孔钻进取心,可以解决复杂地层的取样问题。钻具采用高强度的材料,钻杆采用插装式快速连接结构,提高了加减钻杆的效率。钻机的研制打破了国外背包式轻便钻机对我国市场的垄断。     

QK-100型多功能全液压取样钻机的研制

QK-100型多功能全液压取样钻机是为满足我国厚覆盖地区地质填图取样而研制的。介绍了该钻机的技术参数、性能特点、主要结构以及试验试制情况。     

锂电池电动冲击取样钻机及其配套工具的研制

冲击钻进取样是支撑生态地质调查中松散地层优质高效、原状无污染取样的有效手段,但目前常见的便携式冲击取样钻机采用汽油机驱动,不能较好地适应安全生产与绿色勘查的发展要求。鉴于此,本文研制了一种以锂电池作为动力源的便携式电动冲击取样钻机及配套工具,详细介绍了钻机的电动冲击器、控制器、锂电池动力源及配套的取样器、锂电池液压起拔器的设计选型过程,并开展了钻机取样试验。实践证明该钻机及配套工具轻便可靠,可以实现5 m以浅松散地层的安全、高效、零碳排取样,是践行绿色勘查理念、推动浅层钻探装备电动化升级的有益尝试。     

CBJ-10型冲击取样钻机的研制与应用

与常规的槽探和回转钻进相比,利用冲击钻探方法进行地质土壤取样具有取心效率高、取样质量高、对环境破坏小等优点。 为此研制了一种轻便型的冲击取样钻机。通过对冲击原理分析,钻具设计以及拔管器结构分析计算,经过多次设计验证,并在2次现场试用的基础上,进行了不断改进。实践证明该钻机取样效率高,土壤原状保持程度好,能满足高质量土壤取样施工的技术要求。     

背包式钻机的工程应用与存在的若干问题

以美国绍尔背包式钻机为例,针对背包式钻机在工程应用中存在的钻进深度不够、钻压水压不稳定、岩样扰动严重和发动机熄火等问题进行分析以及对解决方案进行探讨,并针对使用情况对背包式钻机提出了改进意见,对使用前景进行了展望。     

我国钻掘设备的发展趋势及几种最新机型

概括地介绍了近年来我国钻掘设备的最新进展与应用情况，主要从钻掘设备的基本性能和技术原理及基本结构等方面进行介绍。介绍的主要设备有全液压岩心钻机系列、轻便设备系列、地源热泵钻机、浅海及滩涂取样钻机、全套管钻机等。     

CQK-50型车载化钻机的研制

在分析研究小型地质车载钻机的形式、功能与特点的基础上，提出了钻机车载化的新思路。根据地质调查工作现状，结合国内现有小型地质取样钻机，研制了CQK-50型全液压多功能车载取样钻机，并在野外物化探遥感异常验证钻探中取得了良好效果。     

CBQ-30A型轻便取样钻机的研制与应用

为解决特殊浅覆盖地层取样难题,有针对性地研制了CBQ30A型轻便取样钻机。介绍了CBQ30A型轻便取样钻机的各主要模块结构：轻巧型动力机、闸块式离合器、自主专利换挡机构、简化式水龙头和便拆式传动机构。该款钻机已通过多地生产性验证,基本满足了绿色勘查的需求,对浅层取样钻探技术推广有较好的促进作用。     

气体推动式地下流体取样技术的室内验证

获取高质量的地下流体样品对于二氧化碳地质利用与封存(CCUS)场地的CO₂泄漏监测具有重要意义。基于气体推动原理的地下流体取样器具有取样精度高、地层扰动小、易与井下监测技术集成从而实现地下流体原位连续监测等多方面优势,已广泛应用于多个CCUS场地中。然而,在实际应用中取样器存在取样量不稳定、受地下水水位波动影响大等问题。为解决上述关键问题,作者研发并搭建一套模拟井筒内地下流体取样可视化实验装置,通过开展不同液面高度下地下流体的取样实验,探究气体推动式取样器的取样过程及取样机制。实验结果显示：气体推动式取样技术在取样过程对井筒内液体无干扰,证明具有被动取样的特点,对环境影响程度低。取样量大小主要取决于井筒内液面高度和储流容器大小,可通过液面高度及管路尺寸精确计算得出理论取样量。不同液面高度下实际取样量与理论计算量基本一致,其误差随液面高度的增加而降低,最大误差小于6.6%。取样时间与平均取样速率主要取决于注气压力,并与注气压力呈现幂函数关系,拟合相关系数大于99%。上述实验结果将有助于进一步理解气体推动式取样器的取样机理,对于取样器结构优化以及指导现场取样效果具有重...     

中心取样空心螺旋钻进法

中心取样空心螺旋钻进法是新发展起来的钻进工艺,阐述了螺旋钻进法的应用与发展.并论述了各种中心取样空心螺旋钻进法的钻具结构与施工方法.包括内钻杆柱式中心取样钻具、绳索升降式中心取样钻具.摩斯取样系统以及詹姆科绳索回收取样装置.     

深埋、松散、流动、风化砂层中原状样采取技术的研究及其应用

介绍了在深埋、松散、流动、风化砂层中采取原状样的取样工具——ＴＡ８９－６４．８型原状样取砂器的结构和取样方法,并对该取砂器在我国长江三峡重大工程中的应用成果进行了分析     

地下水采样技术及《地下水采样技术规程》的编制

地下水取样是地下水调查、监测中的一项关键技术工作,必须要根据调查场地的条件和调查的目的选择合适的采样方法,并严格按照操作规程进行采样,以取得真实、有代表性的样品。本文在梳理常用地下水采样方法和采样器具的基础上,介绍了行业标准《地下水采样技术规程》的编制过程及其主要内容。该规程内容涉及地下水现场测试样品、无机检测样品、有机检测样品、气体检测样品、同位素检测样品、专项样品（包括地热水样品和饮用矿泉水样品）等的采集要求、采样方法、样品保存、质量控制等。     

基于克里金插值估算区域降水量的抽样方法对比分析——以甘肃省为例

降水数据的空间插值精度由降水的空间变异特征、插值方法和降水观测站分布决定的, 其中, 降水观测站及插值方法的选择尤为重要. 利用空间随机抽样、空间分层抽样和空间三明治抽样等空间抽样方案, 以甘肃省境内的气象站点为研究对象进行抽样分析, 在抽样结果的基础上进行区域降水量克里金插值, 并对比了插值结果精确度. 结果表明: 在较为丰富的先验知识的前提下, 空间三明治抽样所得的区域降水量插值结果的误差项ME(1.97)、MSE(0.0066)和RMSSE(1.0184)都是最优的, 空间分层抽样次之, 空间随机抽样最差. 与另外两种抽样方案相比, 空间三明治抽样是一种使区域误差最小, 适用范围更广, 精确度更高的抽样方法.     

刘长营环境科学钻探取样技术研究

针对环境取样的高取心率要求,利用SDR-100型全液压声频振动钻机结合压卡式钻具,完成了刘长营环境科学钻探取样。主要介绍了钻进工艺以及取样过程中遇到的问题,并给出了解决方案,最后对环境取样技术进行了展望。     

Estimating species diversity: Comparison of two algorithms

Two approaches to estimating the number of species in a lithologic unit are compared. An empirical model of the sampling process, which involves fitting the equation of a rectangular hyperbola to the data from a collector's curve, is compared with a logarithmic model derived from a statistical theory of sampling. The two approaches give equally accurate estimates of species richness when organisms are randomly dispersed but the logarithmic model generally requires more sampling than the hyperbolic model.     

浅析软煤及煤层气钻探取样工具的结构特征

提出了在我国开展软煤及煤层气钻探取样的必要性和对取样工具的特殊要求,在总结提高采取率和取样质量技术途径的基础上,论述并具体分析了用于软煤钻探和钻取含气样品的新型钻具结构,得出了取煤样钻具应具有单动、超前、隔水、避振、防脱功能和取气样钻具应在此基础上增加密封、冻结、集气功能的结论。研讨的钻具结构特征对于开展软煤及煤层气钻探取样的同行具有参考价值。     

国外地下水监测采样设备综述

国外地下水监测用采样设备大致分为4类：取样筒式采样器、惯性式采样器、气体驱动式采样器和潜水电泵式采样器。取样筒式采样器原理简单、制作方便、成本低,受监测井井径、采样深度影响较小;惯性式采样器外径小,可应用于小口径地下水监测井,采样深度可达到90 m;气体驱动式采样器结构较复杂,适用范围广,适用于大部分地下水监测井,采样效率较高。潜水电泵式采样器采样效率很高,适应井径较大。