CN105424406A - 一种用于深海取样的可视双列柱状取样器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于深海取样的可视双列柱状取样器，涉及深海沉积物取样技术领域，包括触底平衡器，触底平衡器的左端悬挂有可视触底自控取样开关总成，右端悬挂有两套竖直设置的柱状取样器主体；触底平衡器的顶部连接有释放连接总成和同轴铠装缆；其中，可视触底自控取样开关总成包括可视触底锤和触底锤连接缆，可视触底锤的内部安装有水下摄像机，水下摄像机与触底锤连接缆缆芯的下端连接，触底锤连接缆缆芯的上端与同轴铠装缆的缆芯连接。本发明能够实现可视化目标取样，保证了取样器在复杂海底环境中的有效使用，提高了取样成功率；且一次取样的数量多、效率高，满足了现代海洋学科研究的需求。

Description

一种用于深海取样的可视双列柱状取样器
技术领域
本发明涉及深海沉积物取样技术领域，具体涉及一种用于深海取样的可视双列柱状取样器。
背景技术
柱状取样器是获取海底沉积物样品的一种重要装备。利用柱状取样器获取的长柱状海底沉积物样品，广泛地应用于海洋油汽勘探、海洋矿产资源勘探、海洋环境调查和监控等海洋资源勘查领域，为海洋地质、生化研究和海洋工程建设以及海洋国防建设做出了重要贡献。
目前，国内外在进行海洋工程建设和海洋科学研究中，均采用的是由重锤机构、取样筒和吊放架等部件构成的长柱状取样器。实际使用时，长柱状取样器利用重锤机构的重力冲力自由下落插入沉积物中，进而实现取样。但是，由于海底沉积物均位于深海处，现有的柱状取样器在利用重力进行沉积物取样时无法进行有效观测，因此，始终无法达到针对海底特定目标的沉积物进行准确取样的效果，以至于限制了长柱状取样器在复杂海底环境中的有效使用，降低了深海底柱状沉积物取样的成功率。除此之外，现有的长柱状取样器均为单套柱状结构，每次获取的样品数量有限，取样效率低，己不能满足现代海洋学科研究的需求。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于深海取样的可视双列柱状取样器，能够实现可视化目标取样，保证了取样器在复杂海底环境中的有效使用，有效提高了深海沉积物取样的成功率；且取样的数量多、效率高，满足了现代海洋学科研究的需求。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：提供一种用于深海取样的可视双列柱状取样器，包括水平设置的触底平衡器，触底平衡器的左端悬挂有可视触底自控取样开关总成，右端悬挂有两套竖直设置的柱状取样器主体，两套柱状取样器主体位于同一高度且相互连接；触底平衡器的顶部连接有释放连接总成，释放连接总成的顶部固定连接有用于传输水下探测信息的同轴铠装缆，释放连接总成还与两套取样器主体的顶部连接；可视触底自控取样开关总成包括可视触底锤和触底锤连接缆，可视触底锤通过触底锤连接缆悬挂于触底平衡器的左端，可视触底锤的内部安装有水下摄像机，水下摄像机与触底锤连接缆缆芯的下端连接，触底锤连接缆缆芯的上端与同轴铠装缆的缆芯连接。
在上述技术方案的基础上，所述可视触底锤的内部安装有水下照明灯，水下照明灯与触底锤连接缆缆芯的下端连接。
在上述技术方案的基础上，所述可视触底锤的内部安装有离海底高度计，离海底高度计与触底锤连接缆缆芯的下端连接。
在上述技术方案的基础上，每套柱状取样器主体包括尾翼导向重力锤总成和与尾翼导向重力锤总成的底部连接的柱状取样管总成。
在上述技术方案的基础上，所述尾翼导向重力锤总成包括尾翼导管架，尾翼导管架的内部竖直设有中空的管柱，管柱的上端安装有导流装置，下端向下竖直延伸至尾翼导管架外，管柱延伸出尾翼导管架外的部分套设有驱动铅盘，驱动铅盘的下方设有翼管接头，翼管接头固定设于管柱的下端。
在上述技术方案的基础上，所述柱状取样管总成包括竖直设置的中空结构的取样接管，取样接管的上端与尾翼导向重力锤总成连接，下端安装有取样刀口；取样接管的内部套有中空结构的取样衬管，取样衬管的下端设有取样花瓣。
在上述技术方案的基础上，所述触底平衡器包括水平设置的触底平衡器杆，触底平衡器杆的左端悬挂可视触底自控取样开关总成，右端设置有触底连动开关，触底平衡器杆通过触底连动开关与两套柱状取样器主体的顶部连接；触底平衡器杆的顶部靠近右端处设有触底平衡架，触底平衡架的顶部通过承重吊环与释放连接总成连接。
在上述技术方案的基础上，所述释放连接总成包括铠装缆承重头和释放钢缆，铠装缆承重头的顶部与同轴铠装缆固定连接，铠装缆承重头的底部与触底平衡器的顶部连接；释放钢缆的一端与触底平衡器的顶部连接，另一端与两套柱状取样器主体的顶部连接。
在上述技术方案的基础上，所述可视触底自控取样开关总成的长度＝释放钢缆的长度+柱状取样器主体的长度。
在上述技术方案的基础上，两套柱状取样器主体之间通过尾翼连接吊板、翼管接头连接板连接。
本发明的有益效果在于：
1、本发明中，触底平衡器的左端悬挂有可视触底自控取样开关总成，可视触底自控取样开关总成包括可视触底锤和触底锤连接缆，可视触底锤的内部安装有水下摄像机，水下摄像机与触底锤连接缆缆芯的下端连接，触底锤连接缆缆芯的上端与同轴铠装缆的缆芯连接。深海采样时，通过触底锤连接缆可将视触底锤获取到的探测信息传输至同轴铠装缆，再通过同轴铠装缆传输至调查船或工程船实验室，从而实现可视化目标取样，保证了取样器在复杂海底环境中的有效使用，有效提高了深海沉积物取样的成功率。
2、本发明中，触底平衡器的右端悬挂有两套竖直设置的柱状取样器主体，两套柱状取样器主体位于同一高度且相互连接。实际采样时，一次下水即可获得两管柱状样品，取样数量多、效率高，满足了现代海洋学科研究的需求。
3、本发明中，可视触底锤的内部还安装有水下照明灯和离海底高度计。水下照明灯能提高水下摄像机在深海中的摄像效果，使水下摄像机在光线较暗的情况下依然能清楚的拍摄到海底的情况；离海底高度计能够准确获取到取样器离海底高度的信息，从而进一步提高深海底柱状沉积物取样的成功率。
4、本发明可视双列柱状取样器结构简单，操作方便，适合深海进行实用取样；且该可视双列柱状取样器适用于在6000米以内的海底沉积物区域和地质构造复杂的沉积物、岩矿混杂区域的海底沉积物可视目标条件下的取样，适用范围广。
附图说明
图1为本发明实施例中用于深海取样的可视双列柱状取样器的结构示意图；
图2为图1中A部分的放大图。
附图标记：
1－同轴铠装缆；
2－释放连接总成，2a－铠装缆承重头，2b－释放钢缆；
3－触底平衡器，3a－触底平衡架，3b－触底平衡器杆，3c－触底连动开关；
4－尾翼连接吊板；5－翼管接头连接板；
6－可视触底自控取样开关总成，6a－触底锤连接缆，6b－可视触底锤；
7－尾翼导向重力锤总成，7a－尾翼导管架，7b－导流装置，7c－驱动铅盘，7d－翼管接头；
8－柱状取样管总成，8a－取样接管，8b－取样衬管，8c－取样花瓣，8d－取样刀口。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明提供一种用于深海取样的可视双列柱状取样器，包括水平设置的触底平衡器3，触底平衡器3的左端悬挂有可视触底自控取样开关总成6，右端悬挂有两套竖直设置的柱状取样器主体，两套柱状取样器主体位于同一高度且相互连接；触底平衡器3的顶部连接有释放连接总成2，释放连接总成2的顶部固定连接有用于传输水下探测信息的同轴铠装缆1，释放连接总成2还与两套取样器主体的顶部连接。其中，可视触底自控取样开关总成6包括可视触底锤6b和触底锤连接缆6a，可视触底锤6b通过触底锤连接缆6a悬挂于触底平衡器3的左端，可视触底锤6b的内部安装有水下摄像机，水下摄像机与触底锤连接缆6a缆芯的下端连接，触底锤连接缆6a缆芯的上端与同轴铠装缆1的缆芯连接，用于将可视触底锤6b获取到的探测信息传输至同轴铠装缆1，再通过同轴铠装缆1传输至调查船或工程船实验室，从而实现可视化目标取样。
进一步地，为了提高水下摄像机在深海中的摄像效果，使水下摄像机在光线较暗的情况下依然能清楚的拍摄到海底的情况，所述可视触底锤6b的内部安装有水下照明灯(图未示)，水下照明灯与触底锤连接缆6a缆芯的下端连接。与此同时，为了进一步提高深海底柱状沉积物取样的成功率，可视触底锤6b的内部还安装有离海底高度计(图未示)，离海底高度计也与触底锤连接缆6a缆芯的下端连接，通过离海底高度计可准确获取到取样器离海底高度的信息，从而有效提高深海取样的成功率。
参见图1所示，每套柱状取样器主体包括尾翼导向重力锤总成7和与尾翼导向重力锤总成7的底部连接的柱状取样管总成8。
其中，尾翼导向重力锤总成7包括尾翼导管架7a，尾翼导管架7a的内部竖直设有中空的管柱，管柱的上端安装有自动开启/关闭式导流装置7b(如图2所示)，下端向下竖直延伸至尾翼导管架7a外，管柱延伸出尾翼导管架7a外的部分套设有驱动铅盘7c，驱动铅盘7c的下方设有翼管接头7d，翼管接头7d固定设于管柱的下端。
柱状取样管总成8包括竖直设置的中空结构的取样接管8a，取样接管8a的上端与尾翼导向重力锤总成7的翼管接头7d连接，下端安装有取样刀口8d；取样接管8a的内部套有中空结构的取样衬管8b，取样衬管8b与尾翼导管架7a的管柱连通，取样衬管8b的下端设有取样花瓣8c。实际使用时，可根据取样的需要加长取样接管8a和取样衬管8b，从而自由选择所取柱状样品的长度。
两套取样器的尾翼导管架7a之间通过尾翼连接吊板4连接；两套取样器的翼管接头7d之间通过翼管接头连接板5连接。
参见图1所示，所述触底平衡器3包括水平设置的触底平衡器杆3b，触底平衡器杆3b的左端悬挂可视触底自控取样开关总成6，右端设置有触底连动开关3c，触底平衡器杆3b通过触底连动开关3c与所述尾翼连接吊板4顶部的承重吊环连接；触底平衡器杆3b的顶部靠近右端处设有触底平衡架3a，触底平衡架3a的顶部通过承重吊环与释放连接总成2连接。
参见图1所示，所述释放连接总成2包括铠装缆承重头2a和释放钢缆2b，铠装缆承重头2a的顶部与同轴铠装缆1固定连接，铠装缆承重头2a的底部与触底平衡架3a顶部的承重吊环连接；释放钢缆2b的一端与触底平衡架3a顶部的承重吊环连接，另一端与所述尾翼连接吊板4顶部的承重吊环连接。
本发明的可视双列柱取样器在进行安装时，具体包括以下步骤：
S1：将两套尾翼导管架7a平放于船甲板平面，从尾翼导管架7a的管柱下端依次套入驱动铅盘7c、翼管接头7d，并螺旋连接翼管接头7d，转入S2；
S2：将取样接管8a平放在船甲板上，将取样衬管8b的上端插入取样接管8a内，在取样衬管8b的下端套入取样花瓣8c后，将取样衬管8b整体推入取样接管8a内，并将取样接管8a的下端与取样刀口8d螺纹连接，转入S3；
S3：将组装好的柱状取样管总成8和翼管接头7d螺纹连接，转入S4；
S4：利用尾翼连接吊板4和翼管接头连接板5将两套柱状取样器主体连接为一整体，转入S5；
S5：将尾翼连接吊板4与触底连动开关3c连接，将触底平衡架3a与铠装缆承重头2a连接，将触底锤连接缆6a与触底平衡器杆3b连接，连接时需注意可视触底自控取样开关总成6的长度＝释放钢缆2b的长度+尾翼导向重力锤总成7的长度+柱状取样管总成8的长度。
按照上述步骤进行组装后的取样器，可下水进行作业。作业时，当可视触底锤6b观察到海底目标，并继续下放到达海底时，触底连动开关3c自动开启(即柱状取样器主体从触底平衡器3上松脱)，两套柱状取样器主体利用尾翼导向重力锤总成7的重力冲力自由下落插入沉积物中，进而实现取样。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种用于深海取样的可视双列柱状取样器，其特征在于：包括水平设置的触底平衡器(3)，触底平衡器(3)的左端悬挂有可视触底自控取样开关总成(6)，右端悬挂有两套竖直设置的柱状取样器主体，两套柱状取样器主体位于同一高度且相互连接；触底平衡器(3)的顶部连接有释放连接总成(2)，释放连接总成(2)的顶部固定连接有用于传输水下探测信息的同轴铠装缆(1)，释放连接总成(2)还与两套取样器主体的顶部连接；
可视触底自控取样开关总成(6)包括可视触底锤(6b)和触底锤连接缆(6a)，可视触底锤(6b)通过触底锤连接缆(6a)悬挂于触底平衡器(3)的左端，可视触底锤(6b)的内部安装有水下摄像机，水下摄像机与触底锤连接缆(6a)缆芯的下端连接，触底锤连接缆(6a)缆芯的上端与同轴铠装缆(1)的缆芯连接。
2.如权利要求1所述的用于深海取样的可视双列柱状取样器，其特征在于：所述可视触底锤(6b)的内部安装有水下照明灯，水下照明灯与触底锤连接缆(6a)缆芯的下端连接。
3.如权利要求1所述的用于深海取样的可视双列柱状取样器，其特征在于：所述可视触底锤(6b)的内部安装有离海底高度计，离海底高度计与触底锤连接缆(6a)缆芯的下端连接。
4.如权利要求1所述的用于深海取样的可视双列柱状取样器，其特征在于：每套柱状取样器主体包括尾翼导向重力锤总成(7)和与尾翼导向重力锤总成(7)的底部连接的柱状取样管总成(8)。
5.如权利要求4所述的用于深海取样的可视双列柱状取样器，其特征在于：所述尾翼导向重力锤总成(7)包括尾翼导管架(7a)，尾翼导管架(7a)的内部竖直设有中空的管柱，管柱的上端安装有导流装置(7b)，下端向下竖直延伸至尾翼导管架(7a)外，管柱延伸出尾翼导管架(7a)外的部分套设有驱动铅盘(7c)，驱动铅盘(7c)的下方设有翼管接头(7d)，翼管接头(7d)固定设于管柱的下端。
6.如权利要求4所述的用于深海取样的可视双列柱状取样器，其特征在于：所述柱状取样管总成(8)包括竖直设置的中空结构的取样接管(8a)，取样接管(8a)的上端与尾翼导向重力锤总成(7)连接，下端安装有取样刀口(8d)；取样接管(8a)的内部套有中空结构的取样衬管(8b)，取样衬管(8b)的下端设有取样花瓣(8c)。
7.如权利要求1所述的用于深海取样的可视双列柱状取样器，其特征在于：所述触底平衡器(3)包括水平设置的触底平衡器杆(3b)，触底平衡器杆(3b)的左端悬挂可视触底自控取样开关总成(6)，右端设置有触底连动开关(3c)，触底平衡器杆(3b)通过触底连动开关(3c)与两套柱状取样器主体的顶部连接；触底平衡器杆(3b)的顶部靠近右端处设有触底平衡架(3a)，触底平衡架(3a)的顶部通过承重吊环与释放连接总成(2)连接。
8.如权利要求1所述的用于深海取样的可视双列柱状取样器，其特征在于：所述释放连接总成(2)包括铠装缆承重头(2a)和释放钢缆(2b)，铠装缆承重头(2a)的顶部与同轴铠装缆(1)固定连接，铠装缆承重头(2a)的底部与触底平衡器(3)的顶部连接；释放钢缆(2b)的一端与触底平衡器(3)的顶部连接，另一端与两套柱状取样器主体的顶部连接。
9.如权利要求8所述的用于深海取样的可视双列柱状取样器，其特征在于：所述可视触底自控取样开关总成(6)的长度＝释放钢缆(2b)的长度+柱状取样器主体的长度。
10.如权利要求1至9中所述的用于深海取样的可视双列柱状取样器，其特征在于：两套柱状取样器主体之间通过尾翼连接吊板(4)、翼管接头连接板(5)连接。
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