CN112710498B - 一种深海沉积物样品转移与在线检测系统及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种深海沉积物样品转移与在线检测系统及其应用方法，该系统的样品抓取与推送装置、样品分段切割装置、样品在线检测装置、高压球阀、保压钻具脱管装置依次同轴连接；海水增压泵通过管路与进水主球阀相连，阀门控制面板分别与样品抓取与推送装置、样品分段切割装置、高压球阀、保压钻具脱管装置连接；保压钻具脱管装置用于将取样钻具的内管与内管接头脱离，样品抓取与推送装置和样品分段切割装置用于抓取样品管，并切割后输送到子样品保压存储筒内保存。本发明基于上述系统的应用方法使取得的样品能够在维持原位压力的情况下切割为任意小段，并保压储存运输到实验室，以便更好地研究沉积物的物理性质。

Description

一种深海沉积物样品转移与在线检测系统及其应用方法

技术领域

本发明涉及深海海底资源探测与调查技术及其装备研制领域，特别是涉及一种深海沉积物样品转移与在线检测系统及其应用方法。

背景技术

海底蕴藏着极为丰富的多金属结核、钻结壳、热液硫化物、海洋生物、石油、天然气、天然气水合物以及粘土矿物等资源，这些资源具有重大的经济价值。要开发利用这些资源，首先必须了解海洋——进行海洋地质调查，以了解有关资源的种类、分布、成矿条件、资源前景等基础信息，为海洋资源勘探和开发打下必要的基础。

进行海洋地质调查的一个重要技术手段就是对深海沉积物进行取样，目前国内外海底沉积物保压取样技术已经比较成熟，它可以保持沉积物的原位压力，将其从海底提取至海面，可以提供海底沉积物的最小扰动样品。但如何将取得的样品在维持原位压力的情况下切割为任意小段，并保压储存运输到实验室，以便更好地研究沉积物的物理性质，相关研究则涉及较少。

发明内容

本发明的目的是提供一种深海沉积物样品转移与在线检测系统及其应用方法，以解决上述现有技术存在的问题，使取得的样品能够在维持原位压力的情况下切割为任意小段，并保压储存运输到实验室，以便更好地研究沉积物的物理性质。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种深海沉积物样品转移与在线检测系统，包括样品抓取与推送装置、样品分段切割装置、高压球阀、保压钻具脱管装置、子样品保压存储筒、冷水池、样品在线检测装置、监测与操控系统、海水冷却与增压系统；所述样品抓取与推送装置、样品分段切割装置、样品在线检测装置、高压球阀、保压钻具脱管装置依次同轴连接设置；海水冷却与增压系统中的海水增压泵通过管路与阀门控制面板中的进水主球阀相连，所述阀门控制面板通过支路和支路上的阀门分别与样品抓取与推送装置、样品分段切割装置、高压球阀、保压钻具脱管装置连接；所述冷水池用于冷却取样钻具，所述保压钻具脱管装置用于将取样钻具的内管与内管接头脱离，所述样品抓取与推送装置和样品分段切割装置用于抓取样品管，并切割后输送到子样品保压存储筒内保存。

可选的，所述样品抓取与推送装置包括第一电机、第一卡箍、保压筒前段、第二卡箍、保压筒后段、第三卡箍、后端盖、丝杠、导轨、抓手、辅助支撑滑块、抓杆、齿轮副、主动滑块、前端盖；所述保压筒前段与前端盖通过第一卡箍同轴连接，保压筒前段与保压筒后段通过第二卡箍同轴连接，保压筒后段与后端盖通过第三卡箍同轴连接；所述导轨通过螺钉安装在保压筒前段与保压筒后段上，导轨上安装有辅助支撑滑块和主动滑块，导轨为辅助支撑滑块和主动滑块的轴向移动提供导向作用，主动滑块和辅助支撑滑块均与保压筒前段同轴，且与保压筒前段的内壁之间有间隙；所述丝杠两端分别安装在前端盖与后端盖上，丝杠穿过主动滑块和辅助支撑滑块上的通孔，丝杠上装有齿轮副，抓杆的一端与齿轮副固连，另一端装有抓手，齿轮副能够将丝杠的旋转运动转化成抓杆的轴向平移运动；所述第一电机通过联轴器与丝杠的一端相连，通过第一电机带动丝杠旋转。

可选的，所述样品分段切割装置包括舱体、右端盖、第二电机、夹紧手轮、左端盖、第三电机、第一蜗轮蜗杆副、第二蜗轮蜗杆副、第三蜗轮蜗杆副、刀具、第一螺旋槽盘、夹具、第二螺旋槽盘；所述右端盖、左端盖与舱体均通过螺栓同轴连接；所述第一蜗轮蜗杆副中的蜗轮、第三蜗轮蜗杆副中的蜗轮、第一螺旋槽盘、第二螺旋槽盘均同轴安装在舱体中，第一蜗轮蜗杆副中的蜗轮通过螺栓与第二螺旋槽盘同轴连接，第三蜗轮蜗杆副中的蜗轮通过螺栓与第一螺旋槽盘同轴连接；所述刀具有三个，三个所述刀具成120度安装在第一螺旋槽盘上，通过第一螺旋槽盘的正反转来控制刀具的进退；所述夹具有三个，三个所述夹具成120度安装在第二螺旋槽盘上，通过第二螺旋槽盘的正反转来控制夹具的进退；所述第二电机通过联轴器与第三蜗轮蜗杆副中的蜗杆相连，通过第二电机控制第三蜗轮蜗杆副的运动；所述夹紧手轮通过平键与第一蜗轮蜗杆副中的蜗杆相连，通过转动夹紧手轮控制第一蜗轮蜗杆副的运动；所述第三电机通过联轴器与第二蜗轮蜗杆副中的蜗杆相连，通过第三电机控制第二蜗轮蜗杆副的运动。

可选的，所述保压钻具脱管装置包括端盖、夹紧舱体、脱管舱体、保压筒、蜗杆、夹具手柄、脱管滑套、蜗轮、夹具；所述夹紧舱体与端盖、脱管舱体均通过螺栓相连，保压筒与脱管舱体通过法兰相连；所述夹具通过轴承安装于夹具手柄中，夹具手柄有两个，对称安装于夹紧舱体的两侧，通过转动夹具手柄控制夹具的进退；所述蜗轮安装于脱管舱体中，脱管滑套通过滑键与蜗轮相连，通过转动蜗杆带动蜗轮旋转来控制脱管滑套的前后移动。

可选的，所述监测与操控系统包括操作台、显示器、阀门控制面板、排气显示装置、电脑主机、配电柜；所述显示器用来显示岩心转移的进程及各执行元件的状态，包括第一电机，第二电机和第三电机的转速与扭矩，转移系统内部的压力及介质温度曲线；所述阀门控制面板用来控制各支路的进水和排气；所述配电柜用于给各执行原件供电，并采集各执行元件反馈的数据。

可选的，所述海水冷却与增压系统包括海水增压泵、第一压缩机、第一冷凝器、储水箱、第一循环泵、第二压缩机、第二蒸发器、第二冷凝器、第二循环泵、第一蒸发器、安装底架；所述第一压缩机、第一冷凝器、第二循环泵与第一蒸发器共同组成初效冷机组；所述第一循环泵、第二压缩机、第二蒸发器与第二冷凝器共同组成高效冷机组；所述海水增压泵、储水箱、初效冷机组与高效冷机组均固定于安装底架上。

可选的，所述保压筒前段和保压筒后段上开有可视窗，进水口，排水口和排气口；所述夹紧舱体上开有可视窗，进水口，排水口和排气口；所述子样品保压存储筒上开有进水口，排气口，并安装有压力表与防爆阀。

本发明还提供一种深海沉积物样品转移与在线检测系统的应用方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：海水冷却，将储水箱中充满海水，开启初效冷机组，将目标温度设置为8℃，待水温降至8℃时，关闭初级冷却系统，开启高级冷却系统，将目标温度设置为3℃；

步骤二：钻具安装，将取样钻具安装在保压钻具脱管装置中，夹具夹紧取样钻具的内管接头，脱管滑套抱紧取样钻具的内管，通过抱箍将钻具脱管装置与高压球阀相连；

步骤三：系统排气增压，打开所有进水口球阀和排气口球阀，打开高压球阀，保证整个系统内部连通；启动海水增压泵，向系统内注入海水，观察排气显示装置中出气情况；排气口开始出水后，关闭海水增压泵，启动气动增压泵，反复多次开关排气口球阀，直至有气泡溢出；关闭所有排气口球阀，系统压力开始上升，观察压力表读数；系统压力增至所需值时，关闭气动增压泵，系统进入保压状态；

步骤四：钻具脱管，用手柄转动蜗杆到设定圈数，通过可视窗观察钻具内管接头与内管是否脱开；

步骤五：抓取岩心，启动第一电机，驱动抓手向前移动，接触并抓取岩心；第一电机反转，将岩心拉出钻具至切割装置处；

步骤六：切割岩心，旋转切割装置上的夹紧手轮，驱动夹紧机构将岩心管夹紧，启动第二电机和第三电机，切割岩心，切割完成后第二电机和第三电机复位，反转夹紧手轮，夹紧机构复位；

步骤七：岩心样品分装，关闭高压球阀，释放脱管装置内的压力，将脱管装置从转移系统上拆卸掉；将样品储存筒与转移系统对接，对样品储存筒排气打压，至压力与转移系统内压力平衡，打开高压球阀；启动第一电机，推动切割好的岩心样品进入样品存储筒，关闭样品存储筒上的球阀和转移系统上的高压球阀，将样品存储筒从转移系统上拆下；换上新的样品存储筒，重复排气打压等操作，进行新一轮的岩心切割及存储。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的深海沉积物样品转移与在线检测系统，能实现在高压低温环境下对3米长的岩心样品的转移，检测分析，分段切割，分装存储，且能够在此过程中维持系统内的压力与温度波动保持在5％以下。该装置可在转移岩心样品的同时对岩心样品进行声波检测和CT扫描，减轻了转移过程中产生的扰动对检测结果的影响。该装置能保证岩心样品所处环境压力和温度近似于其原位压力和温度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明深海沉积物样品转移与在线检测系统的示意图；

图2是本发明样品抓取与推送装置的示意图；

图3是本发明样品分段切割装置的示意图；

图4是本发明样品分段切割装置的剖面示意图；

图5是本发明保压钻具脱管装置的示意图；

图6是本发明保压钻具脱管装置的剖面示意图；

图7是本发明监测与操控系统的示意图；

图8是本发明海水冷却与增压系统的示意图；

图9是本发明阀门控制面板与深海沉积物样品转移与在线检测系统的连接示意图；

图中，1-样品抓取与推送装置；2-样品分段切割装置；3-高压球阀；4-保压钻具脱管装置；5-子样品保压存储筒；6-冷水池；7-样品在线检测装置；8-监测与操控系统；9-海水冷却与增压系统；101-第一电机；102-第一卡箍；103-保压筒前段；104-第二卡箍；105-保压筒后段；106-第三卡箍；107-后端盖；108-丝杠；109-导轨；110-抓手；111-辅助支撑滑块；112-抓杆；113-齿轮副；114-主动滑块；115-前端盖；201-舱体；202-右端盖；203-第二电机；204-夹紧手轮；205-左端盖；206-第三电机；207-第一蜗轮蜗杆副；208-第二蜗轮蜗杆副；209-第三蜗轮蜗杆副；210-刀具；211-第一螺旋槽盘；212-夹具；213-第二螺旋槽盘；401-端盖；402-夹紧舱体；403-脱管舱体；404-保压筒；405-蜗杆；406-夹具手柄；407-脱管滑套；408-蜗轮；409-夹具；801-操作台；802-显示器；803-阀门控制面板；804-排气显示装置；805-电脑主机；806-配电柜；901-海水增压泵；902-第一压缩机；903-第一冷凝器；904-储水箱；905-第一循环泵；906-第二压缩机；907-第二蒸发器；908-第二冷凝器；909-第二循环泵；910-第一蒸发器；911-安装底架；1001-第一排水口球阀；1002-第二排水口球阀；1003-进水口球阀；1004-第一排气球阀；1005-第二排气球阀；1006-第三排气球阀；1007-第四排气球阀；8031-进水主球阀；8032-支路1球阀；8033-支路2球阀；8034-支路3球阀；8035-总泄压球阀；8036-支路3压力表；8037-支路2压力表；8038-支路1压力表；8039-主路压力表。

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。

本发明的目的是提供一种深海沉积物样品转移与在线检测系统及其应用方法，以解决上述现有技术存在的问题，使取得的样品能够在维持原位压力的情况下切割为任意小段，并保压储存运输到实验室，以便更好地研究沉积物的物理性质。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种深海沉积物样品转移与在线检测系统，如图1-图9所示，包括样品抓取与推送装置1、样品分段切割装置2、高压球阀3、保压钻具脱管装置4、子样品保压存储筒5、冷水池6、样品在线检测装置7、监测与操控系统8、海水冷却与增压系统9；样品抓取与推送装置1、样品分段切割装置2、样品在线检测装置7、高压球阀3、保压钻具脱管装置4依次同轴排列，其中，样品抓取与推送装置1与样品分段切割装置2，样品分段切割装置2与样品在线检测装置7，高压球阀3与保压钻具脱管装置4之间均通过抱箍同轴连接，样品在线检测装置7与高压球阀3通过法兰同轴连接；海水冷却与增压系统9中的海水增压泵901通过管路与阀门控制面板803中的进水主球阀8031相连，阀门控制面板803通过管路分别与样品抓取与推送装置1，样品分段切割装置2，高压球阀3，保压钻具脱管装置4连接。

如图2所示，本发明深海沉积物样品转移与在线检测系统的样品抓取与推送装置1包括第一电机101、第一卡箍102、保压筒前段103、第二卡箍104、保压筒后段105、第三卡箍106、后端盖107、丝杠108、导轨109、抓手110、辅助支撑滑块111、抓杆112、齿轮副113、主动滑块114、前端盖115；保压筒前段103与前端盖115通过第一卡箍102同轴连接，保压筒前段103与保压筒后段105通过第二卡箍104同轴连接，保压筒后段105与后端盖107通过第三卡箍106同轴连接；导轨109通过螺钉安装在保压筒前段103与保压筒后段105上，导轨109上安装有辅助支撑滑块111和主动滑块114，导轨109为辅助支撑滑块111和主动滑块114的轴向移动提供导向作用，主动滑块114和辅助支撑滑块111均与保压筒前段103同轴，且与保压筒前段103的内壁之间有间隙；丝杠108两端分别安装在前端盖115与后端盖107上，丝杠108穿过主动滑块114和辅助支撑滑块111上的通孔，丝杠108上装有齿轮副113，抓杆112的一端与齿轮副113固连，另一端装有转手110，齿轮副113可将丝杠108的旋转运动转化成抓杆112的轴向平移运动；第一电机101通过联轴器与丝杠108的一端相连，通过第一电机101带动丝杠108旋转。

如图3、4所示，本发明深海沉积物样品转移与在线检测系统的样品分段切割装置2包括舱体201、右端盖202、第二电机203、夹紧手轮204、左端盖205、第三电机206、第一蜗轮蜗杆副207、第二蜗轮蜗杆副208、第三蜗轮蜗杆副209、刀具210、第一螺旋槽盘211、夹具212、第二螺旋槽盘213；右端盖202、左端盖205与舱体201均通过螺栓同轴连接；第一蜗轮蜗杆副207中的蜗轮、第三蜗轮蜗杆副209中的蜗轮、第一螺旋槽盘211、第二螺旋槽盘213均同轴安装在舱体201中，第一蜗轮蜗杆副207中的蜗轮通过螺栓与第二螺旋槽盘213同轴连接，第三蜗轮蜗杆副209中的蜗轮通过螺栓与第一螺旋槽盘211同轴连接；刀具210有三个，成120度安装在第一螺旋槽盘211上，通过第一螺旋槽盘211的正反转来控制刀具210的进退；夹具212有三个，成120度安装在第二螺旋槽盘213上，通过第二螺旋槽盘213的正反转来控制夹具212的进退；第二电机203通过联轴器与第三蜗轮蜗杆副209中的蜗杆相连，通过第二电机203控制第三蜗轮蜗杆副209的运动；夹紧手轮204通过平键与第一蜗轮蜗杆副207中的蜗杆相连，通过转动夹紧手轮204控制第一蜗轮蜗杆副207的运动；第三电机206通过联轴器与第二蜗轮蜗杆副208中的蜗杆相连，通过第三电机206控制第二蜗轮蜗杆副208的运动。

如图5、6所示，本发明深海沉积物样品转移与在线检测系统的保压钻具脱管装置4包括端盖401、夹紧舱体402、脱管舱体403、保压筒404、蜗杆405、夹具手柄406、脱管滑套407、蜗轮408、夹具409；夹紧舱体402与端盖401、脱管舱体403均通过螺栓相连，保压筒404与脱管舱体403通过法兰相连；夹具409通过轴承安装于夹具手柄406中，夹具手柄406有两个，对称安装于夹紧舱体402的两侧，通过转动夹具手柄406控制夹具409的进退；蜗轮408安装于脱管舱体403中，脱管滑套407通过滑键与蜗轮408相连，通过转动蜗杆405带动蜗轮408旋转来控制脱管滑套407的前后移动。

如图7所示，本发明深海沉积物样品转移与在线检测系统的监测与操控系统8包括操作台801、显示器802、阀门控制面板803、排气显示装置804、电脑主机805、配电柜806；显示器802用来显示岩心转移的进程及各执行元件的状态，包括第一电机101、第二电机203和第三电机206的转速与扭矩，转移系统内部的压力及介质温度曲线；阀门控制面板803用来控制各支路的进水和排气；配电柜806用于给各执行原件供电，并采集各执行元件反馈的数据。

如图8所示，本发明深海沉积物样品转移与在线检测系统的海水冷却与增压系统9包括海水增压泵901、第一压缩机902、第一冷凝器903、储水箱904、第一循环泵905、第二压缩机906、第二蒸发器907、第二冷凝器908、第二循环泵909、第一蒸发器910、安装底架911；第一压缩机902、第一冷凝器903、第二循环泵909与第一蒸发器910共同组成初效冷机组，可将常温海水冷却到10摄氏度左右；第一循环泵905、第二压缩机906、第二蒸发器907与第二冷凝器908共同组成高效冷机组，可将10摄氏度的海水冷却到2摄氏度左右；海水增压泵901、储水箱904、初效冷机组与高效冷机组均固定于安装底架911上。进水主球阀8031一端与海水增压泵901连接，另一端分别通过主路连接有支路1球阀8032、支路2球阀8033、支路3球阀8034，支路1球阀8032、支路2球阀8033、支路3球阀8034分别与保压钻具脱管装置4、高压球阀3和样品抓取与推送装置1连接，保压钻具脱管装置4、高压球阀3、样品分段切割装置2和样品抓取与推送装置1上分别连接有第一排气口球阀1004、第二排气口球阀1005、第三排气口球阀1006、第四排气口球阀1007，第一排气口球阀1004、第二排气口球阀1005、第三排气口球阀1006、第四排气口球阀1007通过管路与排气显示装置804连接，排气显示装置804通过设置有总泄压球阀8035的管路与主路连接，样品抓取与推送装置1上设置有第一排水口球阀1001、第二排水口球阀1002；主路上连接有主路压力表8039、支路1球阀8032、支路2球阀8033、支路3球阀8034所在支路上分别连接有支路1压力表8038、支路2压力表8037和支路3压力表8036。

本发明深海沉积物样品转移与在线检测系统的工作方法包括如下步骤：

步骤一：海水冷却。将储水箱904中充满海水，接通系统电源，开启初效冷机组，将目标温度设置为8℃，待水温降至8℃时，关闭初级冷机组，开启高效冷机组，将目标温度设置为3℃，待水温降至3℃时，关闭高效冷机组；

步骤二：钻具安装。取样钻具从海底提到甲板后，先将其放到冷水池6中进行初步降温，降温结束后将钻具安装在保压钻具脱管装置4中，确保夹具409夹紧钻具的内管接头，脱管滑套407抱紧钻具的内管，通过抱箍将保压钻具脱管装置4与高压球阀3相连，确保保压钻具脱管装置4上的进水口球阀1003与第一排气口球阀1004通过管路连接到阀门控制面板803上相应的支路中；

步骤三：系统排气增压。打开进水主球阀8031及支路1球阀8032、支路2球阀8033、支路3球阀8034，打开进水口球阀1003，打开第一排气口球阀1004、第二排气口球阀1005、第三排气口球阀1006、第四排气口球阀1007，关闭第一排水口球阀1001、第二排水口球阀1002，关闭总泄压球阀8035，打开高压球阀3，保证整个系统内部连通；启动海水增压泵901，向系统内注入海水，观察排气显示装置804中出气情况；排气显示装置804开始出水后，关闭海水增压泵901，启动气动增压泵，反复多次开关第一排气口球阀1004、第二排气口球阀1005、第三排气口球阀1006、第四排气口球阀1007，直至排气显示装置804中有极少气泡溢出；关闭第一排气口球阀1004、第二排气口球阀1005、第三排气口球阀1006、第四排气口球阀1007，系统压力开始上升，观察支路3压力表8036、支路2压力表8037、支路1压力表8038、主路压力表8039读数；系统压力增至a MPa时，关闭气动增压泵，系统进入保压状态，其中a的值根据取样深度而定。

步骤四：钻具脱管。转动蜗杆405到一定圈数，通过可视窗观察钻具内管接头与内管之间的螺纹是否脱开；反转夹具手柄406，将夹具409退回，使钻具的内管接头掉落在夹紧舱体402的底部；

步骤五：抓取岩心。启动第一电机101，带动丝杠108旋转，抓手110在丝杠108的驱动下向前移动，依次穿过样品抓取与推送装置1，样品分段切割装置2，高压球阀3，样品在线检测装置7，进入保压钻具脱管装置4中，与样品管接触后，抓手继续前进距离b后停下，其中b为抓手长度的三分之二，单位为mm；第一电机101反转，将岩心拉出钻具至样品分段切割装置2中，此过程中开启样品在线检测装置7，对岩心进行检测；

步骤六：切割岩心。移动岩心，使岩心尾端与刀具210之间的距离为d mm，其中d的值根据实际需求确定；转动夹紧手轮204到一定圈数，驱动夹具212将岩心管夹紧，启动第二电机203和第三电机206，驱动刀具210切割岩心管，进刀量通过设置第二电机203和第三电机206转动的圈数来控制；切割完成后第二电机203和第三电机206复位，将刀具210退回，反转夹紧手轮204，使夹具212退回；

步骤七：岩心样品分装。关闭高压球阀3，泄掉保压钻具脱管装置4中的压力，将保压钻具脱管装置4从转移系统上拆卸掉；通过抱箍将子样品保压存储筒5与高压球阀3连接，对子样品保压存储筒5排气打压，至压力与转移系统内压力平衡，打开高压球阀3；启动第一电机101，推动切割好的岩心样品进入子样品保压存储筒5中，关闭高压球阀3，将子样品保压存储筒5从转移系统上拆下；换上新的子样品保压存储筒，重复排气打压等操作，进行新一轮的岩心切割及存储。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种深海沉积物样品转移与在线检测系统，其特征在于：包括样品抓取与推送装置、样品分段切割装置、高压球阀、保压钻具脱管装置、子样品保压存储筒、冷水池、样品在线检测装置、监测与操控系统、海水冷却与增压系统；所述样品抓取与推送装置、样品分段切割装置、样品在线检测装置、高压球阀、保压钻具脱管装置依次同轴连接设置；海水冷却与增压系统中的海水增压泵通过管路与阀门控制面板中的进水主球阀相连，所述阀门控制面板通过支路和支路上的阀门分别与样品抓取与推送装置、样品分段切割装置、高压球阀、保压钻具脱管装置连接；所述冷水池用于冷却取样钻具，所述保压钻具脱管装置用于将取样钻具的内管与内管接头脱离，所述样品抓取与推送装置和样品分段切割装置用于抓取样品管，并切割后输送到子样品保压存储筒内保存；所述样品抓取与推送装置包括第一电机、第一卡箍、保压筒前段、第二卡箍、保压筒后段、第三卡箍、后端盖、丝杠、导轨、抓手、辅助支撑滑块、抓杆、齿轮副、主动滑块、前端盖；所述保压筒前段与前端盖通过第一卡箍同轴连接，保压筒前段与保压筒后段通过第二卡箍同轴连接，保压筒后段与后端盖通过第三卡箍同轴连接；所述导轨通过螺钉安装在保压筒前段与保压筒后段上，导轨上安装有辅助支撑滑块和主动滑块，导轨为辅助支撑滑块和主动滑块的轴向移动提供导向作用，主动滑块和辅助支撑滑块均与保压筒前段同轴，且与保压筒前段的内壁之间有间隙；所述丝杠两端分别安装在前端盖与后端盖上，丝杠穿过主动滑块和辅助支撑滑块上的通孔，丝杠上装有齿轮副，抓杆的一端与齿轮副固连，另一端装有抓手，齿轮副能够将丝杠的旋转运动转化成抓杆的轴向平移运动；所述第一电机通过联轴器与丝杠的一端相连，通过第一电机带动丝杠旋转；所述样品分段切割装置包括舱体、右端盖、第二电机、夹紧手轮、左端盖、第三电机、第一蜗轮蜗杆副、第二蜗轮蜗杆副、第三蜗轮蜗杆副、刀具、第一螺旋槽盘、夹具、第二螺旋槽盘；所述右端盖、左端盖与舱体均通过螺栓同轴连接；所述第一蜗轮蜗杆副中的蜗轮、第三蜗轮蜗杆副中的蜗轮、第一螺旋槽盘、第二螺旋槽盘均同轴安装在舱体中，第一蜗轮蜗杆副中的蜗轮通过螺栓与第二螺旋槽盘同轴连接，第三蜗轮蜗杆副中的蜗轮通过螺栓与第一螺旋槽盘同轴连接；所述刀具有三个，三个所述刀具成120度安装在第一螺旋槽盘上，通过第一螺旋槽盘的正反转来控制刀具的进退；所述夹具有三个，三个所述夹具成120度安装在第二螺旋槽盘上，通过第二螺旋槽盘的正反转来控制夹具的进退；所述第二电机通过联轴器与第三蜗轮蜗杆副中的蜗杆相连，通过第二电机控制第三蜗轮蜗杆副的运动；所述夹紧手轮通过平键与第一蜗轮蜗杆副中的蜗杆相连，通过转动夹紧手轮控制第一蜗轮蜗杆副的运动；所述第三电机通过联轴器与第二蜗轮蜗杆副中的蜗杆相连，通过第三电机控制第二蜗轮蜗杆副的运动。

2.根据权利要求1所述的深海沉积物样品转移与在线检测系统，其特征在于：所述保压钻具脱管装置包括端盖、夹紧舱体、脱管舱体、保压筒、蜗杆、夹具手柄、脱管滑套、蜗轮、夹具；所述夹紧舱体与端盖、脱管舱体均通过螺栓相连，保压筒与脱管舱体通过法兰相连；所述夹具通过轴承安装于夹具手柄中，夹具手柄有两个，对称安装于夹紧舱体的两侧，通过转动夹具手柄控制夹具的进退；所述蜗轮安装于脱管舱体中，脱管滑套通过滑键与蜗轮相连，通过转动蜗杆带动蜗轮旋转来控制脱管滑套的前后移动。

3.根据权利要求2所述的深海沉积物样品转移与在线检测系统，其特征在于：所述监测与操控系统包括操作台、显示器、阀门控制面板、排气显示装置、电脑主机、配电柜；所述显示器用来显示岩心转移的进程及各执行元件的状态，包括第一电机，第二电机和第三电机的转速与扭矩，转移系统内部的压力及介质温度曲线；所述阀门控制面板用来控制各支路的进水和排气；所述配电柜用于给各执行原件供电，并采集各执行元件反馈的数据。

4.根据权利要求3所述的深海沉积物样品转移与在线检测系统，其特征在于：所述海水冷却与增压系统包括海水增压泵、第一压缩机、第一冷凝器、储水箱、第一循环泵、第二压缩机、第二蒸发器、第二冷凝器、第二循环泵、第一蒸发器、安装底架；所述第一压缩机、第一冷凝器、第二循环泵与第一蒸发器共同组成初效冷机组；所述第一循环泵、第二压缩机、第二蒸发器与第二冷凝器共同组成高效冷机组；所述海水增压泵、储水箱、初效冷机组与高效冷机组均固定于安装底架上。

5.根据权利要求4所述的深海沉积物样品转移与在线检测系统，其特征在于：所述保压筒前段和保压筒后段上开有可视窗，进水口，排水口和排气口；所述夹紧舱体上开有可视窗，进水口，排水口和排气口；所述子样品保压存储筒上开有进水口，排气口，并安装有压力表与防爆阀。

6.一种如权利要求5所述的深海沉积物样品转移与在线检测系统的应用方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：海水冷却，将储水箱中充满海水，开启初效冷机组，将目标温度设置为8℃，待水温降至8℃时，关闭初级冷却系统，开启高级冷却系统，将目标温度设置为3℃；

步骤二：钻具安装，将取样钻具安装在保压钻具脱管装置中，夹具夹紧取样钻具的内管接头，脱管滑套抱紧取样钻具的内管，通过抱箍将钻具脱管装置与高压球阀相连；

步骤三：系统排气增压，打开所有进水口球阀和排气口球阀，打开高压球阀，保证整个系统内部连通；启动海水增压泵，向系统内注入海水，观察排气显示装置中出气情况；排气口开始出水后，关闭海水增压泵，启动气动增压泵，反复多次开关排气口球阀，直至有气泡溢出；关闭所有排气口球阀，系统压力开始上升，观察压力表读数；系统压力增至所需值时，关闭气动增压泵，系统进入保压状态；

步骤四：钻具脱管，用手柄转动蜗杆到设定圈数，通过可视窗观察钻具内管接头与内管是否脱开；

步骤五：抓取岩心，启动第一电机，驱动抓手向前移动，接触并抓取岩心；第一电机反转，将岩心拉出钻具至切割装置处；

步骤六：切割岩心，旋转切割装置上的夹紧手轮，驱动夹紧机构将岩心管夹紧，启动第二电机和第三电机，切割岩心，切割完成后第二电机和第三电机复位，反转夹紧手轮，夹紧机构复位；

步骤七：岩心样品分装，关闭高压球阀，释放脱管装置内的压力，将脱管装置从转移系统上拆卸掉；将样品储存筒与转移系统对接，对样品储存筒排气打压，至压力与转移系统内压力平衡，打开高压球阀；启动第一电机，推动切割好的岩心样品进入样品存储筒，关闭样品存储筒上的球阀和转移系统上的高压球阀，将样品存储筒从转移系统上拆下；换上新的样品存储筒，重复排气打压等操作，进行新一轮的岩心切割及存储。

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