CS212088B1

CS212088B1 - Deep mine sampling device

Info

Publication number: CS212088B1
Application number: CS579580A
Authority: CS
Inventors: Bohumil Mikula; Karel Med; Bohdan Spacek
Original assignee: Bohumil Mikula; Karel Med; Bohdan Spacek
Priority date: 1980-08-25
Filing date: 1980-08-25
Publication date: 1982-02-26

Description

(54) Hlubinné vzorkovací zařízení(54) Deep sampling devices

Vynález se týká hlubinného vzorkovacího zařízení, náběrevého, sacího nebo jádrevecího, určeného zvláště pro odběr vzorků z mořského dna. Jeho součástí je vzorkovač upoutaný závěsným lanem na vrátku.The present invention relates to a deepwater sampling device, a scoop, a suction or a core, intended especially for sampling from the seabed. It includes a sampler tied to the winch by a hanging rope.

Stěžejní metoda geologického průzkumu mořského dna je založena na analýze sedimentárních hornin, odebíraných z mořského dna pomocí volnopádových nebo upoutaných vzorkovačů. Výhodou upoutaných vzorkovačů je jejich větší návratnost, Problémy však způsbuje přesné určení okamžiku dopadu vzorkovače na mořské dno a tím i stanovení počátku těžení vzorkovače na povrch.The principal method of geological survey of the seabed is based on the analysis of sedimentary rocks taken from the seabed by free-fall or tethered samplers. The advantage of captured samplers is their greater return, but the problem is caused by the exact determination of the moment of impact of the sampler on the seabed and thus determining the beginning of the sampling of the sampler on the surface.

I když se před spouštěním upoutaného vzorkovače změří hloubkoměrem hloubka moře v místě průzkumu a při spouštění vzorkovače se měří délka odvíjeného závěsného lana, nelze okamžik dopadu vzorkovače přesně určit, nebot upoutaný vzorkovač neklesá ke dnu přímo, ale je unášen mořskými proudy a klesá po šikmé dráze, která není určitelná. Komplikace působí i kolísání lodi na vlnách a hmotnost závěsného lana, která je mnohonásobně větší než hmotnost upoutaného vzorkovače. Pro nedostatečné určení okamžiku dopadu upoutaného vzorkovače na mořské dno se často stává, že bud je vzorkovač vytažen dříve než dopadl na dno, a tudíž prázdný, bez vzorku, nebo po dopadu vzorkovače na dno se pokračuje v odvíjení lana, které se na dně zkroutí a zasmyčkuje. Nelze přitom vyloučit ztrátu odebraného vzorku nebo zasmyknuti a utržení závěsného lana i se vzorkovačem.Even though the depth of the sea at the survey site is measured with a depth gauge before the tethered sampler is triggered and the length of the unwound suspension rope is measured when the sampler is lowered, the moment of the sampler impact cannot be accurately determined. that is not determinable. The fluctuation of the ship on the waves and the weight of the suspension rope, which is many times higher than the weight of the tethered sampler, cause complications. To inadequately determine the point of impact of the captured sampler on the seabed, it often happens that either the sampler is pulled out before it has hit the bottom and hence empty, without sample, or after the sampler hits the bottom, unwinding of the rope continues to twist and zasmyčkuje. The loss of the sampled sample or the locking and tearing of the suspension rope with the sampler cannot be excluded.

212 088212 088

Jsou známá hlubinná vzorkovací zařízení upoutaná na laně, která uvedené nevýhody odstraňují pomecí elektrických kentrelnich přístrojů, umístěných na plavidle a pomocí spínačů, umístěných na jádrevacím vzorkovači a spojených s kontrolními přístroji elektrickým vodičem. Při depadu vzerkeveče na mořské dne se uzavře elektrický ebved s kentrelním přístrojem na plavidle, zastaví se odvíjení závěsného lana z vrátku a jádrevák se zahloubí de meřskéhe dna. V koncové peleze jádrevnice se spínač vrátí de výchozí polohy a tím je dán signál k vytažení jádrovacíhe vzorkovače na povrch.Deep-sealed tethered sampling devices are known which overcome these disadvantages with the help of electric kernel devices mounted on the vessel and by means of switches mounted on the core sampler and connected to the control devices by an electrical conductor. When the middleman is depleted on a seabed, the electric ebved is closed with a kentral device on board, the suspension rope unwinds from the winch, and the core lorry sinks out of the seabed. In the end rail of the core box, the switch returns to its initial position, giving a signal to pull the core sampler to the surface.

Nevýhodou známého hlubinného vzorkovacího zařízení je, že okamžik depadu vzorkovače na dne a povel k vytažení vzorkovače na povrch je signalizován pomocí kabelového elektrického spojení. Je-li elektrický vodič veden samostatně, paralelně se závěsným lanem, vznikají obtíže s kerdinevaným odvíjením závěsného lana a elektrického vodiče. Nelze přitom vyloučit přetrhnutí vodiče nebo jeho splétání s lanem, což komplikuje úkon vytahování vzorkovače.A disadvantage of the known deep sampling device is that the moment of the sampler depression at the bottom and the command to pull the sampler to the surface is signaled by a cable electrical connection. If the electric conductor is guided separately, in parallel with the suspension rope, there are difficulties with the unreeled unwinding of the suspension rope and the electric conductor. It is not possible to rupture or entangle the conductor with the rope, which complicates the pulling-out operation of the sampler.

Je-li elektrický vodič spojen s lanem v tzv. pancéřovaném kabelu, je hlubinné vzorkovací zařízení omezeno technicko-provozními podmínkami na použití pro průzkum relativně mělkých moří.Omezení způsobuje relativně malé dovolené zatížení kabelu vzhledem k velikosti jeho průměru.If the electrical conductor is connected to a cable in a so-called armored cable, the depth sampling device is limited to technical-operational conditions for use in the exploration of relatively shallow seas.

Předmětem vynálezu, který odstraňuje uvedené nevýhody dosud známých zařízení je hlubinné vzorkovací zařízení, zvláště pro odběr vzorků z mořského dna, jehož součástí je vzorkovač',, upoutaný závěsným lanem na vrátku. Podstata vynálezu Spočívá v tom, že závěsné lano je vedeno přes měrnou kladku na teleskopickém třmenu, ve kterém je uspořádán tenzometrický siloměr elektricky zapojený přes stejnosměrný expansní zesiloveč na zapisovač. Větší kontroly dráhy vzorkovače se dosáhne, když měrná kladka je opatřena clenou otáčkového snímače, elektricky, spojeného přes tvarovací obvod s čítačem, na jehož výstupu je zapojen displej délky odvinutého závěsného lana.The object of the invention which overcomes the above-mentioned disadvantages of the prior art devices is a deep sampling device, in particular for the sampling of the seabed, which includes a sampler tied to the winch by a suspension rope. SUMMARY OF THE INVENTION It consists in that the suspension rope is guided through a measuring pulley on a telescopic calliper in which a strain gauge is electrically connected via a DC expansion amplifier to the recorder. Greater control of the sampler path is achieved when the measuring pulley is provided with a rotational encoder member, electrically connected via a shaping circuit to a counter, at the output of which a display of the length of the unwound suspension rope is connected.

Automatického uvedení zapisovače do provozu se dosáhne, když ve výstupu čítače je zařazen předvolbový obvod, spojený se spínačem zapisovače.Automatic recorder commissioning is achieved when a preset circuit connected to the recorder switch is included in the counter output.

Hlavní účinek hlubinného vzorkovacího zařízení podle vynálezu spočívá v přesném stanovení okamžiku dopadu vzorkovače na mořské dno bez nutnosti elektrického kabelového spojení mezi vzorkovačem a kontrolním zařízením na palubě plavidla. Zmenší se počet nezdařených odběrů vzorků, předchází se haváriím a smyčkováné, případně přetržení závěsného lana z důvodů odvinutí jeho přebytečné délky. Hlubinné vzorkovací zařízení podle vynálezu skýtá možnost využití i ve velkých hloubkách moří.The main effect of the deepwater sampling device according to the invention is to accurately determine the moment of impact of the sampler on the seabed without the need for an electrical cable connection between the sampler and the control device on board the vessel. The number of failed sampling will be reduced, accidents and looped or looped rope could be avoided due to unwinding of its excess length. The deep sampling device according to the invention offers the possibility of use even at great depths of the sea.

Příklad konstrukce hlubinného vzorkovacího zařízení jo anázorněn na přiložených výkresech, kde obr. 1 představuje schéma celého zařízeni a obr. 2 představuje blokové schéma elektrického zapojení kontrolního přístroge.An example of the construction of a deep sampling device is illustrated in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a diagram of the entire device and Fig. 2 is a block diagram of the electrical wiring of a control apparatus.

Součástí hlubinného vzoi'kovacího zařízení podle vynálezu je vzorkovač 1 upoutaný závěs* ným lanem 2, na vrátku viz obr. 1. Závěsné lano 2 je vedeno přes měrnou kladku 4, zavěšenou, na teleskopickém třmenu 6 a opatřenou clonou 2· Uvnitř teleskopického třmenu 6, sestávající- ’ ho ze závěsu £ a táhla 8 je uspořádán tenzometrický siloměr % s tenzemetry 10. K závěsu 2 j^ev úrovni měrné kladky upevněn otáčkový snímač 13. Tenzemetry 10 jsou prvým vodičem 11 elektricky spojeny s kontrolním přístrojem 14. Druhým vodičem 12 je s ním spojen otáčkový sní212 088Part of the deep sampler according to the invention is a sampler 1 tethered with a suspension rope 2, at the door see Fig. 1. The suspension rope 2 is guided through a measuring pulley 4 suspended on a telescopic yoke 6 and provided with an orifice 2. , sestávající- '£ it from the hinge and the rod 8 is provided with a strain gauge force transducers% tenzemetry hinge 10. For j ^e 2 level measurement sensor roller mounted revolutional 13th Tenzemetry 10 first conductor 11 are electrically connected to the monitoring unit on the 14th second conductors 12 it is connected to it by a speed sensor 212 088

V kontrolním přístroji 14, viz obr. 2, je uspořádán stejnosměrný expsnsní zesilovač lj) s tárevacím veličem 16,, přes který jsou tenzometry 10 elektricky spojeny se zapisovačem 17. vybaveným spínačem 18. ^romě toho je v kontrolním přístroji 14 uspořádán i tvarovací obvod 19. přes který je elektricky spojen otéčkový snímač 13 s čítačem 20. Na výstupu čítače 20 jo zapojen jedna displej 21 pečtu otáček měrné kladky 4, jednak číslicový předvolbový obvod 23. ovládající spínač 18 zapisovače 17. Kontrolní přístroj 14 je napájen ze sítě nebo napájecím zdrojem 24.In the control apparatus 14, see FIG. 2, a DC amplifier 11 is provided with a melter 16 via which the strain gauges 10 are electrically connected to a recorder 17 equipped with a switch 18. In addition, a shaping circuit is also provided in the control apparatus 14. 19. through which the speed sensor 13 is connected electrically to the counter 20. A counter 21 of the measuring roller speed seal 4 is connected to the output of the counter 20, and a digital pre-selection circuit 23 controlling the recorder 18 is connected. source 24.

Před spouštěním vzorkovače 1 z plavidla na mořské dno se změří např. echolotem hloubka moře a naměřený údaj v metrech se nastaví ne číslicovém předvolbovém obvodu 23.Before launching the sampler 1 from the vessel to the seabed, the depth of the sea is measured, for example, by means of an echolot, and the measured value in meters is set on the digital pre-selection circuit 23.

Rychlostí vypočtenou pro volný pád vzorkovače 1 ve vodě se odvíjí z vrátku 3 závěsné lanoThe speed calculated for the free fall of the sampler 1 in water is derived from the winch 3 suspension rope

2. Měrná kladka £ se otáčí a při každém průchodu clony £ otáčkevým snímačem 13 vyšle otáčkový snímač 13 elektrický impuls, který upraven v tverovacím obvodu 19 je registrován v čítači 20. Displej 21 kontinuálně indikuje délku odvinutého závěsného lana 2. Když počet metrů odvinutého závěsného lana 2 dosáhne hodnoty nastavené v číslicovém předvolbovém obvodu 23. sepne se spínač 18, který uvede v činnost zapisovač 17. Vzorkovač 1 klesá k mořskému dnu po šikmé dráze, která je delší než hloubkový údaj naměřený echelotem. Hmotnost vzorkovače 1 a kontinuálně vzrůstající hmotnost odvinutého závěsného lana 2 vyvolává vzrůstající zatížení měrné kladky £, které se přenáší táhlem 8 na tenzometrický siloměr 2· Elektrickésignály z z tenzemetrů 10 jsou zesíleny stejnosměrným expansním zesilovačem 15 a graficky zobrazeny zapisovačem 17. Počátek zobrazení lze stanovit tárevacím voličem 16. Liniový záfis vykazuje stále vzrůstající třená, úměrně se zvětšováním zatížení tenzometrického siloměru 2· Když vzorkovač 1 dopadne na mořské dno, zatížení tenzometrického siloměru 9, se zmenší, což se projeví výrazným poklesem křivky zaznamenávané zapisovačem 17. Pokles záznamové křivky podle vynálezu indikuje obsluze okamžik, kdy je nutno obrátit chod vrátku 3 a vytahovat vzorkovač 1 na povrch. Pokud zapisovač 17 neindikuje vyšší hodnotu zatížení než byla zaznamenána před jeho poklesem, znamená té, že vzorkovač 1 není naplněný a je třeba odběrový manévr opakovat.2. The measuring pulley 6 rotates and each time the aperture 6 passes through the rotary encoder 13, the rotary encoder 13 transmits an electrical pulse which is provided in the turret circuit 19 and is registered in the counter 20. The display 21 continuously indicates the length of the unwound suspension rope. Rope 2 reaches the value set in the digital preselection circuit 23. The switch 18 actuates the recorder 17. The sampler 1 descends to the seabed along an oblique path that is longer than the depth reading measured by the echelot. The weight of the sampler 1 and the continuously increasing weight of the unwound suspension rope 2 causes an increasing load of the measuring pulley,, which is transmitted by a rod 8 to the strain gauge 2. 16. The line recording shows increasingly frictional, proportional to the strain gauge load 2 increase. When the sampler 1 hits the seabed, the strain gauge load 9 decreases, which results in a significant decrease in the curve recorded by the recorder 17. The decrease in the recording curve according to the invention the moment when it is necessary to reverse the operation of the winch 3 and pull the sampler 1 to the surface. If the recorder 17 does not indicate a higher load value than it was recorded before its drop, it means that the sampler 1 is not filled and the sampling maneuver needs to be repeated.

Zařízení podle vynálezu je využitelné i pro dodatečný odběr vzorků z pečvy průzkumných geologických vrtů.The device according to the invention can also be used for additional sampling of the geological well boreholes.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A deep sampling device, in particular for sampling from the seabed, comprising a sampler tethered with a hoisting rope to a winch, characterized in that the hoisting rope (2) is guided over a measuring pulley (4) suspended on a telescopic calliper (6), in which a strain gauge (9) electrically connected via a DC amplifier (15) to a recorder (17) is placed.

A deep sampling device according to claim 1, characterized in that the measuring roller (4) is provided with a diaphragm (5) of a rotary encoder (13) electrically connected via a shaping circuit (19) to a counter (20) at the output of which a display is connected. (21) the length of the unwound suspension rope (2).

A deep sampling device according to Claims 1 and 2, characterized in that a digital preset circuit (23) connected to the switch (18) of the recorder (17) is provided at the output of the counter (20).