JP2001514351A - コアサンプラー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 海底からサンプルを採取するための静水圧作業装置。作業装置は、外側チューブ（１）、シリンダチューブ（１）、導出部（５と７）を有するシリンダチューブ、及び内側チューブ（２）、ピストンを有するサンプリングチューブを有し、それにより外側チューブ（１）と内側チューブ（２）との間の空間は、上方端にピストンをおいて、バルブが作業ストロークのために開くまでサンプリングチューブ（２）を上方の位置に保持するために適度な圧力のもとに空気が充填された低い圧力のチャンバ（２９）を構成する。作業装置がサンプル採取器として使用される場合、サンプリングチューブは、その下方端にキャッチャー（４）を備える。器具がＣＰＴとして用いられる場合、導出部（５と７）は、（２０と４０）に、又ピストン（３）はピストン（１９）で置換され、サンプラーのチューブ（２）はプローブにより置換され、又チョークバルブ（１４）は圧力補償型流量弁（３９）により置換される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、静水圧で駆動される（hydrostatically driven）作業装置であり、
特に海底上の沈殿物調査のためのコアサンプラー（試料採取器）及びＣＰＴサン
プラーである。その作業装置は、外側チューブ（シリンダチューブ）及び内側チ
ューブ（サンプリングチューブ）、又はプローブ（ＣＰＴプローブ）を含み、チ
ューブ／プローブの上方端に固定されたピストン、及びその下方端でチューブ／
プローブを囲むシールを有する導出部（lead-through）を有する。この導出部は
、ピストンと下方の導出部との間に閉じこめられた、外側及び内側のチューブ／
プローブ間の空間から空気を注入したり放出するためのバルブを含む。

【０００２】 外側チューブの上方端に対しては、如何なる空気バルブもなしで、下方の導出
部と類似の導出部を固定し、その導出部は、ＣＰＴ用の貫通ボア（bore）を持た
ず、且つこの導出部に対しては、引き上げワイヤの取付用の耳部が固定され、ピ
ストンに対するワイヤの取付けを可能としている。下方の導出部に対しては作業
ストローク中に、海底に保持するための吸込（suction）アンカーが固定され得 る。

【０００３】 作業ストロークは、スプリングがチョークバルブを介してピストンへと水を受
容するバルブを開くことができるように引き上げワイヤがゆるめられた時に開始
する。ピストンは、サンプリングチューブと同じ直径を有するピストンの首部ま
で、ゆっくり下方に駆動され、シールを通過し、そして作業ストロークは、水が
外側チューブと内側チューブとの間の領域に対して自由なアクセスを得て、ピス
トンと下方の導出部との間の空間が、バルブが開くまでピストンをその上方の位
置に保持する超過の圧力で空気が充填されると、開始する。

【０００４】 ＣＰＴの場合、ピストンの上の全領域は圧力領域となり、ストロークの速度は
、圧力補償型流体（量）調整弁により２cm／secに調節される。ストロークの終 了時、引き上げの間中にピストンと下方の導出部との間の空気クッションが膨張
して、チューブをその起点まで引き戻す。ライナー（liner）が、下方端にある キャッチャー（catcher）と上方端にあるクランピングスリーブとの間に閉じこ められている。サンプルと共にライナーを放出するために、クランピングスリー
ブが取り除かれ、又ピストンがピストンの首部に挿入され、水の供給を有するカ
バーが首部にねじ込まれる。その結果として、超過の圧力を有する水が、ライナ
ーとサンプルを外へ押し出す。

【０００５】 サンプリングチューブを沈殿物の中へ駆動する場合と同様の技術を用いること
により、支持脚部がサンプラーを安定化するために沈殿物中へと打ち込むことが
可能であり、その支持脚部は装置に対し固定されており、外側チューブに沿って
滑動することが可能であり、支持脚部をつなぐプレートが、打込みの間の上昇力
に対するブレーキとなる。

【０００６】 本発明は、一方のユニットがサンプル採取器（corer）で他方がＣＰＴ（コア 貫入試験、Core Penetration Test）である、ツインとして組み合わせることが 可能であり、それらは互いに強固に接続される。

【０００７】 本発明は、図面に示される実施態様の例に関連してより詳細に説明される。

【０００８】 図１は、本発明による静水圧作業装置、特にサンプル採取器の断面を示す。サ
ンプラーは、駆動シリンダの役割を果たす外側チューブ（シリンダチューブ）１
とピストンロッドである内側チューブ（サンプリングチューブ）２とから成る。
その上方端において、ピストンロッドはピストン３を備え、その下方端において
キャッチャー４を備える。シリンダチューブ１はその上方端においてピストン３
の首部に対する導出部５を有し、且つ引き上げ装置６用の留め具を有する。シリ
ンダ１の下方端には、ピストンロッド２に対する導出部７が配置され、且つ吸込
アンカー８に対する留め具を有する。シリンダ１とチューブ２はいくつかの長さ
から構成されることが可能である。導出部５と７は、ガスケット４２を有する交
換可能なスリーブ４１を備えてもよい。

【０００９】 図１ａは、サンプリングチューブがＣＰＴプローブ９と取り替えられている図
１の変形例を示す。ＣＰＴプローブはいくつかの長さから構成されることが可能
である。

【００１０】 図２は、常設（permanent）ユニットを構成する図１と図１ａの組み合わせを 示す。

【００１１】 図３は、支持脚部１０を有する図１ａの装置を示す。支持脚部は、シリンダ３
４、支持脚１０、ピストン３、導出部５と７、バルブ１３、スプリング１５、ひ
も３５、サポートプレート３６を有するロッド、及びガイドチューブ３８を有す
るフレーム３７から成る。サポートプレート３６が底に到達してスプリング１５
がバルブを開くことが可能になると、支持脚は沈殿物の中へと打込まれる。下へ
押し進むことに対抗する逆の力は、フレーム３７の頂板と底板に対する流体抵抗
により構成される。

【００１２】 図４は図３のツイン版（version）を示す。

【００１３】 図５は、クランピングスリーブ１１とライナー１２と共に、図１の上方端の詳
細を示す。

【００１４】 図６は、入口バルブ１３、圧力補償型流量調整弁１４、及びバルブスプリング
１５と共に、図１の上方端を示す。

【００１５】 図７は、入口バルブ１３、チョークバルブ１６、及びピストン用のワイヤ２１
と共に、図１の上方端を示す。

【００１６】 図８は、サンプルを有するライナー、ピストン１７、及び入口シール１８を放
出するための装置を示す。

【００１７】 図９は、ピストン１９と共に、図１ａの上方端の詳細を示し、そのピストン１
９は、データの電子的記憶のためのシールされたチャンバを備えることが可能で
あり、ドレーンプラグ４３とＣＰＴプローブ９と、スリーブ４４を有するカバー
２０と、シール４５を有するプラグ３３を備える。

【００１８】 図１０は、ピストン２２、吸込アンカー８、フラップ弁２３、空気調整弁２４
、及びプラグ２５を示す。

【００１９】 図１０ｂは、図１０のＣＰＴ版を示す。

【００２０】 図５は、入口バルブ１３が開く前に水がシリンダチャンバ２９とスリット３０
に入るのを防止するガスケット２５、２６、２７、及び２８を示す。

【００２１】 図６は、ひも３２が引き上げワイヤ３１に固定されて引き上げワイヤ３１がぴ
んと張られている時にバルブ１３が閉じられているバルブ装置の機能を示す。サ
ンプラーが底に到達してワイヤがゆるむと、スプリング１５はバルブを開く。

【００２２】 図７は、ピストン３と上方の導出部５の上のチャンバに水を入れるチョークバ
ルブ１６を示している。水を入れることにより、ピストンの首部の端がガスケッ
トを通過し、ピストンロッドの直径と等しい開口を通って水が自由に入ることを
許容する前に、吸込アンカー８に沈降するための時間を与えるため、サンプリン
グチューブはゆっくり下へ駆動される。次に、チャンバ３３は適度な圧力で空気
を有するので、ピストンロッド２とシリンダ１との間の領域は、圧力領域となる
。作業ストロークは、空気クッションが圧縮されてストロークが終わるまで急速
に行われる。そしてサンプラーは容器（vessel）に戻る様に引き上げられ得る。
ストロークの間中、ピストン２２は、引き上げ装置６に固定されているワイヤ２
１により所定位置に保持されて、それにより真空状態がピストンの下に生じて、
増大した復元力が生じる。

【００２３】 図８は、クランピングスリーブ１１をピストン１７と入口シール１８に取り替
えることによって、沈殿物のサンプルと共にライナー１２を放出するための装置
を示す。最初にキャッチャー４を取り除いた後、シール１８が水圧を受けること
により、ピストン１７はサンプルと共にライナーを放出する。

【００２４】 図９はＣＰＲ版を示す。２cm／secの一定の速度を生じさせるために、カバー ２０がシールされ、入口は入口バルブ１３と圧力補償型容積式バルブ１４を介し
てのみである。

【００２５】 図１０は、沈殿物の中への貫入を促進するため、及び作業ストロークを終了し
た時の引き上げを単純化するためのフラップ弁２３を備える吸込アンカー８を示
す。吸込アンカーの目的は、作業ストロークの間中にサンプラーが底に固定され
ている状態を保つことである。バルブ２４を用いて、サンプラーのチューブを作
業ストロークが始められるまで上方端の所定位置に保持するため、及びサンプラ
ーが沈殿物から引き上げられた時にチューブを引き戻すために空気をチャンバ３
３に送る。プラグ２５は、水の進入を防止する。

【００２６】 図１０ｂは、ＣＰＴの導出口を示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による静水圧作業装置の第１の実施態様の断面を示す。

【図１ａ】 図１の実施態様の変形例を示す。

【図２】 図１と図１ａのツインの実施態様を示す。

【図３】 図１ａと追加の支持脚部を示す。

【図４】 支持脚部を有する図２を示す。

【図５】 図１の上方端の詳細を示す。

【図６】 入口バルブを制御するための装置の詳細を示す。

【図７】 同じ装置の詳細を示す。

【図８】 サンプルと共にライナーを放出するための詳細を示す。

【図９】 図１ａの上部からの詳細を示す。

【図１０】 図１の下方端の詳細を示す。

【図１０ｂ】 図１ａの下方端の詳細を示す。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年２月２２日（２０００．２．２２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静水圧作業装置、特に海底にある沈殿物のコアサンプル用のコアサンプラーで
   あって、その海底の作業装置は、主として外側チューブ（１）、内側チューブ（
   ２）用の導出部（５と７）をもつシリンダチューブ、ピストン（３）をもつサン
   プリングチューブ、及び貫入力に対抗する吸込アンカー（８）上に位置されるキ
   ャッチャー（４）から成り、 外側チューブ（１）は、ピストン（３）に対するシリンダチューブとして作用
   する少なくとも１つの部分から成り、少なくとも１つの部分から成るピストンロ
   ッド（２）を有しており、且つガスケット（２５と２６）を有する導出部（５と
   ７）を有し、ピストン（３）の下方にシールされたチャンバ（２９）を且つピス
   トン（３）の上に（３０）を規定し、チャンバ（２９）が低圧リザーバを構成す
   ることを特徴とする、静水圧作業装置。
2. 【請求項２】 導出部（５と７）が同じ直径であることを特徴とする、請求項１の静水圧作業
   装置。
3. 【請求項３】 引き上げ装置（６）が導出部（５）の頂部に設けられることを特徴とする、請
   求項１の静水圧の作業装置。
4. 【請求項４】 吸込アンカー（８）が下方の導出部に設けられ、フラップ弁（２３）と引き上
   げワイヤ（３１）に固定された開放のひも（３８）をもつことを特徴とする、請
   求項１の静水圧作業装置。
5. 【請求項５】 開放のスプリング（１５）とひも（３２）を有する入口バルブ（１３）が、上
   方の導出部（５）に設けられることを特徴とする、請求項１の静水圧作業装置。
6. 【請求項６】 流速がチョークバルブ（１４）により調整され得ることを特徴とする、請求項
   １の静水圧作業装置。
7. 【請求項７】 ピストン（３）が、サンプリングチューブと同じ外径を有する首部を有し、そ
   の結果、作業ストロークの初期部分の間、前記ピストンの上にシールされたチャ
   ンバ（３０）を規定することを特徴とする、請求項１の静水圧作業装置。
8. 【請求項８】 ＣＰＴ版が、シールする上方導出部（２０）を有し、全作業ストロークの間、
   圧力補償型容積式バルブ（３９）が一定の速度を生じさせることを特徴とする、
   請求項１の静水圧作業装置。
9. 【請求項９】 ライナー（１２）が、クランピングスリーブ（１１）により所定位置に保持さ
   れ、放出するためにピストン（１７）と入口シール（１８）により置換されるこ
   とを特徴とする、請求項１の静水圧作業装置。
10. 【請求項１０】 下方の導出部が、チャンバ（２９）内部の空気圧調整のため、バルブ（２４）
    とプラグ（２５）を有することを特徴とする、請求項１の静水圧作業装置。
11. 【請求項１１】 ピストン（２２）がライナーの下方端に配置され、ひも（２１）がピストンを
    引き上げ装置（６）に連結することを特徴とする、請求項１の静水圧作業装置。
12. 【請求項１２】 ピストン（３）、シリンダチューブ（３４）、導出部（５と７）、バルブ（１
    ３）、スプリング（１５）、ひも（３３）、及びフレーム（３７）に接続された
    サポートプレート（３６）を有するロッドを備える支持脚部を用いられ得て、作
    業ストロークが開始する前に、沈殿物の中に打込まれ得ることを特徴とする、請
    求項１の静水圧作業装置。
13. 【請求項１３】 図１のサンプル採取器、及び図１ａのＣＰＴが、図２と図４に従ってユニット
    （ツイン）へと結合され得ることを特徴とする、請求項１の静水圧作業装置。