RU2045753C1

RU2045753C1 - Sampler of bottom soil

Info

Publication number: RU2045753C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Леонидович Гаранько
Original assignee: Юрий Леонидович Гаранько
Priority date: 1990-12-10
Filing date: 1990-12-10
Publication date: 1995-10-10

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: invention can be used to take undisturbed sample of large section in loose bottom deposits. Sampler has tetrahedral core barrel 1 with shaped grooves 3 and flexible core-cutting plates 2 mounted in them attached to cover 4 which is coupled to plunger 6 linked to core barrel. Cylinder is provided with piston 8 placed in case 9 coaxially relative to cylinder. Space 10 under piston is filled with working fluid and communicates by means of holes 11 with space of cylinder. Space above piston communicates with hydrosphere. Case and cylinder are coupled with the aid of cords to release. With implantation into soil cover 4 with flexible plates 2 is lifted upwards and does not prevent filling of core barrel 1. With lifting of sampler working fluid is driven out of case 9 into cylinder 6, pushes plunger 5 and cover 4 which closes core barrel from above and flexible plates 2 cut sample from below at same moment. EFFECT: simplified design, improved operational reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике отбора проб грунта со дна водоемов, а именно геологические, геохимические, микробиологические исследования на континентальном шельфе и в океане методом отбора ненарушенных проб большого сечения в верхнем слое донных осадков. The invention relates to techniques for sampling soil from the bottom of reservoirs, namely, geological, geochemical, microbiological studies on the continental shelf and in the ocean by sampling intact large sections in the upper layer of bottom sediments.

Наиболее близким техническим решением является пробоотборник донного грунта, содержащий колонковую трубу с установленными в ней гибкими керноподрезанными элементами, имеющими возможность продольного выдвижения, перекрывающую верхний торец колонковой трубы крышку, и трос. The closest technical solution is a bottom soil sampler containing a core pipe with flexible core trimming elements installed in it, with the possibility of longitudinal extension, covering the top end of the core pipe, and a cable.

Продольное выдвижение керноподрезных элементов в этом пробоотборнике осуществляется тросороликовым механизмом, который недостаточно надежен из-за возможного попадания песчано-илистого грунта между тросами, роликами и осями, приводящего к заклиниванию механизма и невзятию пробы. Кроме того, не обеспечивается плавное выдвижение керноподрезных пластин, поскольку рывки троса судовой лебедки, вызванные качкой судна, передаются напрямую тросороликовому механизму, создавая дополнительную опасность поломки. The longitudinal extension of the core-cutting elements in this sampler is carried out by a cable-roller mechanism, which is not reliable enough due to the possible ingress of sandy-clay soil between the cables, rollers and axles, which leads to jamming of the mechanism and non-collection of the sample. In addition, the smooth extension of the core cutting plates is not ensured, since the jerks of the ship’s winch cable caused by the ship’s rolling are transmitted directly to the cable roller mechanism, creating an additional risk of breakage.

Целью изобретения является повышение надежности работы пробоотборника. The aim of the invention is to increase the reliability of the sampler.

Указанная цель достигается тем, что пробоотборник донного грунта, содержащий колонковую трубу с установленными в ней гибкими керноподрезными элементами, имеющими возможность продольного выдвижения, перекрывающую верхний торец колонковой трубы крышку, и трос, он снабжен прикрепленным к крышке плунжером, установленным в жестко связанном с колонковой трубой цилиндре, снабженном охватывающим его поршнем, размещенным в корпусе, подпоршневая полость которого заполнена рабочей жидкостью и сообщена с полостью цилиндра посредством отверстий, выполненных в его стенке, а надпоршневая полость корпуса выполнена открытой, причем корпус и цилиндр подсоединены к тросу, а верхние концы керноподрезных элементов прикреплены к крышке. This goal is achieved by the fact that the sampler of bottom soil containing a core pipe with flexible core cutting elements installed in it, with the possibility of longitudinal extension, covering the top end of the core pipe cover, and a cable, it is equipped with a plunger attached to the cover installed in a rigidly connected to the core pipe a cylinder equipped with a piston enclosing it, placed in a housing, the piston cavity of which is filled with a working fluid and is in communication with the cylinder cavity through an opening Made in its wall, above the piston and the body cavity is made open, the housing and the cylinder connected to the rope, and the upper ends kernopodreznyh elements secured to the cover.

На фиг. 1 пробоотборник донного грунта показан во время спуска на дно; на фиг. 2 то же, в момент отбора пробы. In FIG. 1 bottom soil sampler is shown during descent to the bottom; in FIG. 2 the same at the time of sampling.

Пробоотборник донного грунта содержит колонковую трубу 1 с установленными в ней гибкими керноподрезными элементами 2, имеющими возможность продольного выдвижения в фигурных пазах 3, сделанных в стенке колонковой трубы. Верхний торец колонковой трубы 1 перекрыт крышкой 4, к которой прикреплены керноподрезные элементы 2 и плунжер 5, установленный в цилиндре 6, жестко связанном с колонковой трубой 1 кронштейном 7. Поршень 8, охватывающий цилиндр 6, размещен в корпусе 9, подпоршевая полость 10 которого заполнена рабочей жидкостью и сообщена с полостью цилиндра 6 посредством отверстий 11, выполненных в его стенке. Надпоршневая полость 12 корпуса 9 выполнена открытой. Уплотнительные кольца 13, 14 и 15 герметизируют полости корпуса и цилиндра, препятствуя утечке рабочей жидкости, а также попаданию частиц грунта на трущиеся поверхности деталей. Корпус 9 и цилиндр 6 подсоединены к тросу 16 судовой лебедки (не показана) посредством сбрасывающего устройства, содержащего вертлюг 17 и шарнирно соединенные между собой планку 18 и крюк 19. Планка 18 с помощью такелажной скобы 20 и стропа 21 постоянно соединена с корпусом 9. На крюк 19 одета петля стропа 22, закрепленного на цилиндре 6. Пробоотборник утяжелен грузами 23, закрепленными на кронштейне 7. The bottom soil sampler contains a core pipe 1 with flexible core cutting elements 2 installed therein, having the possibility of longitudinal extension in curly grooves 3 made in the wall of the core pipe. The upper end of the core pipe 1 is covered by a cover 4, to which core cutting elements 2 and a plunger 5 are mounted, mounted in the cylinder 6, rigidly connected to the core pipe 1 by an arm 7. The piston 8, covering the cylinder 6, is placed in the housing 9, the torsion cavity 10 of which is filled working fluid and in communication with the cavity of the cylinder 6 through holes 11 made in its wall. The supra-piston cavity 12 of the housing 9 is made open. O-rings 13, 14 and 15 seal the cavity of the body and cylinder, preventing the leakage of the working fluid, as well as the ingress of soil particles on the friction surfaces of the parts. The hull 9 and the cylinder 6 are connected to the cable 16 of the ship’s winch (not shown) by means of a dropping device comprising a swivel 17 and a hinge 19 pivotally connected to one another. The bar 18 is permanently connected to the hull by means of a lifting bracket 20 and a sling 21 the hook 19 is dressed with a loop of a sling 22 fixed on the cylinder 6. The sampler is weighted with weights 23 fixed on the bracket 7.

Пробоотборник донного грунта работает следующим образом. Перед погружением пробоотборник приводят в положение, показанное на фиг. 1. Во время опускания на дно строп 22 натянут весом пробоотборника, а строп 21 прослаблен. Гибкие керноподрезные элементы 2 удерживаются в поднятом положении за счет трения в фигурных пазах 3. The sampler of bottom soil works as follows. Before diving, the sampler is brought to the position shown in FIG. 1. While lowering to the bottom, the slings 22 are pulled by the weight of the sampler, and the slings 21 are weakened. Flexible core-cutting elements 2 are held in a raised position due to friction in curly grooves 3.

Во время внедрения поступающий в колонковую трубу 1 грунт выталкивает из нее воду через окна, образованные поднятой крышкой 4, элементами 2 и колонковой трубой 1. После внедрения вес пробоотбоника перестает действовать на строп 22. Крюк 19 освобождается от натяжения и под собственным весом поворачивается, выходя из зацепления с петлей стропа 22. During the introduction, the soil entering the core pipe 1 pushes water out of it through the windows formed by the raised cover 4, the elements 2 and the core pipe 1. After the introduction, the weight of the sampler ceases to act on the line 22. The hook 19 is released from tension and rotates under its own weight, leaving out of engagement with the loop of the sling 22.

При подъеме троса 16 корпус 9 смещается вверх относительно неподвижного цилиндра 6, выдавливая рабочую жидкость из подпоршневой полости 10 через отверстия 11 в полость цилиндра 6. Плунжер 5 давлением рабочей жидкости перемещается вниз, толкая крышку 4 вместе с гибкими керноподрезными элементами 2. Последние, изгибаясь в фигурных пазах 3, смыкаются друг с другом, отделяя пробу грунта от исследуемого пласта. В этот момент крышка 4 ложится на верхний торец колонковой трубы 1, отделяя пробу грунта от гидросферы. Продолжая медленный подъем троса 16, пробоотборник извлекают из грунта и поднимают на судно. When lifting the cable 16, the housing 9 shifts upward relative to the stationary cylinder 6, squeezing the working fluid out of the sub-piston cavity 10 through the holes 11 into the cylinder cavity 6. The plunger 5 moves downward by the pressure of the working fluid, pushing the cover 4 together with flexible core-cutting elements 2. The latter, bending into curly grooves 3, are closed to each other, separating the soil sample from the investigated formation. At this moment, the cover 4 rests on the upper end of the core pipe 1, separating the soil sample from the hydrosphere. Continuing the slow rise of the cable 16, the sampler is removed from the ground and lifted onto the vessel.

Положительный эффект изобретения заключается в повышении надежности работы пробоотборника за счет того, что гидравлический механизм выдвижения керноподрезных элементов герметично отделен от окружающей среды, благодаря чему уменьшается опасность попадания в движущиеся его детали частиц грунта, приводящего к заклиниванию механизма. Кроме того, рывки несущего троса сглаживаются за счет дросселирования рабочей жидкости через отверстия, сделанные в стенке цилиндра. Это обеспечивает более плавное выдвижение керноподрезных элементов и способствует увеличению долговечности механизма. The positive effect of the invention is to increase the reliability of the sampler due to the fact that the hydraulic mechanism for extending the core cutting elements is hermetically separated from the environment, thereby reducing the risk of particles of soil entering its moving parts, leading to jamming of the mechanism. In addition, the jerks of the carrier cable are smoothed by throttling the working fluid through the holes made in the cylinder wall. This provides a smoother extension of the core-cutting elements and helps to increase the durability of the mechanism.

Claims

BOTTOM SOIL SAMPLER containing a core pipe with flexible core cutting elements installed in it, having longitudinal extension, covering the top end of the core pipe with a cover and a cable, characterized in that, in order to increase reliability in operation, it is equipped with plungers attached to the cover installed in a cylinder rigidly connected to the core tube, provided with a piston enclosing it, placed in the housing, the piston cavity of which is filled with a working fluid and is in communication with the cylinder cavity by means of holes made in its wall, and the supra-piston cavity of the body is made open, the body and cylinder being connected to the cable, and the upper ends of the core cutting elements attached to the cover.