RU2282842C1 - Device for sample taking from water pools covered with ice - Google Patents

Device for sample taking from water pools covered with ice Download PDF

Info

Publication number
RU2282842C1
RU2282842C1 RU2005110251/12A RU2005110251A RU2282842C1 RU 2282842 C1 RU2282842 C1 RU 2282842C1 RU 2005110251/12 A RU2005110251/12 A RU 2005110251/12A RU 2005110251 A RU2005110251 A RU 2005110251A RU 2282842 C1 RU2282842 C1 RU 2282842C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ice
biological filter
filter unit
water
throttle
Prior art date
Application number
RU2005110251/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сабит Салахутдинович Абызов (RU)
Сабит Салахутдинович Абызов
Никита Евгеньевич Бобин (RU)
Никита Евгеньевич Бобин
Павел Григорьевич Талалай (RU)
Павел Григорьевич Талалай
Светлана Валентиновна Янкилевич (RU)
Светлана Валентиновна Янкилевич
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)"
Priority to RU2005110251/12A priority Critical patent/RU2282842C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2282842C1 publication Critical patent/RU2282842C1/en

Links

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

FIELD: hole drilling in ice, particularly to perform microbiological, geochemical and other researches.
SUBSTANCE: sample taking device comprises cable lock for device fastening to carrying cable, cylindrical body, upper and lower heaters, two electromagnetic valves to isolate sample to be taken from ambient medium and biological filter unit. Device is also provided with throttle to reduce pressure of water to be investigated up to value, providing biological filter integrity. The throttle is located between lower electromagnetic valve and biological filter unit. Upper electromagnetic valve may discharge filtered liquid inside body.
EFFECT: increased quality of probe to be taken, reduced power inputs, simplified structure and increased operational reliability.
1 dwg

Description

Изобретение относится к бурению и изучению скважин во льду и подледных водоемов в целях микробиологических, геохимических и других видов исследований.The invention relates to the drilling and study of wells in ice and under-ice reservoirs for microbiological, geochemical and other types of research.

Известно устройство по авторскому свидетельству №2182225, G 01 N 1/02, опубл. БИ №13, 2002, "Термобуровой пробоотборник", для взятия проб льда и воды при бурении скважин в ледниковых покровах, а также для асептического вскрытия ледниковых водоемов с последующей надежной изоляцией от вышерасположенного ствола скважины, заполненного заливочной жидкостью.A device is known according to the copyright certificate No. 2182225, G 01 N 1/02, publ. BI No. 13, 2002, “Thermoborer sampler”, for sampling ice and water while drilling holes in the ice sheets, as well as for aseptic opening of ice reservoirs with subsequent reliable isolation from the upstream wellbore filled with drilling fluid.

Устройство состоит из корпуса, грузонесущего кабеля, блока управления, системы датчиков, тепловой коронки и термоиглы. Недостатком этого устройства является сложность конструкции пробоотборника, недостаточно надежная технология пробоотбора, а также низкое качество отбираемой пробы, так как проба отбирается из воды, предварительно заполняющей нижние горизонты скважины, где она замораживается.The device consists of a housing, a load-carrying cable, a control unit, a sensor system, a heat core and a heat needle. The disadvantage of this device is the complexity of the design of the sampler, insufficiently reliable sampling technology, as well as the low quality of the sample being taken, since the sample is taken from water that pre-fills the lower horizons of the well where it is frozen.

Известно также устройство, принятое за прототип, по патенту №2244913, G 01 N 1/10, опубл. Б.И.№2, 20.01.2005, "Устройство для отбора проб из подледных водоемов" для асептического отбора проб воды для последующего микробиологического анализа.It is also known device adopted for the prototype, according to the patent No. 2244913, G 01 N 1/10, publ. B.I. No.2, 01.20.2005, "Device for sampling from ice bodies of water" for aseptic sampling of water for subsequent microbiological analysis.

Устройство для отбора проб, включающее цилиндрический корпус, верхний и нижний нагреватели, кабельный замок для крепления его на грузонесущем кабеле, насос для прокачки воды, два электромагнитных клапана для изоляции отбираемой пробы от окружающей среды, согласно изобретению имеет специальный блок, включающий набор параллельно соединенных кассет с микробиологическими фильтрами, причем диаметры кассет различны (D<D+Δ) и увеличиваются к низу блока.A device for sampling, including a cylindrical body, upper and lower heaters, a cable lock for mounting it on a load-carrying cable, a pump for pumping water, two electromagnetic valves for isolating the sample from the environment, according to the invention, has a special unit including a set of parallel-connected cassettes with microbiological filters, and the diameters of the cassettes are different (D <D + Δ) and increase towards the bottom of the block.

Недостатком устройства является высокое энергопотребление и недостаточная надежность: использование для прокачки подледной воды электронасоса, во-первых, вызывает значительные потери напряжения в многокилометровой токопроводящей линии и, во-вторых, является ненадежным, так как подледная вода, попадая во внутренние полости электродвигателя насоса, может оказаться загрязненной посторонней микрофлорой из-за сложности их стерилизации.The disadvantage of this device is its high energy consumption and lack of reliability: the use of an electric pump for pumping ice water, firstly, causes significant voltage losses in the multi-kilometer conductive line and, secondly, is unreliable, since ice water falling into the internal cavities of the pump motor can to be contaminated with extraneous microflora due to the complexity of their sterilization.

Техническим результатом является устранение указанных недостатков, то есть повышение надежности работы устройства, повышение качества отбираемой пробы, упрощение конструкции устройства и снижение энергопотребления.The technical result is the elimination of these disadvantages, that is, improving the reliability of the device, improving the quality of the sample taken, simplifying the design of the device and reducing energy consumption.

Технический результат достигается тем, что устройство для отбора проб из подледных водоемов, включающее кабельный замок, цилиндрический корпус, верхний и нижний нагреватели, два электромагнитных клапана для изоляции отбираемой пробы от окружающей среды, блок биологических фильтров, согласно изобретению снабжено дросселем для снижения давления исследуемой воды до величины, обеспечивающей целостность биологических фильтров, расположенным между нижним электромагнитным клапаном и блоком фильтров, а верхний электромагнитный клапан выполнен с возможностью выпуска профильтрованной жидкости в полость корпуса.The technical result is achieved by the fact that a device for sampling from ice bodies of water, including a cable lock, a cylindrical body, upper and lower heaters, two solenoid valves for isolating the sample from the environment, a biological filter unit according to the invention is equipped with a throttle to reduce the pressure of the test water to a value that ensures the integrity of biological filters located between the lower solenoid valve and the filter unit, and the upper solenoid valve ying to discharge the filtered fluid in the body cavity.

Устройство для отбора проб из подледных водоемов поясняется чертежом.A device for sampling from under-ice reservoirs is illustrated in the drawing.

Устройство содержит: цилиндрический корпус 1, в котором смонтированы верхний 2 и нижний 3 нагреватели, блок электроразъемов 6, блок 7 биологических фильтров, дроссель 8, который служит для снижения давления исследуемой воды до давления порядка 0,1 МПа, необходимого для сохранения целостности биологического фильтра, и полость корпуса 9. Блок фильтров изолирован электромагнитными клапанами 10. Устройство крепится с помощью кабельного замка 5 на грузонесущем кабеле 4. Устройство работает следующим образом. После проходки скважины через ледовую толщу и вскрытия скважиной подледного водоема определенная часть воды поднимается в скважину до выравнивания давлений в водоеме и столба заливаемой жидкости в скважине. Затем через скважину в исследуемый водоем опускается устройство для отбора проб с предварительно простерилизованным блоком 7 фильтров на заданную глубину, посредством грузонесущего кабеля 4. Так как за время спускоподъемных операций вода, поднявшаяся в скважину, может намерзнуть на стенках скважины, устройство опускается с включенным нижним нагревателем 3. На заданной глубине открываются электромагнитные клапаны 10, и исследуемая вода через дроссель 8 попадает в блок 7 фильтров и далее во внутреннюю полость корпуса 9. Дроссель 8, расположенный между нижним электромагнитным клапаном 10 и блоком 7, снижает давление до величины, которая обеспечивает целостность биологических фильтров блока 7. Процесс фильтрации подледной воды продолжается до момента, когда давление внутри корпуса и в водоеме уравняется. Далее электромагнитные клапаны 10 закрываются, и устройство извлекается из скважины. Отсутствие в составе пробоотборника насоса значительно снижает вероятность загрязнения исследуемой воды при прохождении ее через полости насоса и существенно сокращает затраты энергии при работе устройства.The device comprises: a cylindrical housing 1, in which the upper 2 and lower 3 heaters are mounted, the electrical connector block 6, the biological filter unit 7, the throttle 8, which serves to reduce the pressure of the test water to a pressure of about 0.1 MPa, necessary to maintain the integrity of the biological filter , and the body cavity 9. The filter unit is insulated by electromagnetic valves 10. The device is mounted using a cable lock 5 on a load-bearing cable 4. The device operates as follows. After a well has passed through the ice stratum and a borehole has opened an ice body, a certain part of the water rises into the well until the pressure in the body of water is equal to the column of liquid being poured into the well. Then, a sampling device with a pre-sterilized filter unit 7 is lowered through the well into the reservoir under investigation by means of a load-carrying cable 4. Since water rising into the well can freeze on the walls of the well during tripping operations, the device is lowered with the lower heater turned on 3. At a given depth, the electromagnetic valves 10 are opened, and the test water through the throttle 8 enters the filter unit 7 and then into the internal cavity of the housing 9. The throttle 8 is located ny between the lower solenoid valve 10 and the unit 7 reduces the pressure to a value which ensures the integrity of biological filter unit 7. The filtering process ice water continues until the pressure within the housing and in the reservoir to equalize. Next, the solenoid valves 10 are closed, and the device is removed from the well. The absence of a pump in the sampler significantly reduces the likelihood of contamination of the test water when it passes through the pump cavity and significantly reduces the energy consumption during operation of the device.

При подъеме устройства включается верхний нагреватель 2, который калибрует скважину в случае намерзания воды, поднявшейся из подледного водоема в нижнюю часть скважины. После извлечения устройства из скважины из него вынимается блок 7 фильтров (вместе с электромагнитными клапанами 10, находящимися в закрытом положении) и передается для исследования.When lifting the device, the upper heater 2 is turned on, which calibrates the well in case of freezing of the water that has risen from the under-ice reservoir to the lower part of the well. After removing the device from the well, a filter unit 7 is removed from it (together with the electromagnetic valves 10 in the closed position) and transferred for examination.

В результате при работе устройства соблюдаются все условия для обеспечения стерильного отбора пробы и значительно упрощается конструкция устройства.As a result, when the device is operating, all conditions are met to ensure sterile sampling and the device design is greatly simplified.

Claims (1)

Устройство для отбора проб из подледных водоемов, включающее кабельный замок для крепления его на грузонесущем кабеле, цилиндрический корпус, верхний и нижний нагреватели, два электромагнитных клапана для изоляции отбираемой пробы от окружающей среды, блок биологических фильтров, отличающееся тем, что оно снабжено дросселем для снижения давления исследуемой воды до величины, обеспечивающей целостность биологических фильтров, расположенным между нижним электромагнитным клапаном и блоком биологических фильтров, а верхний электромагнитный клапан выполнен с возможностью выпуска профильтрованной жидкости в полость корпуса.A device for sampling from under-ice reservoirs, including a cable lock for mounting it on a load-carrying cable, a cylindrical body, upper and lower heaters, two electromagnetic valves for isolating the sample from the environment, a biological filter unit, characterized in that it is equipped with a throttle to reduce pressure of the test water to a value that ensures the integrity of biological filters located between the lower solenoid valve and the biological filter unit, and the upper electromagnet pleasing valve configured to release the filtered liquid into the body cavity.
RU2005110251/12A 2005-04-08 2005-04-08 Device for sample taking from water pools covered with ice RU2282842C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005110251/12A RU2282842C1 (en) 2005-04-08 2005-04-08 Device for sample taking from water pools covered with ice

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005110251/12A RU2282842C1 (en) 2005-04-08 2005-04-08 Device for sample taking from water pools covered with ice

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2282842C1 true RU2282842C1 (en) 2006-08-27

Family

ID=37061362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005110251/12A RU2282842C1 (en) 2005-04-08 2005-04-08 Device for sample taking from water pools covered with ice

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2282842C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103272432A (en) * 2013-05-29 2013-09-04 上海海事大学 Collector for sea water on surface of polar region
RU2747235C1 (en) * 2019-07-23 2021-04-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук Sub-ice water sampling device
CN114486363A (en) * 2022-02-11 2022-05-13 陈权 Portable ice layer deep water extraction element
RU215436U1 (en) * 2022-05-30 2022-12-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ПИЯФ) Device for sampling water from under-ice reservoirs

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103272432A (en) * 2013-05-29 2013-09-04 上海海事大学 Collector for sea water on surface of polar region
RU2747235C1 (en) * 2019-07-23 2021-04-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук Sub-ice water sampling device
CN114486363A (en) * 2022-02-11 2022-05-13 陈权 Portable ice layer deep water extraction element
RU215436U1 (en) * 2022-05-30 2022-12-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ПИЯФ) Device for sampling water from under-ice reservoirs

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Seewald et al. A new gas-tight isobaric sampler for hydrothermal fluids
CN104100257B (en) High Temperature High Pressure microcosmic visualization stratum experimental apparatus forb simulating seepage and method
RU2008135335A (en) SYSTEM AND METHOD FOR SAMPLING A Borehole Fluid
US10704993B2 (en) Subsurface environment sampler with actuator movable collection chamber
CN103279158B (en) Temperature control-pressure control underground water transfluent pollution simulation system
GB2478499A (en) System and method for sampling and analyzing downhole formation fluids
RU2282842C1 (en) Device for sample taking from water pools covered with ice
RU2645539C1 (en) Device for sampling water from subglacial water bodies
CN112213345A (en) Nuclear magnetic resonance system and method for simulating high-temperature and high-pressure conditions
CN107003311B (en) Malaria detection
CN106370474B (en) Flow sampling apparatus and its method of sampling in soil
US10752936B2 (en) Device for analyzing a biological sample
CN111537697B (en) Indoor simulation device and method for supercritical water and shale reaction
CN205138977U (en) A jumbo size rock core holder for radial flow experiment
WO2002075114B1 (en) Method and apparatus to provide miniature formation fluid sample
US9644479B2 (en) Device for sampling fluid under pressure for geological site development monitoring
RU2244123C2 (en) Device and method for controlling pressure of well fluid sample
CN104880395A (en) Rock-fluid reaction in situ observation device capable of controlling temperature and pressure
CN105842425A (en) Core holding unit and dynamic filtrate loss test unit
CN115753310A (en) System and method for collecting, filtering, fixing and culturing deep sea pressure-maintaining and heat-preserving microorganisms
CN206114618U (en) Ration simulation of unconventional tight sand oil and testing experiment device
RU2244913C1 (en) Device for sampling under-ice reservoirs
EP0258303A1 (en) Method and apparatus for preparation of rock core samples
CN109612902B (en) System and method for simulating groundwater level fluctuation with controllable temperature and dissolved oxygen
RU215436U1 (en) Device for sampling water from under-ice reservoirs

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070409