SU887983A1 - Пробоотборник - Google Patents

Description

Изобретение относится к техническим средствам для взятия колонковых проб донных осадков в глубоководных акваториях и может быть использовано при проведении океанологических, океанографических и геологических ³ псисково-разведочных работ в Мировом океане.

Известны конструкции пробоотборников для взятия колонковых проб донных осадков, представляющие собой ¹⁰ грунтовую трубку с грузом, вертикально опускаемую на тросе до дна водоема, внедряющуюся в осадки, и впоследствии поднимающуюся на поверхность на тросе с отобранной ко- *^{5 * * * *} лонкой. Во избежание выпадения колонковой пробы из Грунтовой трубки в процессе ее подъема, она. в нижней своей части снабжена лепестковым кпапаном [1] .

Основными недостатками описанного выше типа пробоотборника являются низкая производительность опробова2 ния дна глубоководных водоемов, связанная с необходимостью сматывания и наматывания многокилометрового троса лебедки. Работа подобным оборудованием с дрейфующего судна не обеспечивает необходимой точности определения фактического места отбора пробы, что снижает качество пробоот^· . бора в целом. Выполаживание троса приводит к частым его обрывам в момент выдергивания пробоотборника лебедкой из донных осадков.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является авто— номный пробоотборник, включающий поплавковый узел с системой обнаружения, балластный контейнер с центральной штангой и балластными грузами, а также грунтовую трубку с режущим башмаком [2].

Основной недостаток прототипа заключается в низкой надежности изв3

887983 лечения из обсадной трубы керноприемника при его работе на вязких и плотных осадках, особенно при попадании осадков в межтрубное пространство пробоотборника, что снижает общую надежность пробоотборника.

Целью изобретения является повышение надежности отбора колонковых проб глубоководных донных ос&дков.

Цель достигается за счет того, что в пробоотборнике, включающем поплавковый узел с системой обнаружения, балластный контейнер с центральной штангой й балластными грузами, а также грунтовую трубку с режущим башмаком грунтовая трубка снабжена наружным чехлом из эластичного материала, а балластных! контейнер снабжен обтекателем, соединенным с грунтовой трубкой, и выполнен с шарнирными крышками. Причем, один конец наружного чехла грунтовой трубки закреплен в нижней части режущего башмака, а второй его конец удерживается непосредственно на грунтовой трубке с помощью стопорного кольца: балластный контейнер снабжен направляющей трубой, смонтированной на опорной раме й частично размещенной внутри центральной штанги, а центральная штанга выполнена с продольным пазом и снабжена опорными площадками, закрепленными с возможностью установки на них балластных грузов. При этом балластный контейнер снабжен шарнирными консольными рейками в количестве, равном количеству балластных грузов, каждая из которых своим свободным концом совмещена с соответствующей Г-образной защелкой, выполненной с пластинчатой пружиной, закрепленной с возможностью ее взаимодействия с соответствующей опорной площадкой, а в нижней части направляющей трубы смонтирован гидростат, установленный с возможностью взаимодействия его фиксатора с соответствующими отверстиями в корпусе балластного контейнера: ретжущий башмак грунтовой трубки снабжен шарнирными пластинами, установленными с возможностью перекрытия площади его проходного сечения, а на опорной раме установлены ударники, смонтированные с возможностью их взаимодействия с соответствующими Г-образными защелками.

«5

На фиг.1 представлен общий вид пробоотборника; на фиг.2 - узел 1 на фиг.1; на фиг.З - узел 11 на фиг.1; на фиг.4 - узел 111 на фиг.2; на фиг.5 - узел 1У на фиг.2.

Предлагаемый пробоотборник состоит из поплавкового узла 1 с системой обнаружения 2балластного контейнера 3 с обтекателем 4, соединенным с грунтовой трубкой 5. По оси балластного контейнера 3 размещена центральная штанга 6, к которой крепятся опорные площадки 7 балластных грузов 8, своей верхней частью входящих в направляющие 9. Балластный контейнер 3 по образующей имеет крышки 10, закрепленные на шарнирах 11 и консольную рейку 12, закрепленную на шарнире 13.

Рейка 12 совмещена свободным концом с Г-образной защелкой 14, размещенной на оси 15 в конце 16. Г-образная защелка 14 подпружинена пластинчатой пружиной 17. Направляющая труба 18 закреплена штырем 19 с возможностью вертикального перемещения на длину продольного паза 20 в центральной штанге 6. В нижней части направляющей трубы 18 выполнен ударник 21, на опорной раме 2.2 закреплен гидростат 23, имеющий фиксатор 24, совмещенный с отверстиями в корпусе балластного контейнера 3.

В нижней части грунтовой трубки 5 с помощью винтов 25 закреплен режущий башмак 26, проходное сечение которого перекрывают пластины 27, закрепленные на осях 28.

В нижней части режущего башмака 26 размещено кольцо 29, которое крепит чехол 30 из эластичного материала, надетый на грунтовую трубку 5. В верхней части полиэтиленовый чехол закреплен стопорным кольцом 31.

Пробоотборник работает следующим образом.

Перед спуском с борта судна приводят пробоотборник в рабочее состояние, для чего перемещают направляющую трубу 18 со штырем 19 в нижнее положение по пазу 20 центральной йтанги 6. При этом фиксатор 24 гидростата 23 совмещается с отверстиями в корпусе балластного контейнера 3. Затем поме55 щают балластные грузы 8 в направляющие 9 и устанавливают на опорные площадки 7. Поскольку центр тяжести балластных грузов находится за точкой опоры, то образуется опрокидывающий момент, а балластный груз фиксируется в этом положении с помощью крышки 10 и рейки 12, крепящейся защелкой 14. Защелка 14 удерживается от поворо- J та на оси 15 пластинчатой пружиной 17.

На грунтовую трубку 5 одевается чехол 30 из эластичного материала, фиксирующийся от смещений кольцами 29 и 31.

После этого автономный пробоотборник сбрасывают с борта судна, и под действием веса балластных грузов он начинает погружаться. При достижении глубины 10-15 м внешнее гидростатическое давление сжийает воздух, находящийся в.фолости гидростата 23, и перемещает фиксатор 24, выводя его из отверстий в корпусе балластного контейнера 3, .

При достижении пробоотборником дна он внедряется в донные осадки и грунт, повернув пластины 27 на осях 28, в виде колонки поступает во внутреннюю полость грунтовой трубки 5.

В момент удара пробоотборника о дно поплавковый узел 1 и балластный контейнер 3 по инерции продолжают движение вниз, перемещая направляющую трубу 18 в центральной штанге 6 до тех пор, пока ударник 21 не совместится с защелкой 14, поворачивая ее на оси 15, освобождая рейку 12. После чего крышке 10 .под действием момента, создаваемого балластным грузом 8, поворачивается на шарнире 11, и балластный груз вываливается на направляющих 9 и остается на дне. Пробоотборник, получив положительную плавучесть, начинает движение вверх, выдергивая'грунтовую трубку 5 из полиэтиленового чехла 30, который с кольцом 29 остается в грунте и снижает силы трения при перемещении трубки. После освобождения из донных осадков пробоотборник всплывает на поверхность, где с помощью системы обнаружения 2 обнаруживается судном и поднимается на борт.

Экономический эффект от промышленного внедрения предложенного пробоотборника точному расчету не подда887983 i

ется и заключается в повышении надежности отбора колонковых труб глубоководных донных осадков.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к техническим средствам дл  вз ти  колонковых проб донных осадков в глубоководных акватори х и может быть использовано при проведении океанологических, океанографических и геологичес их псисково-разведочных работ в Мировом океане. Известны конструкции пробоотборников дл  вз ти  колонковых проб донных осадков, представл ющие собой грунтовую трубку с грузом, вертикально опускаемую на тросе до дна водоема, внедр ющуюс  в осадки, и впоследствии поднимающуюс  на поверхность на тросе с отобранной колонкой . Во избежание выпадени  колон ковой пробы из грунтовой трубки в процессе ее подъема, она. в нижней своей части снабжена лепестковым кл паном . Основными недостатками описанного выше типа пробоотборника  вл ютс  низка  производительность опробова- ни  дна глубоководных водоемов, св занна  с необходимостью сматывани  и наматывани  многокилометрового троса лебедки. Работа подобным оборудованием с дрейфующего судна не обеспечивает необходимой точности определени  фактического места отбора пробы, что снижает качество пробоот . бора в целом. Выполаживание троса приводит к частым его обрывам в момент выдергивани  пробоотборника лебедкой из донных осадков. Наиболее близким к предлагаемомуизобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  авто- номге 1Й пробоотборник, включающий поплавковый узел с системой обнаружени , балластньп контейнер с центральной штангой и балластными грузами , а также грунтовую трубку с режутцим башмаком . Основной недостаток прототипа заключаетс  в низкой надежности изв3 лечени  из обсадной трубы керноприе ника при его работе на в зких и пло ных осадках, особенно при попадании осадков в межтрубное пространство пробоотборника, что снижает общую надежность пробоотборника. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности отбора колонковых проб глубоководных донных ос&дков. Цель достигаетс  за счет того, что в пробоотборнике, включающем поплавковый узел с системой обнаруженил , балластный контейнер с центральной штангой и балластными грузами , а также грунтовую трубку с р жущим башмаком грунтова  трубка сна жена наружным чехлом из эластичного материала, а балластньп контейнер снабжен обтекателем, соединенным с грунтовой трубкой, и выполнен с шар нирными крьшками. Причем, один конец наружного чехла грунтовой труб ки закреплен в нижней части режущег балмака, а второй его конец удерживаетс  непосредственно на грунтовой трубке с помощью стопорного кольца: балластный контейнер снабжен направ л ющей трубой, смонтированной на опорной раме и частично размещенной внутри центральной штанги, а центральна  штанга выполнена с продольным пазом и снабжена опорными площа ками, закрепленными с возможностью установки на них балластных грузов. При этом балластный контейнер снабжен шарнирными консольными рейками в количестве, равном количеству балластных грузов, кажда  из которых своим свободным концом совмещена с соответствующей Г-образной защелкой , выполненной с пластинчатой пружиной, закрепленной с возможностью ее взаимодействи  с соответству ющей опорной площадкой, а в нижней части направл ющей трубы смонтирова гидростат, установленный с возможностью взаимодействи  его фиксатора с соответствующими отверсти ми в корпусе балластного контейнера: ре жущий башмак грунтовой трубки снабжен шарнирными гшастинами, установленными с возможностью перекрыти  площади его проходного сечет{ , а на опорной раме установлены ударники , смонтированные с возможностью их взаимодействи  с соответствующими Г-образными защелками. На фиг,1 представлен общий вид пробоотборника; на фиг.2 - узел 1 на фиг.1; на фиг.З - узел П на фиг.; на фиг.4 - узел 111 па фиг.2; на фиг.З - узел 1У на фиг.2. Предлагаемый пробоотборник состоит из поплавкового узла 1 с системой обнаружени  2,.балластного контейнера 3 с обтекателем 4, соединенным с грунтовой трубкой 5. По оси балластного контейнера 3 размещена центральна  штанга 6, к которой креп тс  опорные Площадки 7 балластных грузов 8, своей верхней частью вход щих в направл ющие 9. Н апластный контейнер 3 по образующей имеет крьшки 10, закрепленные на Щарнирах 11 и консольную рейку 12, закрепленную на шарнире 13. Рейка 12 совмещена свободным концом с Г-образной защелкой 14, размещенной на оси 15 в конце 16. Г-образна  защелка 14 подпружинена пластинчатрй пружиной 17. Направл юща  труба 18 закреплена штырем 19 с возможностью вертикального перемещени  на длину продольного паза 20 в центральной штанге 6. В нижней части направл ющей трубы 18 выполнен ударник 21, на опорной раме 2.2 закреплен гидростат 23, имекщий фиксатор 24, совмещенньй с отверсти ми в корпусе балластного контейнера 3. В нижней части грунтовой трубки 5 с помощью винтов 25 закреплен режущий башмак 26, проходное сечение которого перекрывают пластины 27, закрепленные на ос х 28. В нижней части режущего башмака 26 размещено кольцо 29, которое крепит чехол 30 из эластичного материала , надетый на грунтовую трубку 5. В верхней части полиэтиленовый чехол закреплен стопорным кольцом 31. Пробоотборник работает следующим образом. Перед спуском с борта судна привод т пробоотборник в рабочее состо ние , дл  чего перемещают направл ющую 18 со штырем 19 в нижнее положение по пазу 20 центральной йтанги 6. При этом фиксатор 24 гидростата 23 совмещаетс  с отверсти ми в корпусе балластного контейнера 3. Затем помещают балластные грузы 8 в направл ющие 9 и устанавливают на опорные апощадки 7. Поскольку центр т жести бал-, ластных грузов находитс  за точкой опоры, то образуетс  опрокидывающий момент, а балластный груз фиксирует с  в этом положении с помощью крьпик 10 и рейки 12, креп щейс  защелкой 14. Защелка 14 удерживаетс  от пово та на оси 15 пластинчатой прузкиной На грунтовую трубку 5 одеваетс  чехол 30 из эластичного материала, фиксирующийс  от смещений кольцами 29 и 31. После этого автономный пробоотбо ник сбрасывают с борта судна, и под действием веса балластных грузов он начинает погружа бё . При достижении глубины 10-15 м внешнее гидро статическое давление .сжийает воздух наход щийс  в.| олости гидроетзта 23 и перемещает ксатор 24, ег из отверстий в корпусе балластного контейнера 3, . При достижении пробоотборником дна он внедр етс  в донные осадки и грунт, повернув пластины 27 на ос х 28, в виде колонки поступает во внутреннюю полость грунтовой тру ки 5. В момент удара пробоотборника о дно поплавковый узел 1 и балластный контейнер 3 по инерции продолжают движение вниз, перемеща  направл ющую трубу 18 в центральной штанге 6 до тех пор, пока ударник 21 не совместитс  с защелкой 14, по)ворачива  ее на оси 15, освобожда  рейку 12. После чего крьш1ке 10 .под действием момента, создаваемого балластным грузом 8, поворачиваетс  на шарнире I1, и балластный груз вываливаетс  на направл ющих 9 и ос таетс  на дне. Пробоотборник, получив положительную плавучесть, начинает движение вверх, выдергива гру товую трубку 5 из полиэтиленового чехла 30, который с кольцом 29 оста етс  в грунте и снижает силы трени  при перемещении трубки. После освобождени  из донных осадков пробоотборник всплывает на поверхность, где с помощью системы обнаружени  2 обнаруживаетс  судном и поднимает с  на борт. Экономический эффект от промьщгленного внедрени  предложенного про боотборника точному расчету не подц 3i етс  и заключаетс  в повьшении наднжности отбора колонковых труб глубоководных донных осадков. Формула изобретени  1.Пробоотборник, включающий поплавковый узел с системой обнаружени , балластный контейнер cj eHTральной щтангой и балластными грузами , а также грунтовую трубк с ре- жупим башмаком, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  надежности отбора колонковых проб глубоководных донных осадков, грунтова  трубка снабжена наружнымчехлом из эластичного материала, а балластный контейнер снабжен обтекателем , соединенным с грунтовой трубкой и выполнен с шарнирными . крышками. 2.Пробоотборник по п.I, о т л ичающийс  тем, что один конец наружного чехла грунтовой трубки закреплен в нижней части режущего башмака, а второй его конец снабжен стопорным кольцом закрепленном на грунтовой трубке. 3.Пробоотборник по П.1, . о т личающийс  тем, что балластный контейнер снабжен направл ющей трубой, а центральна  щтанга выполнена с продольным пазом и снабжена опорными площадками. 4. Пробоотборник по пп. 1 и 3, отличающийс  тем, что балластный контейнер снабжен шарнирными консольными рейками и Г-образной защелкой, выполненной с пластинчатой пружиной. 5. Пробоотборник по пп.1,3 и 4, отл.и чающийс  тем, что нижн   часть направл ющей трубы снабжена гидростатом. 6. Пробоотборник по пп.1-3, отличающийс  тем, что режуищй башмак грунтовой трубки снабжен шарнирными пластинами; Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 2176477, 255-1, 1939.
2. 2.За вка № 2609959/26, кл. Q 01 N 1/04, q 01 N 1/10, 1978.

   фyг.f

   fe/