ГЕРМЕТИЧНЫЙ ПОГРУЖНОЙ КОНТЕЙНЕР С ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКОЙ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ МОРСКИХ ГРАВИМЕТРИЧЕСКИХ РАБОТ Российский патент 2024 года по МПК G01V7/00 F16F9/04 

Область техники

Предлагаемое изобретение относится к области поиска и подводной разведки месторождений полезных ископаемых, а конкретно к конструкции погружного контейнера с пневматической регулировкой для гравиметрических устройств, осуществляющих подводные геофизические исследования.

Уровень техники

Как известно гравиметр - это прибор для высокоточного измерения силы тяжести, как правило, он применяется при поисках полезных ископаемых.

В настоящее время морские гравиметрические работы для мелководных участков морей (до 5 метров) выполняются гравиметрами “сухопутными”, для глубоководных участков морей (от 5 до 200 метров) выполняются донными морскими гравиметрами, а для чрезвычайно глубоких участков морей (200 м и более) гравиметрические работы проводятся с набортными гравиметрами, установленными на подводных лодках.

Современные донные геофизические измерения, в частности, измерения силы тяжести, преимущественно проводят при помощи астазированных гравиметров, помещенных в специально сконструированные водонепроницаемые контейнеры. Для этой цели в области наблюдения с борта исследовательского судна на дно моря опускают донный (глубоководный) гравиметр, чувствительная система которого автоматически устанавливается в нужном положении при помощи подвесной системы, а с помощью электроизмерительной системы, установленной на борту судна, фиксируют показания гравиметра. Глубина работ при такой съемке составляет от 5 до 200 м.

Следует отметить, что погружаемые в воду герметичные контейнеры для донных гравиметров обрели общеизвестность ориентировочно с середины 20 века, однако, их вариативность была ограниченной и до настоящего времени широкого успешного применения в области подводных геофизических исследований - не наблюдалось.

К примеру, из US2294202 (публ. 1942г. [Д1]) известен погружной водяной контейнер, приспособленный для размещения измерительного прибора, представляющего из себя гравиметр для подводных геофизических исследований.

Выявленный из уровня техники контейнер [Д1] выполнен в виде корпусного полого кожуха, внутри которого находится гравиметрическое устройство для исследований, при этом основание кожуха имеет опорную поддерживающую площадку, обеспечивающую относительную стабильность положения на морском дне.

Известный контейнер спускается сверху на дно посредством прикрепленных к нему тросовых средств, а указанная опорная площадка выполнена с круговым охватом корпуса контейнера и имеет основные и вспомогательные поддерживающие компоненты, кроме того в корпусе оборудована, подключенная к циркуляционному насосу локальная трубопроводная система забора и циркуляции воды, выполненная с возможностью передачи последней к надводному средству управления измерениями посредством интегрированного внешнего соединения.

В качестве недостатка решения [Д1] следует считать низкий уровень технологичности и относительно высокие эксплуатационные затраты, связанные с необходимостью поддерживать работоспособность циркуляционного насоса.

Наиболее близким в отношении технической сущности к заявляемому изобретению следует считать погружной герметичный контейнер морского типа для гравиметров, известный из US2253472 (публ. 1941г. [Д2]).

Применяемый в решении [Д2] гравиметр предназначен для ведения подводной геофизической разведки.

Морской контейнер, в который помещается гравиметр выполнен в виде герметичного полого чехла, конструкция которого предусматривает наличие установочной платформы, три выносные опоры которой обеспечивают устойчивость положения на морском дне.

Согласно замыслу решения, известного из [Д2], гравиметр крепится в контейнере посредством средств крепления, которые выполнены с обеспечением возможности наклона гравиметра относительно корпуса для возможности его нивелирования, причем имеются приборы, реагирующие на отклонения гравиметра, средства наклона гравиметра, а также средства управления, которые связанны с упомянутыми средствами наклона и с упомянутым прибором, реагирующим на отклонения гравиметра.

Недостатком известного из [Д2] морского контейнера, выполненного в виде герметичного полого чехла следует считать относительную сложность центрирования и возможную неустойчивость рабочего положения гравиметра, что связано с особенностями механизма нивелирования, подразумевающими периодические прерывания исследований с целью перенастроек средств реагирования, которые ввиду специфики работ на глубине могут производить, в частности, ложные срабатывания имеющихся средств наклона, переводя их в условно нерабочее состояние.

Раскрытие изобретения

Технической проблемой предлагаемого изобретения является создание обладающего улучшенными эксплуатационными возможностями и показателями герметичного контейнера погружного типа с пневматической регулировкой рабочего положения для возможности надежного проведения гравиметрических исследований на морском дне.

Техническим результатом предлагаемого изобретения, который решает существующую техническую проблему, является реализация назначения по получению пневматически регулируемого и герметичного глубоководного контейнера для гравиметра, обеспечивая высокую надежность центрирования для возможности качественного проведения геофизических исследований морского дна.

Заданный технический результат и существующая техническая проблема достигаются в результате того, что пневматически регулируемый герметичный контейнер погружного типа для проведения подводных гравиметрических исследований выполнен в виде корпусного полого кожуха с устанавливаемым внутри исследовательским прибором, причем основание указанного кожуха снабжено тремя взаимосвязанными между собой и обращенными в наружную сторону донными установочными средствами, концевые опорные участки которых снабжены контактирующими с установочной донной поверхностью пневматическими безразмерными баллонами, воздушная регулировка которых с целью корректировки установки рабочего положения и центрирования производится за счет подачи и/или стравливания воздуха с помощью гибких соединений, обоюдно подключенных к внешнему управляющему пульту, на который автоматически подается воздух посредством компрессорной установки.

Предлагается вниманию конструкция нового контейнера погружного типа, обладающего герметичностью корпуса для возможности глубоководных работ связанных с геофизическими исследованиями морского дна. Для этой цели используется помещаемый внутрь контейнера гравиметр, установка положения которого осуществляется посредством пневматической регулировки опорных установочных участков контейнера, что позволяет проводить надежное центрирование, благодаря которому возможно производить качественные гравиметрические работы, а именно высокоточные измерения силы тяжести.

Основополагающей особенностью предлагаемого изобретения является выполнение основания корпусного полого кожуха (глубоководного контейнера) с применением трех обращенных в наружную сторону донных установочных средств, опорные участки которых снабжены пневматическими баллонами компонентами, имеющими контролируемую автоматическую воздушную регулировку, что позволяет корректировать рабочее установочное положение и производить надежное центрирование гравиметра, обеспечивая качественные гравиметрические исследования, результаты которых в дальнейшем исследуются и принимаются во внимание при добыче полезных ископаемых.

Предлагаемый пневматически регулируемый герметичный контейнер погружного типа для морских гравиметрических работ может сочетаться с сухопутными гравиметрами предпочтительно на глубине от 5 до 40 м, при этом необходимость использовать дорогостоящие донные гравиметры отпадает.

Перед началом работ гравиметр, в частности, сухопутного типа устанавливается в предлагаемый герметичный погружной контейнер с пневматической регулировкой для проведения морских гравиметрических работ. Предлагаемый глубоководный контейнер снабжен герметичной крышкой со смотровым окном, через которое и проводится установка и центрирование гравиметра.

Конструкция гравиметра предусматривает электронные уровни с датчиками наклона, информация о которых выводится на экран, поэтому после спуска на глубину контейнера с гравиметра возможна его отцентровка с помощью управления тремя применяемыми установочными средствами в виде ориентированных во внешнюю сторону пневматических лап, к опорным участкам которых примыкают пневматические резиновые по существу безразмерные баллоны, регулировка которых осуществляется путем подачи и/или стравливания воздуха из подводной системы. Процесс установки и центрирования может контролироваться с помощью подводной камеры, установленной на корпусе глубоководного контейнера.

Таким образом, предлагаемый пневматически регулируемый герметичный контейнер погружного типа для проведения подводных гравиметрических исследований образует совокупность технических признаков, достаточных для достижения заданного технического результата, заключающегося в реализации назначения по получению пневматически регулируемого и герметичного глубоководного контейнера для гравиметра, обеспечивая высокую надежность центрирования для возможности качественного проведения геофизических исследований морского дна, в связи с чем обеспечивается решение обозначенной технической проблемы по созданию обладающего улучшенными эксплуатационными возможностями и показателями герметичного контейнера погружного типа с пневматической регулировкой рабочего положения для возможности надежного проведения гравиметрических исследований на морском дне.

Краткое описание чертежей

На фиг. представлен общий вид предлагаемого изобретения.

Осуществление изобретения

Предлагаемый пневматически регулируемый герметичный контейнер погружного типа для проведения подводных гравиметрических исследований поясняется конкретными примерами выполнения и реализации, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядным образом демонстрируют достижение указанной совокупностью существенных признаков указанного технического результата, а также решение существующей технической проблемы.

На фиг. цифровыми позициями представлены следующие части и элементы, используемые при осуществлении предлагаемого изобретения:

1 - корпус кожуха;

2 - фланец корпуса;

3 - резиновая прокладка;

4 - прозрачное оргстекло;

5 - герметичная крышка;

6 - отверстие для крепления фланца;

7 - смотровое окно;

8 - крепление подводной камеры;

9 - подводная камера;

10 - узел крепления установочных средств;

11 - установочное средство;

12 - отверстие для крепления ребра жесткости;

13 - ребро жесткости;

14 - штуцер для шланга подачи воздуха;

15 - пневматические баллоны (подушки);

16 - ось для утяжелителей;

17 - хомут для крепления оси утяжелителей;

18 - отверстие для стопорного шплинта;

19 - внешний пульт управления;

20 - штуцер для подачи воздуха с компрессора;

21 - впускной кран;

22 - выпускной кран;

23 - штуцер шланга подачи воздуха на пневматические баллоны (подушки);

24 - гибкие соединения (шланги);

25 - крепление для опускания/поднятия контейнера;

26 - монитор;

27 - кабель соединения монитора.

И так, предлагаемый регулируемый герметичный контейнер погружного типа для проведения подводных гравиметрических исследований выполняется в виде корпусного (корпус 1) полого кожуха с устанавливаемым внутри исследовательским прибором, а именно гравиметром.

Основание указанного корпусного кожуха снабжено тремя взаимосвязанными между собой и обращенными и обращенными в наружную сторону донными установочными средствами 11, выполненными в виде донных установочных лап из металла, которые крепятся к указанному основанию с помощью узлов крепления 10.

Концевые опорные участки установочных средств 11 снабжены, контактирующими с установочной донной поверхностью, пневматическими безразмерными баллонами 15 (пневматические подушки).

Пневматические безразмерные баллоны 15 выполнены из резинового материала, а их воздушная регулировка с целью корректировки рабочего положения и центрирования производится за счет подачи и/или стравливания воздуха с помощью гибких соединений 24 в виде шлангов.

Гибкие соединения 24 обоюдно подключены к внешнему управляющему пульту управления 19. Управляющий пульт 19 содержит штуцер 20 для подачи воздуха от компрессора, впускные 21 и выпускные 22 краны, а также штуцеры 23 гибких соединений 24 для непосредственной подачи воздуха в безразмерные баллоны 15.

Управляющий пульт 19 в автоматическом режиме подает воздух посредством компрессорной установки, также возможно стравливания воздуха из безразмерных баллонов 15 в случае необходимости.

С помощью крепления 25 осуществляется спуск и поднятие глубоководного контейнера.

На оси 16 вешаются утяжелители, вес которых рассчитан таким образом, чтобы тяжесть контейнера, находящегося в воде, компенсировала выталкивающую силу, и он мог погружаться на дно водоема и оставаться там на время необходимое для гравиметрических измерений.

Корпусной (корпус 1) полый кожух имеет герметичную крышку 5 со смотровым окном 7, через которое проводится рабочая установка и центрирование сухопутного гравиметра.

Гравиметр имеет электронные уровни с датчиками наклона, информация от которых выводится на монитор 26, который подключен к контейнеру с помощью кабеля 27.

Контейнер может быть снабжен подводной камерой 9, передающей изображения на монитор 26.

Работает предлагаемый пневматически регулируемый герметичный контейнер погружного типа следующим образом.

Пневматически регулируемый герметичный контейнер предназначается для выполнения гравиметрических исследований на дне крупных водоемов. Как правило, данные исследования производятся в несколько рейсов, каждый из которых представляет собой серию измерений в определенных заранее точках.

Непосредственно перед началом гравиметрического рейса включенный и настроенный гравиметр сухопутного типа помещается в корпусной (корпус 1) полый кожух. Затем на верхнюю часть контейнера устанавливается прозрачное оргстекло 4 и крышка 5, между которыми вставляется резиновая прокладка 3. Сверху крышки 5 устанавливается крепление подводной камеры 8 и сама подводная камера 9.

После чего производится спуск снаряженного и подготовленного герметичного контейнера в определенное место на дно водоема.

Через смотровое окно 7 проводятся установка и центрирование сухопутного гравиметра, который имеет электронные уровни с датчиками наклона, информация от которых выводится на монитор 26, поэтому после спуска на глубину глубоководного контейнера с гравиметром, последний, как уже было указано, необходимо отцентрировать через упомянутое смотровое окно 7.

Установка контейнера в рабочее положение и указанное центрирование осуществляется посредством управления тремя взаимосвязанными между собой донными установочными средствами 11, представляющими из себя три пневматические лапы, разнесенные относительно друг друга концевые опорные участки, которых снабжены контактирующими с рабочей донной поверхностью пневматическими безразмерными баллонами 15 (пневматическими подушками). Упомянутые процессы установки и центрирования могут контролироваться с помощью подводной камеры 9.

Как конструктивно следует, непосредственная установка (выбор рабочего положения контейнера) и центрирование исследовательского прибора (гравиметра) на дне производится с помощью вышеуказанных пневматических безразмерных баллонов 15 (пневматических подушек) путем подачи или стравливания из них воздуха по гибким соединениям 24, подведенным непосредственно к каждому безразмерному баллону 15.

Как указано, гибкие соединения 24 обеспечивают подачу и стравливание воздуха в каждом безразмерном баллоне 15, при этом регулировка и центрирование пневматических безразмерных баллонов 15 проводится с помощью подачи воздуха, используя подключенный внешний пульт управления 19, расположенный на поверхности. На указанный внешний пульт управления 19 посредством штуцера 20 подается воздух с помощью компрессорной установки. Пульт управления 19 имеет два крана для каждого безразмерного баллона 15, один кран 21 для подачи воздуха, а второй 22 для стравливания.

Таким образом, с помощью внешнего пульта управления 19 и при необходимости подводной камеры 9 оператор устанавливает гравиметр по уровню в пределах допустимой погрешности. Показания уровня, необходимые для его выставления, могут получаться оператором с помощью подводной видеокамеры, которая расположена на крышке гравиметра и направлена таким образом, чтобы видеть его дисплей через прозрачное оргстекло.

После выставления уровня выполняются сами геофизические измерения в течении некоторого времени, протяженность которого зависит от специфики условий работ.

В конце измерений на точке глубоководный контейнер поднимается лебедкой на борт судна, после чего судно идет на следующий пункт гравиметрического рейса.

В конце рейса от глубоководного контейнера отсоединяется видеокамера 9 с ее креплением 8, затем снимается крышка 5 и прозрачное оргстекло 4 и вынимается сам гравиметр.

Записанные показания гравиметра передаются на обработку с помощью ПК.

Предлагаемое изобретение может быть успешно использовано в области добычи полезных ископаемых в качестве вспомогательного разведывательного средства, определяющего геофизические параметры дна морской акватории.

Изобретение относится к области поиска и подводной разведки месторождений полезных ископаемых, а конкретно к конструкции погружного контейнера с пневматической регулировкой для гравиметрических устройств, осуществляющих подводные геофизические исследования. Пневматически регулируемый герметичный контейнер погружного типа для проведения подводных гравиметрических исследований выполнен в виде корпусного полого кожуха с устанавливаемым внутри исследовательским прибором. Основание указанного кожуха снабжено тремя взаимосвязанными между собой и обращенными в наружную сторону донными установочными средствами, концевые опорные участки которых снабжены контактирующими с установочной донной поверхностью пневматическими безразмерными баллонами. Воздушная регулировка баллонов с целью корректировки установки и центрирования производится за счет подачи и/или стравливания воздуха с помощью гибких соединений, обоюдно подключенных к внешнему управляющему пульту, на который автоматически подается воздух посредством компрессорной установки. Техническим результатом изобретения является обеспечение высокой надежности центрирования для возможности качественного проведения геофизических исследований морского дна. 1 ил.

Пневматически регулируемый герметичный контейнер погружного типа для проведения подводных гравиметрических исследований, выполненный в виде корпусного полого кожуха с устанавливаемым внутри исследовательским прибором, причем основание указанного кожуха снабжено тремя взаимосвязанными между собой и обращенными в наружную сторону донными установочными средствами, концевые опорные участки которых снабжены контактирующими с установочной донной поверхностью пневматическими безразмерными баллонами, воздушная регулировка которых с целью корректировки установки и центрирования производится за счет подачи и/или стравливания воздуха с помощью гибких соединений, обоюдно подключенных к внешнему управляющему пульту, на который автоматически подается воздух посредством компрессорной установки.