Пробоотборник Советский патент 1984 года по МПК G01N1/10 

00 О5

со

ел

Изобретение огносигся к микробиологии и Может быть испшьэовано в ос- HOBHCHvi для пшучения микробиологически проб из топши ледовых отложений, а также при геофиз1гческих, геохимическнх и других исследованиях, связанных с получением проб с различных горизонтов непосреаственно Б ледниковых отложениях и многолетнемерзлых пороцах. Известно устройство, содержащее емкость для размещения образца, приспо собление для скалывания образца, подвижный поддон, нагреватель, патрубок, кожух и приемную емкость C-i- 3 . Недостатками этого устройства являются низкая надежность,обусловленная тем, что возможен нагрев образующейся воды выще 3 О С, температуры, при кото рой начинается гибель микроорганизмов, отсутствие герметизации пробы, что может привести к загрязнению ее посторон ней микрофлорой, низкая представительность пробы из-за того, что объем пробы ограничен размерами образца. Известно устройство, содержащее корпус с заборным каналом, нагреватели установленные снаружи корпуса, компрессор и расп-шоженные под ним надувные пакеры, герметизирующие клапаны, лампы ультрафиолетового света, установленные снаружи корпуса, и автоматическую систему управления Г . ,Однако данному устройству присуши низкая представительность пробы из-за ограниченного объема емкости для размещения пробы и конечных размеров каверны, определяемых габаритами устройства, низкая надежность, обусловленная тем, что при гатавлении каверны основной тепловой поток воздуха направлен вверх и может произойти оплавление стенок скважины в зоне верхнего пакера, что приведет к разгерметизации участка скважины и загрязнению пробы посторонней микрофлорой, значительная погрешность определения возраста пробы из-за большой высоты каверны. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и увеличение представительности пробы, Цель достигается тем, что в пробоотборнике, содержащем корпус с заборны ми каналами, нагреватели, установленные снаружи корпуса, компрессор и расположенные под ним надувные пакеры, герметизирующие клапаны, лампы ультрафишетового света, установленные снаружи и автоматическую систему управ корпуса, и автоматическую систему управ ления, корпус выпишен с выводными каншхами и снабжен соосно установленными 1ШЖО надувного пакегм, струйным насосам с дополнительным нагревателем, нагнетательным н;зсос М, соодиненным с заборным каналом, фильтроМ| расположенным между герметизирующими клапанами, при этом один клапан соединен с выходом насоса, а другой - с выводными каналами. Корпус выполнен с отверстиями, размещенными рядами по концентрическим окружностям, один ряд которых заборными каналами соединен с полостью насоса. Пробоотборник снабжен фильтрующим отсеком, выще которого последовательно размещены насосный отсек и устройство для установки ледяного пакер, кроме того, снаружи, на его корпусе, закреплены нагреватели и лампы ультрафиолетового света, выполненные в виде колец 11ЛИ спиралей. Фильтрующий отсек состоит из фильтра, установленного между герметизирующими клапанами, один из которых подсоединен к выводным каналам, а другой - к выходу насоса, вход которого соединен с заборными каналами. Насосный отсек состоит из насоса, в удлиненной части корпуса которого выше турбинки выполнены отверстия и на этой части насоса закреплен нагреватель, кроме того, корпус насосного отсека имеет два ряда отверстий, выполненных по окружности ниже уровня турбинки и нижний ряд отверстий каналами соединен с полостью насоса, в которой расположена турбинка. Устройство Для установки ледяного пакера состоит из компрессора, выход которого через герметизирующий клапан соединен с полостью под эластичным элементом, выше которого снаружи корпуса размещены два нагревателя один под другим. Лля управления работой пробоотборника в его корпусе установлена схема управления, которая электрически соединена с грузонесущим кабелем, насосами, компрессором, герметизирующими клапанами и лампами ультрафиолетового света. Предлагаемый пробоотборник улучшает качество получаемой пробы, поскольку герметизация скважины производится постановкой лецяного пакера.что исключа-. ет попадание в каверну посторонних , микроорганизмов извне, так как лед непроницаемая среда. Использование на- coca в сочетании с нагревателями позвояет производить плавление - размыв льда, что снижает высоту каверны и значительно увеличивает ее плсядадь, след31сгвиом чего является снижение сграги- графической ошибки определения возраста пробы и повышеиие вероятности попуче- ния микроорганизмов. То, что пробоотбор 1ШК содержит фильтрую1Ш1й отсек, снижает до минимума iv оятность эагрязне- юш пробы, поскольку наплавленная вода фильтруется непосредственно в массиве. На фиг. 1 показан пробоотборник, общий вид, на фигуре 2 - то же, устано в скважине. Пробооотборник состсмт из трех функшшнальных узлов: фильтрующего отсека 1, насосного отсека И и устройства для установки ледяного пакера Hi, конструктивпо расположенных друг над другом. В магистрали фильтрации воцы расположены насос 1 и фильтр 2, установленный между герметизирующими клапанами 3, Вода из каверны на фильтр 2 поступает по заборным каналам 4, а пос ле фильтра возвращается в каверну по выводным каналам 5. Выше фильтрующег отсека расположен насосный отсек И, содержащий насос 6, с закрепленным на его корпусе нагревателем 7. Возмож но выполнение насосного отсека, в котором нагреватель крепится к внутренней или наружной стенке отсека. Полость на соса 6, в которой находится турбинка, сообщается с окружающим пространством отверстиями 8 и 9 и каналами 10. Над насосным отсеком 11 размещено устройство для установки ледяного паке III, которое состоит из компрессора 11, выход которого через герметизирующий клапан 12 соединен с полостью под элас тичным элементом13 , вьпле которого снаружи устройства на его корпусе друг над другом установлены нагреватели 14 и 15. Снаружи, на корпусе насосного и фильтрующего отсеков, в специальных пазах расположены лампы ультрафиолет вого света 16, выпсяненные в виде кольца, кроме ламп на корпусе фильтру ю щего отсека .закреплены нагреватели 1 Лампы установлены таким образом, что после спуска пробоотборника в скважину они создают бестеневое освещение стенок скважины. Пробоотборник работает слеод-ющим образом. Все детали и узлы пробоотборника стерилизуют, например, в автоклаве, сборку проводят с соблюдением условий асептики. После спуска пробоотборника в скважину до забоя включаются лампы ультрафишетового света 16 и происхо574дит облучение стенок скважины. Одновременно производится кратковременное включение компрессора 11 и герметизирующего клапана 1 2, . эластичный элемент 13 прижимается к стенкам скважины. Затем включаются нагреватели 14 и 15, наплавленная вода скапливается над эластич ым элементом 13 до верхней границы нагревателя 15. После этого нагреватели 14 и 15 выключаются, произвош1тся выдерн ;ка, достаточная для замораживания образовавшейся воды, (герметизация участка скважины с помощью ледяного пакера). Лампы ультрафиолетового света 16 выключаются и включатся нагреватели 17. КогДа уровень наплавленной воды поднимется выше отверстия 8 на корпусе насоса 6, насос включается, нагреватели 17 выключаются. Вода из скважины через отверстия 9 и 8 поступает в nofiocTb насоса на турбинку и по каналам 10 выбрасывается в каверну - происходит размыв льда вгоризонтальной плоскости. Нагреватель 7 поддерживает температуру воды около + . Включаются насос 1 и герметизирующие клапаны 3 и вода из каверны по заборным каналам 4 подается на фильтр 2, задерживающий на своей поверхности микроорганизмы и механические частицы. После фильтра 2 вода по каналам 5 возвращается в каверНу. Когда заканчивается размыв льда (каверна достигает заданного объема), насос 6 и нагреватель 7 выключаются . Фильтрация воды заканчивается, когда через фильтр пропустят примерно семь объемов наплавленной воды (при этом реально через ф1щьтр пройдет около 9О% воды). Насос 1 и герметизирующие клапаны 3 выключаются. Включаются герметизирующий клапан 12 и нагреватель 15и эластичный элемент 13 занимает исходное положение, ледяной пакер расплавляется. Пробоотборник поднимают на поверхность и извлекают из него фильтр 2 .вместе с герметизирующими клапанами 3. После замены извлеченного узла пробоотборник готов к работе. Использование пределагаемого пробсм отборника увеличивает эффективность исследования ледников, повыщает вероятHCteTb обнаружения микроорганизмов. Так при диаметре выплавляемой каверны 2,1 м вероятность пспучения микроорганизмов по сравнению со способом, npi котором выплавляется центральная часть поднятого керна (диаметр 0,09 м) выше

в 533 раза (получено из отношения шюшадей). Кроме того, снижается погрешиость определения возрасуа пробы благодаря уменьшению высоты каверны, что

явдяэгся следствием применения размыва льда, В Центральной Антарктиде на сгг|нции Восток годовое накопление осадков составляет около 2 см/год.

1. ПРОБООТБОРНИК, содержащий корпус с заборными каналами, нагреватели, установленные снаружи корпуса, кслшрессор и расположенные под ним надувные пакеры, герметизирующие клапаны, лампы ультрафиолетового света, установленные снаружи корпуса и автоматическую систему управления, отличают и йся тем, что, с целью повышения надежности работы и увеличения представительности пробы, корпус выполнен с выводными каналами и снабжен соосно установленными ниже наодъного пакера, струйным насосом с дополнительным нагревателем, нагнетательным насосом, соединенным с заборным каналом, фильтром, расположенным между герметизирующими клапанами, при этом один клапан соединен с выходом , а другой - с выводными каналами. i 2, Пробоотборник по п. 1, о т л и чающийся тем, что корпус выпол(Л нен с отверстиями, размещенными ртдами по концентрическим окружностям, один ряд которых заборными каналами соединен с полостью насоса.