Гидростатический пробоотборник Советский патент 1984 года по МПК G01N1/10 

сл

со Изобретение относится к устройствам для отбора проб, в частности к устройствам для отбора проб грунта, и может быть использовано при геологическом исследовании грунтов донных отложений в морях и океанах. Известна трубка грунтовая гидростатическая, содержащая грунтонос с верхним герметизированным торцом, режущим наконечником и кернорвателе поршень с механизмом фиксации контактного действия и тормозной диск, жестко связанный с поршнем посредством штока Q. Недостатком данной трубки являет ся то, что при отборе проб грунта на больших глубинах может произойти заклинивание механизма фиксации пор ня в трубе под действием больших гидростатических давлений, возникаю П1ИХ при срабатывании, что приводит повреждению устройства. Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является гидростати ческий пробоотборник, содержащий керноприемную трубу с замкнутой полостью, заполненной жидкостью, пор- шень пробоотборника с полым штоком, выполненным с отверстиями в нижней части и установленным внутри полост трубы, фиксатор поршня в керноприем ной трубе, тормозной диск, закрепленный на полом штоке, камеру с неподвижным поршнем, заполненную сжат воздухом и установленную с возможностью ее перемещения относительно полого коаксиального неподвижного штока EZ. Недостатком известного пробоотбррника является то, что установка камеры на штоке трубы значительно увеличивает габариты, а вследствие этого усложняются условия эксплуата ции пробоотборника при работе на больших глубинах. Цель изобретения - улучшение усл вий эксплуатации при работе на боль ших глубинах и упрощение конструкции. Указанная цель достигается тем, что в гидростатическом пробоотборни ке содержащем керноприемную трубу с замкнутой полостью, заполненной жидкостью, поршень пробоотборника с полым штоком, выполненным с отверст ями в нижней части и установленным внутри полости трубы, фиксатор порш ня в керноприемной трубе, тормозной диск, закрепленный на полом штоке, а также камеру с неподвижным поршнем, заполненную сжатым воздухом и установленную с возможностью ее перемещения относительно полого коаксиального неподвижного штока, камера выполнена в виде подвижной гильзы и установлена внутри полого штока, а неподвижный поршень, установленный внутри подвижной гильзы, соединен с поршнем пробоотборника посредством коаксиального штока. Наружный диаметр неподвижного полого коаксиального штока равен диаметру коаксиального штока. На фиг. 1 изображен пробоотборника момент срабатывания, общий вид, на фиг. 2 - то же, после заполнения его жидкостью и закачки сжатого воздуха в гильзу; на фиг. 3 - то же, вмомент внедрения в донный грунт. Пробоотборник содержит керноприемную трубу 1 с поршнем 2, снабженным фиксатором 3. На конце трубы 1 закреплен буровой наконечник 4 с керноотсекателем 5 и контактной пятой 6. Поршень 2 соединен посредством полого штока 7 с тормозным диском 8. Внутри полого штока 7 установлена камера, выполненная в виде подвижной гильзы 9 с кольцевым поршнем 10. Внутри гильзы 9 размещен неподвижньй поршень 11, на котором закреплен неподвижный полый шток 12, выполненный с отверстиями 13 в нижней части. Неподвижный поршень 11 соединен с поршнем 2 пробоотборника посредством коаксиального штока 14. На верхнем конце полого штока 12 установлен вентиль 15, а на полом штоке 7 установлена скоба 16 дпя подсоединения троса 17. Пространство между керноприемной трубкой 1 и штоком 7, через вентиль 18 заполняется жидкостью, а гильза 9 через вентиль 15 - сжатым воздухом. Длина гильзы 9 через вентиль 15 - сжатым воздухом. Длина гильзы 9 выбирается из условия полного перетекания жидкости из полости между керноприемной трубой 1 и штоком 7 в полость полого штока 7 под кольцевой аоршень 10 гильзы 9 в ее крайнем верхнем положении. Для уравнения равновесия всех сил, действующих на элементы конструкции пробоотборника, наружный диаметр неподвижного полого коаксиального штока 14 выполняют равным диаметру коаксиального штока 12. Предлагаемый пробоотборник работает следующим образом. Перед опусканием пробоотборника на дно его заполняют жидкостью через вентиль 18, причем заполнение жидкостью производится после смещения гильзы 9 в крайнее нижнее положение При закачке гильзы 9 через вентиль 15 сжатым воздухом происходит ее перемещение вверх, а часть жидкос ти перетекает из полости керноприемной трубы 1 в полость штока 7 под кольцевой поршень 10. При этом в верхней части создается разрежение, соответствующее давлению насьш1енных паров жидкости. Заполненный жидкостью и воздухом про боотборник опускают на дно. Под деис Вием гидростатического давления гильза 9 перемещается вниз, вытесняя жидкость «з-под поршня 10 в полость керноприемной трубы 1 и сжимая воздух в полости гильзы 9 над поршнем 11. На глубине, соответствующей давлению зарядки гильзы 9, поршень 10 занимает крайнее нижнее положение. передавая возрастающее гидростатическое давление на жидкость, при этом разность между гидростатическим давлением и давлением жидкости в полости трубы 1 остается постоянной, соответствующей давлению сжатого воздуха в гильзе 9. В момент касания контактной пятой 6 с поверхностью дна раскрывается фиксатор 3 и труба 1 начинает внедряться в грунт, перемещаясь относительно поршня 2. При этом разность сил на поверхности поршня 2 всегда равна по величине произведению давления воздуха в полости гильзы 9 на площадь кольцевого сечения между внутренней поверхностью трубы 1 и наружной поверхностью штока 7 независимо от гидростатического давления, а следовательно, и глубины моря. Таким образом, значительно упрощается конструкция, что позволяет снизить требования к спуско-подъемному оборудованию обеспечивающих судов, а следовательно, и к их тоннажу, а также улучшаются условия его эксплуатации при работе на больших глубинах.

1. ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ПРОБООТБОРНИК, содержащий керноприемную трубу с замкнутой полостью, заполненной жидкостью, поршень пробоотборника с полым штоком, выполненным с отверстиями в нижней части и установленным внутри полости трубы, фиксатор поршня в керноприемной трубе, тормозной диск, закрепленный на полом штоке, а также камеру с неподвижным поршнем, заполненную сжатым воздухом и установленную с возможностью ее перемещения относительно полого коаксиального неподвижного штока, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий эксплуатации при работе на больших глубинах и упрощения конструкции, камера выполнена в виде-подвижной гильзы и установлена внутри полого штока, а неподвижный поршень, установленный внутри подвижной гильзы, соединен с § поршнем пробоотборника посредством коаксиального штока. . 2. Пробоотборник по п. 1, отличающийся тем, что наружный диаметр неподвижного полого коаксиального штока равен диа метру коаксиального штока.