Пробоотборник газовых проб Советский патент 1990 года по МПК G01N1/22 

Изобретение относится к технике проходки мелких скважин в мягких сыпучих породах с последующим отбором газов подпочвенной атмосферы и может быть использовано при поисках полезных-ископаемых, а также при лабораторных исследованиях моделей геологических сред.

Цель изобретения - повышение достоверности отобранных проб и производительности пробоотбора.

На фиг. 1 приведен пробоотборник газовых проб, общий вид, -исходное состояние; на фиг. 2 - то же, рабочее состояние; на фиг. 3 - результаты исследований потерь ртути в металлометрических пробах (а - результат анализа пробы на ртуть в полевых условиях, б - результат через 2 мес, в - результат через 7 мае.).

Пробоотборник газовых проб содержит трубу 1, корпус 2, головку 3, наконечник 4, нагревательный элемент 5, штангу 6, размещенную в корпусе 2 и соединяющую головку 3 и наконечник 4, втулку 7, установленную в корпусе 2 и жестко насаженную на нижней половине штанги 6, на которую надета пружина 8 с возможностью взаимодействия своими концами с корпусом 2 и втулкой 7 и образования газоеоздущного тракта между корпусом 2 и штангой 6. Наконечник 4 соединен с штангой 6 с возможностью рассоединения. Кроме того, пробоотборник содержит узел герметизации, выполненный в виде упругого кожуха 9, надетого на место соединения головки 3 и корпуса 2, штуцер 10. фиксатор выполненный из штифтов 11, размещенных в верхней части корпуса 2 перпендикулярно друг другу, вертикальных пазов 12, выполненных на нижней поверхности головки 3 в пределах границ взаимодействия ее с корпусом 2. фильтр 13, размещенный на штанге 6 ниже втулки 7, режущий элемент 14, прикрепленный на конце корпуса,2 с возможностью размещения внутри наконечника 4 в момент силового воздействия на головку 3 и самопроизвольного раскрытия и срезания грунта прм перемещении корпуса 2 вверх относительно головки 3 под действием пружины 8.

Вертикальные пазы имеют верхние 15 и нижние 16 фиксирующие-элементы, позволяющие фиксировать корпус 2 в крайних -верхнем и нижнем положениях. Втулка 7 имеет не менее двух вертикальных отверстий 17. Наконечник 4 выполнен в видеста- кана с заостренным дном, внутренняя полость которого образует пробозаборник 18. В нижней полости штанги 6 над пробо- заборником 18 жестко установлена металлическая сетка 19 с диаметром круга, равным диаметру пробозаборника 18,

Нагревательный элемент 5 вмонтирован в полость наконечника 4,т. е. в пробозаборни- ке 18, и выполнен, например, в виде цилиндра, образованного проводом с низким электрическим сопротивлением, намотанным виток к витку с выводами к внешнему блоку электропитания (не показан). 0 Режущий элемент 14 выполнен, например, в виде двух дугообразных перфорированных пластин из прочного упругого материала с режущими кромками и сочлененных на одной оси с возможностью само- 5 произвольного раскрытия.

Корпус 2 имеет скользящую посадку относительно головки 3 и взаимодействует с ней через штифты, размещенные в вертикальных пазах 12. Труба 1 имеет скользя- 0 щую посадку относительно корпуса 2 и ее нижний торец должен быть расположен выше режущего элемента 14,

Диаметр верхней части полости 18 наконечника больше диаметра режущего эле- 5 мента 14 в сложенном положении. Внешний диаметр наконечника 4 равен внешнему диаметру трубы 1, Диаметр перфорированных отверстий режущего элемента 14 должен быть больше диаметра ячеек металлической 0 сетки 19.

Корпус 2 может иметь ручки (не обозначены). В исходном состоянии корпус 2 находится в крайнем нижнем положении относительно головки 3 и удерживается в 5 нем штифтами 11 на нижних фиксирующих элементах 16. Соответственно режущий элемент 14. располагаясь в верхней части полости наконечника 4, удерживается им в прижатом (исходном) положении. Пружина 0 8 сжата.

Пробоотборник работает следующим образом.

На точке отбора проб пробоотборник вдавливают (вдалбливают) в исследуемую 5 среду до необходимой глубины. Затем снимают штифты 11 с нижних фиксирующих элементов 16. Корпус 2 перемещается под действием упругих сил пружины 8 вверх относительно головки 3 до упора и фиксирует- 0 ся штифтами 11 на верхних фиксирующих элементах 15. Труба 1 изолирует корпус 2 от грунта и обеспечивает его свободное пере- меще ние вверх вместе с режущими элементами 14. В момент выхода режущего 5 элемента 14 из пробозаборника 18 происходит его самопроизвольное раскрытие. В процессе дальнейшего перемещения корпу- - са 2 вверх уплотненный слой грунта попадает в зону действия режущего элемента 14, срезается им и перемещается к устью скважини. обеспечивая тем самым герметиза- ц лю забоя скважины от атмосферного воздуха. Мелкая фракция грунта, проникая чере 3 перфорированные отверстия режущего элемента 14, отсеивается металлической сеткой 19 и попадает в пробозаборник 18.

Почвенный воздух с исследуемым компонентом (ртутью) через входной канал, образованный пространством между нижней торцовой поверхностью корпуса 2 и верхорцовой поверхностью наконечника 4, филь|тр 13, вертикальные отверстия 17 втул- пространство между штангой 6 и кор- 2 и штуцер 10 поступает в газойнал1 зато э (не показан).

После отбора пробы почвенного возду- штифты 11 снимают с верхних фиксиру- элеменгоз 15 и перемещают корпус 2 относительно головки 3 до нижних фикс ирующих элементов 16. При этом режу- элемент 14, соприкасаясь с верхней

свой частью наконечника 4, приводит

;е действием в исходное (прижатое) положение и опускается в полость наконечни. е. в пробозаборник .18. Пространство мeж, нижней торцовой поверхностью кор- 2 и верхней торцовой поверхностью накйначника 4 перекрывается,

выводы нагревательного элемента 5 подсоединяют к блоку .электропитания. Нагревательный элемент 5 обеспечивает нагрев пробы грунта в пробоэаборнике 18 до неоЕ Хбдимой температуры. Все термостойкие 50рмы изучаемого компонента (ртути), содержащиеся в пробе грунта, возгоняются и чезез фильтр 13, отверстия 17 втулки 7, г.ространство между штангой 6 и корпусом 2, 10 и в виде парообразного облака поступают в газоанализатор. Элемент герметизации 9 герметизирует место соединения головки 3 и корпуса 2 и предохраняет улетучивание изучаемого компонента.

После завершения отбора пробы пробоотборник извлекают из скважины путем прокручивания его в последней с помощью ручек. Далее наконечник 4 отсоединяют от штанги 6 и пробозаборник 18 освобождают от п зобы грунта. После этого наконечник 4 BHOEib подсоединяют к штанге 6 и переходят на сюдующую точку пробоотбора.

Таким образом производится отбор и ана/из на глубине пробоотбора газов, со- дер)- ащихся в дозированной пробе грунта, .нео()ходимость которого объясняется сле- дуюцим.

Обычно при поисках месторождений полезных ископаемых с ц-елью достижения наи()ольшей достоверности получаемых результатов газортутную съемку осуществляют Е комплексе с другими геохимическими

ней фил ки 7

пусфм га;

ха

ющи|х вни фик щи и

TOpl

под лож ка, т меж, пуса

методами, в частности с металлометрпей. Для этого на тех же пикетах отбирают пробы грунта и анализируют их на ртуть. Известно, что ртуть и ее различные соединения обладают большой летучестью, и это обуславливает значительные ее потери в процессе транспортировки и хранения. Так при интервале времени между отбором и анализом металлометрических проб (2-5 мес) резуль0 таты определения ртути занижаются на 20- 60%. а при хранении 1-3 года снижение содержаний ртути в образцах составляет 80-85%. Поэтому для исключения потерь ртути в пробах анализ ее рекомендуется

5 проводить непосредственно в полевых условиях, предварительно просеяв их через сито.

Были проведены исследования потерь ртути в металлических образцах при их

0 транспортировке и хранении на одном золоторудном месторождении. На участке над рудной зоной были отобраны и просеяны через СИ70 пробы грунта и проведен анализ этих проб на ртуть непосредственно в поле5 вых условиях, затем пробы с тех же пунктов были проанализированы на ртуть через 2 мес и через 7 мес. Результаты исследований показывают отчетливую тенденцию снижения содержания ртути в металломет0 рических пробах при их хранении и транспортировке.

На основе вышеизложенного можно сделать вывод, что для получения достоверных результатов при проведении поиско5 вых работ и лабораторных исследований моделей газовых и адсорбированных ореолов ртути анализ проб на ртуть необходимо проводить непосредственно на месте пробоотбора и желательно с тех же глубин, с

0 которых отбирают пробы почвенного воздуха, что и позволяет осуществить предлагаемый пробоотборник.

По сравнению с известным предлагаемый пробоотборник газовых проб обладает

5 следующими преимуществами: повышает достоверность отобранных пробзасчетвоз- можности отбора всех термостойких форм ртути и анализа на месте пробоотбора и производительность пробоотбора за счет

0 исключения применения специальных приспособлений для извлечения пробоотборника из грунта, которое стало возможным благодаря тому, что при извлечении пробоотборника из Грунта режущий элемент скла- дывается и помещается в полости наконечнТчка, тем самым способствуя его свободному извлечению.

Формула изобретения Пробоотборник газовых проб, содержа щий корпус, в котором размещены штанга.

пружина и втулка, жестко посаженная на штангу, головку, наконечники режущий элемент, при этом головка соединена с верхним концом штанги, отличающийся тем, что. с целью повышения достоверности отобранных проб и производительности пробоотбора, он снабжен трубой, элементом герметизации, нагревательным элементом и металлической сеткой, при этом труба установлена соосно с корпусом с возможностью перемещения, го-ловка зафиксирована на корпусе в

0

верхней его части, а в месте соединения головки и корпуса установлен, элемент герметизации, пружина установлена соосно с штангой, наконечник соединен с нижним концом штанги в наконечнике выполнена полость, в которой установлен нагревательный элемент, режущий инструмент закреплен на нижнем конце корпуса и выполнен в виде перфорированных пластин из упругого материала, металлическая сетка закреплена на штанге и расположена над полостью наконечника.

Изобретение относится к технике отбора газов из скважины при поисках полезных ископаемых. Цель изобретения - повышение достоверности газовых проб и производительности работы за счет вовлечения в газовую пробу всех форм ртути и обеспечения свободного извлечения устройства из грунта. В исследуемую среду вдавливают пробоотборник до необходимой глубины, при этом корпус 2 перемещается внутри трубы 1 вверх относительно наконечника 4 за счет упругой силы пружины 8. Режущий инструмент 14 самопроизвольно раскрывается и срезает уплотненный слой грунта, мелкая фракция которого попадает в пробозаборник 18. Газовая проба, отбираемая путем термовозгонки полезного компонента из дозированной пробы грунта, поступает через фильтр 13, втулку 7, штуцер 10 в анализатор. Режущий элемент приводится в исходное положение под действием торцовой поверхности наконечника 4 и помещается в его полости. 3 ил.

. ГЛ

Ж

IB Wi

го

Фиг.З

/ЯГ