Гидростатический ударный пробоотборник Советский патент 1991 года по МПК G01N1/04 E21B49/02 

(Л

С

Изобретение относится к горному депу, в частности к устройствам для отбора проб донных отложений при поиске подводных месторождений полезных ископаемых. Цель изобретения - улучшение качества опробывания и расширение функциональных возможностей Пробоотборник содержит трубу с рабочим поршнем откидные планки грузовой трос и пусковой механизм. Он снабжен дополнительной трубой, охватывающей трубу с рабочим поршнем а внутренняя полость между трубами снабжена кольцевым поршнем, установленным с возможностью зацепления со штоком рабочего поршня, и сообщена с внешней средой посредством отверстий. Грузовой трос снабжен сбрасывателем, выполненным в виде двуплечего рычага, одно плечо которого кинематически соединено с откидными планками, а другое снабжено грузом-разведчиком. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу и может найти применение для отбора проб донных отложений при поиске подводных месторождений полезных ископаемых глубоководных районов шельфа, инженерно- геологическом и геохимическом изучении донных грунтов и океанографических исследованиях шельфа.

Цель изобретения - улучшение качества опробования и расширение функциональных возможностей.

На чертеже изображен пробоотборник, общий вид.

Пробоотборник содержит две коакси- ально установленные трубы 1 и 2, причем труба 1 является взводящим цилиндром, а труба 2 - рабочим. Внутри трубы 2 установлен рабочий поршень 3 со штоком 4. Трубы 1 и 2 жестко закреплены на крышке-грузе 5. В крышку-груз 5 вмонтированы три удерживающих замка 6 и три пусковых штока 7, Рабочий поршень 3 с нижней стороны снабжен дополнительным штоком 8. к концу которого прикреплен керноприемник 9 с лепестковым клапаном 10 и обсадной втулкой 11. На шток 4 одета рабочая пружина 12, э к его верхнему торцу крепится направляющий шток 13, в который вмонтированы фиксирующие штифты 14, установленные с возможностью взаимодействия с бегунками 15. Последние размещены в верхней части кольцевого поршня 16. В нижней части трубы 1 выполнены отверстия 17 для сообщения кольцевой полости 18с окружающей средой, а в ее верхней части с внешней стороны посредством шарниров 19 закреплены откидные планки-стабилизаторы 20, которые при помощи канатов 21 соединены с меньшим плечом двуплечего рычага 22 сбрасывателя 23. Большее плечо рычага 22 снабжено грузом-разведчиком 24. Труба 1 сверху герметично закрыта крышкой 25, снабженной проушинами 26, служащими для крепления несущих канатов 27. Пробоо ел ь VI

00

отборник соединен с судном грузовым тросом 28.

Пробоотборник работает следующим образом.

Перед опусканием пробоотборника на дно производят его регулировку так, чтобы при расцеплении кольцевого поршня 16 с направляющим штоком 13 дополнительный шток 8 вошел в зацепление с удерживающими замками 6, Затем во внутренних полостях труб 1 и 2 создают избыточное давление, причем в трубе 1 создают давление, необходимое для его возвращения в исходное положение после извлечения его из воды, а в трубе 2 - давление, которое должно соответствовать ориентировочной плотности грунта в месте отбора пробы. В исходном положении поршень 16 находится в зацеплении с направляющим поршнем 13. При погружении пробоотборника на поршень 16 начинает действовать выталкивающая сила, превышающая давление над поршнями 3 и 16, причем с глубиной это воздействие усиливается. При этом происходит взведение пробоотборника в рабочее положение, .При достижении поршнем 16 верхнего положения наклонные плоскости крышки 25 выталкивают бегунки 15, которые, нажимая на фиксирующие штифты 14, выводят из зацепления поршень 16 с направляющим штоком 13. При этом шток 8 входит в зацепление с удерживающими замками 6. Полость трубы 2, находящаяся выше рабочего поршня 3, представляет собой пневмоаккумулятор, снабженный для дополнительного усилия рабочей пружиной 12. Так как давление над рабочим поршнем 3 во много раз превышает давление под ним, то создается потенциальная энергия положения.

При касании сбрасывателя 23 морского дна происходит поворот рычага 22. При этом происходит сбрасывание пробоотборника и освобождение планок-стабилизаторов 20. При касании пробоотборником дна пусковые штоки 7 под действием силы тяжести перемещаются вверх, нажимая на удерживающие замки 6. При этом шток 8 освобождается и потенциальная энергия

положения переходит в поступательное движение рабочего поршня 3. После взятия пробы пробоотборник поднимают на судно при помощи грузового троса 28. При этом,

чтобы избежать перегрузок, связанных со свайным эффектом, обсадная втулка 11, находящаяся в зацеплении с керноприем- ником 9 при помощи уплотнения, остается в грунте, тем самым обеспечивая беспрепятственное извлечение пробоотборника из грунта (при работах с грунтами малой твердости может использоваться стационарная обсадная втулка). При извлечении пробоотборника из воды давление над поршнем 16

постепенно становится избыточным, при этом поршень 16 возвращается в исходное положение, входя в зацепление с направляющим штоком 13.

Применение данного пробоотборника

позволяет обеспечить более широкий диапазон исследуемых грунтов по их твердости. При этом улучшается качество опробования, обеспечиваются условия техники безопасности и удобство эксплуатации за счет

автоматического взведения силового привода путем использования гидростатического давления.

Формула изобретения

Гидростатический ударный пробоотборник, содержащий трубу с установленным в ней рабочим поршнем со штоком, откидные планки-стабилизаторы, пусковой механизм и грузовой трос, отличающийся тем,

что, с целью улучшения качества опробования и расширения функциональных возможностей, он снабжен дополнительной трубой, охватывающей трубу с рабочим поршнем, при этом дополнительная труба выполнена

с отверстиями в нижней части, внутренняя полость между трубами снабжена кольцевым поршнем, установленным с возможностью перемещения и зацепления со штоком рабочего поршня, а грузовой трос снабжен

сбрасывателем, выполненным в виде двуплечего рычага, одно плечо которого кинематически соединено с откидными планками-стабилизаторами, а другое снабжено грузом-разведчиком.

ю