Автономное устройство для отбора проб грунта с морского дна Советский патент 1993 года по МПК E21B49/02 E21B25/18 

Изобретение относится к морской геологии и предназначено для взятия точечных проб скальных выходов со дна глубоководных водоемов и морей.

Цель изобретения - повыщение эффективности и надежности работы устройства за счет улучшения его ориентации.

Надежность работы повышается за счет автоматической ориентации устройства на неровном дне и последовательного срабатывания узлов устройства, обеспечиваемой введением прибора вертикальной стабилизации и его конструкцией. Этот же эффект достигается выполнением механизма сброса балласта.

На фит. 1 изображен общий вид предлагаемого устройства; на фиг. 2 - продольный разрез устройства; на фиг. 3 - прибор вертикальной стабилизации; на фиг. 4 электроразмыкатель; на фиг. 5 - схемы автоматического управления; на фиг. 6 - гидросистема вертикального ориентирования; на фиг. 7 - гидросистема автоматического управления буровым узлом.

Устройство отбора проб включает корпус 1, поплавок 2, приборные контейнеры 3 закрепленные на опорной раме 4, г.идро- домкраты 5 установленные на опорной раме. Балластный контейнер 6 снабжен нижней откидной крышкой 7, закрепленной к нему с помощью шарнира 8. На корпусе балластного контейнера 6, установлен с возможностью взаимодействия с нижней откидной крышкой 7. механизм сброса балласта-электро- размыкатель 9. Верхняя откидная крышка 10 служит для засыпки балластного груза в контейнер 6. В верхней части устройства расположен радиомаяк 11 (см. фиг. 1).

00

о о о

OJ

ю

Внутри цилиндрического корпуса 1 (см. фиг. 2) расположен керноприемник - утолщенная колонковая труба 12, в нижней части колонковой трубы имеется трубчатая буровая коронка 13, Колонковая труба закреплена в роторе 14, связанным шлицевым соединением с проходящей, через него колонковой трубой 12. Ротор закреплен в корпусе 1 на подшипниках 15 и 16. На нижней части колонковой трубы 12 гидромониторная насадка 17с возможностью перемещения вдоль по колонковой трубе. На верхней части гидромониторной насадки 17 неподвижно закреплены гидронасосы 18. Момент вращения ротору передается через пару конических шестерен 19. К верхней части корпуса 1 неподвижно крепится узел подачи керноприемника, включающий гидроцилиндр 20 с поршнем 21, неподвижно закрепленным на колонковой трубе 12, а также труба 22, крепится к верхней части гидроцилиндра, внутри которой расположены электрофиксаторы 23 с защелками 24. Внутри трубы 22 крепятся конечные выключатели 25. На верхнем конце колонковой трубы 12 расположен фланец 26, неподвижно закрепленный на сальнике, совмещенном с гидронасосом 27. Сальник с гидронасосом 27 закреплены на верхнем торце колонковой трубы 12 (фиг. 2).

Прибор вертикальной стабилизации (фиг. 3) состоит из корпуса 28, выполненного в виде перевернутого стакана, к внутренней части которого неподвижно крепятся электроконтактные пластины 29, внутри корпуса расположен конусоидальный контактный маятник 30, шарнирно закрепленный в верхней части корпуса 28 на карданном подвесе 31, причем корпус снабжен компенсирующей мембраной 32, внутреннее пространство прибора вертикальной стабилизации заливается жидким диэлектриком через заливное отверстие 33 (фиг. 3).

Механизм сброса-электроразмыкатель 9 (фиг. 4) состоит из подпружиненного сердечника 34, выполненного из трансформаторной стали, который расположен внутри соленоида 35, пружины 36, упирающийся одним концом во внутреннюю поверхность кожуха электроразмыкателя 9, другим в торец сердечника. Кожух электроразмыкателя 9 крепится к корпусу балластного контейнера 6 с помощью сварного швеллера 38. К торцу сердечника 34 неподвижно крепится стержень 39, выполненный из диэлектрического материала. Внутренняя полость электроразмыкателя заливается жидким диэлектриком через заливное отверстие 40 (фиг. 4).

Устройство снабжено грузом-разведчиком 41.-В состав автоматического управления входят также связанные друг с другом аккумуляторные батареи 42, гидрораспределители 43 электромагнитного типа, электродвигатель 44, реле 45. привод вращения 46, прибор 47 вертикальной стабилизации (фиг. 5).

Устройство работает следующим образом.

Погружение устройства на дно происходит за счет сил отрицательной плавучести балласта. При касании грузом-разведчиком 41 (фиг. 5) дна замыкается электроцепь автоматического управления и устройство готово к работе. При отклонении корпуса 1 (установка на неровном дне) от вертикали более чем на 10°, маятник 30 прибора 47 вертикальной стабилизации касается одной из пластин 29, замыкает электрическую

цепь, которая через гидрораспределители 43 приводит в действие при помощи гидронасоса гидродомкраты 5. При размыкании маятника 30 с пластинами 29 срабатывает электроконтактное реле 45. включающее

электропривод 46 механизма вращения буровой коронки 13.; одновременно срабатывает электрофиксатор 23 и колонковая труба 12 начинает перемещаться вниз, привод вращения колонковой трубы 12 осуществляется от электродвигателя постоянного тока, расположенного в приборном контейнере 3, через редуктор и пару конических шестерен 19, приводящей во вращение ротор 14; момент вращения передается колонковой трубе через шлицевое соединение. Осевое перемещение колонковой трубы 12 осуществляется гидроцилиндром 20. Отбор керна осуществляется с принудительной промывкой, создаваемой гидронасосом 27. После

заглубления колонковой трубы в грунт, фланец 26 находит на конечный выключатель 25; переключаются в новое положение гидрораспределители, обеспечивая откачку масла над поршнем 21 гидроцилиндра 20.

Подъем продолжается до тех пор, пока фланец 26 не наедет на верхний конечный выключатель 25; после чего одновременно срабатывают электроразмыкатели 9, сбрасывая балластный груз и электрофиксатор

23, сжимая защелками 24, обеспечивая тем самым свободное всплытие поплавка 2 вдоль осевого направления гидроцилиндра 20 и трубы 22. Поплавок .перемещается до тех пор, пока своей нижней частью не упрется в верхний торец гидроцилиндра 20 (фиг, 2),передавая накопленную кинетическую энергию керноотборнику, послечего керноот- борник всплывает.

Возможно применение керноотборника в тросовом варианте, при этом отпадает необходимость в поплавке 2 (в тросовом варианте 2 - трос) и балластном контейнере (в тросовом варианте 6 - узел крепления троса).

Преимущество предложенного решения заключается в более надежной работе, обеспечиваемой за счет лучшей ориентации корпуса колонки, вертикальной установки его на неровном дне. Более эффективная работа устройства достигается за счет автоматической самоустановки и последующих по заданной программе операций отбора проб.

Формула изобретения

Автономное устройство для отбора проб грунта с морского дна, содержащее корпус с опорной рамой, балластный контейнер с механизмом сброса балластного груза, керноприемник с коронкой и приводом его вращения, узел подачи и поплавок, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности в работе за счет улучшения его горизонтальной и вертикальной ориентации, оно снабжено приборным контейнером, механизмом

0

5

0

5

вертикальной стабилизации с гидронасосом, электромагнитными гидрораспределителями, электромагнитным реле, при этом балластный контейнер выполнен с откидной крышкой, механизм вертикальной стабилизации установлен внутри приборного контейнера и связан с одной стороны через электромагнитные гидрораспределители с гидронасосом, а с другой через электромагнитное реле - с приводом вращения керноп- риемника и выполнен в виде стакана, перекрытого мембраной и заполненного жидким диэлектриком, конусного маятника, шар- нирно-сподвешенного внутри стакана и контактных пластин, закрепленных на внутренней поверхности боковых стенок стакана, а механизм сброса балластного груза выполнен из герметичного кожуха с одной из стенок в виде мембраны, заполненного жидким диэлектриком, и размещенной внутри соленоидной катушки с подпружиненным сердечником, расположенным коак- сиально корпусу с возможностью горизонтального осевого перемещения и взаимодействия с откидной крышкой балластного контейнера.

Ъ Щ

Изобретение относится к морской геологоразведке, в частности к пробоотборникам грунта морского дна. Повышает надежность и эффективность работы устройства за счет улучшения ориентации его относительно дна. Сущность изобретения: устройство содержит корпус с опорной рамой, керноприемник, с буровой коронкой, приводом вращения и узлом подачи, поплавок, балластный контейнер с механизмом сброса в виде соленоидной катушки с сердечником, являющимся запором крышки контейнера, механизм вертикальной стабилизации устройства, включающего гидронасос с гидродомкратами, управляемые прибором вертикальной стабилизации через электромагнитные гидрораспределители. Указанный прибор выполнен в виде перевернутого стакана с шарнирно подвешенным внутри него коническим маятником, взаимодействующим с контактными пластинами на стенках стакана. 7 ил. (Л С

2C06081