Устройство для отбора проб грунтас морского дна Советский патент 1976 года по МПК E02D1/04 E21B49/02 G01N1/02 

1

Изобретение относится к геологическим исследованиям, а именно к механизации отбора проб грунта, например, со дна морей, в том числе труднодобываемых в воде гравийногалечных, глинистых и скальных лород.

Известно устройство для отбора проб грунта, включающее ствол, выполнеяиый в виде глухОГО цилиндра, имеющего на одном конце перфорированный стакан и соединенного другим ковцом с кернОПриемной колонковой трубкой, которая имеет внизу башмак с кернорвателбм, а вверху - обратный клапан, через который во время отбора пробы вытесняется вода. В цилиидр ствола П01ме,щен порщеяь с заыреплеиным на его гребешке пиропатроном. Порошок через шток взаимодействует с демпферным диском. Шток выполнен со сквозным осевым отверстием, в котором герметичио расположена трубка, объемлющая проводник электротока, залитый твердым диэлектриком. Проводник контактирует с электрозапалом пиропатрона. На штоке установлен автовьтлючатель, на тросике которого подвешен грузпилот. Все устройство подвещено на подъемно-опускном тросе, прикрепленном вместе с кабелем к верхнему концу што1ка, и соединено с демпферным диском дополнительным тросом, образующим свободно свисающую петлю.

Однако башмак керноприемной колонковой трубы известного устройства остается постоянно открытым; устройство не может быть использовано при опробовании слабоовязан«ых грунтов, так как не обеспечивает подсасывания и удержания керна; оно имеет свободно свисающую петлю дополнительного троса и трос :с грузом-пилотом. Кроме то-го, отсутствует возможность стабилизации в воде устройства в вертикальном положении.

Цель изобретения - ускорить и обеспечить надежность отбора проб.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство выполненю с кожухом, вкоторомразмещен ствол, снабженный торцовой крышкой, пробкой с клапаном и полусферическим колпаком, расположенным над пробкой, а поршень выполнен в виде стакана со Н1туцером и установлен на полусферическом колпаке,

причем камера с пороховым зарядом разделена торцовой крышкой на две полости.

На чертеже изображено предлагаемое устройство ДЛЯ отбора проб грунта с морского дна.

Оно включает трос 1, кабель 2, шток 3, СТВОЛ 4, торцовую крышку 5, пиропатрон 6, гидроизолирующую оболочку 7, поршень 8, нолусферический колпак 9, колонковую трубу 10, башмак 11, кернорватель 12, пробку

13, клалая 14, опорные шпильки 15, защитный кожух 16, демпферный диск 17, балластное кольцо 18, фланец 19, пластинчатые затворы 20, пружины 21, электропровод 22, электрозапал 23, автовыключатель 24, тросик 25, кронштейн 26, груз-пилот 27, гайку 28, сальник 29, уплотнительные кольца 30 и штуцер 31.

Керноприемником труба 10 с башмаком И и кернорвателем 12, который устанавливают только при отборе проб связанных и скальных грунтов. Труба 10 соединена со стволом 4.

Ствол выполнен в виде сквозного цил.индра, имеющего в нижней части впутренний конический профиль и прочно соединенного с торцовой крышкой 5. В крышку ввинчен шток 3, внутри которого пропущен электропровод 22, залитый твердым диэлектриком и контактирующий с электрозапало.м 23 пиропатрона 6. В цилиндр ствола помещен поршень 8, опирающийся на полусферический колпак 9 из материала, легко разрушаемого при ударе. Колпак зедерживает в закрытом положении клапан 14, размещенный в пробке 13, которая ввинчена в нижнюю часть ствола 4. Ствол сиабжен уплотнительными кольцами 30.

Поршень 8 выполнен в виде глухого стакана и снабжен уплотиительными кольцами 30, штуцером 31 и опорными шлильками 15, на которых подвешен облегающий колонковую трубу 10 и ствол 4 защитный кожух 16, соединенный с демпферным диском 17, балластным кольцом 18 и фланцем 19, имеющим фрезеровапнзю прорезь, в которой помещены пластинчатые затворы 20 с пружинами 21. Боковая стенка кожуха 16 перфорирована, а внутренняя поверхность имеет вверху конусный лрофиль.

Продольное перемещение кожуха 16 ограничивает гайка 28, закрепленная на верхнем копце штока 3. Здесь же установлен а-втовыключатель 24, на тросике 25 которого с помощью кронштейна 26 подвешен груз-пилот 27.

Все устройство подвешено на тросе 1, прикрепленном iK верхнему концу штока 3.

Устройство работает следующим образом.

После ввинчивания щтока 3 в торцовую крыщку 5 укладывают пиропатрон и закрепляют ее в верхнем конце ствола. Снизу в ствол вводят поршень и полусферический колпЯК, пропуская в отверстия крышки 5 опорные шпильки 15. При опрО|бовании труднодобываемых груитов В1нут1рен1нюю полость поршня, соединенного с полусферическим колпаком, преД)Ва|рительно вакуумируют через штуцер 31. В ствол ввинчивают пробку 13, прижимая клапан 14 к колпаку 9, и навинчивают керноприемную колонковую трубу с башма-ком. Собранную колонку вставляют в защитный кожух 16, подпружинивая пластинчатые затворы 20. Затем надевают на шток демпферный диск и соединяют его с кожухом, навинчивают на шток гайку 28, подключают груз-пилот, кабель 2 и закрепляют трос 1. После этого устройство опускают за борт.

При приближении ко дну кабель поДКлючают к источнику тока и прослабляют его совместно с тросом. Во время падения устройства на дно вследствие некоторого внедрения в грунт башмака и смещения взаимодействующего с ним щтока относительно защитного кожуха груз-пилот касается поверхности демпферного листа, контакты замыкаются и происходит выстрел. Расширение пороховых газов обеспечивает

подачу поршня вниз и разрушение полусферического колпака 9, а истечение газов из отверстий в К|рышке 5 и их дальнейшее расширение в полости иад ней обусловливают движение В1НИЗ всего ствола и внедрение колонжовой трубы в грунт. После разрушения колпака 9 открывается клапан 14, что вызывает подсасывание вверх воды и керна пробы с силой, пропорциональной величине давления столба воды на глубине опробования. Эффект

подсасывания удерживает керн от перемещений в колонковой трубе как в мо(мент отрыва его от массива, так и при подъеме устройства. В начале подъема колонковая труба, взаимодействуя со стволом, штоком и тросом 1, двигается внутри защитного кожуха, который остается неподвижным до упора в его верхнюю крышку опорных шпилек 15. При нижнем положении поршня режущая кромка

башмака 11 поднимается выше подпружиненных пластинчатых затворов 20, закрытие которых обеспечивает полную укупорку пробы.

Формула изобретения

Устройство для отбора проб грунта с морского дна, включающее ствол, керноприемную колонковую трубу, ка.меру с пороховым зарядом, обратный клапан, де.мпферный диск и

шток с порншем, отличающееся тем, что, с целью ускорения и обеспечения надежности О71бора проб, оно )ыполнено с кожухом, в котором размеп ен ствол, снабженный торцовой крьш.кой, пробкой с клапаном и полусферическ.чм колпаком, расположенным над пробкой, а поршень выполнен в виде стакана со штуцером и установлен на полусферическом колпаке, причем камера с пороховым зарядом разделена торцовой крышкой на две полости.

2ё