Пробоотборник морской "гутизар" Советский патент 1979 года по МПК E21B25/00 

верхней части колонковой трубы 3 имеется резьба. Нижняя часть гидроцилиндра 1 через трубу 7 и обратный клапан 8, блокировочную трубу 9, через иробковый кран 10 сообщается с ресивером 11. Гидроцилиндр 1 вместе с ресивером 11 крепятся к опорной раме 12. К верхней крышке 13 гидроцилиндра 1 кренится нирокланан 14, состоящий из гнезда 15 для часового механизма и электроисточника (часовой механизм может заменяться датчиком), а также отстойника 16 для улавливания осколков занорного стекла 17 и электродетонатора 18. Занорное стекло 17 вставляется в корпус 19 цилиндрической формы. Сечение его берется из расчета, чтобы в заданный момент времени пропустить достаточное количество морской воды, обеспечивающее внедрение колонковой трубы 3 в грунт дна океана (моря). Кроме этого, к гидроцилиндру 1 с наружной стороны крепятся два упора-стабилизатора 20 (пластины) и шестеренчатый новоротный механизм с гидроцилиндрами. Упоры-стабилизаторы 20 несимметрично крепятся к осям ведомых конических шестеренок 21. Ведомые конические шестеренки 21 находятся в постоянном зацеплении с ведущей конической шестеренкой 22, в свою очередь, коническая шестеренка 22 жестко соединяется с цилиндрической шестеренкой 23, находящейся в постоянном зацеплении с рейкой 24 гидроцилиндра 25, а с противоположной стороны периодически входит в зацепление с рейкой 26 гидроцилиндра 27. Для смягчения удара порщня 4 гидроцилиндра 1 имеется демпфирующая пружина 28. В гидроцилиндрах 25 и 27 расположены порщни 29 и 30, а поршень 30, перекрывая полость гидроцилиндра, образует камеру сжатия 31. Для впуска под давлением морской воды в гпдроцилиндр 25 поворотного механизма служит автоматический клапан 32, состоящий из запорного поршня 33, цилиндрика 34 с водопроводящими отверстиями, пружины 35, стального тросика 36 и штуцера 37, а также вмонтированного в его корнус обратного клапана 38 (одного или нескольких, в зависимости от величины пробоотборника). Калиброванное отверстие 39 выбирается с расчетом, чтобы внутри гидроцилиндра 25 не допустить гидравлического удара и в то же время обеспечить плавный поворот упоров-стабилизаторов 20 па 90° до упоров 40, закрепленных на кронштейне 41. Непременным условнем работы морского пробоотборника является последовательное соединение полости гидроцилиндра 26 с подпорщневым пространством гидроцилипдра 1, а нижняя часть полости гидроцилиндра 1 последовательно соединяется с надпоршневым пространством гндроцилиндра 27, т. е. полости гидроцилиндров 25, 1 и 27 между собой соединены последовательно (см. фиг. 10, 11 и 12), для чего служат соединительный патрубок 42, соединительная труба 43 с обратным клапаном 44 и пробковыми кранами 45 и 46. Пробоотборник морской «ГУТИЗАР работает следующим образом. Норшень 4 с колонковой трубой 3 в гидроцилиндре 1 устанавливаются в верхней мертвой точке. В таком положении поддерживается сжатым воздухом, находящемся в подпоршневом пространстве гидроцилиндра 1 и ресивере И. Ввинчивается заряженный пироклапан 14 в гидроцилиндр 1. Поршни гидроцилиндров 25 и 27, устанавливаются в верхней мертвой точке; при таком их расположении упоры-стабилизаторы 20 будут находиться в вертикальном положенин (см. фиг. I, 2, 9 и 10). Закрывают пробковые краны 10, 45 и 46. В таком виде пробоотборник на канате с плавучего средства опускают на дно океана (моря). При посадке на дно опорной рамой 12, ослабевают натяженне подъемного каната и тросика 36. Под гидростатическим давлением морской воды открывается запорный порщень 33, проходит через водонроводящие отверстия цилиндрика 34, калиброванное отверстие 39 в надпоршневое пространство гидроцилиндра 25 (см. фиг. 8). Поршень 29 под давлением морской воды движется вниз по гндроцилиндру 25, а воздух из-нод поршня 29 и по патрубку 42 попадает в гидроцилиндр 1 (см. фиг. 11). Рейка 24, находящаяся в постоянном зацеплении с шестеренкой 23, поворачивает ее на 90, а вместе с ней поворачивается ведущая копическая шестеренка 22. Ведущая коническая шестеренка 22 поворачивает на 90° в противоположные стороны ведомые конические шестеренки 21, последние медленно поворачивают упоры-стабилизаторы 20. Каждый упор-стабилизатор 20 состоит из большей и мепьщей части (разница незначительная). Один из упоров-стабилизаторов 20 в горизонтальном положении своей большей частью ложится на упор 41, а другой - меньшей частью подводится под упор 41 (см. фиг. 4, 5, 6 и 8). Это предотвращает поворот вокруг упоров-стабилизаторов 20 в момент внедрения колонковой трубы 3 в грунт дна. После установки в горизонтальное положение упоров-стабилизаторов 20, часовой механизм (датчик) пироклапана 14 замыкает цепь электроисточника, взрывается электродетонатор 18, разбивается направленным взрывом запорное стекло 17, морская вода под большим гидростатическим давлением (имеются в виду глубины 300 м и более) мгновенно врывается в гидроцилиндр 1, двигает поршень 4 с колонковой

трубой 3 вниз по зеркалу гидроцилиндра 1, а реактивная сила, возникающая на корпусе гидроцнлиндра 1 стремится поднять его вверх, но реактивной.силе оказывают сопротивление упоры-стабплизаторы 20, удерживая корпус гидроцилиндра 1 на месте.

Во время движения поршня 4 вниз сжатый воздух через обратный клапан 8 попадает в ресивер 11.

По мере внедрения колонковой трубы 3 в грунт вода по патрубку 42 проходит под поршень 27. Когда поршень 4 достиг 1ет нижней мертвой точки, то вода открывает обратный клапан 44 и по трубе 43 войдет в гидроцилиндр 27 н начнет перемещать вниз поршень 30 вместе с рейкой 26. Рейка 26 войдет в зацепление с шестеренкой 23, повернув ее на 90°, а она повернет на 90° коническую зубчатую передачу вместе с упорами-стабилизаторами 20, которые вновь примут первоначальное положение, а вместе с ними и рейка 24 с поршнем 25 (см. фиг. 12). Вода из надпоршневого пространства гидроцилиндра 25 выбрасывается в окружающую среду через обратный клапан 38 (см. фиг. 12 и 15). Во время движения поршня 30 вниз по зеркалу гидроцилиндра 27 воздух сжимается в камере 31. После совершения рабочего цикла пробоотборник канатом поднимается на борт плавучего средства. Упоры-стабилнзаторы 20 во время спуска и подъема пробоотборника действуют в качестве стабилизатора, т. е. предотвращают вращение его вокруг подъемного каната. Па палубе плавучего средства укладывают пробоотборник в горизонтальном положении, свинчивают коронку 5 с клапаном 6, а с другого конца колонковой трубы 3 вставляют поршень, отвинчивают шланг от насоса п под гидравлическим давлением выдавливают колонку грунта, Через кран 45 выпускают

морскую воду из гидроцилиндров. Сжатый воздух, находящийся в камере 31, возвращает поршень 30 в верхнюю мертвую точку. Для этого предварительно рейку 26 выводят из зацепления с шестеренкой 23. После этого открывают кран 10 и сжатый возду.х из ресивера И по трубе 9 попадает в гидроцилиндр 1, возвращая порщень 4 с колонковой трубой 3 в верхнюю мертвую

точку, свинчивают щланг насоса с колонковой трубы 3, удаляют порптень из него, навинчивают коронку 5 с клапаном 6 и перезаряженный пнроклапан, перекрывают все пробковые краны и пробоотборник вновь

готов к повторению рабочего цикла.

Формула изобретения

1.Пробоотборник морской, включающий колонковую трубу с гндроцилиндром и

пироклапаном, опорную раму и ресивер, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отбора проб грунта за счет компенсации реактивной силы, действующей на гидроцилиндр

колонковой трубы в момент ее внедрения в грунт, он снабжен упорами-стабилизаторами и поворотным механизмом стабилизаторов с гидроцтлиндрами, которые связаны с полостью гидроцилпндра колонковой трубы и через автоматический впускной клапан с окружающей средой.

2.Пробоотборник по п. 1, отличающийся тем, что поворотный механизм стабилизаторов выполнен в виде щестеренчатой передачи с зубчатыми рейками, связанными с гидроцилпндрами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР jYo 276847, кл. Е 21В 25/00, 1968.

2.Патент США № 3561547, кл. 175-6, опубл. 1971.

12

J

U2.5

5

,31

иг. 0