Гидродинамический пробоотборник Советский патент 1979 года по МПК G01N1/20 

1

Изобретение относится к морской геологоразведочной технике и предназначено для отбора на больших глубинах проб донных пород различной плотности, включая скальные.

Известен гидродинамический пробоотборник, содержащий цилиндрический корпус, колонковую трубу и гидровибратор, работающий на перепаде давлений между окружающим гидростатияеским и атмосферным внутри корпуса.

Недостатком указанного пробоотборника является невозможность отбора проб скальных йород.

Наиболее близким к изобретенюо решением является гидродинамический пробоотборник, содержащий цилиндрический корпус с заглущкой в верхней части, подвижную относительно корпуса наковальню с тросами и с установленной на ней колонковой трубой, рычаг и груз. Заглущка выполнена в виде стального диска, закрывающего торец корпуса и снабженного зарядом взрывчатого вещества. После разрущения диска взрывом поступающая в кор пус вода разгоняется гидростатк)еским давлением. Кинетическая знергия быстро движущегося столба воды используется для внедрения колонковой трубы в скальный грунт.

Недостатком такого пробоотборника является отбор только скальных пород и опасность эксплуатации.

Целью изобретения является опробование пород различной плотности, включая скальные, и обеспечение безопасной эксплуатации пробоотборника.

Указанная цель достигается тем, что заглушка выполнена в виде подвижно установленного в корпусе и снабженного фиксаторами пустотелого бойка с установленным внутри него поршнем и клапаном, помещенным в верхней части бойка.

Кроме того боек снабжен цанговым наконечником, установленным на его нижнем торце.

На чертеже изображен предлагаемый гидродинамический пробоотборник, общий ВИЛГидродинамический пробоотборник содержит цилиндрический корпус 1 и связанную с ним тросами 2 наковальню 3 с установленными на ней колонковой трубой 4 и клапаном 5, предназначенным для откачки воздуха из корпуса. В наковальне сделаны отверстия 6 и 7 для выхбда воды из колонковой трубы. В верхней части корпуса подвижно установлен пустотелый боек 8 с установленным внутри него порцшем 9, взаимодействующим с фиксаторами 10, выступающими из бойка в кольцевую проточку 11 корпуса. Поршень имеет кольцевую проточку 12 и подпружинен пружиной 13. В верхней части бойка установлен клапан 14, сообщающий через отверстия 15 и 16 надпоршневую полость бойка с окружающей средой. Пружиной 17, поставленной между пробкой 18 и клапаном 14, последний прижат к рычагу 19, закрепленному на впускной воронке 20 и связанному тросом 21 с грузом 22. На нижнем торце бойка установлен цанговый наконечник 23, а в наковальне сделано под него ступен штое отверстие 24. Корпус герметизирован уплотнительными кольцами 25 и 26, а для уменьшетия торможения в воде снабжен коническим обтекателем 27.

Гидродинамический пробоотборник работает следующим образом.

С помощью геолокатора исследуют участок дна, где намечен отбор пробы, и подсоединяют колонковую трубу, соответствующую плотности залегающих на поверхности дна пород. После этого откачивают через клапан 5 воздух из корпуса 1. Вакуумированием корпуса ликвидируют воздущную подущку, смягчающую удар бойка 8 по наковальне 3, и проверяют герметичность корпуса. Кроме того, вакуум в полости корпуса способствует удержанию наковальни 3 атмосферным давлением, компенсирующим вес наковальни и установленной на ней трубы 4.

Удерживаемый - тросом в вертикальном положении пробоотборник опускают на дно. После соприкосновения груза 22 с грунтом трос 21 ослабляется и пружина 17, поворачивая рычаг 19, перемещает клапан 14 в крайнее нижнее положение. Окружающая вода, проникаячерез отверстия 15 и 16 в надпорщневую полость бойка 8, смещает поршень 9 вниз.

Под действием гидростатического давления на верхний торец бойка, фиксаторы 10 выдавливаются из кольцевой проточки 11 в кольцевую проточку 12. Боек 8 при этом освобождается и давлением воды, поступающей через воронку 20, разгоняется вдоль корпуса 1. Во время разгона бойка гидростатическое давление, приложенное снизу к наковальне 3, больше не уравновешивается таким же давлением сверху на боек 8. Неуравновешенным гидростатическим давлением пробоотборник подбрасывается вверх, причем величину вертикального отскока уменьшает сопротивление воды.

Удар бойка и разогнанной массы воды выбивает наковальню 3 из корпуса и внедряет колонковую трубу 4 в грунт. При ви€ярении вода из трубы вытесняется грунтом наружу через отверстия 6 и 7.

После удара боек 8 фиксируется на наковаль .не 3 цанговым накоцечником 23.

Основными преимуществами изобретения являются отказ от использования в конструкции взрывчатого вещества и применение подвижио устаиовленного в корпусе бойка с гидравлическим силовым устройством для его расфиксации. Благодаря зтому возможно опробование пород различной плотности, включая скальные, и обеспечивается безопасная эксплуатация пробоотборника.

Формула изобретения

1.Гидродинамический пробоотборник, содержащий циливдрический корпус с заглушкой

в верхней части, подвижную относительно корпуса наковальню с тросами и с установленной на ней колонковой трубой, рычаг и груз, отличающийся тем, что, с целью опробования пород различной плотности, включая скальные, и обеспечения безопасной эксплуатации пробоотборника, заглушка выполнена в виде подвижно установленного в корпусе и снабженного фиксаторами пустотелого бойка с установленным внутри него поршнем и клапаном, помещенным в верхней -асти бойка.

2.Пробоотборник по п. 1, отличающийся тем, что боек снабжен цанговым наконечником, установленным на его нижнем торце.