Глубоководный гидростатическийпРОбООТбОРНиК дОННОгО гРуНТА Советский патент 1981 года по МПК G01N1/02 E21B49/02 

(54) ГЛУБОКОВОДНЫЙ ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ПРОБООТБОРНИК ДОННОГО ГРУНТА

Изобретение относится к отбору проб, в частности к глубоководным гидростатическим пробоотборникам донного грунта и может найти применение при поиске полезных ископаемых в глубоководных районах. Известен глубоководный гидростатический пробоотборник донного грунта, .содержащий колонковую трубу с крышкой и поршнем 111.Недостатком его является то, что при работе на больших глубинах фильтрационный поток поровой воды размывает колонку отобранной пробы донного грунта уже в начальный момент погружения пробоотборника. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является глубоководный гидростатический пробоотбор ник донного грунта, содержащий колон ковую трубу с крышкой, имеющей отвер стие, установленный в колонковой трубе поршень с полым штоком, разме щенным в отверстии крышки, и устройство для торможения поршня, преимущественно в виде поплавка 12. Данный пробоотборник также не обеспечивает полную сохранность, а, следовательно, и представительность отобранной пробы донного грунта, так как при подъеме пробоотборника на поверхность в нем имеет мес-j то фильтрация пробы грунта поровой аоды вследствие образования разряжения в верхней части колонковой трубы под поднятым поршнем. Цель изобретения - повышение представительности отбираемых проб за счет исключения возможности фильтрации отобра-нной пробы грунта поровой водой. Указанная цель достигается тем, что полый шток снабжен подвижной втулкой и выполнен со сквозными радИальными отверстиями в верхней и нижней его частях, при этом подвижная втулка установлена с возможностью перекрытия сквозных ргщиальных отверстий в верхней части полого штока, а поршень соединен с полым штоком с возможностью относительного перемещения и перекрытия сквозных радиашьных отверстий в нижней его части. Кроме того подвижная втулка подпружинена относительно полого штока. На фиг, 1 изображен пробоотборник, продольный разрез; на фиг.2 пробоотборник при погружении в

грунт} на фиг. 3 - в начальный момент подъема на поверхность; на фиг. 4 - в момент отрыва пробы грунта от массива.

Глубоководный гидростатический пробоотборник донного грунта состоит из колонковой трубы 1 с крышкой 2, имеющей отверстие 3 и обратный клапан 4, поршня- 5 с полым штоком б, в котором выполнены осевое 7 и радиальные 8 и 9 отверстия, соответственно, в верхней и нижней его частях подвижной втулки 10, установленной на полом штоке 6 в верхне его части между буртиками 11 и 12 с возможностью перекрытия сквозных радиальных отверстий В и подпружиненой относительно полого штока 6 посредством пружины 13 через буртик 1 и поплавка 14.

Поршень 5 установлен на полом штоке б с возможност:ю относительно перемещения и перекрытия сквозных радиальных отверстий 9 в нижней его части и зафиксирован при помощи шарков 15, расположенных в стенках колонковой трубы 1.

Кроме того, колонковая труба 1 имеет режущий наконечник 16 и лепесковый клапан 17, укрепленные в нижней ее части, и опорное кольцо 18, установленное на колонковой трубе 1 с возможностью относительного перемещения.

На подвижной втулке 10 закреплен скоба 19, сквозь которую пропущен трос 20, соединяющий пробоотборник с плавсредством (на чертежах не показано) ,

Работа пробоотборника осуществляется следующим образом.

Перед погружением его приводят в исходное положение (фиг, 1) и из Нсодпоршневой полости колонковой трубы 1 через обратный клапан 4 откачивают воздух.

Пробоотборник спускают с плавсредства (на чертежах не показано) на дно, при этом его вертикальное положение обеспечивается наличием опорного кольца 18 в нижней и поплавка 14 в верхней частях колонковой трубы 1.

При ударе пробоотборника о дно колонковая труба 1 перемещается относительно опорного кольца 18 вни и из ее стенок в зазор между нею и опорным кольцом 18 выдавливаются поршнем 5 фиксировавшие его шарики 15. Под действием гидростатического давления воды поршень 5 с полым штоком б перемещается вверх, а подвижная втулка 10 относительного полого штока б - вниз под действием пружины 13j перекрывая сквозные радиальные отверстия 8 полого штока б.

Происходит дальнейшее внедрение колонковой трубы 1 в донный грунт

под действием гидростатического давления воды на крышку 2, причем более глубокому внедрению колонковой трубы

1способствует наличие небольшого, обеспечиваиощего сохранность отобранной пробы грунта, фильтрационного потока поровой воды, обусловленного разностью между гидростатическим , давлением воды и давлением воды

.под поршнем 5.

После окончания внедрения пробоотборника в грунт он поднимается тросом 20 на поверхность. При этом подвижная втулка 10 перемещается относительно полого штока б,открывая сквозные радиальные отверстия 8 в верхней его части и обеспечивая, таким образом, соединение подпоршневой полости колонковой трубы 1 с окружающей средой и исключение дальнейшей фильтрации отобранной пробы грунта поровой водой, а поршень 5 поднимается вверх до упора в крышку

2колонковой трубы 1 и перекрывает сквозные радиальные отверстия 9 в нижней части полого штока б.

Отобранная проба грунта в- результате оказывается при подъеме пробоотборника полностью Отделенной от окружающей средн..

Формула изобретения

в колонковой трубе поршень с полым штоком, размещенным в отверстии крышки, и устройство для торможения поршня, преимущественно в виде поплавка, отличающийся тем, что, с целью повышения представительности отбираемых проб за счет исключения возможности фильтрации отобранной пробы грунта поровой водой, полый шток снабжен подвижной втулкой и выполнен со сквозными радиальными отверстиями в верхней и нижней его частях, при этом подвижная втулка установлена с возможностью перекрытия сквозных р адиальных отверстий в верхней части полого штока, а по Ж1ень соединен с полым штоком с возможностью относительного перемещения и перекрытия сквозных радиальных отверстий в нижней его части.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР 257858, кл. G 01 N 1/02, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР 622972, кл. Ё 21 В 49/02, 1975 (прототип),