Пробоотборник Советский патент 1983 года по МПК G01N1/04 

Изобретение относится к пробоот борникам для взятия точечных проб выходов скальных пород со дна глубоководных водоемов, которые работают в автономном режиме, и может быть применено при геологических, океанологических и гидрографических работах в Мировом -океане.

Известны пробоотборники для работы на больших глубинах, отбор проб которыми происходит без постоянной тросовой связи судна и пробоотбор- ника. Отбор проб такими пробоотборниками отличается высоким качеством работы, так как можно точно определять место взятия пробы. Организация пробоотбора бестросовыми (автономными) профоо7.борниками позволяет . . резко (в 8-10 раз ) повысить производительность геологических, поисковых и.разведочных работ в океане. Автономность пробоотборников достигается за счет выполнения их.конструкции из разделяемых модулей: поплавкового узла, балластных грузов и, непосредственно, рабочего органа в виде грейферного ковша. При спуске с судна автономный пробоотборник под действием веса балласта погружается на дно океана, отбирает пробу осадков, сбрасывает .балласт и с отобранной npoOolf всплывает на поверхность океана, где обнаруживается и поднимается на борт судна. Возможна одновременная работа несколькими пробоотборниками С 3

Недостатком таких пробоотборников является невозможность отбора ими точечных проб подводшых выходов скальных пород. Рабочие органы известных

to пробоотборников предназначены для взятия проб,только мягких или рыхлых осадочных отложений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае}5мому эффекту является пробоотборник, включающий поплавок с центргшьной штангой и опорной рамой,контейнеры с балластными грузами, рабочий орган, выполненный в виде опрокинутого раэьм20ного стакана с дном и расположенной внутри стакана нергетической колбой, и инициирукшшй механизм 2.

Однако пробоотборник характеризуется низкой надежность инициирую25щего механизма, что приводит к.невзятию пробы скальных пород, напрасной потере балгпастных грузов и времени на проведение работ.

Цель изббретения - повышение 30 д ективностй отбора точечнмх проб

глубоководных скальных пород путем надежного срабатывания инициирующего механизма.

Указанная цель достигается тем, что инициирующий механизм снабжен коническим ударником, образованным вогнутой частью конусообразного дна разъемного стакана рабочего органа, а конусообразное дно снабжено объем ными захватами, закрепленными с возможностью взаимодействия с цилиндрической частью разъемного стакана, и соединено с опорной рамой,

Кроме того, между конусообраз-. ным дном и цилиндрической частью разъемного стакана имеется пружина и уплотнительное кольцо.

Объемные захваты размещены равномерно по периметру нижней,части органа и размещены диаметрально противоположно относительно друга.

На фиг. 1 представлен пробоотборник в снаряженном виде перед погружением, общий вид ; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1 ; на фиг. 3 - узел Q на фиг. 1.

Цробоотборник включает поплавко.вый узел 1 с системой обнаружения

2,смонтированной на центральной штанге 3,Которая посредством подвижной муфты 4 с гидростатистическими предохранителями 5 соединенас рамой 6

пробоотборника. На опорной раме на концах 7 размещены оси 8 балластных контейнеров 9, в к-оторые помещаются балластные грузы 10, закрепленные фиксирующими тягами 11. Подвижная муфта 4 смонтирована на закрепленной в верхней части опорной рамы 6 направляющей втулке 12, с возможностью перемещения на величину рабочего хода 13 подвижной муфты 4. На штанге

3,кроме того, закреплены штыревые захваты 14, выполненные с возмож- . ностью взаимодействия с серьгами 15, расположенными в обойме 16 и закрепленными на опорной раме 6,

Рабочий орган выполнен в виде опрокинутого стакана, составленного из двух разъемных частей нижней 17 и верхней 18, соединенных между собой посредством фланца 19. Конусообразное дно 20 опрокинутого стакана рабочего органа закреплено на опорной раме б и сопряжено с верхней частью 18 разъемного корпуса стакана рабочего органапосредством объемных захватов 21. Внутри опрокинутого стакана рабочего органа помещена выполненная из хрупкого материала, например боросиликатного стекла, энергетическая колба 22, которая в верхней части соприкасается с инициирумцим механизмом, основным элементом которогоявляется конический ударник 23, образованный вогнутой частью конусообразного дна 20 опроки нутого стакана рабочего органа. Нижняя часть 17 разъемного корпуса стакана рабочего органа снабжена конус-, ной вставкой 24, образующей по периметру рабочего органа внутренний карман 25. На конусную вставку 24 через эластичное уплотнение - амортизатор 26« опирается нижней своей частью энергетическая колба 22. Между конусообразным дном 20 и верхней частью 18 опрокинутого стакана абочего органа размещена пружина 27 и уплотнительное кольцо 28.Конусообразное дно 20 соединено с опорной рамой б посредством стыковочного .д фланца 29, .центрующей муфты 30 и болтового соединения 31. Нижняя часть 17 разъемного корпуса стакана рабочего органа оснащена уплотнительной манжетой 32.

Предлагаемый пробоотборник работает следующим образом.

Перед спуском с борта судна его приводят в сн&ряжвнное состояние, ддя чего размещают в балластных контейнерах 9 балласт 10, закрепляют балласт по его периметру фиксирукнцими, тягами 11 и вставляют серьги 15 в обойму 16.

Штанга 3 перемещается вверх на. величину рабочего хода 13 в подвижной муфте 4, захваты 14, перемещаясь в обойме 16, фиксируют серьги 15 и совмещаются отверстия в подвижной муфте 4 и направляющей втулке 12, в которые вставляются гидростатичес;.ие предохранители 5, представлякхцие собой резиновые емкости, заполненные воздухом под давлением 1-3 атм. После этого в разъемный стакан рабочего органа помещается энергетическая колба 22, которая устанавливается так, чтобы ее нижняя часть опиралась через эластичное уплотнение - амортизатор 26 на конусную вставку 24, а ее верхняя часть соприкасалась с коническим ударником 23.

Снаряженный таким образом пробоотборник опускают с борта судна. Под действием силы тяжести, обеспечиваемой балластными грузами 10, он начинает погружаться в глубину. При достижении глубины, на которой гидростатическое давление окружающей воды превысит давление в гидростатических предохранителях.5, они потеряют часть объема и выпадут из гнёзд в подвижной муфте 4. После этого механизм сброса балластных грузов снят с предохранителя и подготовлен к срабатыванию.

При достижении дна происходит резкая остановка пробоотборника, нижняя часть 17 разъемного стакана рабочего органа которого благодаря уплотнительной манжете 32 устанавливается на поверхности скальньох пород, в то время, как обладающие значительной массой поплавок 1 и балласт-т ные грузы 10 продолжают по инерции движение вниз, перемещают дно 20, . сжимают пружину 27, а конический ударник 23 разбивает энергетическую колбу 22. При движении поплавка 1 вниз относительно направляющей 12 на величину рабочего хода 13 подвижной муфты 4, штанга 3 иеремещает захваты 14 относительно обоймы 16 и освобождает серьги 15 о фиксирующими тягами 11, После разрушеиия энергети ческой колбы 22 на дне океана происходит взрыв, дробяоций прилегающие скальные породы и перемещающий их в разъемный стаканоргана. Осколки скальных пород влетают во внутреинкА полость разъемного стакана рабочего .органа, где, попадая на конический .ударник 23, смещаются к периферии {внутренней полрсти разъемного стакана и падают вниз, попадая во внутренний карман 25. Объемные захваты 21 препятствуют отделений конусо6б разного дна 20 от верхней части 18 разъемного стакана рабочего органа, а уплотнительное коль цо 28 гёрадетизирует внутренний объем опрокинутого стакана рабочего органа пробйотборника в месте соединения конусообразного дна 20 и верхней части 18 разъёмного корпуса. В то же время балластные грузы 10, освобожденные от фиксирующих тяг.11, поворачивают грузовые контейнеры 9 на осях 8 и выпадают из них. Пробоот борник, получивший положительную пла 1вучесть, всплывает о отобранной пробой скальных пород на борт судна. Для извлечения пробы скальных nopeuti из внутреннего кармана 25 следует ра крыть фланцевое соединение 19 и ртсоединить нижнюю часть 17 разъемного стакана рабочего органа пробоотборника. Формула изобретения 1.Пробоотборник, включающий поплавок с центральной штангой и опорной рамой, контейнеры с балластными, грузами, рабочий орган, выполнен ный в виде опрукинутого разъемного стакана с -дном и расположенной внутри стакана энергетической колбы, и инициирующие, механизм, о т л к ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности отбора точеч:ных проб глубоководных скальны х пород путем надежного срабатыва) ния иницинрумщего механизма, инициирующий механизм снабжен коническим ударником, выполненным в виде конусообразного дна разъемного стакана рабочего органа, а конусообразное дно снабжено объемными захватами, закрепленными с возможнотью взаимодействия с цилиндрической частью разъемн&го стакана, и соединено с опорной рамой. 2.Пробоотборник по п. 1, о т личающийся тем, что он снабжен пружиной и уплотНительньм кольцом, установленными между конусообраэшам дном и ц1шиндрической частью разъекгаого стакана. 3.Пробоотборник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что Г объемные захва1Ъ1 размещены равномерно по пертлетру нижней части органа и размещены диаметрально противоположно относительно друг другаi Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1.Патент сайА 4116064, кл. 73-425.. 2.Авторское свидетельство СССР ло заявке 2696400/25-26, кл. 14 1/04, l97Sv:

./.

.2

W