Автономный пробоотборник Советский патент 1983 года по МПК G01N1/04 G01N1/10 

Цель изобретения - повышение надежности отбора проб скальных глубо ководных пород. Указанная цель достигается тем, что стакан рабочего органа снабжен в верхней части полусферической кры кой-отражателем и конической обечай кой, установленной над энергетической колбой, верхняя часть стакана рабочего органа выполнена со сквозными отверстиями и снабжена установ ленными в них пробками обратного давления, а инициирующий механизм установлен во внутренней полости эн гетической колбы. Причем пробоотборник снабжен дополнительным полость-карманом. Пробки обратного давления снабжены опорными фланцами, закрепленны ми с внешней стороны стакана рабоче го органа. Спусковое устройство инициирующего механизма снабжено инерционной подпружиненной втулкой, установленной с возможностью ее вертикального перемещения. На фиг. 1 представлен пробоотборник в снаряженном виде перед погружением, общий вид; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 на фиг. 1/ на фиг. 4 - узел 111 на фиг. 1(инициирующий механизм/. Конструкция пробоотборника включает поплавковый узел 1 с системой обнаружения 2, смонтированной на це ральной штанге 3, которая посредством подвижной муфты 4 с гидростатическими предохранителями 5 соединена с рамой б пробоотборника. На опорной раме 6 на кницах 7 размещен оси 8 балластных контейнеров 9, в которые помещаются балластные грузы 10, закрепленные фиксирующирли тягами 11. В закрепленном на нижней час ти рамы б разъемном стакане рабочег органа, состоящем из верхней части 12, средней части 13 с фланцевым соединением 14 и нижней части 15, соединенной резьбой 16 со средней частью, размещена энергетическая колба 17. Подвижная муфта 4 смонтирована на закрепленной в верхней части опорной рамы б направляющей втулка 18 с возможностью перемещения на величину рабочего хода подвижной муфты 4. На штанге 3, кроме того, закреплены штыревые захваты 19, выполненные с возможностью взаи модействия с серьгами 20, расположенными в обойме 21, закрепленной н опорной раме б. В верхней части 12 стакана рабочего органа пробоотборника выполнены отверстия, закрытые пробками обратного давления 22, а верхняя часть перекрыта полусферическим отражателем 23. В средней части 13 разъемного стакана рабочего органа имеется дополнительная полость-карман 24, образуемая конической обечайкой 25. При этом суммарная площадь сквозных отверстий, перекрытых пробками обратного давления 22, больше площади круга, образуемой верхней части конической обечайки дополнительной полости-кармана 24. Энергетическая колба 17 размещена в разъемном стакане рабочего органа таким образом, что ее нижняя полусфера опирается на свободный конец нихшей конической обечайки 26, образующих нижнюю полость-карман 27. Во внутренней полости энергетической колбы 17 размещен инициирующий механизм, состоящий из корпуса 28, который посредством упоров 29, штанги 30 и эластичной прокладки 31, изготовленной, например из резины, закреплен в вертикальном положении. Внутри корпуса 28 расположен боек 32 с кольцевой проточкой 33, в которую входят фиксирующие шарики 34, совме щенные с инерционной муфтой 35, на которой закреплен груз 36, подпружиненный конической пружиной 37. Боек 32 инициирующего механизма имеет пружину 38. Пробоотборник работает следую чим образом. Перед спуском с борта судна его приводят в снаряженное состояние, для чего размещают в балластных контейнерах 9 балласт 10, закрепляют его по периметру фиксирующими тягами 11 и вставляют серьги 20 в обойму 21. При этом штанга 3 переме;щается вверх на величину рабочего хода в подвижной муфте 4; захваты, 19, перемещаясь в обойме 21, фиксируют серьги 20 и совмещаются отверстиям в подвижной муфте 4 и напргшляющей втулке 18, в которые вставляются гидростатические предохранители 5, представля ощив собой резиновые емкости, заполненные воздухом под давлением 1-3 атм. После этого в разъемный стакан рабочего органа через резьбовое соединение 16 помещается энергетическая колба 17, которая устанавливается так, чтобы ее нижняя полусфера опиралась на свободный конец нижней конической обечайки 26, .а ее верхняя полусфера соприкасалась с конической обечайкой 25. Перед установкой энергетическойколбы 17 в стакан рабочего органа в ее внутреннюю полость путем сборки из двух полусфер помещают иниции- рующий механизм, предварительно приведенный в рабочее состояние следующим образом. Перемещением бойка 3.2 вв.ерх в корпусе 28 взводят пружину 38 и совмещают кольцевую проточку 33 с соответствующими отверстиями в корпусе 28, куда помещаются фиксирующие шарики 34, запираемые от радиального перемещения инерционной втулкой 35, удержив емой от вертиксшьного смещения кони ческой пружиной 37. Затем с помощью штанги 30 подбирается необходи шй размер, соответствующий внутреннему диаметру энергетической колбы 17 и при совмещении ее полусфер иницииру щий механизм на упорах 29 закрепляется в энергетической колбе. Снаряженный таким образом пробоотборники сбрасывгиот 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 гидростати ческих предохранителях 5, они теряю часть объема и выпадут из гнезд в подвижной муфте 4. После этого рабочий орган пробоотборника снят с предохранителя и подготовлен к срабатыванию. При достижении дна океана происходит резкая остановка пробоотбор ника, нижняя часть 15 разъемного стакана рабочего оргаяг ударяется о поверхность скальных пород, в то время как поплавок 1 продолжает по инерции двигаться относительно, направляющей втулки 18 вниз на величину рабочего хода подвижной муфты При этом штанга 3 перемещает захват 19 относительно обоймы 21 и освобож дает серьги 20 с фиксирующими тягами 11. При резкой остановке пробоотборника инерционная муфта 35, увлекаемая грузом 36, смещается вниз, сжимая коническую пружину 37, и освог божДает фиксирукидае шарики 34, которые, выходя из кольцевой проточки 33, освобождают боёк 32,который дод действием пружины 38 ударяет по энергетической колбе.17, раскалывае ее. Поскольку давление в энергетической колбе в несколько сот раз меньше давления окружающей среды (в зависимости от глубины океана;, то происходит взрыв (схлопывание под большим давлением.полости, давление в ко торой меньше давление окружающей сре ды ), дробящий прилегающие скальные породы и перемещающий их в разъемный стакан рабочего органа. После резкого падения давления в рабочем органе пробоотборника, вызванного разрушением энергетической колбы, происходит резкое его повышение, вызывающее разброс содержащейся во внутренней полости смеси воды и раздробленной породы. При этом открываются пробки обратного давления 22 отверстий в верх1 ней части 12 разъемного стакана, приводя к тому, что часть потока устремляется вверх, ударяется о полусферический отражатель 23, поток теряет скорость в результате увеличения проходного сечения и осколки коренных пород.оседают в дополнительных полостях-карманах 24. Часть осколков в результате завихрений оседает в нижней части - полости-кармане 27. В то же время балластные грузы 10, освобожденные от фиксирующих тяг 11, поворачивают грузовые контейнеры 9 на осях 8 и выпадают из них. Пробоотборник, получишаий положительную плавучесть, всплывает с отобранной пробой скальных пород на поверхность океана, где обнаруживается и поднимается на борт судна. Для извлечения пробы скальных пород из полости-кармана 24 следует раскрыть фланцевое соединение 14 и отсоединить нижнюю часть 15 разъемного стакана рабочего органа. Формула изобретения 1.Автономный пробоотборник, включающий поплавок с центральной штангой и опорной рамой, балластные грузы в контейнерах, инициирующий -механизм со спусковым устройством и рабочий орган, выполненный в виде разъемного опрокинутого стакана с энергетической колбой, разбрасывателзм и полостью-карманом, отличаювдийс я тем, что, с целью повышения надежности отбора проб скальных глубоководных пород, стакан рабочего органа снабжен в верхней части полусферической крьшкой-отргикателем, и конической обечайкой, установленной над энергетической колбой, верхняя часть стакана рабочего органа выполнена со сквозными отверстиями и снабжена установленными в них пробками обратногхэ давления, а инициируюащй механизм установлен во внутренней полости энергетической колбы. 2.Пробоотборник по п; 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным полость-карманом . 3.Пробоотборник по п. 1, отличающийся тем, что пробки обратного давления снабжены опорными фланцами, закрепленными с внешней стороны стакана рабочего органа. 4.Пробоотборник по пп. 1 и 2, отл и чающийся тем, что спусковое устройство инициирующего механизма снабжено инерционной подпружиненной втулкой, установленной

с возможностью ее вертикального перемещения .

I

Источники инфо маций принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 4116069, кл. 73-425.2; 1978.

2.Авторское свидетельство по заявке 2766603,

кл. G 01 N 1/10, 10.05.79.

CJhiit.i

1 4f 1г5

9att

дзигЗ