Пробоотбойник донных отложений

Пробоотбойник донных отложений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1.! 608920 го!па Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.07.71 (21) 1685504/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.05.78. Бюллетень № 20 (45) Дата опуб |||ковани|! описания 12.05.78 (51) М. Кл E 21В 49/02

G 01N 1/08

Государственный комитет

С@вата Министров CCCP по делам изобретений и открытий (53) УДК 622.243.64 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Грибанов, В. И. Артеменко, И. В. 11аличев, 10, Л. Гаранько и

E. М. Ласовик (71) Заявитель (54) 11 1з О ЬО О 1 Ь О Р Н И К ДО Н И Ы Х 0T Jl 07KE H H A

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для производства геологоразведочных работ на дне моря. Исследования, проводимые пробоотборниками различных конструкций, представляют собой один из прямых методов решения задач по изучению дна морей и океанов с целью получения сведений о составе и стратиграфии донных отложений и выявлению промышленных россыпей полезных ископаемых.

Известен пробоотборник донных отложений, включающий колонковую трубу и движитель в виде пневмокамеры с реактивнымп соплами (1). Внедрение пробоотборника в грунт происходит за счет реактивной силы.

Недостатки этого пробоотборника заключаются в том, что одноразового реактивного воздействия бывает недостаточно для внедрения в блоковые донные отложения на всю длину колонковой трубы, при вибропогруже.нии слои отбираемой пробы грунта перемешиваются, вследствие чего невозможно детальное изучение стратиграфии донных отложений, а также ряда других свойств. Кроме того, для извлечения пробоотборника требуются большие усилия.

Известен также пробоотборник донных отложений, включающий колонковую трубу и движитель в виде двух пневмокамер с реактивными соплами, направленными в противоположные стороны (2). Это устройство позволяет производить отбор проб донных отложений при задавливании колонковой трубы в дно реактивной силой, возникающей при исте5 ченип сжатого газа из камеры через реактивные сопла. Сжатый газ образуется в камере за счет сгорания твердого ракетного то||лива.

Однако данный пробоотборник не позволя10 ст реализовать многократное приложение импульса реактивной силы к погружаемой в донный грунт колонковой трубе. Это ограничивает глубину внедрения пробоотборника и

Возмож ну|0 длину Отоираемой геологичсско!!

15 пробы. Нежслатсльпым является также применение взрывчатых веществ (ракетное топливо) В KQIIcTp) êöèÿõ подводнь!х тсхни |сск! х средств, Целью изобретения является создание многоразовых нагрузок на колонковую трубу и повышение выхода керна путем создания подсоса.

Это достигается тем, что в пробоотборнике сопла расположены концентрично с колонковой трубой, а пневмокамеры снабжены концентричными относительно колонковой трубы поршнями для периодического выпуска сжатого газа в сопла, причем верхняя кромка сопла расположена ниже верхнего торца ко30 лопковой трубы.

608920

На чертеже представлена общая конструктивная схема пробоотборника донных отложений.

Пробоотборник состоит из движителя 1 и колонковой трубы, состоящей из двух коаксиально расположенных труб — наружной 2 и внутренней (керноприемной) 3. Движитель прочно крепится на наружной трубе с помощью соединения 4. Внутренняя труба 3 центр ируется относительно оси внешней кольцами 5 и б. Внизу к наружной трубе прикреплена коронка 7 с кернорвателем 8. Движитель состоит из пневмокамер —.нижней 9 и верхней 10, к которым крепятся направляющие сопла 11 и 12. Каждая из пневмокамер разделена на две полости поршнями 13 и 14.

Магистраль 15 служит для заполнения верхних полостей 16 и 17 камер, а магистрали 18 и 19 — нижних. Необходимые уплотнения осуществляются резиновыми кольцами 20.

Наружная труба 2 имеет сверления 21, через которые при вскрытии камеры 9 часть воздуха протекает в кольцевой канал между трубами 2 и 3 и далее сквозь отверстия в центрирующем кольце 5 подается в основание коронки по каналу 22, При повторном заполнении водой реактивного сопла 11 воздух вытесняется по каналу между наружной трубой 2 и поршнем 13 и далее через сверления 23.

Отбор донных геологических проб с помощью описанного устройства производится следующим образом.

Устройство опускается с обеспечивающего судна на дно и устанавливается в точке отбора геологической пробы. Направляющие реактивные сопла 11 и 12 заполняются водой.

От компрессора или от баллона со сжатым воздухом через магистраль 15 высокого давления наполняются до необходимого давления верхние полости 16 и 17 пневмокамер.

При этом поршни 13 и 14 плотно прижимаются вниз. По магистрали 19 заполняется сжатым воздухом нижняя полость верхней пневмокамеры. По достижении в этой полости определенного расчетного давления поршень движется вверх и вскрывает ее. Вырвавшийся из полости сжатый воздух выбрасывает воду из направляющего сопла 12, создавая гидрореактивную силу, задавливающую устройство в грунт. После спада давления в нижней полости верхней камеры, поршень 14 возвращается вниз в исходное положение, и вода заполняет соило 12. Вновь подается сжатый воздух по магистрали 19, и процесс задавливания устройства в грунт повторяется.

С целью улучшения условий забора грунта верхнее основание колонковой трубы пробоотборника выступает над основанием стенки сопла 12 настолько, что при максимальном перерасширении воздуха, выброшенного из камеры 10, граница воздух — вода не достигает

40 конца трубы. При выбросе воды из сопла 12 у верхнего основания груитоприемника устроиства создастся разряжсние, способствующее лучшему забору грунта.

После заглубления пробоотборника в грунт по магистрали 18 сжатый воздух подается в нижнюю полость пневматической камеры 9.

Работает камера 9 аналогично камере 10. Г1ри каждом ее вскрытии вырвавшийся сжатый воздух выбрасывает воду из направляющего сопла 11, что создает гидрореактивную силу, вырывающую устройство из грунта. Одновременно при этом часть воздуха через сверления 21 в наружной трубе 2, коаксиальный канал между трубами и отверстия в центрирующем кольце

5 подается к коронке 7 и далее по каналу 22 к забою. Это уменьшает разрежение в основании забоя и соответственно силу, необходимую для вырыва пробоотборника. После извлечения пробоотборника из грунта онподнимается со взятой колонкой пробы на обеспечивающее судно.

Преимущества предлагаемого пробоотборника по сравнению с известными подобными устройствами заключается в том, что при сравнительной простоте и надежности конструкции он может быть применен для отбора проб донных отложений, представленных плотными грунтами.. Возможность многократного повторения импульсов гидрореактивной силы позволяет отобрать колонку геологической пробы со дна моря значительно большей длины, чем при работе с пробоотборниками, основанными на одноразовом силовом воздействии на керноприемное устройство. Отбор геологической пробы происходит без существенного нарушения естественной послойной структуры донных отложений.

Формула изобретения

Пробоотборник донных отложений, включающий колонковую трубу и движитель в виде двух пневмокамер с реактивными соплами, направленными в противоположные стороны, отличающийся тем, что, с целью создания многоразовых нагрузок на колонковую трубу и повышения выхода керна путем создания подсоса, сопла расположены концентрично с колонковой трубой, а пневмокамеры снабжены концентричными относительно колонковой трубы поршнями для периодического выпуска сжатого газа в сопла, причем верхняя кромка сопла расположена ниже верхнего торца колонковой трубы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании № 1030298, кл.

Е 1F, опублик. 1966.

2. Патент Великобритании № 1088294, кл.

Е 1Г, опублик, 1965.

608920

7!

Корректор 3. Тарасова

Рсдактор Д. Павлова

Заказ 682/8 Изд. № 426 Тираж 734

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель В. Никулин

Техред А. Камышникова

/7 о