Устройство для отбора проб

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 00898 1/04, Е 21 Б 4 59 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ РЕТЕН К АВТОРСКОМ ВИДЕТЕЛЬСТВ 2 1) 22) 8 7(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ(57) Изобретение относится к устройствам для отбора проб донных отложений и может быть использовано привыполнении инженерно-геологическихи океанологических работ в водоемах.Целью изобретения является повьпчениенадежности работы устройства путемиспользования гидростатического давления. Устройство включает керноприемную трубу 1, связанную резьбой 2со ютоком 3, пропущенным внутри ци1500898 линдра 4 и соединяющим керноприемнуютрубу 1 с корпусом 5. Цилиндр 4 выполнен с отверстием 11 в верхнейчасти, керноприемная труба 1 соединена с камерой 17 обратной промывкиВакуумная камера 8 выполнена с поршнем 6, который имеет площадь большую,чем сечение камеры 17 обратной промывки. Поршень установлен с возможностью осевого перемещения и взаимо-.действия со штоком 3 и отверстиями 11 Изобретение относится к устройствам для отбора проб донных отложенийи может быть использовано при выпол"нении инженерно-геологических и океанологических работ в водоемах,Целью изобретения является повышение надежности работы. путем исполь"зования гидростатического давления.На Фиг. показано устройство,общий вид; на Фиг.2 - устройство висходном положении перед спуском надно,Устройство для отбора проб состоит из керноприемнсй трубы 1, связанной резьбой 2 со штоком 3, пропущенным внутри цилиндра 4 и соединяющимжестко керноприемную трубу 1 с корпусом 5. В цилиндре 4 установленпоршень 6, подпружиненный относительно штока 3 пружиной 7 и разделяющий полость цилиндра 4 на вакуумнуюкамеру 8, ймеющую пробку 9, и надпоршневую полость 10, сообщающуюся свнешним пространством через отверстия 1 цилиндра 4.Полость керноприемной трубы 1соединена через канал 12 с обратнымклапаном 13 с внешним пространством,и через каналы 14 и 15 с обратным 45клапаном 16 с камерой 17 обратнойпромывки, образованной корпусом 5,цилиндром 4 и кольцевыми поршнями 18цилиндра 4 и 19 корпуса 5. При этомплощадь горизонтального сечения камеры 17 обратной промывки меньше площади поршня 6.К цилиндру 4 резьбой 20 крепитсянаружная труба 21, снабженная уплотнением 22, установленным в простран,стве между наружной 21 и керноприемной 1 трубами. Корпус 5 снабжен пробкой 23 и через канат 24 связан с буровой лебедкой судна не показаны),цилиндра, сообщающими надпоршневуюполость 10 с внешним пространством.Применение предлагаемого устройствадля отбора проб позволит повысить надежность работы в глубоководных районах океана за счет использованиягидростатической энергии для создания обратной промывки, гарантированной при эадавливании керноприемнойтрубы в донные отложения, 2 ил. Устройство для отбора проб работа" ет следующим образом,Перед спуском устройства иэ вакуумной камеры 8 через пробку 9 откачивают воздух. Далее устройство опускают с борта судна буровой лебедкой на канате 24.При этом кольцевой поршень 18 цилиндра 4 и кольцевой поршень 19 корпуса 5 упираются торцами, а поршень 6 под действием пружины 7 занимает крайнее верхнее положение, перекрывая отверстия 1 1цилиндра 4.При подходе ко дну лебедке дают "свободный" ход и под действием кинетической энергии падения устройство внедряется в.донные отложения на некоторую глубину, быстро теряя скорость перемещения иэ-за сопротивления грунта внедрению. По мере погружения устройства для отбора проб в грунт жидкость из полости керноприемной трубы 1 выталкивается поступающей колонкой пробы через канал )2 штока 3 во внешнее пространство.В результате резкого удара устройства о дно поршень 6, увлекаемый сиЛой инерции вниз, сжимает пружину 7 и открывает отверстия 11 цилиндра 4. В надпоршневую камеру О начинает поступать жидкость из внешнего пространства и на поршне 6 возникает усилие,. обусловленное значениями гидростатического давления жидкости и площади поршня 6. Под воздействием этого усилия поршень 6 перемещается вниз, еще больше сжимая пружину 7 и передавая осевое усилие штоку 3. В результате керноприемная труба 1 эадавливается в донные отложения, а корпус 5, жестко связанный штоком 3 с керноприемной трубой 1, перемещается вниз, образуя разрежение в камере 17 обратной промывки. При этомпреодолевается гидростатическое давление жидкости снизу кольцевого поршня 9 корпуса 5, так как площадьпоршня 6 больше площади горизонтального сечения камеры 17 обратной промывки.Отдача при задавливании кернопри- Оемной трубы 1 компенсируется весомустройства, силой трения грунта поповерхности наружной трубы 21 игидростатическим давлением жидкостина кольцевой поршень 18 цилиндра 4, 15Создание разрежения в камере 17 обратной промывки вызовет снижение давления жидкости в полости наружнойтрубы 21, т.е. под цилиндром 4, и,следовательно, уменьшит силу отдачи. 20В полости керноприемной трубы 1,гидравлически сообщенной с полостьюнаружной трубы 21 и камерой 17 обратной промывки, также создается разрежение, что ведет к закрытию неуравновешенным гидростатическим давлениемобратного клапана 13 в канале 12штока 3 и к возникновению восходящего йильтрационного потока жидкости вколонке пробы из-за разности давлений поровой жидкости в корне и вокружающем массиве грунта. Врезультате частичной или полнойнейтрализации веса минеральных зеренкерна в восходящем потоке жидкости З 5резко снижается сила трения колонкипробы о трубу 1, увеличивается глубина пробоотбора и повышается егокачество,Поток жидкости из полости керноприемной трубы 1 идет по каналу 14в полость наружной трубы 21 и далеепо каналу 15 с обратным клапаном 16попадает.в камеру 17 обратной промывки.При этом уплотнение 22 предотвращает засасывание жидкости по пространству между трубами 1 и 21.По окончании процесса бурения устройство для отбора проб извлекают изскважины буровой лебедкой при помощи 50каната 24, усилие от которого передается на корпус 5. В результате давление жидкости в камере 17 обратной промывки повышается, что влечет эа собой перекрытие кан,ла 15 обратным клапаном 16, исключая этим выдавливание колонки пробы из керноприемной трубыжидкостью,После подъема устройства к борту судна 13 из корпуса 5 извлекают пробку 23 и переводят устройство в исходное положение, Затем перемещают его на палубу судна и для извлечения керна отвинчивают трубы 1 и 2 по реэьбам 2 и 20.Применение устройства для отбора проб позволит повысить надежность работы в глубоководных районах океана за счет использования гидростатической энергии для создания обратной промывки, гарантированной при эадавливании керноприемной трубы в донные отложения, благодаря жесткой связи последней с корпусом и выполнению поршня площадью большей, горизонтальное сечение камеры обратной про" мывки.Формула изобретенияУстройство для отбора проб, включающее корпус, размещенный в нем цилиндр с отверстиями в верхней части, керноприемную трубу, соединенную с камерой обратной промывки и вакуумную камеру с поршнем, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности раоты путем использования гидростатического давления, устройство снабжено штоком, установленным внутри цилиндра и жестко связанным с корпусом и керноприемной трубой, поршень вакуумной камеры выполнен площадью большей, чем сечение камеры обратной промывки, и установлен с воэможностью осевого перемещения и взаимодействия с отверстиями цилиндра и штоком, причем отверстия .цилиндра сообщают надпоршневую полость с внешним пространством.1500898 23 Заказ 4857/37 Тираж 789 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 и ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", га Ужг ул. Гаг на, 101 Составитель Е.Гарбузедактор М.Бандура Техред Л.Олийнык Корректор Э.Лончако