Автономный пробоотборник

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Реслублик(51) М. Кл.з С 01 М 1/10 с присоединением заявки Йо.СССР ао аелам изобретений и открытийА.С,Бушев вский,У3учно-исследовательский проектный:;ский институт горного дела цветенейматалл(71) Заявите есоюэ ный конструк(54) АВТОНОМНЫЙ ПРОБООТБОРНИК Быполаего оббоотбоков. ванне вам в ика ле Известны также пробоотборники автономного типа, работа которых происходит беэ постоянной тросовой связис судном-носителем. В конструкции таких пробоотборников используется 1 О система балласт-ппавучесть.Автономный пробоотборник погружается на дноводоема под действием тяжести балластного груза, установленного аксиальнос керноп)приемником, По существу бал ластный груз представляет собой оставляемую в донных осадках обсадную трубу. При ударе о дно и внедрении внего пробоотборника происходит отде"ление керноприемника с отобранной ко- Ю лонкой осадков от балластной обсадной трубы и всплытие пробоотборника. на поверхность океана под.действиемсилы плавучести его поплавка 2.Основной недостаток автономного 25 пробоотборника модели АП-Кальмарзаключается в невозможности извлечения из обсадной трубы керноприемника при работе на вязких и плотныхосадках, особенно при попадании осад ков в межтрубное пространство пробоИзобретение относится к техничес ким средствам для взятия колонковых проб донных осадков в глубоководных акваториях и может быть использовано при проведении океанологнческих, океанографических и геологических разведочных работ в Мировом океане.Известны различные конструкции про боотборников для взятия подводных колонковых проб донных осацков, представляххеие собой трубу с грузом, вертикально опускаемую,на тросе до дна водоема, внедряющуюся в осадки и впоследствии поднимакщуюся на поверхность на тросе с отобранной колонкой. Во избежание выпадания колонковой пробы из трубы в процессе ее подъема, труба в нижней своей части снабжена лепестковым клапаном 11Недостатками этих пробоотборников является низкая производительность при опробовании дна глубоководных во доемов, связанная с необходимостью произваджть сматывание и наматывание многокилометрового троса бортовой ле бедки.Работа с подобным оборудованием с дрейФукщего судна не обеспечивает необходимой точности определения фактического места отбора пробы, что снижает качество пробоотбора в целом,оса приводит к частым мент. выдергивания про едкой из донных осадотборника и заклинивании керноприем.ника.Известны автономные пробоотборники, у которых извлечение керноприемника с керном иэ обсадной трубы осуществляется с использование ракетныхдвигателей, которые устанавливаются 5в верхней части керноПриемника. Причем ракетные двигатели ориентированысвоими соплами вниз таким образом,что результирукщая силы тяги, разви-ваемой ракетными двигателями, направ- Олена параллельно осикерноприемникаОсновной недостаток указанной модели автономного пробоотборника заключается в том что при неодновреУ15менном срабатывании ракетных двигателей возможны перекосы ерноприемника. и, следовательно, его снятиев балластной обсадной трубе, внедрившейся в вязкие и плотные донные осадки.20Наиболее близким к предлагаемомуявляется автономный пробоотборник, который, имея поплавок, керноприемники балластную обсадную трубу, дополнительно снабжен газогенератором, 25совмещенным с силовым узлом, рабочийцилиндр которого соединен через траверсу и тяги с керноприемником, арабочий поршень через шток и толкатель кинематически связан с балластной обсадной трубой и выполнен подпружиненным. При этом газогенераторсовмещен с блоком предохранительнопусковых устройств, запускакщий элемент которого через трос кинематически связан с поплавком, Газогенератор и блок предохранительно-пусковых устройств смонтированыв прочныхкорпусах, а подпружиненный рабочийпоршень силового узла снабжен профильным клапаном, установленным с 4 Овозможностьюгерметизации сопла-выхода из внутренней камеры прочногокорпуса газогенератора 4 .Основной недостаток укаэанногопробоотборника заключается в снижении.надежности его срабатывания. даже.при небольшом отклонении от вертикального положения внедрякщейся в дноокеана балластной обсадной трубы.Последнее объясняется тем, что рабо рчий поршень известного автономногоПробоотборника выполняет относительно короткое силовое перемещение штокаи толкателя, недостаточное для эффективного извлечения керноприемникас отобранной пробой осадков иэ бал-.ластной обсадной трубы, особенно,при работе иа плотных и вязких донных отложениях.Цель изобретения в , повышение надежности отбора колонковых проб 60осадков преимущественно при работена плотных и вязких донных отложениях,Укаэанная цель достигается тем,что труба.-керноприемник в верхней 65 своей части снабжена траверсой, на которой размещены оси рычагов-замков с роликами, и смонтирована с воэможностью соединения с контейнером для балластных грузов, а блок-фиксатор кинематически связан с опорной рамой, выполненчой в виде пространственного каркаса, внутри которого установлены подвижные и неподвижные блоки полиспаста, в которые запассован трос, кинематически соединяющий трубу-керноприемник с центральной штангой, 1Опорная рама, выполненная в виде пространственного каркаса, в нижней своей части снабжена подпятниками, а контейнер для балластных грузов в верхней своей части снабжен опорным кольцом, установленным с возможностью взаимодействия с подпятниками опорной рамы.Подвижные и неподвижные блоки по" лиспаста закреплены на свободных концах подвижной и неподвижной крестовин соответственно, а ролики рычагов-замков, соединены между собой стягивающей пружиной, причем подвижная крестовина кинематически соединена с цилиндром-раэобщителем, установленным с возможностью взаимодействия с рычагами-замками.На чертеже представлен автономный пробоотборник, общий вид.Автономный пробоотборник,включает поплавок 1, установленный на центральной штанге 2, на верху которой закреплено поисковое устройство 3 (в данном случае пассивный уголковый отражатель) . В нижней части центральной штанги 2 имеется блок- фиксатор 4 с подпружиненными защелками 5 пружины не показаны)., введенный в зацепление с цилиндрическим корпусом б, имеющим кольцевую проточку, в которую входят подпружиненные защелки 5, Цилиндрический корпус б соединен с опорной рамой 7, выполненной в виде пространственного каркаса, имеющего в нижней части подпятники 8. Внутри опорной рамы 7 имеется полиспастная система, состоящая иэ неподвижных блоков 9, установленных в неподвижной крестовине 10, жестко соединенной через направляющую втулку 11 с опорной рамой 7. При этом через направляющую втулку 11 проходит трос 12 полиспаста, запассованный в не подвижные 9 и подвижные 13 блоки, Свободный конец троса 12 прикреплен к подвижной крестовине 14, в которой установл .ны подвижные блоки 13. Подвижная крестовина 14 через тягу соединена с цилиндром-разобщителем 15, тяга которого. проходит через отверстие траверсы 16, соединенной с трубойкерноприемником 17. На траверсе 16 размещены оси рычагов-замков 18 с роликами, стягиваежми пружиной 19. В захваты рычагов-замков 18 входит нижнее кольцо 20 контейнера 21 для .балластных грузов 22. Труба-керноприемник 17 смонтирована с возможностьюсоединения с контейнером 21, который в верхней части имеет опорное кольцо 23, установленное с возможностью опоры на него подпятников 8 опорной рази 7. При этом блоки 9 и 13 размещены на свободных концах соответствующих крестовин 10 и 14, образуя компактную конструкцию полиспаста.Устройство работает следующим образом. Ослабляя трос 12 полиспаста, увеличивают его длину до значения 1 Ъ Н Ф д, где д - диаметр блоков 9 или 13 полиспаста, Н - расстояние отнижней кромки керноприемника до грузов, вэводят подпружиненные защелки 5 блока-фиксатора 4. Трубу-керноприемник 17 вводят в нижнее кольцо 20 контейнера 21 до ее входа в рычагизамки 18, после чего цилиндр-разобщитель 15 вводится между роликами рычагов-замков 18. При этом трубакерноприемник 17 соединяется с контейнером 21, .в который уложены балластные грузы 22.Снаряженный таким образом автономный пробоотборник грузовой стрелой судового крана выносят за борт плавсредства-носителя и опускают до уровня воды, после чего срабатывает глаголь-гак судового крана и автономный пробоотборник начинает свое свободное погружение на глубину, При ударе пробоотборника о дноокеана происходит внедрение в донныеосадки трубы-керноприемника 17, в которой формируется проба осадков в виде керна. После внедрения в донные осадки трубы-керноприемника 17 под воздействием инерции поплавка 1 происходит срабатывание (разъединение) подпружиненных защелок 5 блока-фиксатора, в результате чего поплавок 1 попучает воэможность начать всплытие, увлекая эа собой трос 12 полиспаста. При этом тяговое усилие, создаваемое поплавком 1 и передаваемое через трос 12, усиливается в число, кратное количеству подвижных блоков. При этом происходит перемещение подвижной крестовины 14 вверх, одновременно перемещается вверх ци-линдр-раэобщитель 15, после чего рычаги-замки 18 поворачиваются под - действием пружины 19 и раэобщают трубу-керноприемник 17 от нижнего кольца 20 контейнера 21. При дальнейшем всплытии поплавка 1 цилиндр-разобщитель 15 своим верхним концом упирается в траверсу 1 Б . При этом непод" вижная крестовина 10 стремится переместить опорную раму 7 книзу, но подпятники 8, опираясь на опорноекольцо 23, препятствуют этому. Вследстие выаеуказанного эа счет перемеще-,ния нижней подвижной крестовины 14.5 10 15 20 25 30 35 10 45 0 55 е 0 полиспаста происходит относительное перемещение трубы-керноприемника 17 вверх.и, следовательно, ее извлечение иэ .донных осадков с отобранной колонковой пробой, После извлечения трубы-керноприемника 17 из донных осадков автономный пробоотборник, освобожденный от балластных грузов 22, под действием силы плавучести поплавка 1 начинает всплытие на поверхность океана, где с использованием поискового устройства 3 обнаруживается, вылавливается и поднимается на борт плавсредства-носителя. Отоб- ранная.колонковая проба донных осадков извлекается из трубы-керноприемника 17 и направляется на соответствующие исследования.Промыаленное внедрение предлагаемого автономного пробоотборника позволяет по сравнению с известным повысить надежность отбора колонковых проб осадков, преимущественно при работе в глубоководных районах Мирового океана на плотных и вязких донных отложениях. Экономический эффект от внедрения донного технического решения расчету не поддается и заключается в более надежном извлечении трубы-керноприемника с отобранной колонковой пробой из опробуеьых осадков дна океана. Формула изобретения 1. Автономный пробоотборник, включающий поплавок с центральной штангой и поисковым устройством, контейнер для балластных грузов, балластные грузы и кинематически соединенную тросом с центральной штангой трубукерноприемник, установленную с воэможностью ваэимодействия с поплавком посредством подпружиненных защелок блока-фиксатора, и опорную раму, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности отбора колонковых проб осадков преимущественно при работе на плотных и вязких донных отложениях, он снабжен цилиндром-раэобщителем и траверсой, установленной в верхней части трубы-керноприемника, рычагами-замками с роликами, оси которых размещены на траверсе, а блок-фиксатор кинематически связан с опорной рамой, выполненной в виде пространственного каркаса с установленными внутри запассованиыми тросом подвижными и неподвижными блоками ,:олиспаста,2. Пробоотборник по и, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что опорная рама, выполненная в виде пространственного каркаса, в нижней своей частивыполнена с подпятниками, а контейнер для балластных грузов в верхнейевоей части выполнен с опорным коль851164 НИИПИ Заказ 6318/57 Тираж 907 Подпис нал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная цом, установленным с воэможностью взаимодействия с подпятниками опорной раьы.3. Пробоотборник по п.1, о т л ич а в Щ и й с я тем, что он снабжен подвижной и неподвижной крестовинами, при этом подвижные и неподвижные блоки полиспаста закреплены на свободных концах подвижной и неподвижной крестовин, соответственно, а ролики рычагов-замков соединены между собой стягиваацей пружиной, причем подвижная крестовина кинематически соединена с цилиндром-разобщителем,установленным с возможностью взаимодействия с рычагами-замками. Источники информации принятые во внимание при экспертизе1. Савельев В.И. Техника морских геологических. исследований, М., фНедра", 1978,.с. 19-21, рис. 2,2, Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2631815/26, 1978.3. Авторское свидЕтельство СССР по заявке 9 2725838/26, 12.02.794, Авторское свидетельство СССР по заявке В 2766604/26, 10.05.79.