静水压力驱动的沉积物保压采样器

摘要

本发明涉及静水压力驱动的沉积物保压采样器。现有装置插入深度有限、支撑框架大且笨重。本发明包括冲击部件、配流部件、驱动部件、取样筒部件。冲击部件包括冲击筒、导向套和冲击活塞缸；配流部件包括支撑筒和配流阀；驱动部件包括驱动活塞缸和驱动活塞；取样筒部件包括导向筒、保压筒、取样管和补压软管。冲击筒、支撑筒、冲击活塞缸、导向筒、保压筒、取样管同轴设置。本发明充分利用巨大的海水静水压力能，以类似“振动打桩”的形式贯入沉积物取样，并能将这种能量用于后续的样品保压。本发明相对目前的采样器，在相同重量下，采样深度更深，样品采集率得到明显提升，并能对重力式沉积物保真采样器不能取样的较硬沉积物进行保真采样。

主权项

1、静水压力驱动的沉积物保压采样器，包括冲击部件、配流部件、驱动部件、取样筒部件，其特征在于：所述的冲击部件包括上端盖(5)、冲击筒(7)、下端盖(29)、导向套(11)、冲击活塞缸(13)、滑动活塞(27)、活塞挡圈(25)；上端盖(5)和下端盖(29)分别固定在冲击筒(7)的两个端面上，上端盖(5)中心开有冲击筒进水孔(34)，上端盖(5)的顶面对应冲击筒进水孔(34)固定设置有卡爪座(35)；卡爪座(35)开有与冲击筒进水孔(34)连通的进水孔(4)，对应卡爪座(35)位置设置有起吊块(2)；卡爪(3)的一端与卡爪座(35)活动连接，另一端与起吊块(2)位置配合，卡爪(3)可以将起吊块(2)抓住或松开，起吊缆绳(1)的一端与起吊块(2)固定连接；下端盖(29)沿轴向开有下活塞杆孔和冲击筒排水孔(10)；导向套(11)的纵截面为T形，包括水平的安装板部分和竖直的下活塞杆导向管部分，安装板部分固定连接在下端盖(29)的底部，下活塞杆导向管部分与下端盖(29)的下活塞杆孔紧密配合；冲击活塞缸(13)为圆筒形，其顶部与导向套(11)固定连接，底部同轴固定设置有活塞挡圈(25)，冲击活塞缸(13)的上部侧壁沿轴向开有通槽；所述的活塞挡圈(25)为圆环形，其内径小于冲击活塞缸(13)的内径；滑动活塞(27)活动设置在冲击活塞缸(13)内，可以沿冲击活塞缸(13)的内腔滑动，并通过活塞挡圈(25)限位；冲击筒(7)内设置有皮囊(6)；所述的配流部件包括支撑筒(33)、配流阀、上挡板(65)、下挡板(52)、上配流块(63)、下配流块(54)、上支撑板(62)、下支撑板(55)、上活塞杆(8)；支撑筒(33)的顶部与上端盖(5)固定连接、底部与下端盖(29)固定连接；配流阀的顶部与上挡板(65)固定连接、底部与下挡板(52)固定连接，上挡板(65)和下挡板(52)均沿支撑筒(33)内壁圆周与支撑筒(33)固定连接；上挡板(65)沿轴向开有上挡板通水口(64)，下挡板(52)沿轴向对应上挡板通水口(64)位置开有下挡板通水口(53)；配流阀包括配流阀芯(39)和套置于配流阀芯(39)外的配流阀体(32)；所述的配流阀体(32)为圆柱筒形，外径与支撑筒(33)内径匹配，配流阀体(32)的内壁中部沿圆周开有两条平行的环形沟槽；配流阀体(32)的侧壁沿同一轴线分别开有上通水管(59)和下通水管(56)，上通水管(59)的一端与上挡板通水口(64)连通、另一端开口于上部环形沟槽(40)的底部；下通水管(56)的一端与下挡板通水口(53)连通、另一端开口于下部环形沟槽(41)的底部；配流阀体(32)侧壁的上部沿径向开有上通水孔(38)、下部沿径向开有下通水孔(46)、中部沿径向开有排水孔(43)，上通水孔(38)、下通水孔(46)和排水孔(43)分别与支撑筒(33)侧壁的开孔位置对应；上支撑板(62)和上配流块(63)设置在配流阀体(32)内的上端，上配流块(63)设置在上支撑板(62)和上挡板(65)之间，所述的上配流块(63)为圆柱筒形，上配流块(63)的侧壁与上通水孔(38)对应位置开有上通孔(37)；下支撑板(55)和下配流块(54)设置在配流阀体(32)内的下端，下配流块(54)设置在下支撑板(55)和下挡板(52)之间，所述的下配流块(54)为圆柱筒形，下配流块(54)的侧壁与下通水孔(46)对应位置开有下通孔(45)；所述的配流阀芯(39)包括三段圆柱体，上、下两段的直径与配流阀体(32)的内径匹配，中间段的直径小于上、下两段的直径，配流阀芯(39)整体的纵截面为工字形，其中中部内凹成圆环形通水槽(42)；上活塞杆(8)依次穿过上挡板(65)、上配流块(63)、上支撑板(62)、配流阀芯(39)、下支撑板(55)、下配流块(54)、下挡板(52)设置；沿上活塞杆(8)的圆周由上至下依次开有上环形槽(60)、中上环形槽(57)、中下环形槽(44)和下环形槽(50)，沿上活塞杆(8)的中心轴开有上中心孔(36)和下中心孔(51)，上中心孔(36)的一端开口于上活塞杆(8)的顶部，另一端与上环形槽底部开口(61)连通，下中心孔(51)的一端开口于上活塞杆(8)的底部，另一端与中上环形槽底部开口(58)连通，下环形槽底部开口(47)与下中心孔(51)相连通；所述的驱动部件包括驱动活塞缸(49)、驱动活塞(31)、中隔圈(30)、下活塞杆(27)；驱动活塞缸(49)的外径与支撑筒(33)内径匹配，并固定设置在支撑筒(33)内；中隔圈(30)固定在驱动活塞缸(49)的下端面，驱动活塞缸(49)的上端面与配流部件的下挡板(52)底部固定连接；驱动活塞(31)活动设置在驱动活塞缸(49)内，驱动活塞缸(49)下部开有活塞缸排水口(48)，活塞缸排水口(48)与支撑筒(33)侧壁的开孔位置对应；上活塞杆(8)的底部伸入驱动活塞(31)内，并与下活塞杆(28)的顶部螺纹连接，下活塞杆(28)的底部与冲击部件中的滑动活塞(27)固定连接；所述的取样筒部件包括导向筒(15)、保压筒(23)、取样管(20)、补压软管(14)；所述的导向筒(15)为圆筒形，导向筒(15)的外径与冲击部件中的活塞挡圈(25)的内径相匹配，导向筒端盖(26)固定设置在导向筒(15)的上端面，导向筒端盖(26)与冲击部件中的滑动活塞(27)固定连接，导向筒端盖(26)中心开有端盖中心孔(66)；保压筒(23)为圆筒形，保压筒上端盖(24)固定设置在保压筒(23)的上端面，导向筒(15)的底部与保压筒上端盖(24)固定连接，保压筒上端盖(24)开有取样管滑动孔和补压孔(16)，取样管(20)可以穿过取样管滑动孔在导向筒(15)内滑动；保压筒上端盖(24)的底部设置有弹簧卡销(72)；取样管(20)设置在保压筒(23)内，取样管(20)顶部固定有套筒(69)，所述的套筒(69)为圆筒形，套筒(69)内中部设置有隔板(71)，隔板(71)将套筒(69)分割成上部和下部，套筒下部的侧壁开有漏水孔(70)，套筒上部内壁固定设置有取样管活塞挡圈(67)；取样管活塞(17)活动设置在隔板(71)上，取样管活塞(17)的底部沿圆周外凸，取样管活塞(17)的顶部与导向筒端盖(26)的端盖中心孔(66)匹配；保压筒(23)底部设置有支撑环(19)，支撑环(19)内壁设置有弹簧顶针(68)，取样管(20)上部外壁对应弹簧顶针(68)位置开有卡槽；支撑环(19)上设置有保压筒下端盖(22)，活动翻盖(18)通过铰链与保压筒下端盖(22)连接；取样管(20)依次穿过保压筒上端盖(24)、保压筒下端盖(22)和支撑环(19)设置；补压软管(14)的一端与补压孔(16)连通、另一端与冲击筒排水孔(10)连通，补压软管(14)上设置有单向阀(12)；取样管(20)的底部为圆锥形，卡簧(21)设置在取样管的底部；钢缆(9)的一端固定连接在起吊块(2)上，另一端穿过冲击活塞缸(13)侧壁的通槽、端盖中心孔(66)与取样管活塞(17)的顶部固定连接；冲击筒(7)、支撑筒(33)、冲击活塞缸(13)、导向筒(15)、保压筒(23)、取样管(20)同轴设置。