RU2777774C1

RU2777774C1 - Sampling device

Info

Publication number: RU2777774C1
Application number: RU2021135227A
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Трапезников; Вера Николаевна Трапезникова; Александр Васильевич Коржавин; Сергей Григорьевич Кузовников
Filing date: 2021-11-30
Publication date: 2022-08-09

Abstract

FIELD: silty deposits sampling.

SUBSTANCE: invention relates to devices for sampling silty deposits of fluid and viscous consistency. A sampling device is disclosed, consisting of a rod attached to a hollow cylinder, the upper end of which is equipped with a hinged cover, while the lower part of the hollow cylinder, with the possibility of free movement, is placed in an additional pipe, the outer surface of which is equipped with one horizontal and several vertical blades, moreover, the inner surface contains a comb facing the teeth down into the annular groove, and the outer surface of the hollow cylinder is equipped with one or more stops installed through the mounting hole in the additional pipe opposite the annular groove, in addition, on the lower parts of the hollow cylinder and the additional pipe provided with holes, a sleeve made of waterproof material is attached.

EFFECT: invention ensures complete opening of the bottom of the hollow cylinder and more reliable closing when the sampler is lifted by eliminating slots.

4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для отбора проб илистых отложений текучей и вязкотекучей консистенции и может быть использовано для осуществления пробоотбора с различных глубин любых водоемов и колодцев. Наиболее широкое применение изобретение может найти при опробовании озерных сапропелевых отложений и других донных отложений соответствующей консистенции.The invention relates to devices for sampling silty deposits of fluid and viscous consistency and can be used for sampling from various depths of any reservoirs and wells. The invention can be most widely used when testing lacustrine sapropel deposits and other bottom sediments of the appropriate consistency.

Известно аналогичное устройство для опробования донных отложений, содержащее колонковую трубу, снабженную в нижней части режущим башмаком. На верхнем конце колонковой трубы посажена направляющая трубка, на которой крепится стальная труба, служащая для установки грузов переменного веса, а также для монтажа четырех стабилизаторов. При этом один из стабилизаторов снабжен плоской крышкой и подвижно установлен на оси. При ослаблении в момент удара грунтоноса о дно фиксатор принимает вертикальное положение, что позволяет крышке во время извлечения трубки перекрывать верхнее отверстие грунтоноса, предотвращая выпадение пробы (смотри И.Г. Шелковников, А.В. Лукошков. Технические средства подводного разведочного бурения и опробования. Из-во ЛГУ, Л., 1979, стр. 77-78).A similar device for testing bottom sediments is known, containing a core barrel equipped with a cutting shoe in the lower part. At the upper end of the core barrel there is a guide tube, on which a steel pipe is attached, which serves to install variable weight loads, as well as to mount four stabilizers. In this case, one of the stabilizers is provided with a flat cover and is movably mounted on the axis. When loosened at the moment of impact of the soil carrier on the bottom, the latch assumes a vertical position, which allows the cover to block the upper opening of the soil carrier during the extraction of the tube, preventing the sample from falling out (see I.G. Shelkovnikov, A.V. Lukoshkov. Technical means of underwater exploration drilling and sampling. From Leningrad State University, L., 1979, pp. 77-78).

Недостатком аналога является сомнительная возможность опробования текучих отложений, поскольку в нем отсутствует устройство запирающее нижний конец грунтозаборника.The disadvantage of analog is the doubtful possibility of testing fluid deposits, since it lacks a device that locks the lower end of the soil intake.

Известно аналогичное устройство для отбора проб текучего материала, содержащее вертикально смонтированную грунтопроводную трубу, соединенную с вохдухопроводной трубой, связанной с с магистралью для подачи сжатого воздуха и расположенной параллельно грунтопроводной трубе, и пробоотборник выполненный в виде охватывающего верхнюю половину грунтопроводной трубы стакана, причем грунтопроводная труба жестко закреплена в стакане, а верхний торец грунтопроводной трубы смонтирован ниже верхнего торца стакана на 1/6 част длины стакана, при этом соединение грунтопроводной и воздухо проводной труб осуществлено посредством ввода нижнего торца воздухопроводной трубы в боковую стенку грунтопроводной трубы на высоте 2 сантиметра от нижнего торца грунтопроводной трубы (смотри патент РФ №2030729, МПК G01N 1/20, G01N 1/10, опубликованный 1995, март 10).A similar device for sampling a fluid material is known, containing a vertically mounted ground pipe connected to an air pipe connected to a line for supplying compressed air and located parallel to the ground pipe, and a sampler made in the form of a glass covering the upper half of the ground pipe, and the ground pipe is rigidly is fixed in the sleeve, and the upper end of the ground pipe is mounted below the upper end of the sleeve by 1/6 part of the length of the sleeve, while the connection of the ground and air pipes is carried out by inserting the lower end of the air pipe into the side wall of the ground pipe at a height of 2 centimeters from the lower end of the ground pipe pipes (see RF patent No. 2030729, IPC G01N 1/20, G01N 1/10, published 1995, March 10).

Недостатком аналога является, дополнительное разжижение опробуемого материала струей воды при его извлечении и нарушение структуры образца, что исключает обеспечение качественной и количественной оценки взятой пробы, а также возможность опробования только верхнего слоя опробуемой залежи.The disadvantage of the analogue is the additional dilution of the tested material with a jet of water during its extraction and violation of the structure of the sample, which excludes the provision of a qualitative and quantitative assessment of the sample taken, as well as the possibility of testing only the upper layer of the tested deposit.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков, является универсальный пробоотборник донных отложений и бурового шлама, представляющий собой полый цилиндр, к которому при помощи сварки либо иного способа крепится ручка разборного типа, секции которой скреплены между собой через отверстия в концевых участках болтами, причем конец пробоотборника выполнен скошенным и заостренным, цилиндр выполнен снабженным движущимися пластинами на креплении (соединении) шарнирного типа, первая пластина закреплена изнутри, вторая пластина - в верхней части. (смотри патент РФ №73396 U1, МПК Е21В 49/02, опубликованный 2008,05,20, выбран в качестве прототипа)The closest device for the same purpose to the claimed invention in terms of a combination of features is a universal sampler of bottom sediments and drill cuttings, which is a hollow cylinder, to which a collapsible type handle is attached by welding or otherwise, the sections of which are fastened together through holes in the end sections bolts, and the end of the sampler is made beveled and pointed, the cylinder is made equipped with moving plates on a mount (connection) of a hinge type, the first plate is fixed from the inside, the second plate is in the upper part. (see RF patent No. 73396 U1, IPC E21B 49/02, published 2008.05.20, selected as a prototype)

Недостаток прототипа состоит в том, что устройство неработоспособно. В формуле полезной модели указано, что пробоотборник (позиция 1 в прототипе), выполнен в виде полого цилиндра.The disadvantage of the prototype is that the device is inoperable. The formula of the utility model indicates that the sampler (position 1 in the prototype) is made in the form of a hollow cylinder.

Первая пластина (позиция 4 в прототипе) закреплена изнутри на шарнире (позиция 3 в прототипе). Так как первая пластина закреплена изнутри цилиндра, значит форма этой пластины (позиция 4 в прототипе) в виде круглого диска. На фигуре 1 прототипа (позиция 10) видно, что пластина стоит вертикально! Чтобы пластина заняла данное вертикальное положение, полый цилиндр (позиция 1 прототипа) должен быть квадратным или прямоугольным. Так как в формуле указан полый цилиндр, то диск, закрепленный на шарнире за его край поднимется вверх, примерно на 20-25 градусов. А вертикально не сможет встать! Вход в полый цилиндр будет в виде узкой щели чуть приоткрыт.The first plate (position 4 in the prototype) is fixed from the inside on the hinge (position 3 in the prototype). Since the first plate is fixed from the inside of the cylinder, it means that the shape of this plate (position 4 in the prototype) is in the form of a round disk. Figure 1 of the prototype (position 10) shows that the plate is vertical! In order for the plate to occupy this vertical position, the hollow cylinder (position 1 of the prototype) must be square or rectangular. Since a hollow cylinder is indicated in the formula, the disk attached to the hinge by its edge will rise up by about 20-25 degrees. And he can't stand upright! The entrance to the hollow cylinder will be slightly ajar in the form of a narrow slot.

Техническая задача состоит в том, что необходимо обеспечить работоспособность пробоотборника.The technical problem is that it is necessary to ensure the operability of the sampler.

Технический результат - обеспечить полное открывание низа полого цилиндра и более надежное закрывание при подъеме пробоотборника, путем исключения щелейEFFECT: ensuring complete opening of the bottom of the hollow cylinder and more reliable closing when the sampler is lifted, by eliminating slots

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для отбора проб состоящем из штанги, прикрепленной к полому цилиндру, верхний торец которого оборудован откидной крышкой, особенность заключается в том, что нижняя часть полого цилиндра с возможностью свободного перемещения размещена в дополнительной трубе, наружная поверхность которой снабжена одной горизонтальной и несколькими вертикальными лопастями, причем внутренняя поверхность содержит гребенку, обращенную зубьями вниз в кольцевой паз, а наружная поверхность полого цилиндра, оборудована одним или несколькими упорами, устанавливаемыми через монтажное отверстие в дополнительной трубе напротив кольцевого паза, кроме того, на нижних частях полого цилиндра и дополнительной трубы, снабженной отверстиями, закреплен рукав из водонепроницаемого материала.The specified technical result is achieved by the fact that in the well-known sampling device consisting of a rod attached to a hollow cylinder, the upper end of which is equipped with a hinged cover, the feature is that the lower part of the hollow cylinder is placed in an additional pipe with the possibility of free movement, the outer surface which is equipped with one horizontal and several vertical blades, and the inner surface contains a comb facing the teeth down into the annular groove, and the outer surface of the hollow cylinder is equipped with one or more stops installed through the mounting hole in the additional pipe opposite the annular groove, in addition, on the lower parts of a hollow cylinder and an additional pipe provided with holes, a sleeve made of a waterproof material is fixed.

Дополнительно изобретение характеризуется тем, что откидная крышка снабжена упором.Additionally, the invention is characterized in that the hinged lid is provided with a stop.

Дополнительно изобретение характеризуется тем, что дополнительная труба снабжена шнуром, зацепленным за горизонтальную лопасть, причем длина шнура равна длине штанги.Additionally, the invention is characterized by the fact that the additional pipe is provided with a cord hooked to a horizontal blade, the cord being equal in length to the length of the rod.

Дополнительно изобретение характеризуется тем, что ось штанги совпадает с осью полого цилиндра.Additionally, the invention is characterized by the fact that the axis of the rod coincides with the axis of the hollow cylinder.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

Фигура 1 - низ устройства перед опусканием в водоем.Figure 1 - the bottom of the device before lowering into the pond.

Фигура 2 - верх устройства в положении при опускании в сапропель.Figure 2 - the top of the device in position when lowering into sapropel.

Фигура 3 - вид по А-А.Figure 3 - view along A-A.

Фигура 4 - часть развертки внутренней поверхности дополнительной трубы.Figure 4 - part of the development of the inner surface of the additional pipe.

Фигура 5 - низ устройства после скручивания рукава.Figure 5 - the bottom of the device after twisting the sleeve.

На чертежах изображено. Штанга 1, элементы крепления 2 штанги к полому цилиндру 3. На чертеже изображены два элемента крепления из трех. Прикрепленный к верху полого цилиндра 3 кронштейн 4 с осью 5, на которой закреплена откидная крышка 6, хвостовик которой снабжен упором 7 взаимодействующим с кронштейном 4. Упор 7 не позволяет подняться откидной крышке на больший угол при погружении устройства. Дополнительная труба 8, на наружной поверхности содержит горизонтальную лопасть 9 и четыре вертикальные лопасти 10. На внутренней поверхности дополнительной трубы 8 выполнен кольцевой паз 11 и гребенка 12, зубья которой обращены к кольцевому пазу 11. Упоры 13, в виде круглых гаек, вводятся через монтажное отверстие 14 в дополнительной трубе 8 и накручиваются на винты 15. В самом низу снаружи полого цилиндра делается кольцевая ступенчатая проточка 16. На низ полого цилиндра надевается рукав 17 и затягивается, например, хомутом. В самом низу дополнительной трубы делается кольцевая проточка 18. На низ дополнительной трубы надевается рукав 17 и затягивается, например, хомутом. При скручивании рукава 17, он начнет отходить от внутренней поверхности дополнительной трубы 8 и чтобы в этом месте не образовывался вакуум, который будет препятствовать скручиванию рукава 17 в нижней части дополнительной трубы 8 выполнены отверстия 19. К горизонтальной лопасти 9 прикреплен шнур (на чертеже не показан), длина которого равна длине штанги 1. Монтажное отверстие 14 желательно заклеить скотчем (на чертеже не показан), для предотвращения попадания сапропеля.The drawings show. Rod 1, fastening elements 2 of the rod to the hollow cylinder 3. The drawing shows two of the three fastening elements. Attached to the top of the hollow cylinder 3 is a bracket 4 with an axis 5, on which a hinged cover 6 is fixed, the shank of which is provided with a stop 7 interacting with the bracket 4. The stop 7 does not allow the hinged cover to rise to a greater angle when the device is immersed. Additional pipe 8, on the outer surface contains a horizontal blade 9 and four vertical blades 10. An annular groove 11 and a comb 12 are made on the inner surface of the additional pipe 8, the teeth of which face the annular groove 11. Stops 13, in the form of round nuts, are inserted through the mounting hole 14 in the additional pipe 8 and screwed onto the screws 15. At the very bottom, outside the hollow cylinder, an annular stepped groove 16 is made. A sleeve 17 is put on the bottom of the hollow cylinder and tightened, for example, with a clamp. An annular groove 18 is made at the very bottom of the additional pipe. Sleeve 17 is put on the bottom of the additional pipe and tightened, for example, with a clamp. When twisting the sleeve 17, it will begin to move away from the inner surface of the additional pipe 8 and so that a vacuum does not form in this place, which will prevent the sleeve 17 from twisting, holes 19 are made in the lower part of the additional pipe 8. A cord is attached to the horizontal blade 9 (not shown in the drawing). ), the length of which is equal to the length of the rod 1. It is desirable to seal the mounting hole 14 with adhesive tape (not shown in the drawing) to prevent sapropel from entering.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Исходное положение устройства изображено на фигуре 1. При опускании устройства в сапропель, благодаря горизонтальной лопасти 9 дополнительная труба 8 приподнимается, и упоры 13 разместятся в кольцевом пазе 11. Набегающий поток жидкости через полую трубу 8 откроет откидную крышку 6. Опускаем устройство на нужную глубину и начинаем вращать штангу 1 по часовой стрелке. На фигуре 4 показано местоположение упора 13, когда он находится в кольцевом пазе 11 при скручивании рукава 17, выполненного, например из полиэтилена. При этом вертикальные лопасти 10 удерживают дополнительную трубу 8 от поворота. Рукав 17 начинает скручиваться (смотри фигуру 5). Длину рукава 17 и необходимое число поворотов полого цилиндра 3 относительно дополнительной трубы 8 определяют предварительно опытным путем. Если консистенция илистого отложения жидкотекучая и дополнительная труба 8 не может удержаться в поднятом положении, то тогда за шнур (на чертеже не показан) прикрепленный к горизонтальной лопасти 9 приподнимают дополнительную трубу 8. После скручивания рукава 17 начинаем извлекать устройство. При этом упоры 13 входят между зубьев гребенки 12. Самопроизвольное раскручивание рукава 17 исключается. Откидная крышка 6 закрывается набегающим потоком сапропеля. После извлечения всего устройства из водоема приподнимаем дополнительную трубу 8 и крутим ее против часовой стрелки, удерживая при этом полый цилиндр 3. Рукав 17 раскручивается и проба извлекается. После промывки устройства водой его приводят в исходное положение (смотри фигуру 1). Заклеивают скотчем монтажное отверстие 14. Устройство полностью готово к работе.The initial position of the device is shown in figure 1. When the device is lowered into sapropel, thanks to the horizontal blade 9, the additional pipe 8 rises, and the stops 13 will be placed in the annular groove 11. The oncoming flow of fluid through the hollow pipe 8 will open the hinged cover 6. We lower the device to the desired depth and We start to rotate the bar 1 clockwise. The figure 4 shows the location of the stop 13 when it is in the annular groove 11 when twisting the sleeve 17, made, for example, of polyethylene. In this case, the vertical blades 10 keep the additional pipe 8 from turning. Sleeve 17 begins to curl (see figure 5). The length of the sleeve 17 and the required number of rotations of the hollow cylinder 3 relative to the additional pipe 8 is determined in advance by experience. If the consistency of the silt deposit is fluid and the additional pipe 8 cannot be kept in the raised position, then the additional pipe 8 is lifted by the cord (not shown in the drawing) attached to the horizontal blade 9. After twisting the sleeve 17, we begin to remove the device. In this case, the stops 13 enter between the teeth of the comb 12. Spontaneous unwinding of the sleeve 17 is excluded. The hinged cover 6 is closed by the oncoming flow of sapropel. After removing the entire device from the reservoir, we lift the additional pipe 8 and twist it counterclockwise, while holding the hollow cylinder 3. The sleeve 17 unwinds and the sample is removed. After washing the device with water, it is returned to its original position (see figure 1). Seal the mounting hole 14 with adhesive tape. The device is completely ready for operation.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:Thus, the above information testifies to the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования при отборе в водоемах проб илистых отложений текучей и вязкотекучей консистенции- a means that embodies the claimed invention in its implementation, is intended for use in sampling silt deposits of fluid and viscous consistency in reservoirs

- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;- for the claimed device in the form as it is described in the independent paragraph of the stated claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known before the priority date is confirmed;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечивать достижение усматриваемого заявителем технического результата.- a means that embodies the claimed invention in its implementation, capable of achieving the technical result perceived by the applicant.

преимущество изобретения состоит в том, что устройство становится работоспособным. Скручивание рукава исключает даже протекание воды через скрутку.the advantage of the invention is that the device becomes operable. Twisting the sleeve eliminates even the flow of water through the twist.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

1. A sampling device consisting of a rod attached to a hollow cylinder, the upper end of which is equipped with a hinged cover, characterized in that the lower part of the hollow cylinder, with the possibility of free movement, is placed in an additional pipe, the outer surface of which is provided with one horizontal and several vertical blades, and the inner surface contains a comb facing downwards with teeth into the annular groove, and the outer surface of the hollow cylinder is equipped with one or more stops installed through the mounting hole in the additional pipe opposite the annular groove, in addition, on the lower parts of the hollow cylinder and the additional pipe equipped with holes, a sleeve made of waterproof material is fixed.

2. Sampling device according to claim 1, characterized in that the hinged lid is provided with a stop.

3. Sampling device according to claim 1, characterized in that the additional pipe is equipped with a cord hooked to a horizontal blade, and the length of the cord is equal to the length of the rod.

4. Sampling device according to claim 1, characterized in that the axis of the rod coincides with the axis of the hollow cylinder.