[发明专利]机械手持式深海静水压力驱动保真取样器

说明书

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，涉及一种利用深海原位静水压力能驱动采样的机械手持式可保压的深海取样器，适合于海底各类软岩层的钻探取芯。

技术背景

对于在海下一定深度作业的设备而言，海洋静水压力能是一个可供选择的能量来源。其中机械手持式采样器因为在海底操作方便而使用广泛。但是，对于机械手持式采样器，一般都需要由载人深潜器或者ROV为其提供动力能源；对于深海作业的潜器来说，就需要为了上述目的而携带更多的能源装备，这无疑是一种负担，而且会影响到深潜器的工作效率。而且对于一般的机械手持式采样器，它只能采集非常软的沉积物样品，对于硬度较大的深海沉积物就无能为力(如：CN02150917.4；CN02280131.6)，有些采样器虽然可以用于对较硬沉积物进行取样，但是不能实现样品的保压。因此，有必要提供一种新的机械手持式海底沉积物可保压采样器，对于软、硬沉积物均可被采集，还可以实现对样品的保真，能适应海底复杂工况和设备轻量化。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种机械手持式深海静水压力驱动保真取样器，该取样器适合海底各类软岩层的钻探取芯，可通过深海载人深潜器利用水下的机械手操作，在海底小范围的进行具有针对性的采样分析。

本发明包括机械手持部件、冲击驱动部件、取样筒部件。

机械手持部件包括竖直固定设置在上端盖顶部的手持杆，手持杆外套有弹簧，手柄与手持杆配合连接，可以沿手持杆上下滑动。

冲击驱动部件包括上端盖、冲击筒、下端盖、高压筒、配流阀、导向筒、支撑筒、上活塞杆、下活塞杆、驱动活塞。上端盖和下端盖分别固定在冲击筒的两个端面上，导向筒设置在下端盖的下部，配流阀和支撑筒设置在高压筒内，高压筒的两端分别与上端盖和下端盖固定连接，支撑筒的底部与下端盖固定连接、顶部与配流阀的底部固定连接，冲击筒、高压筒、支撑筒和导向筒同轴设置，冲击筒内设置有皮囊。上端盖开有进水孔，高压筒的内腔通过进水孔与外界连通，下端盖开有补压孔，补压孔上设置有单向阀。支撑筒的下部和高压筒的下部对应位置开有通孔。驱动活塞设置在支撑筒内，上活塞杆的底部以及下活塞杆的顶部均与驱动活塞固定连接。所述的配流阀包括配流阀芯和套置于配流阀芯外的配流阀体，配流阀体的顶部与顶盖固定连接，顶盖与高压筒的侧壁固定连接。

上活塞杆依次穿过顶盖、配流阀芯和配流阀体的底部设置。沿上活塞杆的圆周由上至下依次开有上环形槽、中上环形槽、中下环形槽和下环形槽，沿上活塞杆的中心轴开有上中心孔和下中心孔，上中心孔的一端开口于上活塞杆的顶部、另一端与上环形槽底部开口连通，下中心孔的一端开口于上活塞杆的底部、另一端与中上环形槽底部开口连通，下环形槽底部开口与下中心孔相连通。下活塞杆穿过下端盖设置，下活塞杆的底部与取样筒部件中的保压筒的顶部固定连接。

所述的配流阀体为圆柱筒形，外径与高压筒的内径匹配，配流阀体的内壁中部沿圆周开有两条平行的环形沟槽，配流阀体的侧壁沿同一轴线分别开有上通水管和下通水管。上通水管的一端与顶盖开设的通水口连通、另一端开口于上部环形沟槽的底部；下通水管的一端直接开口于配流阀体的底部、另一端开口于下部环形沟槽的底部。配流阀体侧壁的上部沿径向开有上通水孔、下部沿径向开有下通水孔、中部沿径向开有排水孔，上通水孔、下通水孔和排水孔分别与高压筒侧壁的开孔位置对应，顶盖侧壁对应上通水孔位置开有通水孔。

所述的配流阀芯包括三段圆柱体，上、下两段的直径与配流阀体的内径匹配，中间段的直径小于上、下两段的直径，配流阀芯整体的纵截面为工字形，其中中部内凹成圆环形通水槽。

取样筒部件包括保压筒、取样管、活动翻盖、封口活塞、弹簧锁舌。所述的保压筒的截面为凸字形，保压筒上开有压力补偿孔，保压筒内设置有活动翻盖和保压筒下端盖，保压筒下端盖的中心开有中心孔，活动翻盖通过铰链与保压筒下端盖连接，位置与中心孔对应。取样管穿过中心孔设置，取样管的底部为圆锥形，取样管的顶部与取样管座固定连接，取样管座上设置有封口活塞，保压筒内对应取样管位置设置有弹簧锁舌。钢丝绳穿过保压筒顶部，一端与封口活塞固定连接、另一端与机械手连接。补压软管的一端通过单向阀与补压孔连通、另一端与压力补偿孔连通。