一種淺表層球閥式保真深海沉積物取樣器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是關于地表鉆進取樣設備領域，特別涉及一種淺表層球閥式保真深海沉積物取樣器。
【背景技術】
[0002]由于天然氣水合物獨特的物理性質(zhì)，其勘探與開采一直是國際難題，國外已經(jīng)進入商業(yè)開采階段，而我國剛剛起步，尚處于勘探初期。在以往的取樣過程中，水合物樣品在到達水面之前已經(jīng)部分或者全部分解。為對取回的水合物樣品進行保存或者實驗，在收集過程中，樣品需保持取樣處的溫度和壓力狀態(tài)。為了滿足以上保存條件，用于取樣的設備和保存工具需要滿足保溫保壓功能，即保真功能，因此對取樣器的密封方式、密封強度、結構等提出了 $父尚要求。
[0003]目前國內(nèi)外常用保真取樣技術主要包括:國際深海鉆探計劃的保壓取樣筒PCB、國際大洋鉆探計劃的保壓取芯器PCS以及一體式深海沉積物取樣器，現(xiàn)有取樣器存在結構復雜，可操作性差等問題，不能滿足我國海洋勘探工作的需要，因此設計一種適用于我國海洋勘探工作需要的深海沉積物取樣器，具有廣闊的應用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種將取樣、密封、保真功能集中到一個筒體中，能解決實際取樣要求，無需配置電機等機構，利用機械原理實現(xiàn)密封，非常適合取樣深度較大工況的取樣器。為解決上述技術問題，本發(fā)明的解決方案是:
[0005]提供一種淺表層球閥式保真深海沉積物取樣器，用于獲取樣品并進行保壓，所述淺表層球閥式保真深海沉積物取樣器包括重力取樣機構、密封機構、緩沖機構；
[0006]所述重力取樣機構包括保壓筒機構、鎖舌機構、氣體補償筒機構;所述保壓筒機構包括外支撐筒、保壓筒、樣品管、卡爪機構、樣品管通水蓋、彈簧上座、閥座、檔柵、框架支架、框架支腳、球閥托板、閥球;外支撐筒為周向開孔的圓柱筒，外支撐筒固定在彈簧上座與閥座之間，并在外支撐筒的兩側通過螺釘固定有左右檔柵，檔柵與設置在外部的框架支架相連;框架支腳與框架支架連接；
[0007]保壓筒為空心圓柱筒，上端設有O型圈密封槽，下端設有用于設置鎖舌機構的凹槽;保壓筒固定在外支撐筒壁的內(nèi)側，且保壓筒的下端固定在閥座上;所述閥座固定在球閥托板上，閥座內(nèi)設有閥球；
[0008]樣品管的上端設有樣品管通水蓋，用于和鎖舌機構相連，樣品管的下端設有臺階，用于固定卡爪機構;卡爪機構的主體為卡爪，卡爪固定在樣品管下端的臺階上，取樣時，樣品能通過卡爪進入樣品管，取樣完畢，卡爪能切斷樣品并阻止樣品回流;樣品管設置在保壓筒的下端，且與保壓筒軸向固定，能實現(xiàn)豎直運動；
[0009]彈簧上座是四角為圓角的正方形板狀結構，彈簧上座固定在保壓筒的上端，彈簧上座的左右兩端都設有突出圓環(huán)，用于固定彈簧的上端；
[0010]所述鎖舌機構設置在保壓筒下端的凹槽內(nèi)，鎖舌機構包括鎖舌、鎖舌推塊，鎖舌通過螺釘固定在保壓筒的下端，鎖舌推塊固定在樣品管通水蓋的凹槽內(nèi)側，突出的鎖舌能在取樣時防止樣品管上移，且在取樣后，鎖舌能通過鎖舌推塊頂開，使樣品管通過上移；
[0011]所述氣體補償筒機構的主體為氣體補償筒，氣體補償筒固定在外支撐筒壁上，并與保壓筒的內(nèi)部相連，用于對樣品管實現(xiàn)保壓；
[0012]所述密封機構包括上封口密封機構、下球閥密封機構；
[0013]上封口密封機構包括密封圓柱體、O型圈、O型圈密封槽，密封圓柱體為鎖舌推塊的圓柱體部分，O型圈密封槽設在保壓筒上端，O型圈置于O型圈密封槽內(nèi)；上封口密封機構能實現(xiàn)軸向密封(利用鎖舌推塊的密封圓柱體作為封口，在樣品管上升推力作用下，插入保壓筒中心孔，通過O型圈密封)；
[0014]下球閥密封機構包括拔銷頂托、拔銷、彈簧、插銷上塊、球閥、閥球固定槽;拔銷頂托為板狀結構，拔銷頂托的中心處設有中心通孔，中心通孔與保壓筒的上端相連，拔銷頂托的左右兩端也分別設有側通孔;拔銷為長直圓柱體，拔銷的上端固定于拔銷頂托的側通孔內(nèi)，下端插入閥球支架上的凹槽中，其中閥球支架為閥球延伸部分；閥球的左右兩端固定有排桿，彈簧的下端固定于排桿一端，彈簧的上端固定在彈簧上座的突出圓環(huán)上；閥球固定槽為中空的長方體固定槽，閥球固定槽的左右兩側分別設有通孔，用于固定閥球支架，閥球固定槽的下端固定于閥球托板，閥球固定槽的上端固定保壓筒；下球閥密封機構能實現(xiàn)閥球觸發(fā)密封(取樣前，拔銷底端插入閥球支架中，閥球支架兩端排桿另一端與彈簧相連，彈簧上端固定在彈簧上座中，待樣品進入樣品管后，樣品管通過鎖舌進入保壓筒中，待樣品進入位置達到指定位置時，樣品管下部鎖舌關閉，阻止樣品管向下滑落；同時樣品管上端將拔銷頂托頂出一定距離，拔銷隨拔銷頂托上移，拔銷下端脫離閥球支架，在彈簧預緊力作用下，閥球支架帶動閥球翻轉90度，實現(xiàn)下端密封)；
[0015]所述緩沖機構包括承重底板和框架頂板，承重底板通過框架頂板與框架支架相連，框架頂板與承重底板之間能灌充緩沖液，框架頂板的底部還設有小孔，用于提供緩沖。
[0016]作為進一步的改進，所述淺表層球閥式保真深海沉積物取樣器還包括鉛重，分別用于設置在球閥托板上、框架支腳處，用于為取樣提供重力。
[0017]作為進一步的改進，所述在樣品管的管壁處涂有隔熱材料，用于實現(xiàn)保溫，且隔熱材料采用陶瓷纖維(該材料具有重量輕、耐高溫、隔熱性能強等特點)。
[0018]作為進一步的改進，所述保壓筒外部涂有隔熱材料，用于實現(xiàn)保溫，且隔熱材料采用陶瓷纖維(該材料具有重量輕、耐高溫、隔熱性能強等特點)。
[0019]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0020]本發(fā)明將樣品管置于保壓筒內(nèi)，簡化了取樣器結構，同時樣品管上下兩端具備密封功能，尤其是下端球閥式密封結構，利用機械原理觸發(fā)，結構緊湊，工作穩(wěn)定，操作難度大大降低，成功率大大提高。
[0021]本發(fā)明能在海底獲取樣品并進行保壓處理，當保壓筒外部涂有隔熱材料時，可同時實現(xiàn)保溫功能。
[0022]本發(fā)明能利用絞車纜繩投放、回收，不需要提供其它動力源即可完成樣品取樣，使用成本較低，特別適合深海、遠海等取樣場合，實用性強。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0024]圖2為本發(fā)明取樣后的結構示意圖。
[0025]圖3為本發(fā)明的球閥組件結構示意圖。
[0026]圖4為本發(fā)明的樣品管組件結構示意圖。
[0027]圖中的附圖標記為:I保壓筒;2閥座;3閥球;4排桿;5固定螺釘;6彈簧;7彈簧上座；8插銷上塊;9鎖舌;10樣品管；11卡爪；12樣品管通水蓋;13鎖舌推塊；14框架支架；15球閥托板；16外支撐筒；17檔柵；18拔銷；19拔銷頂托;20鉛重;21承重底板;22框架頂板;23框架支腳;24球閥組件;25氣體補償筒。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述:
[0029]如圖1、圖2所示的一種淺表層球閥式保真深海沉積物取樣器，用于獲取樣品并進行保壓，所述淺表層球閥式保真深海沉積物取樣器包括重力取樣機構、密封機構、緩沖機構。
[0030]所述重力取樣機構包括保壓筒機構、鎖舌機構、氣體補償筒機構;所述保壓筒機構包括外支撐筒16、保壓筒1、樣品管10、卡爪機構、樣品管通水蓋12、彈簧上座7、閥座2、檔柵17、框架支架14、框架支腳23、球閥托板15、閥球3、樣品管通水蓋12;所述外支撐筒16具體結構為周向開孔的圓柱筒，外支撐筒16固定在彈簧上座7與閥座2之間，并在外支撐筒16的兩側通過螺釘固定有左右檔柵17，檔柵17與設置在外部的框架支架14相連;框架支腳23處設有鉛重20，用于為取樣提供重力。
[0031]保壓筒I具體結構為空心圓柱筒，上端設有O型圈密封槽，下端設有用于設置鎖舌機構的凹槽機構，保壓筒I固定在外支撐筒16壁的內(nèi)側，且保壓筒I的下端固定在閥座2上；保壓筒I外部涂有隔熱材料，用于實現(xiàn)保溫，且隔熱材料采用陶瓷纖維，該材料具有重量輕、耐尚溫、隔熱性能強等特點。
[0032 ] 所述閥座2固定在球閥托板15上，閥座2內(nèi)設有閥球3，球閥托板15上設有用于為取樣提供重力的鉛重20，具體可參考圖3。
[0033]如圖4所示，樣品管10的上端設有樣品管通水蓋12，用于和鎖舌機構相連，樣品管10的下端設有臺階，用于固定卡爪機構;樣品管10與保壓筒I軸向固定，實現(xiàn)豎直運動。樣品管10的管壁處涂有隔熱材料，用于實現(xiàn)保溫，且隔熱材料采用陶瓷纖維，該材料具有重量輕、耐高溫、隔熱性能強等特點。
[0034]卡爪機構的主體為卡爪11，卡爪11固定在樣品管10下端的臺階上;取樣時，樣品通過卡爪11進入樣品管10，取樣完畢，卡爪11能切斷樣品并阻止樣品回流。
[0035]彈簧上座7為四角為圓角的正方形板狀結構，固定于保壓筒I上端，左右兩端設有突出圓環(huán)，用以固定彈簧6上端。
[0036]所述鎖舌機構設置在保壓筒I下端的凹槽內(nèi)，鎖舌機構包括鎖舌9、鎖舌推塊13，鎖舌9通過螺釘固定在保壓筒I的下端，鎖舌推塊13固定在樣品管通水蓋12的凹槽內(nèi)側，突出的鎖