[发明专利]机械手持式深海静水压力驱动取样器

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。目前在使用中的深海取样器种类很多，其中机械手持式采样器在海底定点小范围采样具有自身的优点；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)。因此，有必要提供一种新的机械手持式海底沉积物采样器，对于软、硬沉积物均可被采集，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或者ROV利用水下的机械手操作，在海底小范围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、顶盖。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。上端盖开有进水孔，高压筒的内腔通过进水孔与外界连通。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。

上活塞杆以穿过顶盖后、穿过配流阀芯、再穿过配流阀体的底部的方式设置。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。

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，该两条平行的环形沟槽分别为上部环形沟槽和下部环形沟槽，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。

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，其中中部内凹形成圆环形通水槽。

取样筒部件包括插筒、刀筒和衬筒。刀筒的顶盖的直径与导向筒内径匹配，刀筒与导向筒形成滑动配合，下活塞杆的底部与刀筒的顶盖固定连接，刀筒的顶盖开有排水通孔。插筒设置在刀筒内，插筒的底部为圆锥形，插筒的下部与刀筒的下部固定连接，插筒的上部与刀筒内壁具有间隙。衬筒设置在刀筒内，衬筒下部设置在插筒与刀筒之间的间隙中，并与刀筒形成滑动配合，衬筒的顶部设置有衬筒盖，衬筒盖上开有通孔，衬筒盖的下设置有挡圈，衬筒盖与挡圈之间设置有金属滤网。

本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：它利用了深海静水压力能，结合了“重力驱动”和“振动驱动”两种驱动形式，能够利用取样器本身的重力势能和深海静水压力能进行工作，而不需要由深潜器提供动力，能适应海底复杂工况和实现设备轻量化，既能对深海的软沉积物进行采集，又可以对较硬的沉积物进行采集，且在对较硬沉积物的采集方式上具有其独特的优势。本发明装置操作简单，是一套专门供ROV和载人深潜器在深海利用机械手进行沉积物采样的无源采样装置。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图；