[发明专利]一种适用于高取样率海底表层沉积物取样器及取样方法

说明书

本发明公开了一种适用于高取样率海底表层沉积物取样器及取样方法，取样器包括挤样装置、取样管总成和海捞装置，所述的取样管总成包括取样管、气密件、连接杆和手柄，取样管两端开口，取样管的下端设有海捞装置，取样管的上端与气密件密封连接，手柄通过连接杆固定在气密件上端面上，取样管侧壁上均设有若干排水孔，排水孔实现取样管内腔和外界的连通，取样管内设有活塞；所述的气密件上设有通孔，通孔的一端连通取样管内腔上端，通孔的另一端连接挤样装置。本发明操作方便、结构简单、紧凑、易于加工制造、取样效率高、转移效果好、可靠性高，特别适合于如载人潜水器、无人潜水器、ROV等水下作业装备进行海底表层沉积物的取样，而且转移时对样品的扰动小。

技术领域

本发明涉及一种海底表层沉积物取样装置，尤其是涉及一种适用于高取样率海底表层沉积物取样器及取样方法。

背景技术

海底表层沉积物是液-固两相交界的区域，在液-固界面上时刻发生着物理、化学和生物变化的过程，其中蕴藏了极其丰富的矿产资源，包括石油、可燃冰、多金属结核、富钻结壳、热液硫化物、海洋生物、天然气水合物以及黏土矿物等，这些资源对认识海洋的形成和演变具有重要意义。然而，目前大多数机械手持式海底表层沉积物取样器的取样管功能简单，由于排水的需要，在取样管的上端径向设有多个排水孔，在取样管完成海底表层沉积物取样后，当机械手操控取样管从海底表层沉积物上拔时，由负压的作用，海水会从取样管上端的排水孔倒流入取样管内，再者取样管内壁十分光滑，极易造成已取得的沉积物样品流失，导致沉积物扰动过大及取样率不高。因此，研制可靠取样率高的海底表层取样器，为海底表层沉积物的研究提供了重要保障，而其中最关键的环节就是如何防止已取沉积物样品流失，在低扰动下保持取样效率高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种操作方便、结构简单、紧凑、易于加工制造、取样效率高、转移时对样品扰动小、可靠性高的高取样率海底表层沉积物取样器及取样方法。

本发明采用的技术方案：一种适用于高取样率海底表层沉积物取样器，包括挤样装置、取样管总成和海捞装置，所述的取样管总成包括取样管、气密件、连接杆和手柄，取样管两端开口，取样管的下端设有海捞装置，取样管的上端与气密件密封连接，手柄通过连接杆固定在气密件上端面上，取样管侧壁上均设有若干排水孔，排水孔实现取样管内腔和外界的连通，取样管内设有活塞；所述的气密件上设有通孔，通孔的一端连通取样管内腔上端，通孔的另一端连接挤样装置。

上述的适用于高取样率海底表层沉积物取样器中，取样管为阶梯轴，上部直径大于下部，气密件底端设有盲孔，盲孔的顶面与气密件上的通孔连通；取样管上部插装在气密件盲孔内；气密件底端与气密件端盖管螺纹连接，气密件端盖中心孔直径小于取样管上部直径，气密件底端至盲孔顶面的距离大于取样管上部长度；所述的排水孔设置在取样管的上部，排水孔位于同一水平面内；所述的气密件盲孔侧壁上设有多个排水孔I，多个排水孔I位于同一水平面内；排水孔的上方至少设有两密封槽，排水孔的下方至少设有一密封槽，密封槽内设有密封圈；取样管顶端与盲孔顶面接触时，排水孔I与排水孔连通；取样管的轴肩与气密件端盖接触时，排水孔I与排水孔密封。

上述的适用于高取样率海底表层沉积物取样器中，所述的挤样装置包括针阀及阀连接管，气密件上通孔的上端通过阀连接管与针阀连通，活塞侧壁上设有密封槽，密封槽内设有密封圈。

上述的适用于高取样率海底表层沉积物取样器中，所述的海捞装置包括圆环桶及若干弹性片，弹性片下端安装在圆环桶上，圆环桶与取样管管体螺接。

一种利用上述的适用于高取样率海底表层沉积物取样器的适用于高取样率海底表层沉积物取样方法，包括如下步骤：

（1）利用水下机器人的机械手抓取所述的适用于高取样率海底表层沉积物取样器的手柄，将适用于高取样率海底表层沉积物取样器移动到垂直于海底表层沉积物表面的位置；

（2）操控机械手下压，将适用于高取样率海底表层沉积物取样器压入海底表层沉积物中，直到取样管全部压入海底沉积物表层为止；