[实用新型]海底沉积物柱状取样器及其搭载于原位测量系统的取样器

说明书

海底沉积物柱状取样器及其搭载于原位测量系统的取样器，其取样管包括内衬管、外管；其切样头包括套管、转轴、L形限位架、花瓣式挡片和刀头；刀头后段侧面开有若干矩形孔，套管的前端套于刀头后段、后端套于外管；套管内设有两处限位台，分别对内衬管和刀头限位；套管前段外壁开多个矩形窗，矩形窗上通过转轴安装一带花瓣式挡片的L形限位架；刀头后端插入套管内之后，L形限位架同时插入套管的矩形窗和刀头的矩形孔中。本实用新型结构简单，结实耐用，外管后端连接法兰可借助原位测量系统的贯入驱动力实现沉积物取样，无需额外配重，取样与原位测量同步进行，提高了工作效率；采样位置与声学特性原位测量位置保持一致，利于后期的测试数据分析。

技术领域

本实用新型属于海底沉积物取样技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种海底沉积物柱状取样器及其搭载于原位测量系统的取样器。

背景技术

海底沉积物的声学特性（声速和声衰减系数）与沉积物自身的物理性质（如密度、孔隙度、平均粒径等）密切相关，建立两者之间的关系是海底沉积声学研究的重要内容，在海洋声场预报、海洋工程勘察和海底资源勘探等领域也有重要应用。利用取样器采集海底沉积物样品并在实验室进行测试是获得沉积物声学特性和物理性质的传统方式。为了消除取样过程对沉积物的扰动以及样品所处环境的变化对测试结果的影响，近年来发展了多种沉积物声学特性原位测量技术。从原理上而言，这些原位测量技术可以分为垂向测量方式和横向测量方式两种。所谓垂向测量方式，是将声学传感器阵列固定在柱状取样器外壁，借助取样器贯入沉积物中，通过接收垂向传播的声波信号来推算沉积物在垂向上的声学特性平均值，同时可以利用取样器获得沉积物样品，如专利201010293649.9（海底沉积声学参数原位测量装置）所描述的那样。所谓横向测量方式，如专利201010265697.7（基于液压驱动贯入的海底沉积物声学特性原位测量系统）和201610084096.3（压载贯入式海底沉积物声学特性原位测量装置）所公开的那样，是借助液压或压载动力，将固定于活动压盘上的多个声学换能器探杆同步贯入沉积物，通过接收在探杆间横向传播的声波信号来推算沉积物横向的声学特性。

相对而言，采用横向测量方式的沉积物声学特性原位测量系统尚不具备海底取样功能，而额外利用取样器不仅费时费力，而且也难以保证取样位置与原位测量位置的准确一致，从而不利于沉积物声学特性与物理性质关系的建立，因此有必要设计一种适用于这类原位测量系统的沉积物取样装置。

发明内容

本实用新型提出了一种海底沉积物柱状取样器及其搭载于原位测量系统的取样器，能够安装在液压贯入式或压载贯入式沉积物声学特性原位测量系统的活动压盘上，与声学换能器探杆同步贯入沉积物中，在进行沉积物声学特性原位测量的同时，取得同一位置上的沉积物柱状样品，以用于后期的物理性质测试分析。

一种海底沉积物柱状取样器，其特征在于包括取样管和安装在取样管前端的切样头两部分，其中取样管包括内部装有内衬管的外管；切样头包括套管、转轴、多个L形限位架、多个花瓣式挡片和刀头；所述刀头用于取样器贯入沉积物中时切割样品，刀头内腔为圆柱形，内径与内衬管的内径一致；刀头的后段为细管，且侧面开有若干矩形孔；刀头前端为刀口，刀头前段外径的最大处与套管的外径相同；

所述套管的前端套于刀头的后段之外，后端套于外管之外；套管内部设有两处限位台，分别用于对内衬管和刀头进行限位；套管前段的外壁上开有多个矩形窗，每个矩形窗上通过转轴安装一个L形限位架，每个L形限位架上固定一个花瓣式挡片，所述L形限位架可以绕转轴在矩形窗范围内转动；所述花瓣式挡片为扇形金属薄片，固定于L形限位架的下部，随L形限位架绕转轴转动，当转动到与套管管壁垂直的部位，可将内衬管封堵，当转动到与套管管壁平行时，使内衬管与切样头相通，容许样品通过；刀头的后端插入套管内之后，L形限位架同时插入套管的矩形窗和刀头的矩形孔中，并对刀头进行限位。