[发明专利]同时实现多环境条件下时序采样的深海沉积物采样装置

说明书

本发明涉及深海取样技术，旨在提供一种同时实现多环境条件下时序采样的深海沉积物采样装置。该装置包括安装在固定装置上的三个原位密封舱和两个注入模块；原位密封舱内部设有时序采样模块，至少包括三组相同结构的采样单元；采样单元中包括充油电机、丝杠，以及多组嵌套安装的取样筒和保存筒；注入模块包括充油电机、丝杠和存放筒，每个注入模块对应着一个原位密封舱，并通过耐压软管分别连接水样保存空间和样品保存空间；在各原位密封舱中设有多个电池，用于为各电机供电。本发明能够实现多环境条件、长间隔时序采样，在装置回收过程中实现保温；该装置还能够获取相同采样条件下的对照样品，监测采样过程中样品参数变化。

技术领域

本发明涉及深海取样技术，特别涉及一种同时实现多环境条件下时序采样的深海沉积物采样装置。

背景技术

天然气水合物含量高、污染小，因其巨大的能源潜力和环境效应备受瞩目。天然气水合物只有在低温高压的条件下才能稳定存在，外部环境的变化极容易导致分解，从而引发甲烷渗漏。因此，研究海水-沉积物界面的甲烷渗漏对于天然气水合物勘探具有重要的理论和实践意义。目前对海底甲烷释放的碳循环模式，尤其是海水-沉积物界面甲烷复杂的物理-化学-生物转换规律认识不清楚。由于深海观测存在进入困难、周期长的实际情况，因此在大范围观测时，存在成本高、大型仪器装备运维难度大等诸多难题。

海底水合物分解释放出的甲烷，通过最典型的冷泉活动等排放方式，历经复杂的生物地球化学过程，甲烷可能以气泡形式上升，或扩散至上覆水柱。此外，海水中的有机碳与无机碳会以各种形式发生碳沉降。在深海碳循环通量计算过程中，会涉及沉积物-海水界面的碳循环净通量的内容。因此，在样品采集和保存时需要为沉积物样品提供碳注入、碳释放和原位环境下的对比参照条件，确定沉积物样品碳释放与碳吸收的通量。但是在目前的公开报道中，尚未见到关于多种参照条件下的深海取样技术的研究成果记载内容。

因此，提出一种能够对深海碳储存过程进行长周期连续原位采样、并对化学参数变化进行在线监测的技术，对于研究深海环境下碳储存过程作用机理是十分必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种同时实现多环境条件下时序采样的深海沉积物采样装置。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种同时实现多环境条件下时序采样的深海沉积物采样装置，包括：安装在固定装置上的三个原位密封舱和两个注入模块；

所述原位密封舱是顶端密封的中空腔体，在底部的开口端设有腔体密封板；在腔体内部设有时序采样模块，至少包括三组相同结构的采样单元；采样单元中包括充油电机、丝杠，以及多组嵌套安装的取样筒和保存筒；各保存筒以底部开口端嵌装在腔体密封板上的通孔中，其上部设有活塞且在开口端设有翻板阀门；每个保存筒内部嵌套布置一个取样筒且其上端固定在活塞下方，取样筒内部为样品保存空间；充油电机的输出端通过丝杠接至活塞杆，能够驱动取样筒在保存筒内垂直位移；在腔体密封板上设有与各采样单元配套的插销电机，其输出端通过动作切换机构连接至各翻板阀门以实现阀门开关；

所述注入模块包括充油电机、丝杠和存放筒，存放筒为两端封闭且内设活塞的筒状结构，活塞下方为水样保存空间；充油电机的外壳通过数根支撑杆与存放筒连接，其输出轴通过丝杠驱动活塞在存放筒中位移；每个注入模块对应着一个原位密封舱，并通过耐压软管分别连接水样保存空间和样品保存空间；

在各原位密封舱中设有多个电池，用于为各电机供电。

作为本发明的优选方案，所述固定装置为框架结构；所述三个原位密封舱以呈三角形轴向并列方式布置在框架结构内部，所述注入模块固定在框架结构上。

作为本发明的优选方案，在原位密封舱的顶端封盖上，设有T形把手。