[發(fā)明專利]雙體自動耦合式海洋柱狀采樣器鉆頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710818205.4
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN107677500B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設計）人: 陳忠;向榮;許安濤;顏文;羅云;劉建國
• 申請（專利權）人: 中國科學院南海海洋研究所
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 周友元;劉明星

本發(fā)明公開了一種雙體自動耦合式海洋柱狀采樣器鉆頭，包括上段離合器、下段離合器以及兩個自動張合葉瓣組件，當下段離合器受力向下遠離上段離合器時，兩個自動張合葉瓣組件閉合，當下段離合器受力向上靠近上段離合器時，兩個自動張合葉瓣組件張開。本發(fā)明的鉆頭，通過上段離合器、下段離合器和兩個自動張合葉瓣組件的聯(lián)動，構成封堵柱狀沉積物樣品的雙關卡，能夠有效解決現(xiàn)有單體離合鉆頭或彈簧葉瓣式鉆頭存在的沉積物樣品泄漏問題，采集的樣品較完整地保存有原始沉積厚度與微結構等，提高柱狀沉積物的采集率和采樣工作效率，裝卸簡單、操作方便，可廣泛用于重力采樣器或重力活塞采樣器中，具有較好的應用前景。

技術領域

本發(fā)明涉及海底沉積物采樣設備領域，具體涉及一種雙體自動耦合式海洋柱狀采樣器鉆頭。

背景技術

目前，國內(nèi)外已有各式各樣的海底沉積物柱狀采樣器，但無論是重力采樣器還是重力活塞采樣器(活塞式重力采樣器)，采用的鉆頭都是單體離合鉆頭或彈簧葉瓣式(爪簧式)鉆頭。海上實踐證明，使用單體離合鉆頭或彈簧葉瓣式鉆頭采樣器，存在明顯缺陷，當從海底沉積層向上提取重力取樣管時，單體離合鉆頭或彈簧葉瓣式鉆頭不能有效封住充滿沉積物的襯管底部，隨著絞車從海底不斷上升時，襯管內(nèi)的沉積物發(fā)生向下泄漏，影響采樣質(zhì)量，甚至襯管內(nèi)的沉積物完全漏空，不得不重新進行采樣。在海上有風浪的情況下，更顯得非常費力、耗時。此外，由于單體離合鉆頭或彈簧葉瓣式鉆頭不能有效防止沉積物泄漏，采集的柱狀沉積物樣品的原始沉積厚度、微結構等遭到破壞，導致采樣質(zhì)量低，影響樣品分析和科學問題的揭示。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單、封堵效果好的雙體自動耦合式海洋柱狀采樣器鉆頭，能夠有效提高海洋柱狀沉積物樣品的采集質(zhì)量和采集效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是：

一種雙體自動耦合式海洋柱狀采樣器鉆頭，包括上段離合器、下段離合器以及兩個自動張合葉瓣組件，所述上段離合器和下段離合器均為中空柱狀結構，其中：

所述上段離合器的外壁由上部的第一圓柱段、中上部的第一倒圓錐段、中下部的第二倒圓錐段以及下部的第三倒圓錐段組成，所述第一倒圓錐段大徑等于第一圓柱段外徑，小徑等于第二倒圓錐段大徑，所述第三倒圓錐段大徑等于第二倒圓錐段小徑；

所述上段離合器的內(nèi)壁由上部的螺紋孔、中間的過樣孔和下部的第一通孔構成，所述第一通孔孔壁沿軸向設有兩個第一槽組，所述第一槽組為沿徑向均布的多個第一方槽構成；

所述下段離合器的外壁由上部的第二圓柱段、中部的第四倒圓錐段和下部的第五倒圓錐段組成，所述第四倒圓錐段大徑大于第二圓柱段外徑，在結合部構成一環(huán)狀凸臺，小徑等于第五倒圓錐段大徑；

所述下段離合器的內(nèi)壁由上部的第二通孔和下部的第三通孔構成，所述第二通孔孔壁沿軸向設有兩個第二槽組，所述第二槽組為沿徑向均布的多個第二方槽構成；

所述自動張合葉瓣組件由多個葉瓣構成，所述葉瓣包括擺桿和楔形彈片，所述擺桿一端設有鉸接孔，另一端固定在楔形彈片上，所述楔形彈片為扇形，半徑略小于第二通孔的半徑，圓心角等于第二通孔的圓周除以葉瓣的個數(shù)；

所述第一槽組中的第一方槽、第二槽組中的第二方槽和自動張合葉瓣組件中的葉瓣的數(shù)量對應設置，所述下段離合器的第二圓柱段套設在上段離合器的第一通孔中，所述第二方槽的長度大于第一方槽的長度，且寬度等于第一方槽的寬度，所述第一方槽和第二方槽的長度方向與所述鉆頭的軸心平行；

所述楔形彈片安放于第二通孔中，所述擺桿依次穿過第二方槽和第一方槽后，通過鉸接孔和安裝在第一方槽上的鋼絲繩的鉸接，以使下段離合器活動安裝在上段離合器上，當下段離合器受力向下遠離上段離合器時，兩個自動張合葉瓣組件閉合，當下段離合器受力向上靠近上段離合器時，兩個自動張合葉瓣組件張開，且自動張合葉瓣組件張開的孔徑等于第三通孔的內(nèi)徑。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于：