湖泊海洋底泥岩芯取样器的制造方法

湖泊海洋底泥岩芯取样器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是水文地质、勘察、水环境工程技术领域，具体涉及湖泊海洋底泥岩芯取样器。
【背景技术】
[0002]传统技术的深水底泥岩心取样设备普遍存在着取样难的问题，如果在湖水的最深处取到3m以上的底泥岩心，对设备的稳定性、克服水压力和大气负压力是一个难题，其缺点是对底泥样品要求较长的话，需要分几次连续取样，使得样品的衔接有扰乱，现有工程上用的钻岩心设备都是旋转的，对岩心扰动较大，影响科研可研数据的准确性；从现有的报道中以及实地调查中发现，现有的取样设备只能取到表层沉积物，不能达到科研所需的深度；亦或者是用造价较高的仪器，同一钻孔分几次连续取样，底泥岩心的连续性不能得到保证，衔接处会有扰乱，影响准确判断一些科学问题，取样过程繁琐，取样成功率低，同时现有技术和设备操作过程需要大量的人力、物力，大大增加了成本开销，取样造价较高，基于此，设计一种湖泊海洋底泥岩芯取样器还是很有必要的。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种湖泊海洋底泥岩芯取样器，结构简单，设计合理，取样过程简单快捷，使用轻巧，满足了取样深度的需求，取样造价低，充分保障了取样效率及成功率。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现:湖泊海洋底泥岩芯取样器，包括发电机、电动机、卷扬机、轮胎、下定滑轮、管卡、把手、吸铁、反向挂钩、主头、滑板、双滑轮、上定滑轮和油绳，取样器的横向构架上安装有发电机、电动机，电动机与卷扬机连接，卷扬机上绕有油绳，横向构架两侧安装有轮胎，横向构架上设置有控制卷扬机正转和反转的开关，横向构架与纵向构架的垂直角处固定有下定滑轮，下定滑轮与反向挂钩连接，反向挂钩挂接在滑板下方两侧预留的挂环上，横向构架与纵向构架之间通过螺丝固定，纵向构架的上端固定有上定滑轮，上定滑轮下方设置有双滑轮，双滑轮、上定滑轮通过油绳连接与卷扬机配合，双滑轮下方挂有滑板，滑板上固定有主头，纵向构架的下端两侧安装有管卡，管卡上固定有把手，管卡上方设置有吸铁。
[0005]作为优选，所述的主头与钻杆连接，钻杆采用S75锡钻。装泥管采用镀锌钢管，顶部可接S75锡钻，钢管内套有PVC管，装泥管的顶部设置有皮垫，泥管的顶部设置有皮垫，此皮垫固定一点，其余活动，底泥开始进管后，空气和未排净的水会顶开气垫进入钻杆，在提升时气垫自动闭合，保持装泥管中真空，从而保护里面的泥不滑落。
[0006]作为优选，所述的管卡上设置有卡头，卡头与钻杆配合，卡头的作用是在拧钻杆时，可以卡住下面的钻杆不转动，避免下面钻杆转动解扣，掉入水中。
[0007]本实用新型的有益效果:(I)解决了深水底泥取样难的问题，在湖水的最深处取到3m以内的底泥岩心，能保持设备的稳定性，克服水压力和大气负压力，取样更方便。
[0008](2)解决了取样深度不够的问题，可以根据取样长度改造设备，靠静压取出完整的岩心，没有扰动，不仅能取到表层沉积物，更能达到科研所需的深度，底泥岩心的连续性能得到保证，取到最理想的湖泊底泥岩心，从而能得到最准确的科学数据。
[0009](3)解决了取样过程繁琐的问题，从运输过程到实地操作，过程十分简单快捷，三个人完全可以顺利完成取样任务，而且取样仪器的一些细节性创新使得仪器的实用价值更高，取样成功率得到充分的保障。
[0010](4)解决了取样过程造价高的问题，可以取到3m以内的底泥岩心，根据不同科研机构的样品深度需要，本仪器按照横向结构和纵向结构比例可以改造，以满足取样深度的需求，仪器几千元便可制作成功，加上一些附属设备不到一万元，运输过程直接放进皮卡车上或者小型农汽便可运至操作地点，操作过程中不需要大量的人力、物力，所以大大减少了成本开销。
【附图说明】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本实用新型；
[0012]图1为本实用新型的结构示意图；
[0013]图2为本实用新型管卡的结构示意图；
[0014]图3为本实用新型主头与钻杆的连接示意图。
【具体实施方式】
[0015]为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本实用新型。
[0016]参照图1-3，本【具体实施方式】采用以下技术方案:湖泊海洋底泥岩芯取样器，包括发电机1、电动机2、卷扬机3、轮胎4、下定滑轮5、管卡6、把手7、吸铁8、反向挂钩10、主头
11、滑板12、双滑轮13、上定滑轮14和油绳15，取样器的横向构架17上安装有发电机1、电动机2，发电机I为整个设备提供电源，电动机2与卷扬机3连接，带动卷扬机3旋转，卷扬机3上绕有油绳15，卷扬机3用于卷放油绳15，从而提升和下放钻杆，油绳15起到连接和受力作用，横向构架17两侧安装有轮胎4，使得冬季在湖面上可以拉着跑，节省时间；横向构架17上设置有控制卷扬机3正转和反转的开关16，横向构架17与纵向构架18的垂直角处固定有下定滑轮5，下定滑轮5与反向挂钩10连接，下定滑轮5给反向挂钩10提供轨道，反向挂钩10挂接在滑板12下方两侧预留的挂环19上，用于施加反作用力；横向构架17与纵向构架18之间通过螺丝9固定，纵向构架18的上端固定有上定滑轮14，上定滑轮14为油绳15提供导向作用，上定滑轮14下方设置有双滑轮13，双滑轮13下方挂有滑板12，才能实现下放或提升钻杆，使用双滑轮12另一个目的是节省油绳受力，双滑轮13、上定滑轮14通过油绳15连接与卷扬机3配合，滑板12上固定有主头11，纵向构架18的下端两侧安装有管卡6，管卡6结构采用两个铁板通过折页固定在两侧，管卡6上固定有把手7，通过两个把手7打开和关闭，管卡6上方设置有吸铁8，吸铁8可以将其固定。
[0017]值得注意的是，所述的主头11与钻杆连接，钻杆采用镀锌钢管，钻杆内套接有PVC管，PVC管与钻杆组成了装泥管，装泥管的顶部设置有皮垫20。
[0018]本【具体实施方式】具有一定的新颖性:(I)由于岩芯要保持原状和不能扰动，需要静压才能达到目的，而此设备通过卷扬机3的反转，通过油绳15向下给力钻杆，可以把设备的本身重力施加给钻杆，如果压力不足，可以在设备上配重，利用卷扬机3的反向旋转给力钻杆，可以取到想要深度的岩芯，是一种创新。
[0019](2)采用创新的底座管卡6结构，它的作用一是卡住钻杆，这样才能在装卸钻杆时，水下的钻杆不掉落；二是可以规范钻杆不偏离中心，起到矫正钻杆的作用，同时两块吸铁8可以在管卡6打开时，固定管卡6的两个铁板，管卡6就像可以打开的两扇门，合起来后对钻杆起到卡托的作用(钻杆接手处对称的位置焊接两个长为2cm的钢筋，落下钻杆正好卡住钻杆)，管卡6上设置有卡头21，卡头21的作用是在拧钻杆时，可以卡住下面的钻杆不转动，避免下面钻杆转动解扣，掉入水中。
[0020](3)先将管径较粗的PVC管深入底泥中，将管中的水用潜水泵排出，再进行取样，提高了取样的成功率，通过对有水和没水的条件下取样对比分析，水压的阻力是制约取样成功的主要因素。
[0021 ] (4)装泥管的顶部设计了一个皮垫20，此皮垫20固定一点，其余活动，底泥开始 进管后，空气和未排净的水会顶开气垫进入钻杆，在提升时皮垫20自动闭合，保持装泥管中真空，从而保护里面的泥不滑落，皮垫虽小，但起到的作用很大，在技术上是一种创新。
[0022]本【具体实施方式】所需要的设备及配件:(I)PVC-U给水管Φ 160*4.0*60.63MPaGB/T10002.1-2006，两根；
[0023](2) PVC-U 给水管 Φ 100*4.0*30.63MPa GB/T10002.1-2006，I 根；
[0024](3)镀锌钢管Φ 100*4.0*31根，将⑵的塑料管纵向切除Icm后，用胶带粘好，装入镀锌刚管中，用螺丝固定，即为装泥管；
[0025](4) S75普通绳索钻杆1.5m/根，10根，钻杆接手15cm ；
[0026](5)带把手夹持器，I个，一个夹持钻杆；
[0027](6)发电机X7500，重庆制造，额定电压230V，额定频率50HZ，额定功率6.5KW，功率因素1.0 ；
[0028](7)卷扬机:JK-2，额定拉力2t，钢丝油绳直径11-12.5mm ；
[0029](8)电动机:Y160M-4，11KW，转速 1460r/min ；
[0030](9)抽水泵:小型潜水电泵，型号QSD3-28/3-1.5，功率0.6KW，杨程40m，流量10m3/h ；
[0031](10)吸水管:12m;
[0032](11) 30m 绳子。
[0033]本【具体实施方式】的操作过程及工作原理:(I)本设备由两个轮胎支撑，搭在皮卡或小型汽车上即可拖运，也可以直接装入皮卡或小型汽车箱内，运输非常方便，到达湖冰上时，两个人便可以轻松展开；
[0034](2)设备展开后，在冰上用冰钻打出直径200mm的圆形冰洞，测量水深，并记录，将钻杆对准钻孔，根据水深计算钻杆的长度和根数；
[0035](3)将PVC-U管径160的给水管接好，下入水中，用力压入泥中，用潜水泵将水排出；
[0036](4)先将4寸装泥管(I根3m镀锌钢管内套PVC管)下入水中，管壁上焊接把手，绳子拴好，一个人拿着绳子；
[0037](5)开始接S75钻杆，接好后放下夹持器，绳子跟着取泥管进入底泥，当一根钻杆的尾部到管卡处时，拧开连接钻杆的主头，装上新钻杆，打开管卡，继续下放钻杆；
[0038](6)根据计算，如果下放的深度没有达到要求时，将考虑使用卷扬机的反转，通过钢丝油绳施加向下作用力；
[0039](7)当装泥管计算装满后，开始提升钻杆，当提升到一节钻杆的头部时，钻杆头部焊接的两个卡头就会顶开管卡，然后管卡会自动合上，而此时装泥的原因，钻杆会很重，为了防止钻杆卡头压折管卡(这种现象根本不会出现，只是为了防止万一)，用另一个夹持器(71-75夹持器)夹持钻杆后，再拆卸漏出水面的钻杆；
[0040](8)漏出水面钻杆拆卸后，下放连接钻杆的主头，拧到下一节钻杆，然后按动提升开关，向上提升，重复步骤出)，整个提升过程装泥管上的绳子也要跟着向上提；
[0041](9)当装泥管完全漏出水面后，将连接主头和装泥管拧开，慢慢放到在冰面上；
[0042](10)放到后，拧开固定的螺丝，将里面的PVC管用钳子轻松拔出；
[0043](11)标记符号，拍照，运回实验室。
[0044]本【具体实施方式】可以和汽车结合为汽车钻，这样运输和操作更为自动化，效率更高，通过自制取泥构架，并与电动机、卷扬机、发电机等实现完美结合，从而达到轻巧方便使用的效果，通过静压力设计，取得没有扰动、最理想的岩心，从而能得到最准确的科学数据，相比传统的大型底泥取样设备，无论在实用性还是其经济性，将是一次伟大的革新，具有广阔的市场应用前景。
[0045]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.湖泊海洋底泥岩芯取样器，其特征在于，包括发电机(1)、电动机(2)、卷扬机(3)、轮胎⑷、下定滑轮(5)、管卡(6)、把手(7)、吸铁(8)、反向挂钩(10)、主头(11)、滑板(12)、双滑轮(13)、上定滑轮(14)和油绳(15)，取样器的横向构架(17)上安装有发电机⑴、电动机⑵，电动机⑵与卷扬机⑶连接，卷扬机⑶上绕有油绳(15)，横向构架(17)两侧安装有轮胎(4)，横向构架(17)上设置有控制卷扬机(3)正转和反转的开关(16)，横向构架(17)与纵向构架(18)的垂直角处固定有下定滑轮(5)，下定滑轮(5)与反向挂钩(10)连接，横向构架(17)与纵向构架(18)之间通过螺丝(9)固定，纵向构架(18)的上端固定有上定滑轮(14)，上定滑轮(14)下方设置有双滑轮(13)，双滑轮(13)下方挂有滑板(12)，滑板(12)上固定有主头(11)，纵向构架(18)的下端两侧安装有管卡(6)，管卡(6)上固定有把手(7)，管卡(6)上方设置有吸铁(8)。
2.根据权利要求1所述的湖泊海洋底泥岩芯取样器，其特征在于，所述的反向挂钩(10)挂接在滑板(12)下方两侧预留的挂环(19)上。
3.根据权利要求1所述的湖泊海洋底泥岩芯取样器，其特征在于，所述的双滑轮(13)、上定滑轮(14)通过油绳(15)连接与卷扬机(3)配合。
4.根据权利要求1所述的湖泊海洋底泥岩芯取样器，其特征在于，所述的主头(11)与钻杆连接，钻杆采用镀锌钢管，钻杆内套接有PVC管，PVC管与钻杆组成了装泥管。
5.根据权利要求4所述的湖泊海洋底泥岩芯取样器，其特征在于，所述的装泥管的顶部设置有皮垫(20)。
6.根据权利要求1所述的湖泊海洋底泥岩芯取样器，其特征在于，所述的管卡(6)上设置有卡头(21)，卡头(21)与钻杆配合。
【专利摘要】本实用新型公开了一种湖泊海洋底泥岩芯取样器，取样器的横向构架上安装有发电机、电动机，电动机与卷扬机连接，卷扬机上绕有油绳，横向构架与纵向构架的垂直角处固定有下定滑轮，下定滑轮与反向挂钩连接，反向挂钩挂接在滑板下方两侧预留的挂环上，纵向构架的上端固定有上定滑轮，上定滑轮下方设置有双滑轮，双滑轮、上定滑轮通过油绳连接与卷扬机配合，双滑轮下方挂有滑板，滑板上固定有主头，纵向构架的下端两侧安装有管卡。本实用新型取样过程简单快捷，满足了取样深度的需求，取样造价低，充分保障了取样效率及成功率，而且根据不同科研机构的样品深度需要，本仪器按照横向结构和纵向结构比例可以改造，以满足更深样品的需求。
【IPC分类】G01N1-08, G01N1-12
【公开号】CN204612958
【申请号】CN201520205893
【发明人】张生, 李畅游, 甄志磊, 史小红, 李文宝
【申请人】内蒙古农业大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月4日