一种膜片控制浮筒式振动取样系统及浮筒总成技术方案

本实用新型专利技术提供一种膜片控制浮筒式振动取样系统及浮筒总成，属于海底取样技术领域，其系统包括膜片式拉力和位移控制装置、位移和压力控制绞盘、浮筒总成、振动器、取样管和底座等，压力控制绞盘固定在浮筒总成上，钢丝绳B穿过压头导套，经底座滑轮、压头滑轮、到底座另一端滑轮和压头另一端压头导套，再与膜片式拉力控制装置相联，通过控制钢丝绳B的收放速度和拉力来控制作用于取样管的钻孔压力；同样位移控制绞盘固定在浮筒总成上，钢丝绳A穿过固定在振动器上的滑轮，再与膜片式位移控制装置相联，通过控制丝绳A的收放速度和长度来控制取样管的钻孔深度。本实用新型专利技术提供方案是取样管的收放速度、钻孔压力和钻孔深度可控可调，结构简单、性能可靠、使用方便。

Diaphragm control float type vibration sampling system and float assembly

The utility model provides a diaphragm type sampling system and vibration control buoy buoy assembly, which belongs to the technical field of seabed sampling, the system includes a diaphragm type force and displacement control device, displacement and pressure control winch, float assembly, vibrator, sampling tube and the base, the pressure control winch is fixed on the float assembly. The wire rope B through the head guide sleeve, the base head pulley, pulley, pulley and the other end of the base pressure head at the other end of the pressure head guide sleeve, and the diaphragm type tension control device connected to control the effect of borehole pressure by controlling the B of wire rope retracting speed and tension to the sampling tube; the same displacement control the winch is fixed on the float assembly, A wire rope through the pulley is fixed on the vibrator, and the diaphragm displacement control device is connected, through the wire rope coiling speed and length control of A to control the Bore depth of sample tube. The utility model has the advantages that the collecting speed of the sampling pipe, the drilling pressure and the drilling depth can be controlled and adjustable, the structure is simple, the performance is reliable, and the use is convenient.

【技术实现步骤摘要】
一种膜片控制浮筒式振动取样系统及浮筒总成
本技术涉及一种海底取样系统，具体地说是一种膜片控制浮筒式振动取样统及浮筒总成。
技术介绍
现有的海底取样设备主要有重力式、振动式、浮球式。重力式是在取样器配重和自重作用下克服海水的浮力和阻力,其下端的取样管靠动能贯入地层，其结构简单、工作可靠；但其取样长度短、取样效率低，主要用于淤泥质及软土质海底取样,不适用于硬质海底。振动式是由振动器、取样管组成，利用共振破坏沉积物的粘结力,进而使沉积物产生“液化现象”，降低钻具的侧面摩擦阻力以控制钻进深度和钻进速率,提高采集样品的成功率和取样效率，但其取样角度、取样长度不易控制。浮球式是由浮球组、底盘、振动器、取样管组成，浮球组是由多个空心球相互连接组成，浮球组与质量较大的底盘间通过两根钢丝绳相互连接,钢丝绳在底盘重力和浮球组浮力的相互作用下在垂直方向始终处于绷紧状态,振动器和取样管在钢丝绳的扶正作用下基本处于垂直方向，取样效率高，装运方便,但浮球式取样设备的钢丝绳固定在底盘和浮球组之间，且钢丝绳之间是平行的，在潮汐海浪的作用下钢丝绳的拉力和位置变化较大，导向性差，其取样深度和取样力不易控制。
技术实现思路
本技术的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种膜片控制浮筒式振动取样系统及浮筒总成。旨在解决现有海底取样设备取样管钻孔压力不足，在潮汐海浪的作用下钢丝绳的拉力和位置变化较大，导向性差，钻孔取样深度和取样力不易控制的问题，提高钻孔取样质量和取样效率。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种膜片控制浮筒式振动取样系统，包括浮筒总成、膜片式拉力控制装置、膜片式位移控制装置、位移控制绞盘、压力控制绞盘、振动器、压头、取样管和底座。压力控制绞盘固定在浮筒总成机架上，钢丝绳B穿过压头导套，再经过底座滑轮、压头滑轮、回到底座另一端的滑轮和压头另一端的压头导套，最终与铰接在浮筒总成上的膜片式拉力控制装置相联，钢丝绳B呈掐腰W形，通过压力控制绞盘伺服电机控制钢丝绳B的收放速度和拉力来控制作用于取样管的钻孔压力，呈掐腰W形的钢丝绳B有利于取样管的导向和稳定；同样位移控制绞盘固定在浮筒总成机架上，钢丝绳A穿过固定在振动器密封罩上的滑轮，最终与铰接在浮筒总成上的膜片式位移控制装置相联，钢丝绳A呈V形,通过位移控制绞盘伺服电机控制丝绳A的收放速度和长度来控制取样管的钻孔取样深度，钢丝绳A呈V形，减少潮汐海浪对钢丝绳的拉力、取样管压力和取样管位置的影响，有利于取样管的导向和稳定。进一步地，所述膜片式拉力控制装置包括吊耳螺栓、拉力传感器、膜片。吊耳螺栓通过壳体、膜片与拉力传感器相联接，再与浮筒总成机架上的吊耳座及钢丝绳B相联接，使拉力传感器通过膜片检测作用于钢丝绳B上的拉力，并通过膜片使膜片式拉力控制装置密封，以防海水侵蚀。进一步地，所述膜片式位移控制装置包括外筒、下位接近开关、上位接近开关、上膜片、导向筒、导轴、弹簧、下膜片。外筒铰接在浮筒上，下位接近开关、上位接近开关固定在外筒内，导轴由两个圆螺母将导向筒、弹簧与下膜片固定在一起；下膜片外缘紧固在外筒下端，上膜片外缘紧固在外筒上端，形成一个密封腔；导轴在钢丝绳A的拉力和弹簧的弹力共同作用下在外筒内上下移动，由上、下位接近开关控制导轴的位置，再通过钢丝绳A来控制取样管的位置；上、下膜片既可保证导轴能在外筒内上下移动，又可保证膜片式位移控制装置密封，以防海水侵蚀。进一步地，所述振动器包括变频电机、密封罩、密封盖、振动器箱体、偏心块、轴、锁销。密封罩和密封盖均固定在振动器箱体上形成上、下腔，上腔将变频电机密封在内，下腔将偏心块、轴、锁销、齿轮等组成的两个振动单元密封在内；两个圆螺母通过轴将两个偏心块、一个锁销紧固在一起。两个振动单元的齿轮相啮合，偏心方向相对，在变频电机、V形带、皮带轮的驱动下形成激振力；通过调整变频电机的转速来调整振频；通过调整两个偏心块的夹角，用锁销定位，再用两个圆螺母将两个偏心块压紧在轴上来调整偏心量。进一步地，所述浮筒总成包括浮筒、机架、浮筒扎带、膜片式位移控制装置铰支座、膜片式拉力控制装置吊耳座。膜片式位移控制装置铰支座和膜片式拉力控制装置吊耳座分别与膜片式位移控制装置和膜片式拉力控制装置联接；浮筒是由薄不锈钢板巻制，通过浮筒扎带固定在机架上，浮筒的固定位置可根据需要沿轴向调整。本技术的一种膜片控制浮筒式振动取样系统及浮筒总成与现有技术相比所产生的有益效果是：1）本技术采用压力控制绞盘伺服电机控制钢丝绳B的收放速度和长度及拉力来控制作用于取样管的钻孔压力，采用位移控制绞盘伺服电机控制丝绳A的收放速度和长度来控制取样管的钻孔取样深度；通过控制钢丝绳B的收放速度和拉力来钻孔深度，取样管的收放速度、钻孔压力和钻孔深度可控可调，减少潮汐海浪对钢丝绳的拉力、取样管压力和位置的影响，结构简单、性能可靠、使用方便。2）本技术采用浮筒总成、振动器、取样管压头和底座结构，钢丝绳B在浮筒总成和底座之间穿过取样管压头导套并产生拉力，且呈掐腰W形；钢丝绳A在浮筒总成和振动器密封罩上的滑轮之间产生拉力，且呈V形，减少潮汐海浪对钢丝绳的拉力和取样管位置的影响，均可稳定地起到导向作用，防止取样管歪斜。附图说明附图1为本技术的膜片控制浮筒式振动取样系统示意图；附图2为图1的部分左视结构示意图；附图3为本技术的膜片式拉力控制装置示意图；附图4为本技术的膜片式位移控制装置示意图；附图5为本技术振动器的主视结构示意图；附图6为图5的俯视结构示意图；附图7为图5的右视结构示意图；附图8为本技术浮筒总成的主视结构示意图。附图9为图8的俯视结构示意图。附图10为图8的左视结构示意图。图中，1、浮筒总成，2、膜片式拉力控制装置，3、位移控制绞盘，4、膜片式位移控制装置，5、压力控制绞盘，6、钢丝绳A，7、钢丝绳B，8、滑轮，9、振动器，10、压头，11、压头导套，12、压头滑轮，13、锁销，14、取样管，15、导套，16、底座滑轮，17、底座，18、配重块，19、吊耳螺栓，20、拉力传感器，21、膜片，22、外筒，23、下位接近开关，24、上位接近开关，25、上膜片，26、导向筒，27、导轴，28、弹簧，29、下膜片，30、变频电机，31、密封罩，32、密封盖，33、振动器箱体，34、偏心块，35、轴，36、锁销，37、齿轮副，38、皮带轮，39、浮筒，40、机架，41、浮筒扎带，42、膜片式位移控制装置铰支座，43、膜片式拉力控制装置吊耳座。具体实施方式下面结合附图1-5对本技术的一种膜片控制浮筒式振动取样系统及及浮筒总成作以下详细说明。如附图1、2所示，本技术的一种膜片控制浮筒式振动取样系统，包括浮筒总成1、膜片式拉力控制装置2、压力控制绞盘5、膜片式位移控制装置4、移控制绞盘3、振动器9、压头10、取样管14和底座17等。压力控制绞盘5固定在浮筒总成1上，钢丝绳B穿过取样管压头导套11，再经过底座滑轮16、取样管压头滑轮12、回到底座另一端的滑轮和取样管压头另一端的压头导套，最终与铰接在浮筒总成1上的膜片式拉力控制装置2相联，通过压力控制绞盘5的伺服电机控制钢丝绳B的收放速度和长度及拉力来控制作用于取样管14的钻孔压力；同样位移控制绞盘3固定在浮筒总本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膜片控制浮筒式振动取样系统，包括浮筒总成、膜片式拉力控制装置、膜片式位移控制装置、位移控制绞盘、压力控制绞盘、振动器、取样管压头、取样管和底座，其特征在于，所述压力控制绞盘固定在浮筒总成上，钢丝绳B穿过取样管压头导套，再经过底座滑轮、压头滑轮、回到底座另一端的滑轮和压头另一端的压头导套，最终与铰接在浮筒总成上的膜片式拉力控制装置相联，通过压力控制绞盘伺服电机控制钢丝绳B的收放速度和拉力来控制作用于取样管的钻孔压力；同样位移控制绞盘固定在浮筒总成上，钢丝绳A穿过固定在振动器密封罩上的滑轮，最终与铰接在浮筒总成上的膜片式位移控制装置相联，通过位移控制绞盘伺服电机控制钢丝绳A的收放速度和长度来控制取样管的钻孔深度，减少潮汐海浪对钢丝绳的拉力和取样管压力的影响。

【技术特征摘要】
1.一种膜片控制浮筒式振动取样系统，包括浮筒总成、膜片式拉力控制装置、膜片式位移控制装置、位移控制绞盘、压力控制绞盘、振动器、取样管压头、取样管和底座，其特征在于，所述压力控制绞盘固定在浮筒总成上，钢丝绳B穿过取样管压头导套，再经过底座滑轮、压头滑轮、回到底座另一端的滑轮和压头另一端的压头导套，最终与铰接在浮筒总成上的膜片式拉力控制装置相联，通过压力控制绞盘伺服电机控制钢丝绳B的收放速度和拉力来控制作用于取样管的钻孔压力；同样位移控制绞盘固定在浮筒总成上，钢丝绳A穿过固定在振动器密封罩上的滑轮，最终与铰接在浮筒总成上的膜片式位移控制装置相联，通过位移控制绞盘伺服电机控制钢丝绳A的收放速度和长度来控制取样管的钻孔深度，减少潮汐海浪对钢丝绳的拉力和取样管压力的影响。2.根据权利要求1所述的一种膜片控制浮筒式振动取样系统，其特征在于,所述膜片式拉力控制装置的吊耳螺栓通过壳体、膜片与拉力传感器相联接，再与浮筒总成上的膜片式拉力控制装置吊耳座及钢丝绳B相联接；钢丝绳B在浮筒总成和底座之间穿过压头导套并产生拉力，且呈掐腰W形，同样位移控制绞盘固定在浮筒总成机架上，钢丝绳A穿过固定在振动器密封罩上的滑轮，最终与铰接在浮筒总成上的膜片式位移控制装置相联，钢丝绳A在浮筒总成和振动器密封罩上的滑轮之间产生拉力，且呈V形,均可稳定地起到导向作用，防止取样管歪斜，减少潮汐海浪对钢丝绳和取样管位置的影响。3.根据权利要求1所述的一种膜片控制浮筒式振动取样系统，其特征在于,所述膜片式位移控制装置的外筒铰接在浮筒机架上，下位接近开关、上位接近开关固定在外筒内，导轴由两个圆螺母将导向筒、弹簧与下膜片固定在一起；下膜片外缘紧固在外筒下端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯冰，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：新型
国别省市：山东,37