一種海底采樣設(shè)備的觸發(fā)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種海底采樣設(shè)備的觸發(fā)裝置，包括：內(nèi)部設(shè)置有空腔的殼體；安裝在殼體上的移動裝置，包括可做軸向移動的觸發(fā)桿，和對觸發(fā)桿施加推離殼體的彈力的彈簧；以及安裝在殼體上的信號裝置，其包括接收觸發(fā)桿移動信號的感應器，和將感應器的觸發(fā)信號傳送至海底采樣設(shè)備的傳送裝置。本發(fā)明利用殼體的空腔來安裝各部件，通過密封結(jié)構(gòu)來避免各部件受海水的侵蝕。觸發(fā)裝置在海底采樣設(shè)備未接觸到海底時提前與海底接觸，以利用海底采樣設(shè)備的自重將移動裝置壓向海底，使移動裝置在擠壓下產(chǎn)生變化，從而輸出相應的海底采樣設(shè)備已經(jīng)到達海底的信號，為海底采樣設(shè)備進行后續(xù)工作提供精確的計時。
【專利說明】
一種海底采樣設(shè)備的觸發(fā)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及地質(zhì)研究領(lǐng)域，特別是涉及一種能夠為海底采樣設(shè)備準確提供是否到達采樣地點信號的觸發(fā)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在水合物成藏區(qū)，由于地下介質(zhì)普遍存在壓力和溫度以及濃度和組分上的差異，水合物形成或分解過程中釋放的烴類氣體和流體通過動態(tài)運移，可在其上覆海底沉積物、孔隙水以及底層海水中形成烴類異常和其他地球化學異常效應，大量的實踐證明孔隙水和底層海水中烴類氣體(如甲烷)及其它氣體(如H2S)的異常是識別天然氣水合物存在的重要標識之一，通過現(xiàn)場跟蹤海水和孔隙水中CH4、H2S等氣體的異常分布和運動，可為快速、高效地探查天然氣水合物資源提供線索和依據(jù)。
[0003]此類采樣一般是在幾千米深的海底，而海底采樣設(shè)備是否到達采樣地點不易確定，以及何時開始采樣也不易控制。此外，海底采樣設(shè)備在到達采樣地點后，會攪亂當前海底的環(huán)境，需要靜置一段時間使當前環(huán)境恢復后再采樣，才能獲取到預定的采樣標本。上述各種操作都需要一個準確的觸發(fā)信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是要提供一種能夠為海底采樣設(shè)備準確提供是否到達采樣地點信號的觸發(fā)裝置。
[0005]特別地，本發(fā)明提供一種海底采樣設(shè)備的觸發(fā)裝置，包括:
[0006]殼體，內(nèi)部設(shè)置有空腔，其相對的兩端分別為固定端和觸發(fā)端；
[0007]移動裝置，安裝在所述殼體的觸發(fā)端，包括通過一端由該側(cè)空腔插入所述殼體且可沿所述空腔的軸向移動的觸發(fā)桿，和安裝在該側(cè)空腔內(nèi)以對所述觸發(fā)桿施加推離所述觸發(fā)端彈力的彈簧；
[0008]信號裝置，安裝在所述殼體的固定端，包括安裝在該側(cè)空腔內(nèi)以接收所述觸發(fā)桿移動信號的感應器，和將所述感應器的觸發(fā)信號傳送至海底采樣設(shè)備的傳送裝置。
[0009]進一步地，所述殼體為由所述固定端向所述觸發(fā)端直徑逐漸收縮的錐形體。
[0010]進一步地，在觸發(fā)端上設(shè)置有限制所述觸發(fā)桿軸向移動距離的限制套，所述限制套包括通過螺紋與所述觸發(fā)端連接的連接段，和限制所述觸發(fā)桿相對所述殼體移動距離的限制段。
[0011]進一步地，所述限制段的內(nèi)徑大于觸發(fā)桿的直徑，在所述限制段遠離所述連接段的端頭上設(shè)置有內(nèi)徑與所述觸發(fā)桿直徑相同的固定環(huán)，所述觸發(fā)桿穿過所述固定環(huán)后插入所述觸發(fā)端的空腔，在所述觸發(fā)桿插入所述空腔內(nèi)的一端的桿身上設(shè)置有徑向凸出于其圓周的凸臺。
[0012]進一步地，所述觸發(fā)桿遠離所述觸發(fā)端的一端固定有直徑大于所述觸發(fā)桿直徑的阻尼板。
[0013]進一步地，所述固定端設(shè)置有密封所述固定端的空腔開口的密封蓋，所述密封蓋依次包括直徑大于該端所述空腔的開口直徑的蓋帽，和通過螺紋與所述空腔固定的螺紋段，和插入所述空腔內(nèi)以密封所述空腔的密封段，以及用于安裝所述感應器的支架。
[0014]進一步地，所述密封段與所述空腔接觸的圓周表面，設(shè)置有內(nèi)凹的環(huán)形密封槽，在所述密封槽內(nèi)安裝有密封圈。
[0015]進一步地，所述感應器為霍爾傳感器，在所述觸發(fā)桿與所述彈簧接觸一端的端頭上安裝有磁鐵，所述空腔內(nèi)設(shè)置有將所述移動裝置和所述信號裝置隔開的隔板，所述霍爾傳感器根據(jù)所述磁鐵預定距離時的磁通量觸發(fā)。
[0016]進一步地，所述密封蓋內(nèi)部沿軸向設(shè)置有線路通道，在所述蓋帽上設(shè)置有供所述控制單元線纜連接的插座接口，所述霍爾傳感器通過線纜與所述插座接口連接。
[0017]進一步地，所述感應器為干簧管，在所述觸發(fā)桿與所述彈簧接觸一端的端頭上安裝有磁鐵，所述空腔內(nèi)設(shè)置有將所述移動裝置和所述信號裝置隔開的隔板，所述干簧管由所述磁鐵到達預定位置時的磁場強度觸發(fā)。
[0018]本發(fā)明利用殼體的空腔來安裝各部件，通過密封結(jié)構(gòu)來避免各部件受海水的侵蝕。觸發(fā)裝置在海底采樣設(shè)備未接觸到海底時提前與海底接觸，以利用海底采樣設(shè)備的自重將移動裝置壓向海底，使移動裝置在擠壓下產(chǎn)生變化，從而輸出相應的海底采樣設(shè)備已經(jīng)到達海底的信號，為海底采樣設(shè)備進行后續(xù)工作提供精確的計時。
【附圖說明】
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的觸發(fā)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖中:10-殼體、11-固定端、12-觸發(fā)端、13-空腔、14-隔板、20-移動裝置、21-觸發(fā)桿、22-彈簧、23-阻尼板、24-凸臺、25-磁鐵、30-信號裝置、31-感應器、32-傳送裝置、40-限制套、41-連接段、42-限制段、50-密封蓋、51-蓋帽、52-螺紋段、53-密封段、531-密封槽、532-密封圈、54-支架、100-觸發(fā)裝置。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，本發(fā)明實施例涉及的觸發(fā)裝置100—般性地包括用于安裝各部件的殼體10，在殼體上安裝有根據(jù)外力作用而觸發(fā)的移動裝置20，和將觸發(fā)信號發(fā)送至控制系統(tǒng)的信號裝置30。
[0022]該殼體10的內(nèi)部設(shè)置有空腔13，其相對的兩端分別為與海底采樣設(shè)備安裝的固定端11，和伸出海底采樣設(shè)備外的觸發(fā)端12。該移動裝置20安裝在殼體的觸發(fā)端12，具體包括通過一端由該側(cè)空腔13插入殼體10內(nèi)且可沿空腔13的軸向移動的觸發(fā)桿21，和安裝在該側(cè)空腔13內(nèi)以對觸發(fā)桿21施加推離觸發(fā)端12彈力的彈簧22。該信號裝置30安裝在殼體10的固定端11，包括安裝在該側(cè)空腔13內(nèi)以接收觸發(fā)桿21移動信號的感應器31，和將感應器31的觸發(fā)信號傳送指定接收處的傳送裝置32。
[0023]本實施例中的殼體10采用空腔13來安裝各部件，通過密封結(jié)構(gòu)來避免各部件受海水的侵蝕。當殼體10通過固定端11安裝到海底采樣設(shè)備上后，其觸發(fā)端12需要伸出海底采樣設(shè)備外，以在海底采樣設(shè)備未接觸到海底時提前與海底接觸，以利用海底采樣設(shè)備的自重將移動裝置20壓向海底，使移動裝置20在擠壓下產(chǎn)生變化，從而輸出相應的海底采樣設(shè)備已經(jīng)到達海底的信號，為海底采樣設(shè)備進行后續(xù)工作提供精確的計時。
[0024]移動裝置20的觸發(fā)桿21的一端被限制在殼體10的觸發(fā)端12空腔13內(nèi)，另一端在彈簧22彈力的作用下伸出殼體10外，當海底采樣設(shè)備到達海底時，觸發(fā)桿21的伸出端會在海底采樣設(shè)備和海底的擠壓下克服彈簧22的彈力而向殼體10內(nèi)運動，觸發(fā)桿21另一端在殼體10內(nèi)的運動，會觸發(fā)在其運動行程內(nèi)的感應器31，感應器31將該信號通過傳送裝置30發(fā)送至海底采樣設(shè)備的控制單元，或通過線纜發(fā)送至海面上的控制中心，從而獲得海底采樣設(shè)備到達海底的時間，為后續(xù)采樣工作的實施提供了參考標準。具體的觸發(fā)桿21觸發(fā)感應器31的方式，可以是磁力感應、物理觸碰、連桿傳動等方式。傳送裝置30向其安裝在一起的海底采樣設(shè)備傳送信號時，可以通過線纜的方式，也可以通過無線的方式。
[0025]進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，為限定觸發(fā)桿21的移動距離，可以在觸發(fā)端12上設(shè)置限制觸發(fā)桿21軸向移動距離的限制套40，該限制套40包括通過螺紋與觸發(fā)端12連接的連接段41，和限制觸發(fā)桿21相對殼體10移動距離的限制段42。
[0026]安裝時，連接段41可以通過外螺紋或內(nèi)螺紋與殼體10的觸發(fā)端12固定，而限制套40通過相應的限制結(jié)構(gòu)限制觸發(fā)桿21的移動距離，限制套40可以通過連接段41與觸發(fā)端12的連接時的長度調(diào)整限制段42的長度，從而達到調(diào)整觸發(fā)桿21移動距離的目的。其中的限制結(jié)構(gòu)可以是與觸發(fā)桿21上的相應部位配合，以實現(xiàn)卡位、阻擋的任意結(jié)構(gòu)，如彈簧22被固定在殼體10內(nèi)，而觸發(fā)桿21又與彈簧22接觸的一端固定，這樣彈簧22既可以對觸發(fā)桿21施加彈力，又能夠防止觸發(fā)桿21脫離。本實施例雖然公開限制套40是用螺紋方式與殼體10連接，但在其它的實施例中，也可以是用螺栓、卡箍等方式連接。
[0027]進一步地，該限制套40也可以固定在觸發(fā)桿21上，當觸發(fā)桿21移動至一定位置時，限制段42與殼體10的觸發(fā)端12形成掛、擋結(jié)構(gòu)，從而達到限制觸發(fā)桿21移動距離的目的。
[0028]具體地，在本發(fā)明的一個實施例中，該限制段42的具體結(jié)構(gòu)可以是:在限制段42遠離連接段41的端頭上設(shè)置有內(nèi)徑與觸發(fā)桿21直徑相同的固定環(huán)43，該觸發(fā)桿21穿過固定環(huán)43后插入觸發(fā)端12的空腔13，在觸發(fā)桿21插入空腔13內(nèi)的一端的桿身上設(shè)置有徑向凸出于其圓周的凸臺24。正常情況下，觸發(fā)桿21在彈簧22的彈力作用下被頂向殼體10外，當觸發(fā)桿21上的凸臺24與固定環(huán)43發(fā)生接觸時，觸發(fā)桿21被限制在當前位置。當觸發(fā)桿21與海底接觸時，觸發(fā)桿21在壓力下克服彈簧22的彈力被壓向空腔13的內(nèi)部，從而觸發(fā)感應器31。當海底采樣設(shè)備上提時，觸發(fā)桿21失去外部壓力，然后在彈簧22的彈力作用下又被頂出，直至凸臺24與固定環(huán)43再次接觸。
[0029]為避免出現(xiàn)意外，在一個海底采樣設(shè)備上可以設(shè)置多個觸發(fā)裝置100，各觸發(fā)裝置100可以分別位于海底采樣設(shè)備的不同位置。而在判斷觸發(fā)信號時，可以采用所有觸發(fā)裝置100都發(fā)出觸發(fā)信號時為準，也可以部分觸發(fā)裝置100發(fā)出觸發(fā)信號時為準。
[0030]為防止殼體10插入海底后不易撥出，該殼體10的外形可以是由固定端11向觸發(fā)端12直徑逐漸收縮的錐形體。當殼體10以觸發(fā)端12插入海底時，其錐形體的結(jié)構(gòu)可在海底形成一個擴散形的插孔，不會影響后期海底采樣設(shè)備的上提，而且錐形的結(jié)構(gòu)也能夠使插入后的觸發(fā)裝置100更穩(wěn)定。
[0031]進一步地，為提高觸發(fā)桿21的受力效果，該觸發(fā)桿21遠離觸發(fā)端12的一端可以固定直徑大于觸發(fā)桿21直徑的阻尼板23。通過阻尼板23可以加大傳導至觸發(fā)桿21上的海底的壓力，從而確保推動觸發(fā)桿21運動，進而觸發(fā)感應器31。
[0032]進一步地，為避免信號裝置30被海水侵蝕，該殼體10的固定端11設(shè)置有密封固定端11一側(cè)空腔13開口的密封蓋50，該密封蓋50依次包括直徑大于該端空腔13的開口直徑的蓋帽51，和通過螺紋與空腔13固定的螺紋段52，和插入空腔13內(nèi)以密封空腔13的密封段53，以及用于安裝感應器31的支架54。
[0033]安裝時密封蓋50通過螺紋段52擰入空腔13內(nèi)，蓋帽51用于封閉空腔13的開口，而密封段53能夠在空腔13內(nèi)形成一段密封層，避免海水由密封蓋50與空腔13的接觸處進入而侵蝕感應器31。支架54上可以設(shè)置安裝座，用于固定感應器31和傳送裝置32。本結(jié)構(gòu)方便拆卸和安裝。為提高密封段53的密封效果，可以在密封段53與空腔13接觸的圓周表面，設(shè)置內(nèi)凹的環(huán)形密封槽531，在密封槽531內(nèi)安裝密封圈532。具體的密封槽531數(shù)量可以設(shè)置2?4道。
[0034]進一步地，本發(fā)明的感應器31可以采用霍爾傳感器，在觸發(fā)桿21與彈簧22接觸一端的端頭上安裝有磁鐵25，在空腔13內(nèi)設(shè)置有將移動裝置20和信號裝置30隔開的隔板14，利用隔板14將兩者隔開后，可以針對移動裝置20和傳送裝置30分別設(shè)置密封等級，如信號裝置30要求的密封性能更高，而移動裝置20要求的密封性能較低，通過隔板14的結(jié)構(gòu)，可以降低整個設(shè)備的密封處理要求，簡化安裝。在使用時，霍爾傳感器根據(jù)磁鐵25預定距離時的磁通量觸發(fā)。如，當觸發(fā)桿21在海底壓力下將彈簧22壓縮至一定位置時，相對支架54上的霍爾傳感器，磁鐵25的磁通量增大至能夠激活霍爾傳感器的導通量。
[0035]如，在觸發(fā)裝置100插入海底前，觸發(fā)桿21在彈簧22的彈力作用下下移伸出殼體10夕卜，其另一端的磁鐵25距霍爾傳感器較遠，霍爾傳感器處磁感應強度低于其導通閾值BOP(工作點)，霍爾傳感器一直通過傳送裝置32輸出高電平。當觸發(fā)桿21被壓回空腔13內(nèi)且到達彈簧22的受力極限位置處時，霍爾傳感器感應到的磁感應強度高于其導通閾值Β0Ρ，霍爾傳感器輸出輸出低電平。海底采樣設(shè)備的控制單元根據(jù)預先對高電平信號和低電平信號的定義，開始控制采樣過程。
[0036]在本實施例中，為方便信號的傳送，可以在密封蓋50內(nèi)部沿軸向設(shè)置線路通道，在蓋帽51上設(shè)置供控制單元線纜連接的插座接口，霍爾傳感器通過線纜與插座接口連接。控制單元線纜可以通過防水插頭與插座接口連接。
[0037]進一步地，在本發(fā)明的另一個實施例中，該感應器31可以為干簧管，在觸發(fā)桿21與彈簧22接觸一端的端頭上安裝有磁鐵25，在空腔13內(nèi)設(shè)置有將移動裝置20和信號裝置30隔開的隔板14，該干簧管由磁鐵25到達預定位置時的磁場強度觸發(fā)。
[0038]至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權(quán)項】
1.一種海底采樣設(shè)備的觸發(fā)裝置，其特征在于，包括: 殼體，內(nèi)部設(shè)置有空腔，其相對的兩端分別為固定端和觸發(fā)端； 移動裝置，安裝在所述殼體的觸發(fā)端，包括通過一端由該側(cè)空腔插入所述殼體且可沿所述空腔的軸向移動的觸發(fā)桿，和安裝在該側(cè)空腔內(nèi)以對所述觸發(fā)桿施加推離所述觸發(fā)端彈力的彈簧； 信號裝置，安裝在所述殼體的固定端，包括安裝在該側(cè)空腔內(nèi)以接收所述觸發(fā)桿移動信號的感應器，和將所述感應器的觸發(fā)信號傳送至海底采樣設(shè)備的傳送裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸發(fā)裝置，其特征在于， 所述殼體為由所述固定端向所述觸發(fā)端直徑逐漸收縮的錐形體。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸發(fā)裝置，其特征在于， 在觸發(fā)端上設(shè)置有限制所述觸發(fā)桿軸向移動距離的限制套，所述限制套包括通過螺紋與所述觸發(fā)端連接的連接段，和限制所述觸發(fā)桿相對所述殼體移動距離的限制段。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的觸發(fā)裝置，其特征在于， 所述限制段的內(nèi)徑大于觸發(fā)桿的直徑，在所述限制段遠離所述連接段的端頭上設(shè)置有內(nèi)徑與所述觸發(fā)桿直徑相同的固定環(huán)，所述觸發(fā)桿穿過所述固定環(huán)后插入所述觸發(fā)端的空腔，在所述觸發(fā)桿插入所述空腔內(nèi)的一端的桿身上設(shè)置有徑向凸出于其圓周的凸臺。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸發(fā)裝置，其特征在于， 所述觸發(fā)桿遠離所述觸發(fā)端的一端固定有直徑大于所述觸發(fā)桿直徑的阻尼板。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸發(fā)裝置，其特征在于， 所述固定端設(shè)置有密封所述固定端的空腔開口的密封蓋，所述密封蓋依次包括直徑大于該端所述空腔的開口直徑的蓋帽，和通過螺紋與所述空腔固定的螺紋段，和插入所述空腔內(nèi)以密封所述空腔的密封段，以及用于安裝所述感應器的支架。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸發(fā)裝置，其特征在于， 所述密封段與所述空腔接觸的圓周表面，設(shè)置有內(nèi)凹的環(huán)形密封槽，在所述密封槽內(nèi)安裝有密封圈。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸發(fā)裝置，其特征在于， 所述感應器為霍爾傳感器，在所述觸發(fā)桿與所述彈簧接觸一端的端頭上安裝有磁鐵，所述空腔內(nèi)設(shè)置有將所述移動裝置和所述信號裝置隔開的隔板，所述霍爾傳感器根據(jù)所述磁鐵預定距離時的磁通量觸發(fā)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸發(fā)裝置，其特征在于， 所述密封蓋內(nèi)部沿軸向設(shè)置有線路通道，在所述蓋帽上設(shè)置有供所述控制單元線纜連接的插座接口，所述霍爾傳感器通過線纜與所述插座接口連接。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸發(fā)裝置，其特征在于， 所述感應器為干簧管，在所述觸發(fā)桿與所述彈簧接觸一端的端頭上安裝有磁鐵，所述空腔內(nèi)設(shè)置有將所述移動裝置和所述信號裝置隔開的隔板，所述干簧管由所述磁鐵到達預定位置時的磁場強度觸發(fā)。
【文檔編號】G01V3/08GK106092662SQ201610389900
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月2日 公開號201610389900.9, CN 106092662 A, CN 106092662A, CN 201610389900, CN-A-106092662, CN106092662 A, CN106092662A, CN201610389900, CN201610389900.9
【發(fā)明人】陸程, 祝有海, 白名崗, 吳宣志, 陳道華, 劉廣虎
【申請人】中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心