重力活塞取样器贯入模型研究

重力活塞取样器贯入深度研究对于取样效率的提高和仪器安全有着重要影响,根据取样海底沉积物类型及工程参数对取样器可贯入深度进行预判是研究的重点。基于重力活塞取样器结构,设计并制造了重量可调的重力取样器模型,增加了底质桶与支架等配套设施。按照控制变量法分别设计了针对取样器质量、贯入速度及沉积物类型的试验。试验结果表明,底质类型、取样器质量和贯入速度都可以对贯入深度产生不同程度的影响。在现有重力取样器贯入深度公式的基础上,根据本次试验得到的数据对其进行修正。改进后的公式计算结果与原来相比误差更小、更接近于真实取样数据。     

重力活塞取样器贯入深度研究

重力活塞取样器是一种重要的海底连续沉积物采集仪器,贯入深度和样品质量对海洋地质研究有着重要影响。通过对重力活塞取样器贯入过程建立能量守恒方程,得出贯入深度控制方程。已知取样器参数和土质类型条件,可计算取样管贯入深度,深度受取样器重量、体积、形状、取样管直径和沉积物类型等因素共同影响。已知取样器参数和贯入深度,可推测海底沉积物类型。     

简讯

1982年3月24—26日,中国科学院海洋研究所召开了由该所地质室研制的CH-1型重力活塞取样管与XD-1型箱式取样器鉴定会。来自各地15个单位和部门的28位代表出席了会议。代表们听取了仪器研制和海上试验报告,参加了海上现场试验。代表们一致认为:两项仪器的样机研制是成功的;重力活塞取样管     

MCD-1型、MCS-1型多管取样器简介

MCD -1型、 MCS-1型多管取样器是分别为深海调查设计的 8管取样器和为浅海调查设计的 4管取样器。其外壳采用不锈钢材质 ,由铅块、活塞阻尼器和取样器等组成 ,为机械结构 ,是我所科技人员在德国多管取样器的基础上 ,克服其存在的一些问题 ,并结合海上实践经验 ,经反复试验于 1 998年初自行开发研制而成的。 MCD -1型、 MCS-1型多管取样器除了可用于沉积物样品的采集外 ,还可用于工程、采矿项目土工力学特性测试的样品取样。1　技术指标取样长度为 2 0 0～ 50 0 mm;样品直径为 1 0 0 mm。适用深度 :MCD-1型为 0～ 60 0 0 m;MCS-1型为…     

新型全封闭刀口联合式管口封的设计及应用

重力活塞取样器是海洋地质调查不可缺少的调查设备，而管口封又是重力活塞取样器的重要部件。管口封的好坏不但影响到取样器的贯入深度和取芯丰，还影响到所取岩芯的质量．介绍了一种最近研制成功的新型全封闭刀口联合式管口封。海上实验在特定海区成功的获取了17．11m的长岩芯，取样率达91．3％，创造了我国海洋地质调查用重力活塞取样器获取岩心的最长记录。该设计已通过国家知识产权局批准授予实用新型专利。     

重力活塞取样管的结构及其使用

随着海洋地质科学的不断发展,迫切要求改进采集海底沉积物柱状样品的仪器。在广泛的海洋调查工作中,取样管是采集沉积物柱状样品的主要工具。当前，各国使用的取样管类型很多,重力活塞取样管是其中较为优越的一种取样工具。 1947年, Kullenberg首先设计了重力活塞取样管。随后Silverman等以及Emery等人又进行了进一步的改进。1956年，Ericson等人发表了经过改进的重力活塞取样管的结构图。目前,这类取样管在不少国家都在广泛使用于海洋调查。 1965年前后,我们开始使用重力活塞取样管,同时对其中的夹板结枸、联接器和船舷安装等方面进行了某些改进,使整个仪器的操作使用进一步简化，并先后在几个海区进行了调查,效果良好。这种取样管的特点有二： 1.有一个活塞。当取样管钻人沉积层时,活塞能对沉积物起抽吸作用。从而提高了取样率并使样品不从管內脱落； 2.有一个抗衡装置。它能使仪器获得较大的冲击力并保证活塞的抽吸作用,从而提高取样长度。 海上实际工作说明,这种取样管的主要优点有:(1)对那些粒度较粗和结构较坚硬的沉积物,如细砂、硬质粘土等,用重力活塞取样管比一般重力取样管的效果为好;(2)取样率比较高,在正常情况下可达到90%以上;(3)仪器结构简单,操作方便,取样时不用抛锚,加快了海上调查工作的速度。它不但适用于深水区,也能用于浅海区。但是,目前我们使用的重力活塞取样管存在的主要缺点是:当取样管未全部钻入沉积层而从其中拔取时,活塞不能停留在原位而必须行至联接器处,致使把一部分搅动了的样品也抽取上来,这是今后需要加以改进的。     

深海沉积物超长取样系统研究进展

深海沉积物作为一种重要的深海环境变化记录载体,是海洋学尤其是深海研究必不可少的基础研究资料.因此如何获得超长、连续、无扰动的沉积物柱状样品是深入开展深海科学研究的关键技术环节,也是我国在深海研究国际竞争中取得优势的主要技术瓶颈之一.通过综述国内外深海超长沉积物取样系统的研究进展,发现当今通用的沉积物取样系统存在诸多技术问题,从而不可避免地对沉积物产生扰动、压缩、断层等破坏.基于深海取样系统研制的国内外发展动态,提出了一种新的结合普通重力取样器对浅表沉积物样品无扰动取样和重力活塞取样器获取超长沉积物的混合型超长沉积物取样系统的设计构想.     

海岸工程地基勘察的技术方法

本文探讨了海洋沉积物的工程特性,以及为海岸工程地基而进行的海洋工程地质勘探方法。包括海洋工程地质测绘,海底钻探(Wirth型、MAS—73型、koken型及Maricor型海底钻探机械设备)、用重力、活塞、箱式取样器(管)进行水下取样、以及洋底沉积物钻孔剪切试验装置、旁压试验装置。     

59型3重力取样管

海洋沉积物通常用重力取样管来采取，它是依靠自身的重力将取样管打入沉积层取得样品。由于重力取样管结构简单，使用方便，至今还在大量使用。为了改善重力取样管的性能，在管内增加了活塞。当土样压入管内时，它增加了一个向上的吸力，能提高取样率，通常称这种取样管为重力活塞取样管。     

弹子式活塞

活塞是重力活塞取样管的重要部件。重力取样管已有100多年历史,其结构和形式都有很大的改进,其中根本性的改进是装配上活塞和抗衡装置,成为重力活塞取样管。重力活塞取样管在合理调整刀口的内摩阻系数的情况下,加上活塞的抽吸作用,可以最大限度地减少沉积物与内管壁之间的摩阻力,减少管柱效应,可以尽可能保持样品的完整性,提高取样率。然而,使用过程中发现最初的普通活塞存在两个问题。一是当沉积物没有贯满样管时,     

海底重力取样技术的探讨

对重力取样器的用途、使用及相关技术进行了较全面的介绍,尤其介绍取样作业中的一些实际经验,对该取样器的技术特点、相关技术和未来发展方向进行深入的探讨。     

一种新型的6000米深水可视可控轻型沉积物柱状取样系统

为了获得连续、低扰动、超长的深海海底沉积物样品,研制了一套可应用于最大水深6 000 m,最长取样可达25 m的可视可控轻型沉积物柱状取样系统。本套设备主要包括甲板控制单元、取样系统和立式收放机构3部分。在取样过程中,本系统充分利用动能和深海液压锤夯击双动力组合,即取样过程包括前期的重力贯入和后期的夯击取样两个过程。液压锤夯击机构的配置使取样器在不显著增加自身重量的前提下,完成超长、连续、低扰动的深海沉积物柱状样采集工作。取样器的组合与拆卸采用立式吊装的方式,极大地降低了取样过程中的工作量和所需甲板作业空间。水下监测系统的配置解决了以往盲采样的弊端。除此之外,本取样器还设有多个标准通用端口,可以扩展为多种设备的集成平台,完成多种数据的采集。目前本套设备已经成功进行了海试,并作为主要沉积物取样设备成功应用于多个海上调查航次,取得了一系列连续、低扰动的柱状样品,有效地提高了我国深海可视可控柱状取样的技术水平。     

一种新型底质取样设备研制成功——DDC-XZ-1型悬垂振动活塞取样器

在海洋地质学研究和海洋工程勘察项目中 ,海洋底质取样是一项必不可缺的工作。从当前使用的技术手段来看 ,对于我国各类水域大片分布的砂和硬粘土 (约占 4 0 %区域 )等未固结 半固结的硬底质沉积物 ,要获取保存完好的长岩芯 ,振动活塞取样器是一种简便 ,快捷的取样设备。与工程钻机相比 ,振动活塞取样器的优势主要表现在 4个方面 :一次可完成较大的穿入深度 ,并能获取连续、完整的岩芯 (而钻机往往需要用多个回次完成 ) ;工作消耗低、操作简便、灵活 ;取样效率高 (作业时船只无需抛锚 ) ;适用范围广。从国内多家相关单位的使用情况来看 ,目…     

南黄海的海底侵蚀作用

１９９２年５月－１９９３年１０月期间,在南黄海及东海北部海域,利用大洋５０型表层取样器,重力活塞取样及底栖拖网等方法,对海底沉积进行了深入的调查,通过对所获样品的粒度,矿物含量,生物组合及年代地层学多学科综合性的分析研究表明,南黄海及东海北部陆架的沉积环境十分复杂,在南黄海高能侵蚀区海底广泛出露砂质沉积物,其分布范围与强潮夕及风暴潮的活动区相一致,在这些水动力的长期作用下,细粒物质逐渐被悬浮,搬运     

静水压力取样器冲击头冲击速度的理论与试验研究

介绍了一种用于海底沉积物取样的静水压力取样器,它能依次利用重力势能和静水压力能,将其转换为冲击动能,以冲击形式将取样管插入海底沉积物进行取样。结合既定取样器对其冲击头的冲击速度进行了理论推导,并提出相关经验公式。通过取样器冲击试验,验证了静水压力取样器冲击头冲击速度理论模型的正确性和合理性。在理论推导和实验验证的基础上,对影响取样器冲击头冲击速度三个主要因素进行了探讨,并提出了提高冲击头冲击速度的具体措施。     

海底沉积物取样的扰动机理研究

海底沉积物取样技术对大洋诸多科学研究来说非常重要,各种研究目标的实现与沉积物样品的质量息息相关.在使用常规管状取样器对松软或轻微固结的沉积物取样时,沉积物样品的扰动总是不可避免的.以机械手持式沉积物取样器为原型机,建立了管状取样器的取样过程模型,分析了沉积物样品的扰动机理;采用球形孔扩张理论获得了沉积物土体受到取样管挤压扩张的理论解;结合太平洋具体沉积物土体物理力学参数,对管状取样器取样造成沉积物扰动的状况给出了一个定量描述,并且提出取样管壁的厚度是减小沉积物扰动的关键参数.     

利用重力活塞取样管在极浅水域采取柱状样的一种简单方法

介绍了在小渔船上利用重力活塞取样管于极浅水域采取柱状样的一种方法。该方法简单易行，效果颇佳。     

新型轻便防污染管状沉积物采样器

目前用于采集海底沉积物的采样器有几十种,但是我国经常使用的有以下几种。如大洋50型表层采样器、重力活塞柱状取样器、箱式采样器等。上述采样器各有优缺点,其不足之处,是结构笨重、操作不便,有的需要大量人力配合操作。尤其是箱式采样器,需要6—8     

转动托架在重力活塞取样管上的应用

我国海洋沉积调查现已逐步向深入发展,重力活塞取样管是采集海底沉积物岩芯比较理想的常规工具之一,目前正向着长,而无扰动的大口径取样管的方向发展,取样长度由几米到十几米、甚至长达二十几米。样管的加长、口径的加大、重量的增加,给船舷工作带来了相应的困难和危险。原来使用的固定托架已不能适应深海作业的需要,迫切需要改进、更新这一配套设备。为解决这一矛盾,我们研制了两个系列的转动托架。在几年的使用中收到了令人满意的效果。它即操作方便、又安全可靠、大大减轻了调查人员     

海底潜钻取样技术的发展和应用

导言底质取样是海底地质调查的重要手段。随着人们向海洋调查的深度和广度进军,各式各样的取样器不断出现。这些取样器中,有的是靠人在船上操作起重设备,把取样装置投向海底取样或操作钻塔将钻管从船上伸向海底取样,有的则抛入大海后自由下落,依靠释放配重获得浮力自行上升取得海底样品,另外的则把设备置于海底,人在海面船舶上依靠电缆远