一种海底采样设备的触发装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种海底采样设备的触发装置，包括：内部设置有空腔的壳体；安装在壳体上的移动装置，包括可做轴向移动的触发杆，和对触发杆施加推离壳体的弹力的弹簧；以及安装在壳体上的信号装置，其包括接收触发杆移动信号的感应器，和将感应器的触发信号传送至海底采样设备的传送装置。本发明利用壳体的空腔来安装各部件，通过密封结构来避免各部件受海水的侵蚀。触发装置在海底采样设备未接触到海底时提前与海底接触，以利用海底采样设备的自重将移动装置压向海底，使移动装置在挤压下产生变化，从而输出相应的海底采样设备已经到达海底的信号，为海底采样设备进行后续工作提供精确的计时。
【专利说明】
一种海底采样设备的触发装置
技术领域
[0001]本发明涉及地质研究领域，特别是涉及一种能够为海底采样设备准确提供是否到达采样地点信号的触发装置。
【背景技术】
[0002]在水合物成藏区，由于地下介质普遍存在压力和温度以及浓度和组分上的差异，水合物形成或分解过程中释放的烃类气体和流体通过动态运移，可在其上覆海底沉积物、孔隙水以及底层海水中形成烃类异常和其他地球化学异常效应，大量的实践证明孔隙水和底层海水中烃类气体(如甲烷)及其它气体(如H2S)的异常是识别天然气水合物存在的重要标识之一，通过现场跟踪海水和孔隙水中CH4、H2S等气体的异常分布和运动，可为快速、高效地探查天然气水合物资源提供线索和依据。
[0003]此类采样一般是在几千米深的海底，而海底采样设备是否到达采样地点不易确定，以及何时开始采样也不易控制。此外，海底采样设备在到达采样地点后，会搅乱当前海底的环境，需要静置一段时间使当前环境恢复后再采样，才能获取到预定的采样标本。上述各种操作都需要一个准确的触发信号。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是要提供一种能够为海底采样设备准确提供是否到达采样地点信号的触发装置。
[0005]特别地，本发明提供一种海底采样设备的触发装置，包括:
[0006]壳体，内部设置有空腔，其相对的两端分别为固定端和触发端；
[0007]移动装置，安装在所述壳体的触发端，包括通过一端由该侧空腔插入所述壳体且可沿所述空腔的轴向移动的触发杆，和安装在该侧空腔内以对所述触发杆施加推离所述触发端弹力的弹簧；
[0008]信号装置，安装在所述壳体的固定端，包括安装在该侧空腔内以接收所述触发杆移动信号的感应器，和将所述感应器的触发信号传送至海底采样设备的传送装置。
[0009]进一步地，所述壳体为由所述固定端向所述触发端直径逐渐收缩的锥形体。
[0010]进一步地，在触发端上设置有限制所述触发杆轴向移动距离的限制套，所述限制套包括通过螺纹与所述触发端连接的连接段，和限制所述触发杆相对所述壳体移动距离的限制段。
[0011]进一步地，所述限制段的内径大于触发杆的直径，在所述限制段远离所述连接段的端头上设置有内径与所述触发杆直径相同的固定环，所述触发杆穿过所述固定环后插入所述触发端的空腔，在所述触发杆插入所述空腔内的一端的杆身上设置有径向凸出于其圆周的凸台。
[0012]进一步地，所述触发杆远离所述触发端的一端固定有直径大于所述触发杆直径的阻尼板。
[0013]进一步地，所述固定端设置有密封所述固定端的空腔开口的密封盖，所述密封盖依次包括直径大于该端所述空腔的开口直径的盖帽，和通过螺纹与所述空腔固定的螺纹段，和插入所述空腔内以密封所述空腔的密封段，以及用于安装所述感应器的支架。
[0014]进一步地，所述密封段与所述空腔接触的圆周表面，设置有内凹的环形密封槽，在所述密封槽内安装有密封圈。
[0015]进一步地，所述感应器为霍尔传感器，在所述触发杆与所述弹簧接触一端的端头上安装有磁铁，所述空腔内设置有将所述移动装置和所述信号装置隔开的隔板，所述霍尔传感器根据所述磁铁预定距离时的磁通量触发。
[0016]进一步地，所述密封盖内部沿轴向设置有线路通道，在所述盖帽上设置有供所述控制单元线缆连接的插座接口，所述霍尔传感器通过线缆与所述插座接口连接。
[0017]进一步地，所述感应器为干簧管，在所述触发杆与所述弹簧接触一端的端头上安装有磁铁，所述空腔内设置有将所述移动装置和所述信号装置隔开的隔板，所述干簧管由所述磁铁到达预定位置时的磁场强度触发。
[0018]本发明利用壳体的空腔来安装各部件，通过密封结构来避免各部件受海水的侵蚀。触发装置在海底采样设备未接触到海底时提前与海底接触，以利用海底采样设备的自重将移动装置压向海底，使移动装置在挤压下产生变化，从而输出相应的海底采样设备已经到达海底的信号，为海底采样设备进行后续工作提供精确的计时。
【附图说明】
[0019]图1是根据本发明一个实施例的触发装置结构示意图；
[0020]图中:10-壳体、11-固定端、12-触发端、13-空腔、14-隔板、20-移动装置、21-触发杆、22-弹簧、23-阻尼板、24-凸台、25-磁铁、30-信号装置、31-感应器、32-传送装置、40-限制套、41-连接段、42-限制段、50-密封盖、51-盖帽、52-螺纹段、53-密封段、531-密封槽、532-密封圈、54-支架、100-触发装置。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，本发明实施例涉及的触发装置100—般性地包括用于安装各部件的壳体10，在壳体上安装有根据外力作用而触发的移动装置20，和将触发信号发送至控制系统的信号装置30。
[0022]该壳体10的内部设置有空腔13，其相对的两端分别为与海底采样设备安装的固定端11，和伸出海底采样设备外的触发端12。该移动装置20安装在壳体的触发端12，具体包括通过一端由该侧空腔13插入壳体10内且可沿空腔13的轴向移动的触发杆21，和安装在该侧空腔13内以对触发杆21施加推离触发端12弹力的弹簧22。该信号装置30安装在壳体10的固定端11，包括安装在该侧空腔13内以接收触发杆21移动信号的感应器31，和将感应器31的触发信号传送指定接收处的传送装置32。
[0023]本实施例中的壳体10采用空腔13来安装各部件，通过密封结构来避免各部件受海水的侵蚀。当壳体10通过固定端11安装到海底采样设备上后，其触发端12需要伸出海底采样设备外，以在海底采样设备未接触到海底时提前与海底接触，以利用海底采样设备的自重将移动装置20压向海底，使移动装置20在挤压下产生变化，从而输出相应的海底采样设备已经到达海底的信号，为海底采样设备进行后续工作提供精确的计时。
[0024]移动装置20的触发杆21的一端被限制在壳体10的触发端12空腔13内，另一端在弹簧22弹力的作用下伸出壳体10外，当海底采样设备到达海底时，触发杆21的伸出端会在海底采样设备和海底的挤压下克服弹簧22的弹力而向壳体10内运动，触发杆21另一端在壳体10内的运动，会触发在其运动行程内的感应器31，感应器31将该信号通过传送装置30发送至海底采样设备的控制单元，或通过线缆发送至海面上的控制中心，从而获得海底采样设备到达海底的时间，为后续采样工作的实施提供了参考标准。具体的触发杆21触发感应器31的方式，可以是磁力感应、物理触碰、连杆传动等方式。传送装置30向其安装在一起的海底采样设备传送信号时，可以通过线缆的方式，也可以通过无线的方式。
[0025]进一步地，在本发明的一个实施例中，为限定触发杆21的移动距离，可以在触发端12上设置限制触发杆21轴向移动距离的限制套40，该限制套40包括通过螺纹与触发端12连接的连接段41，和限制触发杆21相对壳体10移动距离的限制段42。
[0026]安装时，连接段41可以通过外螺纹或内螺纹与壳体10的触发端12固定，而限制套40通过相应的限制结构限制触发杆21的移动距离，限制套40可以通过连接段41与触发端12的连接时的长度调整限制段42的长度，从而达到调整触发杆21移动距离的目的。其中的限制结构可以是与触发杆21上的相应部位配合，以实现卡位、阻挡的任意结构，如弹簧22被固定在壳体10内，而触发杆21又与弹簧22接触的一端固定，这样弹簧22既可以对触发杆21施加弹力，又能够防止触发杆21脱离。本实施例虽然公开限制套40是用螺纹方式与壳体10连接，但在其它的实施例中，也可以是用螺栓、卡箍等方式连接。
[0027]进一步地，该限制套40也可以固定在触发杆21上，当触发杆21移动至一定位置时，限制段42与壳体10的触发端12形成挂、挡结构，从而达到限制触发杆21移动距离的目的。
[0028]具体地，在本发明的一个实施例中，该限制段42的具体结构可以是:在限制段42远离连接段41的端头上设置有内径与触发杆21直径相同的固定环43，该触发杆21穿过固定环43后插入触发端12的空腔13，在触发杆21插入空腔13内的一端的杆身上设置有径向凸出于其圆周的凸台24。正常情况下，触发杆21在弹簧22的弹力作用下被顶向壳体10外，当触发杆21上的凸台24与固定环43发生接触时，触发杆21被限制在当前位置。当触发杆21与海底接触时，触发杆21在压力下克服弹簧22的弹力被压向空腔13的内部，从而触发感应器31。当海底采样设备上提时，触发杆21失去外部压力，然后在弹簧22的弹力作用下又被顶出，直至凸台24与固定环43再次接触。
[0029]为避免出现意外，在一个海底采样设备上可以设置多个触发装置100，各触发装置100可以分别位于海底采样设备的不同位置。而在判断触发信号时，可以采用所有触发装置100都发出触发信号时为准，也可以部分触发装置100发出触发信号时为准。
[0030]为防止壳体10插入海底后不易拨出，该壳体10的外形可以是由固定端11向触发端12直径逐渐收缩的锥形体。当壳体10以触发端12插入海底时，其锥形体的结构可在海底形成一个扩散形的插孔，不会影响后期海底采样设备的上提，而且锥形的结构也能够使插入后的触发装置100更稳定。
[0031]进一步地，为提高触发杆21的受力效果，该触发杆21远离触发端12的一端可以固定直径大于触发杆21直径的阻尼板23。通过阻尼板23可以加大传导至触发杆21上的海底的压力，从而确保推动触发杆21运动，进而触发感应器31。
[0032]进一步地，为避免信号装置30被海水侵蚀，该壳体10的固定端11设置有密封固定端11一侧空腔13开口的密封盖50，该密封盖50依次包括直径大于该端空腔13的开口直径的盖帽51，和通过螺纹与空腔13固定的螺纹段52，和插入空腔13内以密封空腔13的密封段53，以及用于安装感应器31的支架54。
[0033]安装时密封盖50通过螺纹段52拧入空腔13内，盖帽51用于封闭空腔13的开口，而密封段53能够在空腔13内形成一段密封层，避免海水由密封盖50与空腔13的接触处进入而侵蚀感应器31。支架54上可以设置安装座，用于固定感应器31和传送装置32。本结构方便拆卸和安装。为提高密封段53的密封效果，可以在密封段53与空腔13接触的圆周表面，设置内凹的环形密封槽531，在密封槽531内安装密封圈532。具体的密封槽531数量可以设置2?4道。
[0034]进一步地，本发明的感应器31可以采用霍尔传感器，在触发杆21与弹簧22接触一端的端头上安装有磁铁25，在空腔13内设置有将移动装置20和信号装置30隔开的隔板14，利用隔板14将两者隔开后，可以针对移动装置20和传送装置30分别设置密封等级，如信号装置30要求的密封性能更高，而移动装置20要求的密封性能较低，通过隔板14的结构，可以降低整个设备的密封处理要求，简化安装。在使用时，霍尔传感器根据磁铁25预定距离时的磁通量触发。如，当触发杆21在海底压力下将弹簧22压缩至一定位置时，相对支架54上的霍尔传感器，磁铁25的磁通量增大至能够激活霍尔传感器的导通量。
[0035]如，在触发装置100插入海底前，触发杆21在弹簧22的弹力作用下下移伸出壳体10夕卜，其另一端的磁铁25距霍尔传感器较远，霍尔传感器处磁感应强度低于其导通阈值BOP(工作点)，霍尔传感器一直通过传送装置32输出高电平。当触发杆21被压回空腔13内且到达弹簧22的受力极限位置处时，霍尔传感器感应到的磁感应强度高于其导通阈值Β0Ρ，霍尔传感器输出输出低电平。海底采样设备的控制单元根据预先对高电平信号和低电平信号的定义，开始控制采样过程。
[0036]在本实施例中，为方便信号的传送，可以在密封盖50内部沿轴向设置线路通道，在盖帽51上设置供控制单元线缆连接的插座接口，霍尔传感器通过线缆与插座接口连接。控制单元线缆可以通过防水插头与插座接口连接。
[0037]进一步地，在本发明的另一个实施例中，该感应器31可以为干簧管，在触发杆21与弹簧22接触一端的端头上安装有磁铁25，在空腔13内设置有将移动装置20和信号装置30隔开的隔板14，该干簧管由磁铁25到达预定位置时的磁场强度触发。
[0038]至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
【主权项】
1.一种海底采样设备的触发装置，其特征在于，包括: 壳体，内部设置有空腔，其相对的两端分别为固定端和触发端； 移动装置，安装在所述壳体的触发端，包括通过一端由该侧空腔插入所述壳体且可沿所述空腔的轴向移动的触发杆，和安装在该侧空腔内以对所述触发杆施加推离所述触发端弹力的弹簧； 信号装置，安装在所述壳体的固定端，包括安装在该侧空腔内以接收所述触发杆移动信号的感应器，和将所述感应器的触发信号传送至海底采样设备的传送装置。2.根据权利要求1所述的触发装置，其特征在于， 所述壳体为由所述固定端向所述触发端直径逐渐收缩的锥形体。3.根据权利要求1所述的触发装置，其特征在于， 在触发端上设置有限制所述触发杆轴向移动距离的限制套，所述限制套包括通过螺纹与所述触发端连接的连接段，和限制所述触发杆相对所述壳体移动距离的限制段。4.根据权利要求3所述的触发装置，其特征在于， 所述限制段的内径大于触发杆的直径，在所述限制段远离所述连接段的端头上设置有内径与所述触发杆直径相同的固定环，所述触发杆穿过所述固定环后插入所述触发端的空腔，在所述触发杆插入所述空腔内的一端的杆身上设置有径向凸出于其圆周的凸台。5.根据权利要求1所述的触发装置，其特征在于， 所述触发杆远离所述触发端的一端固定有直径大于所述触发杆直径的阻尼板。6.根据权利要求1所述的触发装置，其特征在于， 所述固定端设置有密封所述固定端的空腔开口的密封盖，所述密封盖依次包括直径大于该端所述空腔的开口直径的盖帽，和通过螺纹与所述空腔固定的螺纹段，和插入所述空腔内以密封所述空腔的密封段，以及用于安装所述感应器的支架。7.根据权利要求6所述的触发装置，其特征在于， 所述密封段与所述空腔接触的圆周表面，设置有内凹的环形密封槽，在所述密封槽内安装有密封圈。8.根据权利要求1所述的触发装置，其特征在于， 所述感应器为霍尔传感器，在所述触发杆与所述弹簧接触一端的端头上安装有磁铁，所述空腔内设置有将所述移动装置和所述信号装置隔开的隔板，所述霍尔传感器根据所述磁铁预定距离时的磁通量触发。9.根据权利要求8所述的触发装置，其特征在于， 所述密封盖内部沿轴向设置有线路通道，在所述盖帽上设置有供所述控制单元线缆连接的插座接口，所述霍尔传感器通过线缆与所述插座接口连接。10.根据权利要求1所述的触发装置，其特征在于， 所述感应器为干簧管，在所述触发杆与所述弹簧接触一端的端头上安装有磁铁，所述空腔内设置有将所述移动装置和所述信号装置隔开的隔板，所述干簧管由所述磁铁到达预定位置时的磁场强度触发。
【文档编号】G01V3/08GK106092662SQ201610389900
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月2日 公开号201610389900.9, CN 106092662 A, CN 106092662A, CN 201610389900, CN-A-106092662, CN106092662 A, CN106092662A, CN201610389900, CN201610389900.9
【发明人】陆程, 祝有海, 白名岗, 吴宣志, 陈道华, 刘广虎
【申请人】中国地质调查局油气资源调查中心