Пробоотборник

 

Изобретение относится к микробиологии и может быть использовано, например, для получения проб из льда для последующих исследований, связанных с изучением различных горизонтов ледниковых покровов и требующих стерильности процесса отбора пробы. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности работы пробоотборника. Пробоотборник состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого установлены система отбора проб, система размыва с нагревателем, узел стерилизации, система подачи узла внедрения, электроотсек с блоком управления, и кабельного замка. В пробоотборнике узел внедрения выполнен в виде дополнительного корпуса, смонтированного на нижнем торце цилиндрического корпуса, и установленной в нем с возможностью перемещения головки-нагревателя с жиклерами, каналами сброса воды и бактерицидной жидкости, каналом забора воды системы размыва и каналом забора воды системы отбора пробы. Последний соединен с трубкой-удлинителем, расположенной в полости головки-нагревателя, верхняя часть которой соединена с каналом сброса воды из системы размыва. Головка-нагреватель через направляющие втулки соединена с магистральными трубопроводами систем размыва, отбора проб и стерилизации. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 G 0l N 1/02

,< л) р4 3 kk 1 !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbA HAM

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4412495/31-26 (22) 18. 04.88 (46) 15 01.90. Бюл. № 2 (71) Ленинграцский горный институт им. Г.В. Плеханова (72) Б.Б. Кудряшов, Н,F.. Бобин и В.M. Пашкевич (53) 543.053(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 1458756, кл. С 01 N 1/02, 1987. (54) ПРОБООТ БОРНИК (57) Изобретение относится к иикробиопогии и может быть использовано, например, для получения проб из льда для последующих исследований, связанных с изучением различных горизонтов ледниковых покровов и требующих стерильности процесса отбора пробы, Цепь изобретения — упрощение конструкции и повышение надежности работы пробоотборника. Пробоотборник состоит из цилиндрического корпуса, внутри котоИзобретение относится к микробиологиии и может быть ис пол ьз ова но, например, для получения проб из льда для последующих микробиологического или других видов исследований, связанных с изучением различных горизонтов ледниковых покровов и требуюшнх стерильности процесса отбора пробы.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежнос ти работы пробоотборника.

Фиксированное размещение основных рабочих узлов пробоотборника в корпусе-трубе упрощает ко: струкцию — позволяет отказаться от целого ряда элеÄÄSUÄÄ 5 6237 А1 рого установлены система отбора проб, система размыва с нагревателем, узел стерилизации, система подачи узда внедрения, электроотсек с блоком управления, и кабельного замка. В пробоотборнике узел внедрения выполнен в виде дополнительного корпуса, смонтированного на нижнем торце цилиндрического корпуса, и установленной в нем с возможностью перемещения гоповкинагреьателя с жиклерами, каналами сброса воды и бактерицидной жидкости каналом забора воды системы размыва и каналом забора воды системы отбора проб. Последний соединен с трубкойудлинителем, расположенной в полости головки-нагр евателя, верхняя часть которой соединена с каналом сброса воды из системы размыва. Головка-нагреватель через направляющие втулки соединена с магистральными трубопроводами систем размыва, отбора проб и стерилизации. 1 ил. ментов уплотнения соединений, имеющих место в прототипе, что значительно уменьшает усилие, необходимое для перемещения узла внедрения. Введение узла внедрения в виде отдельной сборки, а также наличие в головке-нагревателе узла внедрения автоматически выдвигаемой трубки-удлинителя повыша.ют как надежность конструкции пробоотборника, так и надежность его ра— боты.

На чертеже схематически показан пробо отбор ник.

Пробоотборник состоит и э корпусатрубы 1 с наружным об гревом 2, сис1536 237 темы стерилизации забоя, системы пробоотбора, системы размыва ледовой толщи, системы подачи, электроотсека 3, в котором смонтирован блок 4 управле5 ния, и кабельного замка 5, в котором закреплен груэонесущий кабель 6, рабочие и контрольные жилы которого подключены к блоку 4 управления, грузонесущий кабель 6 связывает пробоот-10 борник с наземным пультом управления.

В корпусе-трубе 1 размещены емкость 7 гидравлической жидкостью 8, насос, 9 системы подачи, бачок 10 с бактерицидной жидкостью 11 и электроклапаном15

12, блок 13 фильтров с обратными клапанами 14 и 15 на входе и выходе, насос 16 системы отбора пробы, насос 17 и нагреватель !8 системы размыва, трубопроводы 19 — 24. 20

Емкость 7 герметизирует корпус-трубу 1 сверху, а узел внедрения - снизу.

Узел внедрения состоит из корпуса

25, в котором подвижно установлена головка-нагреватель 26. Головка-наг- 25 реватель 26 имеет уплотнительные кольца 27 и 28, трубку-удлинитель 29, окно 30, канал 31 забора воды и канал

32 с жиклерами 33 системы размыва, окно 34, канал 35 забора воды и канал 30

36 сброса воды системы отбора пробы, канал 37 сброса бактерицидной жидкости, канал 38 автоматического управления подачей трубки-удлинителя 29, канал 39 забора воды через трубкуудлинитель 29. Кольцо ?8 обеспечивает герметичность узла внедрения в транспортном положении.

Трубка-удлинитель 29 имеет уплотнительные кольца 40 и 4 1, окна 42 и 40

43 забора и выброса воды, полость 44.

Между трубкой-удлинителем 29 и телом .головки-нагревателя 26 имеется полость 45. На торце головки-нагревателя 26 расположен нагреватель 46. Го- 45 ловка-нагреватель 26 соединяется с трубопроводами 19 — 24 при помощи направляющих втулок 47, которые обеспечивают герметичность соединений при движении головки-нагревателя 26 и имеют уплотнительные кольца 48, обеспечивающие герметичность установки направляющих втулок 47 в корпусе 25 (неподвижное соединение) и в головкенагревателе 26 (подвижное соединение)

Для обеспечения контроля и управления работой пробоотборника в его конструкции предусмотрена установка датчика 49 забоя, датчика-регулятора

50 температуры воды, установленного на выходе из нагревателя 18,. датчиков

51 и 52 работы насосов 16 и 17, дат чика 53 уровня жидкости в скважина.

Блок 4 управления имеет электрическую связь с нагревателями 18 и 46, насосами 9, 16 и 17, электроклапаном

12 и системой датчиков 49-53.

Величина хода головки-нагревателя 26 в корпусе 25 ограничивается упором 54.

Принцип работы пробоотборника следующий.

Все детали пробоотборника перед сборкой стерилизуются, сборку пробоотборника выполняют с соблюдением условий асептики, обеспечивая полную стерильность изделия. ,В процессе сборки в бачок 10 заливают бактерицидную жидкость 11 (например, этиловый спирт в объеме 250 мл) и поджимают ее давлением воздуха (. О, 2 — 0,4 ИПа), а и емкость 7 заливают гидравлическую жидкость 8 (например, керосин илч толуол) . После. окончательной сборки пробоотборник опускают на. грузонесущем кабеле 6 в скважину. После n .". :ÿíoâêè на забой (регистрируется по срабатыванию датчика

49 забоя) пробоотборник приподнимают от забоя на 0,3 — 0,5 и и включают программу работы пробоотборника. Дальнейщиц цикл пробоотборника выполняется блоком 4 управления при активном, контроле и. коррекции (при необходимости) процесса пробоотбора с наземного пульта, б

Открываетсй электроклапа н 12 и бактерицидная жидкость 11 под воздействием давления воздуха из бачка 10 по трубопроводу 20, каналу 37 распыляется на забой. Электроклапан 12 закрывается. Бактерицидная жидкость стерилизует забой. Пробоотборник опускается на забой (срабатывает датчик 49 забоя) и вытесняет бактерицидную жидкость в кольцевое пространство между пробоотборником и стенкой скважины (при этом одновременно происходит стерилизация стенок скважины), Включается нагреватель 46 и обо-. грев 2 корпуса-трубы 1 - пробоотборник постепенно вплавляется в забой.

При этом образующаяся при плавле нии забоя вода по мере внедрения пробоотборника в забой поднимается rro кольцевоыу зазору между пробоотборником и стенкой скважины, одновременно вы5 15362 тесняя бактерицидную жидкость с забоя и поднимая ее по кольцевому зазору вверх (при этом происходит стерилизация стенок скважины и наружной поверх.— .у ности пробоотборника) . Бактерицидная жидкость за счет меньшей плотности (плотность этилового спирта около

810 кг/м ) всегда будет находиться поверх уровня воды. 10

Вплавление пробоотборника в массив льда производится,цо момента подъема воды в кольцевом зазоре до уровня датчика 53. При срабатывании датчика 53 пробоотборник приподнимается от забоя на 0,1 0,2 м, нагреватель 46 и наружный обогрев 2 отключаются, Производится формирование ледового пакера в кольцевом пространстве.

После образования ледового пакера 2О (контроль IIQ времени) включается нагреватель 46. Включается насос 9 и гидравлическая жидкость 8 из емкости 7 перекачивается по трубопроводу 19 в узел внедрения, выдвигая головку-наг- 26 реватель 26 из корпуса 25. Происходит внедрение головки-нагревателя 26 в

1 чистый ледовый массив. Образующаяся при плавлении вода по каналу 37, трубопроводу 20 через злектроклапан 12 под-g0 нимается в бачок 10. Выдвижение головки-нагревателя ограничивается упором

54. При этом обеспечивается выход за нижний торец корпу са 25 окон 30, 34 выходного отверстия канала 36 и жиклеров 33. Насос 9 выключается, нагреватель 46 переводится на умеренный режим работы, включаются насосы 16, 17 и нагреватель 18 °

Начинается одновременный процесс 40 размыва массива льда и отбора пробы.

Вода через окна 30 поступает по каналу 31, трубопроводу 23 в насос 17 и выбрасывается им через нагреватель

18 по трубопроводу 24, каналу 32 че- 4 рез жиклеры 38 на массив льда, рас-. плавляя его и формируя каверну. Контроль температуры нагрева воды в нагревателе 18 и регулировка режима работы нагревателя 18 обеспечивается датчиком-регулятором 50. Контроль работы насоса 17 производится по наличию потока жидкости датчиком 52 работы насоса ° Насос 17 работает на максимальных параметрах, обеспечивающих эффективность размыва ледового массива.

Отбор пробы производится путем забора через окна 34 образованной при размыве массива льда воды, которая по каналу 35, трубопроводу 21 поступает в насос 16. Насос 16 прокачивает воду через блок 13 фильтров, где пр аис ходит о сажц ение микр оор га ни змо в, а очищенная вода по трубопроводу 22 и каналу 36 выбрасывается в каверну.

Контроль работы насоса 16 производится по наличию потока жидкости датчиком 51 работы насоса.

По мере развития (углубления) кавер ны трубка-удлинитель 29 выдвигается из головки-нагревателя 26 и обеспечивает забор воды с нижнего горизонта каверны. Выдвижение трубки-удлинителя 29 производится автоматически под воздействием давления воды. Вода от насоса 17 по каналам 32 и 38 поступает в полость над верхним торцом трубки-удлинителя 29, которая по мере углубления каверны под торцом головки-нагревателя 26 постепенно вьдвигается из тела головки-нагревателя.

При этом освобождаются окна 42. Вода через окна 42, полость 44, окна 43, полость 45 поступает в канал 39 и затем в канал 35, откуда насосом 16 подается на отбор пробы в блок 13 фильтров. Такая схема забора воды из каверны повышает надежность пробоотбора, так как обеспечивает достаточный и необходимый объем опробируемого материала (наплавленной воды).

После окончания отбора пробы насосы 16,17 и нагреватель 18 отключаются, обратные клапаны 14 и 15 автоматически закрываются, герметизируя блок 13 фильтров. Включается наружный обогрев 2, повышается мощность нагревателя 46 — пробоотборник освобождается от ледового пакера и поднимается на поверхность. Здесь производится частичная разборка пробоотборника и снятие блока 13 фильтров (с обратными клапанами 14 и 15) для дальнейшего микробиологического анализа пробы, осажденной на фильтрах.

Формула и зобр ет ения

Пробоотборник для отбора микробиологических проб из льда непосредственно в скважине, включающий цилиндрический корпус, установленные внутри него систему отбора проб, систему размыва с нагревателем, узел сте7 1536237 8

10.рилизации, систему подачи с маги стРальными трубопроводами, электроотсек с блоком управления и кабельный замок, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности era работы, цилиндрический корпус снабжен эакрепЛенными íà его нижнем торце и выполенным с отверстиями в крышке допопительным корпусом с установленными них направляпцими втулками, а сисема размыва с нагревателем выполне5

11

gg

8

76

П а

Ю

58 на в виде расположенной с воэможностью перемещения внутри дополнительного корпуса головки-нагревателя с внутренней полостью, жиклерами .и каналами для соединения, через направляющие втулки с магистральными трубопроводами системы отбора проб, узла стерилизации и системы подачи, при этом головка-нагреватель снабжена установленной внутри ее полости трубкой-удлинителем для забора пробы с нижнего горизонта каверны.

/s) У82 18 г Ц

/ Фд г5

-27

7б Í

Я s