Устройство для отбора проб осадковв скважинах

 

i 18280 0!

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.04.79 (21) 2755914/22-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) М.К .

G 01 N 1/1 0

Тосударстееииый комитет

СССР

ho делам изобретений и открытий (53) УДК .543.053 (088.8) (72) Авторы изо.бретения (71) Заявитель

В. Т. Дубиичук, Б. В. Карасев и Е. П. Кузнецов

Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии -: и инженерной геологии (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ОСАДКОВ

В СКВА)КИНАХ

Изобретение относится к области гидрогеологии и, в частности, к исследованию гидрогеологических скважин с целью анализа изотопного состава подземных вод для датирования их по радиоуглероду (углерод — 14).

Для радиоуглеродного датирования из исследуемой подземной воды необходимо получить пробу, которая содержала бы карбонатный осадок в количестве, достаточном для синтеза носителя активности радиоуглерода (бензола, ацетилена, метана). Поскольку природные воды содержат, как правило, незначительные количества гидрокарбонат-ионов, для концентрирования карбоната приходится обрабатывать большие количества воды, во многих случаях доходящих до нескольких сот литров. Эту обработку проб осуществляют в полевых условиях непосредственно у водоисточников (скважин, родников и т. д.), в частности, у скважин.

В известном устройстве для экстракции углерода из подземных вод последние извлекают на поверхность в условиях, предотвращающих контакт пробы с атмосферным воздухом. Затем пробы заливают в емкости-концентраторы и производят извлечение углерода. Для осаждения углерода у водоисточника предложен метод, использующий самокоагуляцию карбонатного осадка (1).

Недостатком устройства является низкая производительность труда и низкое качество отобранной пробы.

Наиболее близким к изобретению является устройство для отбора проб осадков в скважинах для радиоуглеродного датирования подземных вод, содержащее камеру

10 для инжектирования рабочего раствора, сборник осадка карбонатов, механизм перемещения устройства (2).

Недостатком устройства является низкая представительность отобранной пробы и

15 длительность процесса.

Поставленная цель достигается тем, что камера выполнена с окнами, расположенными в ее верхней части, снабжена полым штоком с двумя поршнями и крышкой, жестко установленными на штоке, рычагами, установленными с возможностью взаимодействия со штоком, шток снабжен тягой, механизм перемещения снабжен посылочным грузом, дополнительным тросом и защелками, сборник осадков снабжен обратным клапаном, при этом поршни выполнены с отверстиями, снабженными пробками, целесообразно крышку снабдить конусом с

3ц окнами, жестко соединенным с крышкой.

828001

На чертеже изображено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Устройство содержит камеру 1 с окнами

2 и штоком 3, снабженным верхним поршнем 4, нижним поршнем 5 и крышкой б, с конусом 7 и окнами 8, жестко закрепленным на крышке. Поршни и крышка жестко закреплены на штоке и перемещаются вместе с последним. В верхнем поршне 4 имеются отверстия 9 и 10 для заливки раствора, снабженные пробками 11 и 12; отверстие

10 связано с отверстием 13 в нижнем поршне 5 трубкой 14. Рычаги 15 и 16 фиксируют шток 3 в исходном положении. Тяга 17 служит для ограничения перемещения штока в вертикальном направлении. К камере

1 с помощью троса 18 и защелки 19 подсоединен сборник осадка 20, снабженный обратным клапаном 21; зажим 22 позволяет регулировать длину троса, на котором подвешен сборник осадка. Камера 1 со сборником осадка 20, тросом 23 и защелкой 24 соединены с механизмом 25 перемещения устройства (лебедкой). На тросе 23 размещен посылочный груз 26. Прокладка 27 обеспечивает герметичность соединения крышки 6 с корпусом камеры 1. В камере

1 верхний и нижний поршни 4 и 5 и крышка 6 образуют две несообщающиеся друг с другом полости: верхнюю «а» и нижнюю

«б», разделенные нижним поршнем 5 и закрываемые пробками 11 и 12, доступ к которым осуществляется через окна 2 в верхней части камеры 1.

Устройство работает следующим образом.

На поверхности, перед спуском в скважину, через отверстие 9 в верхнем поршне 4 верхнюю полость «а» камеры 1 заполняют раствором щелочи, нижнюю «б» — через отверстие 10 и 13 раствором хлористого 4О кальция, после чего указанные отверстия закрывают пробками 11 и 12. На трос 18 камеры 1 с помощью защелки 19 подвешивают сборник осадка 20 на определенном расстоянии от камеры, которое зависит от 45 опробываемого объема воды и регулируется зажимом 22. Затем защелкой 24 камеру со сборником осадка присоединяют к тросу 23 механизма 25 перемещения устройства.

Далее при помощи механизма перемещения сборник осадка 20 и камеру 1 опускают в скважину на требуемую глубину опробования. После этого по тросу 23 спускают посылочный груз 26, освобождающий 55 воздействием на рычаги 15 и 16 шток 3, ко4 торый вместе с поршнями 4, 5 и крышкой б под действием собственного веса и веса сборника осадка 20 опускается в крайнее нижнее положение, определяемое длиной тяги 17. По мере перемещения штока 3 происходит последовательное вытеснение в опробываемый объем воды вначале хлористого кальция из нижней полости «б», а затем и щелочи из верхней полости «а». В результате чего в объеме воды в скважине, ниже камеры и выше сборника осадка, образуется карбонатный осадок, который осаждается в сборнике осадка 20. По окончании устройство извлекают на поверхность с помощью механизма 25 перемещения устройства. Содержащийся в сборнике осадок карбоната с водой сливают в соответствующие емкости и отправляют на анализы в лабораторию.

Формула изобретения

1. Устройство для отбора проб осадков в скважинах для радиоуглеродного датирования подземных вод, содержащее камеру для инжектирования рабочего раствора, сборник осадка карбонатов, механизм перемещения устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения представительности отобранной пробы и ускорения процесса отбора пробы, камера выполнена с окнами, расположенными в ее верхней части, снабжена полым штоком с двумя поршнями и крышкой, жестко установленными на штоке, рычагами, установленными с возможностью взаимодействия со штоком, шток снабжен тягой, механизм перемещения снабжен посылочным грузом, дополнительным тросом и защелками; сборник осадков снабжен обратным клапаном, при этом поршни выполнены с отверстиями, снабженными пробками.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что крышка снабжена конусом с окнами, жестко соединенным с крышкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Карасев Б. В. и др. Ускоренный метод полевого концентрирования карбоната для радиоуглеродного датирования подземных вод. Сборник «Гидрогеологические и инженерно-геологические исследования изотопными методами», М., ВСЕГИНГЕО, вып.

59, с. 87, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Хо 456180, кл. G 01N 1/10, 1973, 828001

Редактор Н. Потапова

Заказ 90777 Изд. № 324 Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунсва, 2

СоставИтель Jl. Нечипвреико

Техред А. Камышникова

Корректоры: Л. Орлов» и А. Галахова