一种沉积物采样设备及采样工艺

技术领域

本发明涉及沉积物采样技术领域，具体为一种沉积物采样设备及采样工艺。

背景技术

沉积物为任何可以由流体流动所移动的微粒，并最终成为在水或其他液体底下的形成的固体微粒层，沉积作用即为混悬剂的沉降过程。江河、海洋及湖泊均会累积产生沉积物，这些物质可以在陆地沉积或是在海洋沉积。沉积物是沉积岩的原料，沉积岩可以包含水栖生物的化石，这些水栖生物在死后被累积的沉积物所覆盖，未成岩的沉积物可以用来研究气候环境的演化历史。

沉积物的采样过程较为复杂，通常需要采样人员穿戴潜水设备潜到水底通过采样装置进行相应的取样工作，但传统采样装置造价较高且操作复杂，并且还存在着采样量小和不易携带的缺陷。

为了提高在陆地、海滩和湖泊未固结沉积物的原状取样工作的成果和效率，本发明提出一种沉积物采样设备及采样工艺。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种沉积物采样设备，包括取样管、套筒贯入器、拔出装置和封存盖，所述取样管的管径为16～18cm；所述套筒贯入器的管径大于取样管，所述取样管套接在套筒贯入器内部；所述拔出装置通过螺栓固定连接在取样管的外部；所述封存盖通过螺纹连接在取样管的两端。

作为本发明的一种优选技术方案，所述取样管由无缝不锈钢钢管制成，并且取样管的长度为50～300cm。

作为本发明的一种优选技术方案，所述套筒贯入器的两侧对称焊接有两个手扶架，两个所述手扶架和所述套筒贯入器均由不锈钢制成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述拔出装置包括两个钢管夹，两个所述钢管夹与所述取样管相匹配，并且两个所述钢管夹的两侧对称钻有螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有螺杆。

作为本发明的一种优选技术方案，所述螺杆直径为3～4cm，并且螺杆的长度为80～120cm。

作为本发明的一种优选技术方案，所述封存盖的顶面一体连接有便于采样人员转动封存盖的驱动板。

一种沉积物采样工艺，包括以下步骤：

S1、贯入取样管：将螺栓式钢管夹固定在取样管的适当位置，取样管定位后，两人手持双耳式套筒贯入器，连续打击螺栓式钢管夹，将取样管打入地层中，调整螺栓式钢管夹的位置，再次固定钢管夹后，重复第一步的操作，直至将90％取样管打入沉积物中；

S2、拔出取样管：在螺栓式钢管夹的两侧装上螺杆，两人分别手持螺杆给取样管施加扭矩，让取样管在地层中旋转，在取样管旋转的同时，缓慢上拔取样管，随着取样管的拔出，调整钢管夹的位置，重复以上操作，直至取样管被拔出；

S3、取样管的封存：在取样管被完全拔出的瞬间，迅速用封存盖封堵堵取样管的底部，防治沉积物样品泄露，并用透明胶带密封。在取样管的顶部，塞入塑料泡沫并压实后，用封存盖和透明胶带密封取样管的顶部；

S4、样品的出水：当3m的取样管装满样品时，将绳子绑在螺杆上，通过船上和水下工作人员的通力合作，即可完成样品拉出水面，完成样品的出水转移工作。

作为本发明的一种优选技术方案，所述S1中，将90％取样管打入沉积物中后，在取样管顶部塞入泡沫所料并压实，拧上封存盖并用透明胶带密封。

本发明的有益效果是：

一、该种沉积物采样设备通过双耳式套筒贯入器将取样管打入地层，通过取样管获取样品并保存样品，通过封存盖对取样管进行封存，通过钢管夹和螺杆将取样管拔出，整个装置设计巧妙、简单实用；

二、该种沉积物采样工艺包括贯入取样管、拔出取样管、取样管的封存和样品的出水四个步骤，整个工艺设计合理、便于操作，可有效提高在陆地、海滩和湖泊对未固结沉积物的原状取样的工作效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种沉积物采样设备及采样工艺结构示意图；

图2是本发明一种沉积物采样设备及采样工艺图1中A处的放大结构示意图；

图3是本发明一种沉积物采样设备及采样工艺封存盖的结构示意图；

图4是本发明一种沉积物采样设备及采样工艺的工艺流程图；

图中：1、取样管；2、套筒贯入器；21、手扶架；3、拔出装置；31、钢管夹；311、螺纹孔；4、封存盖；41、驱动板；5、螺杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1和图2所示，一种沉积物采样设备，包括取样管1、套筒贯入器2、拔出装置3和封存盖4，所述取样管1的管径为16～18cm，所述取样管1由304无缝不锈钢钢管制成，并且取样管1的长度为50～300cm。

所述套筒贯入器2的管径略大于取样管1，所述取样管1套接在套筒贯入器2内部。所述套筒贯入器2的两侧对称焊接有两个手扶架21，两个所述手扶架21和所述套筒贯入器2均由不锈钢制成。

所述拔出装置3通过螺栓固定连接在取样管1的外部，所述拔出装置3包括两个钢管夹31，两个所述钢管夹31与所述取样管1相匹配，并且两个所述钢管夹31的两侧对称钻有螺纹孔311，所述螺纹孔311内螺纹连接有螺杆5。所述螺杆5直径为3～4cm，并且螺杆5的长度为80～120cm。

如图3所示，所述封存盖4通过螺纹连接在取样管1的底部，所述封存盖4的顶面一体连接有便于采样人员转动封存盖4的驱动板41。

该种沉积物采样设备通过双耳式套筒贯入器2将取样管1打入底层，通过取样管1获取样品并保存样品，通过封存盖4对取样管1进行封存，通过钢管夹31和螺杆5将取样管1拔出，整个装置设计巧妙、简单实用。

如图4所示，一种沉积物采样工艺，包括以下步骤：

S1、贯入取样管1：将螺栓式钢管夹31固定在取样管1的适当位置，取样管1定位后，两人手持双耳式套筒贯入器2，连续打击螺栓式钢管夹31，将取样管1打入地层中，调整螺栓式钢管夹31的位置，再次固定钢管夹31后，重复第一步的操作，直至将90％取样管1打入沉积物中；将90％取样管1打入沉积物中后，在取样管1顶部塞入泡沫所料并压实，拧上封存盖4并用透明胶带密封。

S2、拔出取样管1：在螺栓式钢管夹31的两侧装上螺杆5，两人分别手持螺杆5给取样管施加扭矩，让取样管1在地层中旋转，在取样管1旋转的同时，缓慢上拔取样管1，随着取样管1的拔出，调整钢管夹31的位置，重复以上操作，直至取样管1被拔出。

S3、取样管1的封存：在取样管1被完全拔出的瞬间，迅速用碎料泡沫封堵取样管1的底部，防治沉积物样品泄露，并用封存盖4和透明胶带密封取样管1的底部。随后用塑料泡沫塞入取样管1的顶部，并压实，防止样品在取样管内移动，破坏沉积序列。

S4、样品的出水：当3m的取样管1装满样品时，将绳子绑在螺杆5上，通过船上和水下工作人员的通力合作，即可完成样品拉出水面，完成样品的出水转移工作。

该种沉积物采样工艺包括贯入取样管1、拔出取样管1、取样管1的封存和样品的出水四个步骤，整个工艺设计合理、便于操作，可有效提高在陆地、海滩和湖泊对未固结沉积物的原状取样的工作效率。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。