Устройство для отбора проб кобальтовых корок

 

Изобретение относится к геологии, предназначено для разведки кобальтовых корок и служит для повышения эффективности отбора проб за счет улучшения их требуемой достоверности и гарантированной представительности. Устройство состоит из плавсредства со спускоподъемными механизмами, транспортного трубопровода (Т) с нижней частью в виде конфузора 2 с подпружиненными упорными элементами 4 и установленым с возможностью вращения дополнительным Т 5 с опорной плитой 9, имеющей окна 10. Т 5 связан с исполнительным органом посредством карданного вала 11. Коническая часть элементов 4 под массой металлоконструкции внедряется в корку 14, что препятствует проворачиванию Т 1 за счет вращения Т 5 и возможных соприкосновении их при искривлении. Пружины 3, установленные в корпусе конфузора 2, уменьшают вибрацию в процессе работы, что может привести к отрицательным резонансным явлениям, а также удерживают нижнюю часть транспортной магистрали в вертикальном положении при наклонном и крутопадающем залегании кобальтовых корок. Т 5 на плавсредстве приводится во вращение и через карданный вал 11 передает крутящий момент породоразрушающему органу 12. Абразивный материал 13 в процессе вращения породоразрушающего органа 12 производит разрушение кобальтовой корки 14 с образованием мелкодисперсного шлама, который эрлифтируется на плавсредстве сжатым воздухом, подаваемым по внутренней полости Т 5 на диспергатор 6. 2 з. п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к геологии и предназначено для разведки кобальтовых корок.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для подводной разработки рудоминерального сырья (авт. св. N 1480425, кл. E 21 C 45/00, 1982), включающее плавсредство, спускоподъемную установку, транспортную магистраль, породоразрушающий орган и систему эрлифтирования пульпы.

Недостатком устройства является низкая его эффективность из-за невозможности производить отбор проб с требуемой достоверностью и гарантированной представительностью, а также значительные капитальные и эксплуатационные затраты на изготовление и поддержание в рабочем состоянии магистральных трубопроводов.

Цель изобретения - повышение эффективности отбора проб за счет улучшения требуемых достоверности и гарантированной представительности, а также его экономичности за счет использования магистральных трубопроводов минимальных типоразмеров.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 - схема поражения забоя породоразрушающим органом.

Устройство состоит из плавсредства, на котором смонтирована спускоподъемная установка (не показаны), состоящая из транспортного трубопровода 1, конфузора 2, пружин 3, упорных элементов 4, дополнительного трубопровода 5, диспергатора 6, нижнего 7 и верхнего 8 стопорных колец, опорной плиты 9 с окнами 10, карданного вала 11, исполнительного органа 12 круглого сечения, рабочая поверхность которого армирована абразивным материалом 13.

В транспортном трубопроводе 1 соосно ему установлен с возможностью вращения дополнительный трубопровод 5, соединенный с исполнительным органом 12 посредством карданного вала 11. Транспортный трубопровод 1 в нижней части выполнен в виде конфузора 2 с установленной в нем опорной плитой 9 с окнами 10, а также расположенными в торцовой части конфузора 2 подпружиненными упорными элементами 4.

Дополнительный трубопровод 5 центруется в конфузоре 2 посредством установки его в центральном окне опорной плиты 9, при этом осевые перемещения трубопроводе 5 ограничены стопорными кольцами 7 и 8, установленными выше и ниже опорной плиты 9 на расстоянии, равном мощности кобальтовой корки 14.

Работа устройства рассматривается на примере опробования кобальтовых корок мощностью 2-17 см с коэффициентом крепости 1-4 по шкале профессора Протодъяконова М.М. Так как мощность корок незначительна, проводят отделение полезного ископаемого от массива с минимально возможным кондиционным куском, поэтому транспортный трубопровод 1 имеет минимальный диаметр, рассчитанный из условия прочности конструкции на заданных глубинах отбора проб 700-2000 м. На дополнительном трубопроводе 5 производится спуск устройства до касания упорных элементов 4 с поверхностью кобальтовой корки 14. Коническая часть элементов 4 под массой металлоконструкции внедряется в корку 14, что препятствует проворачиванию транспортного трубопровода 1 за счет вращения дополнительного трубопровода 5 и возможных соприкосновений их при искривлении. Кроме того, пружины 3, установленные в корпусе конфузора 2, уменьшают вибрацию в процессе работы, что предотвращает отрицательные резонансные явления, а также удерживает нижнюю часть транспортного трубопровода 1 в вертикальном положении при наклонном и крутопадающем залегании кобальтовых корок.

Дополнительный трубопровод 5 на плавсредстве приводится во вращение и через карданный вал 11 передает крутящий момент исполнительному органу 12. Абразивный материал 13 в процессе вращения исполнительного органа 12 производит разрушение кобальтовой корки 14 с образованием мелкодисперсного шлама, который эрлифтируется на плавсредство сжатым воздухом, подаваемым по внутренней полости трубопровода 5 на диспергатор 6.

Использование гибкой связи в виде карданного вала, дополнительного трубопровода 5 с исполнительным органом 12 вызвано сложным микрорельефом поверхности кобальтовых корок 14 и необходимостью их отделения с незначительным примешиванием крепких подстилающих пород 15, что значительно снижает энергоемкость опробования. Поражение забоя производят по спирали от центра к периферии при одностороннем вращении трубопровода 5 по пульсирующему закону изменения угловой скорости.

Устройство имеет простую конструкцию и надежно в эксплуатации, его использование позволит решить проблему разведки и опытно-промышленной добычи на месторождениях, представленных кобальтовыми корками.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ КОБАЛЬТОВЫХ КОРОК, включающее плавсредство со спускоподъемной установкой и транспортным трубопроводом, исполнительный орган и систему эрлифтирования пульпы, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности отбора проб за счет улучшения требуемой их достоверности и гарантированной представительности, оно снабжено дополнительным трубопроводом, установленным с возможностью вращения внутри транспортного трубопровода и соосно с ним, при этом дополнительный трубопровод связан с исполнительным органом посредством карданного вала, а нижняя часть транспортного трубопровода выполнена в виде конфузора и имеет жестко установленную в нем опорную плиту с выполненными в ней окнами.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что торцевая поверхность конфузора снабжена подпружиненными упорными элементами.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что исполнительный орган армирован абразивным материалом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2