用于從海底頂層獲取試樣的方法、處理單元和臺(tái)架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種方法、一種處理單元和一種臺(tái)架，它們都用于通過從海底收回和取回保持試樣的活塞取芯器以及從該活塞取芯器上取出所述試樣而從海底頂層獲取試樣。
【背景技術(shù)】
[0002]已知每天從海底頂層獲取試樣的實(shí)踐將使用以下步驟:
[0003]將懸掛在浮動(dòng)船上的活塞取芯器豎直地引入海底；
[0004]將活塞取芯器從海底收回，并將它取回至浮動(dòng)船的甲板上；以及
[0005]從活塞取芯器中取出試樣。
[0006]為了從活塞取芯器中取出試樣，活塞取芯器從它的豎直方位(它在該豎直方位中從海底收回)轉(zhuǎn)換至在船的甲板上的水平方位。為此，在活塞取芯器的筒形體的接頭長度使得它不能支承其自身(它的長度通常超過8m)的情況下，通常使用支承結(jié)構(gòu)，也稱為油管托架(stinger)。為了使用已知的油管托架來用于該目的以及為了布置成使得活塞取芯器能夠從豎直方位轉(zhuǎn)換成水平方位(以及相反)，要使用的、支承油管托架的船將有特定最小尺寸。而且，只有船上的特殊位置能夠使用，以便能夠定位所需的各種支承結(jié)構(gòu)以及能夠接近活塞取芯器用于取出尾管(liner)和使得取芯器準(zhǔn)備用于新的循環(huán)。通常需要從海底獲取30m的試樣，船必須有80-90m的長度，以便高效和安全地處理活塞取芯器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是減輕和/或消除與現(xiàn)有技術(shù)方案相關(guān)聯(lián)的限制。
[0008]為此，本發(fā)明表現(xiàn)為根據(jù)一個(gè)或多個(gè)附加權(quán)利要求的方法、處理單元、船和臺(tái)架。
[0009]在本發(fā)明的一個(gè)方面，試樣在所述活塞取芯器從海底收回之后、當(dāng)所述活塞取芯器仍然處于它懸掛在浮動(dòng)船上的豎直位置時(shí)從活塞取芯器上取出。這樣的優(yōu)點(diǎn)是試樣長度與船長度無關(guān)，且用于將試樣從活塞取芯器中取回的處理單元在船上的位置并不非常重要，因此可以使用在船上的多個(gè)位置，特別是在船尾上、在側(cè)部或者使用通海井。優(yōu)選和與前述相對(duì)應(yīng)，處理單元優(yōu)選是獨(dú)立單元，它布置成安裝在船上以及布置成當(dāng)活塞取芯器保持豎直時(shí)從該活塞取芯器取回試樣。
[0010]在本發(fā)明的另一方面，船設(shè)有至少兩個(gè)根據(jù)本發(fā)明的處理單元。因?yàn)楸景l(fā)明的處理單元布置成當(dāng)它保持豎直時(shí)從活塞取芯器中取回試樣，因此這意味著與現(xiàn)有技術(shù)方案相比在船上可以使用更多空間，這些空間能夠有效利用。通過使得該自由空間用于一個(gè)或多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的處理單元，從海底獲取試樣的生產(chǎn)時(shí)間和相關(guān)成本能夠通過使得這些處理單元同時(shí)和協(xié)同地操作而大大降低。
[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，處理單元包括容器，該容器的尺寸和/或提升點(diǎn)和/或連接件與設(shè)置于標(biāo)準(zhǔn)海運(yùn)容器上的相同。這使得處理單元能夠很容易地運(yùn)輸。
[0012]還有能夠?qū)嵤┍景l(fā)明方法的多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
[0013]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，其中，活塞取芯器包括設(shè)有尾管的多個(gè)筒形體，該筒形體一個(gè)接一個(gè)地相互脫開，各筒形體包括尾管部件，該尾管部件隨后從脫開的筒形體中取出。在該實(shí)施例中，能夠有效使用設(shè)有促動(dòng)器的臺(tái)架，該促動(dòng)器設(shè)有頭部，該頭部有帽，用于布置在從活塞取芯器上除去的筒形體的尾管處。這是防止在筒形體中的試樣失真或損失的有效方式。
[0014]在另一優(yōu)選實(shí)施例中，其中，活塞取芯器包括設(shè)有尾管的多個(gè)筒形體，該尾管整體地從筒形體中取出，并切割成分開的尾管部件。
[0015]在本發(fā)明的方法的實(shí)施例中，由于筒形體豎直懸掛在浮動(dòng)船上，因此需要特別注意。這意味著試樣根據(jù)浮動(dòng)船的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，且最下側(cè)筒形體必須每次在它的底部密封，以便:
[0016]保護(hù)試樣，防止由于船運(yùn)動(dòng)而沖走試樣；
[0017]保持試樣由在尾管內(nèi)部的水側(cè)向支承，以便防止試樣塌縮；以及
[0018]在取芯器的底部豎直支承試樣，以便當(dāng)試樣的重量高于由在活塞取芯器底部處的捕獲器來支承的重量時(shí)防止試樣散落。
[0019]為了促進(jìn)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，處理單元優(yōu)選是包括提升裝置，以便引導(dǎo)來自船上的絞盤的提升線，用于將由活塞取芯器作用在該提升線上的負(fù)載傳遞至船的較強(qiáng)點(diǎn)。
[0020]優(yōu)選是，提升裝置可折疊至處理單元的容器外和返回該容器內(nèi)，優(yōu)選是，提升裝置能夠放入和伸出該容器，以便使得懸掛的活塞取芯器向內(nèi)和向外運(yùn)動(dòng)。
[0021]還優(yōu)選是處理單元包括用于儲(chǔ)存筒形體和活塞取芯器的重物臺(tái)架的入塢站。
[0022]在處理單元的一個(gè)實(shí)施例中，它設(shè)有常平架(gimbal)，用于懸掛活塞取芯器，因此有效補(bǔ)償船運(yùn)動(dòng)以及當(dāng)船搖擺和傾斜時(shí)保持活塞取芯器豎直。這樣，由于升高運(yùn)動(dòng)而施加在試樣上的力最小。
【附圖說明】
[0023]該方法、處理單元和臺(tái)架的優(yōu)選特征在權(quán)利要求和在下面的詳細(xì)說明中提供，在下面的詳細(xì)說明中將參考示例實(shí)施例的附圖來進(jìn)一步闡明本發(fā)明，該示例實(shí)施例描述了本發(fā)明，且并不限制附加權(quán)利要求。
[0024]附圖中:
[0025]圖1表示了大直徑活塞取芯器；
[0026]圖2表示了根據(jù)本發(fā)明的處理單元；
[0027]圖3表示了應(yīng)用與圖1的活塞取芯器組合的圖2的處理單元的總體視圖；
[0028]圖4表示了活塞取芯器通過所述取芯器的釋放機(jī)構(gòu)來懸掛；
[0029]圖5表示了圖1的活塞取芯器懸掛在安裝于圖2的處理單元中的常平架內(nèi)；
[0030]圖6表示了在圖1的活塞取芯器從海底收回之后密封該活塞取芯器的底部的步驟；
[0031]圖7詳細(xì)表示了活塞取芯器懸掛在常平架中；
[0032]圖8表示了活塞從該活塞取芯器中釋放的步驟；
[0033]圖9表示了重物臺(tái)架從活塞取芯器向它的入塢站的運(yùn)動(dòng)；
[0034]圖10表示了筒形體與活塞取芯器的頂部脫開的步驟；
[0035]圖11表示了在筒形體之間的螺紋連接；
[0036]圖12表示了在筒形體之間的可選連接；
[0037]圖13表示了切割筒形體的尾管；
[0038]圖14表示了切割臺(tái)架中的尾管；
[0039]圖15表示了從活塞取芯器中取出尾管的可選實(shí)施例；以及
[0040]圖16表示了切割尾管的可選方法。
[0041]當(dāng)在附圖中施加相同參考標(biāo)號(hào)時(shí)，這些標(biāo)號(hào)是指相同部件。
【具體實(shí)施方式】
[0042]參考圖1，圖中給出了大直徑活塞取芯器或LDPC的大致總體視圖。LDPC包括重物臺(tái)架4，該重物臺(tái)架4與下落速度一起提供了將活塞取芯器的筒形體5驅(qū)動(dòng)至土壤內(nèi)所需的力。LDPC的升高和降低通過提升線1來進(jìn)行。當(dāng)釋放機(jī)構(gòu)重物10接觸海底時(shí)，釋放機(jī)構(gòu)2開始LDPC的自由下落。
[0043]要由活塞取芯器獲取的試樣的長度由使用的筒形體5的量來確定。筒形體5通過筒形體連接件6而相互連接，該筒形體連接件6通常為螺紋或銷接連接件。尾管7設(shè)置于筒形體5內(nèi)部，以便維持和保持土壤試樣?；钊?布置在最下側(cè)筒形體5的底部處，該活塞8密封尾管7的內(nèi)部?；钊?通過活塞線3而與釋放機(jī)構(gòu)2連接，因此與提升線1連接。
[0044]活塞線3具有多余長度，以便適應(yīng)提升線1的彈回(一旦釋放LDPC的重物4)和適應(yīng)自由下落高度。在LDPC穿透土壤之后，通過拉動(dòng)提升線1而將LDPC從海底收回。土壤試樣保持在尾管7中，因?yàn)樽钕聜?cè)筒形體5的底部由活塞8和芯捕獲器11來封閉。這種原理也稱為Kullemberg類型取樣，并通常在行業(yè)中是公知實(shí)踐。對(duì)于當(dāng)具有試樣的筒形體在水中上下運(yùn)動(dòng)時(shí)豎直地取出試樣，重要的是筒形體在底部(在切割靴狀部(cutting shoe))處密封，以便:
[0045]保護(hù)試樣，防止由于船運(yùn)動(dòng)而沖走試樣；
[0046]保持水的試樣在尾管7內(nèi)部的側(cè)向支承，以便防止試樣塌縮；以及
[0047]—旦活塞在頂部被取出則在底部豎直支承試樣，以便當(dāng)捕獲器11可能并不堅(jiān)固到足以保持試樣的整個(gè)重量時(shí)防止試樣散落。
[0048]當(dāng)LDPC 13取回至浮動(dòng)船的甲板上時(shí)，需要取出試樣，且LDPC13需要準(zhǔn)備獲取新的試樣。在現(xiàn)有技術(shù)中，試樣的取出在LDPC處于水平位置的情況下進(jìn)行，為此，LDPC 13使用支承結(jié)構(gòu)(也稱為油管托架)來從豎直位置轉(zhuǎn)換成水平位置。
[0049]在本發(fā)明的方法中，如圖2中所示，專用的單個(gè)處理單元18用于取回LDPC和從該LDPC獲得試樣，而不需要任何附加的支承結(jié)構(gòu)。這樣的優(yōu)點(diǎn)是試樣長度能夠自由選擇，與用于土壤取樣的船的長度無關(guān)。而且，處理單元18在船上的位置相對(duì)并不重要；本發(fā)明的處理單元能夠使用多個(gè)位置，在船尾上、在側(cè)部或使用通海井。
[0050]如圖2中所示的處理單元18優(yōu)選是具有標(biāo)準(zhǔn)海運(yùn)容器的尺寸、提升點(diǎn)和連接件，以便使它能夠很容易運(yùn)輸。優(yōu)選是它包括提升裝置31，以便引導(dǎo)來自船22的甲板上的絞盤20的提升線1，并將作用在提升線1上的負(fù)載傳送至船的堅(jiān)固點(diǎn)。提升裝置31優(yōu)選是設(shè)計(jì)成使得它能夠折疊回容器中。提升裝置31優(yōu)選是布置成使得它能夠放入和伸出，以便使得LDPC 13能夠進(jìn)去和出來。
[0051]圖2表示了常平架21安裝在容器18中，用于懸掛FLPC 13。常平架21用于補(bǔ)償船22的運(yùn)動(dòng)，并當(dāng)船22搖擺和傾斜時(shí)使得FLPC 13保持豎直。這最小化由于升高運(yùn)動(dòng)而作用在FLPC上的力。在伸出船22側(cè)部的部分中，入塢站29、32布置成當(dāng)不使用時(shí)儲(chǔ)存筒形體5和重物臺(tái)架。
[0052]本發(fā)明方法的第一實(shí)施例
[0053]根據(jù)本發(fā)明用于取出尾管7的方法的第一實(shí)施例是在分離的筒形體5部件中拆卸活塞取芯器的整個(gè)筒形體組件，同時(shí)也在預(yù)定長度的部分中取出尾管7，該尾管7有容納于其中的試樣。
[0054]當(dāng)LDPC 13取回至甲板時(shí)，取出試樣和安裝新尾管以便獲取下一個(gè)試樣的順序如下，首先參考圖3。
[0055]釋放機(jī)構(gòu)2將首先上升，隨后LDPC組件13將使用捕獲板19而懸掛在U形常平架21中，如圖4中所示。常平架21能夠自由旋轉(zhuǎn)，并使得LDPC保持豎直，而不管船22如何運(yùn)動(dòng)(例如搖擺和傾斜)。釋放機(jī)構(gòu)2和釋放機(jī)構(gòu)重物10再除去，提升線1與活塞線3連接，且LDPC組件升高和懸掛在常平架中，如圖5中所示。
[0056]圖6表示了一旦LDPC 13被懸掛，具有前部U形開口的密封裝置43就使用絞盤45而降低。一旦密封裝置43處于切割靴狀部9(圖1)處，桶44運(yùn)動(dòng)至最下側(cè)筒形體5下面。桶44設(shè)有內(nèi)部密封件49，該內(nèi)部密封件49通過沿桶44向上拉動(dòng)密封裝置43來使用，以便封閉最下側(cè)筒形體5。
[0057]下面參考圖7，圖中表示了 LDPC 13懸掛在第一筒形體連接件26上。重物臺(tái)架連接