Модульно-блочный комплекс для исследования морского дна и придонных вод
Предложено технологическое средство с возможностью изменения структуры для выполнения комплекса геологических и экологических задач в донных слоях акваторий. Приведены конструкторско-технологические решения, позволяющие повысить достоверность геологической информации и ресурс комплекса при эксплуата...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Геология и полезные ископаемые Мирового океана |
|---|---|
| Datum: | 2016 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України
2016
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/125097 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Модульно-блочный комплекс для исследования морского дна и придонных вод / И.Д. Багрий, И.Г. Кирющенко // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2016. — № 4. — С. 128-134. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-125097 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Багрий, И.Д. Кирющенко, И.Г. 2017-10-14T20:12:34Z 2017-10-14T20:12:34Z 2016 Модульно-блочный комплекс для исследования морского дна и придонных вод / И.Д. Багрий, И.Г. Кирющенко // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2016. — № 4. — С. 128-134. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1999-7566 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/125097 Предложено технологическое средство с возможностью изменения структуры для выполнения комплекса геологических и экологических задач в донных слоях акваторий. Приведены конструкторско-технологические решения, позволяющие повысить достоверность геологической информации и ресурс комплекса при эксплуатации. Запропоновано технологічний засіб з можливістю зміни структури для виконання геологічних і екологічних завдань різного змісту в донних шарах акваторій. Наведено конструкторсько-технологічні рішення, що дають змогу підвищити вірогідність геологічної інформації та збільшити ресурс комплексу при експлуатації. In the article the technological means with the capability of reconfiguration for execution on geological and environmental tasks of various meaning in the benthal layers of water areas is offered. Design and engineering solutions which provide to enhance the authenticity of geological information and to increase resource of complex when exploating are represented. ru Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України Геология и полезные ископаемые Мирового океана Методы исследования Модульно-блочный комплекс для исследования морского дна и придонных вод Модульно-блоковий комплекс для дослідження морського дна та придонних вод Modular-block complex for research of the seabed and bottom water Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Модульно-блочный комплекс для исследования морского дна и придонных вод |
| spellingShingle |
Модульно-блочный комплекс для исследования морского дна и придонных вод Багрий, И.Д. Кирющенко, И.Г. Методы исследования |
| title_short |
Модульно-блочный комплекс для исследования морского дна и придонных вод |
| title_full |
Модульно-блочный комплекс для исследования морского дна и придонных вод |
| title_fullStr |
Модульно-блочный комплекс для исследования морского дна и придонных вод |
| title_full_unstemmed |
Модульно-блочный комплекс для исследования морского дна и придонных вод |
| title_sort |
модульно-блочный комплекс для исследования морского дна и придонных вод |
| author |
Багрий, И.Д. Кирющенко, И.Г. |
| author_facet |
Багрий, И.Д. Кирющенко, И.Г. |
| topic |
Методы исследования |
| topic_facet |
Методы исследования |
| publishDate |
2016 |
| language |
Russian |
| container_title |
Геология и полезные ископаемые Мирового океана |
| publisher |
Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Модульно-блоковий комплекс для дослідження морського дна та придонних вод Modular-block complex for research of the seabed and bottom water |
| description |
Предложено технологическое средство с возможностью изменения структуры для выполнения комплекса геологических и экологических задач в донных слоях акваторий. Приведены конструкторско-технологические решения, позволяющие повысить достоверность геологической информации и ресурс комплекса при эксплуатации.
Запропоновано технологічний засіб з можливістю зміни структури для виконання геологічних і екологічних завдань різного змісту в донних шарах акваторій. Наведено конструкторсько-технологічні рішення, що дають змогу підвищити вірогідність геологічної інформації та збільшити ресурс комплексу при експлуатації.
In the article the technological means with the capability of reconfiguration for execution on geological and environmental tasks of various meaning in the benthal layers of water areas is offered. Design and engineering solutions which provide to enhance the authenticity of geological information and to increase resource of complex when exploating are represented.
|
| issn |
1999-7566 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/125097 |
| citation_txt |
Модульно-блочный комплекс для исследования морского дна и придонных вод / И.Д. Багрий, И.Г. Кирющенко // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2016. — № 4. — С. 128-134. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT bagriiid modulʹnobločnyikompleksdlâissledovaniâmorskogodnaipridonnyhvod AT kirûŝenkoig modulʹnobločnyikompleksdlâissledovaniâmorskogodnaipridonnyhvod AT bagriiid modulʹnoblokoviikompleksdlâdoslídžennâmorsʹkogodnatapridonnihvod AT kirûŝenkoig modulʹnoblokoviikompleksdlâdoslídžennâmorsʹkogodnatapridonnihvod AT bagriiid modularblockcomplexforresearchoftheseabedandbottomwater AT kirûŝenkoig modularblockcomplexforresearchoftheseabedandbottomwater |
| first_indexed |
2025-11-24T16:07:11Z |
| last_indexed |
2025-11-24T16:07:11Z |
| _version_ |
1850482500170678272 |
| fulltext |
128 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 4
И.Д. Багрий, И.Г. Кирющенко
Институт геологических наук НАН Украины, г. Киев
МОДУЛЬНО8БЛОЧНЫЙ КОМПЛЕКС
ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МОРСКОГО ДНА
И ПРИДОННЫХ ВОД
Предложено технологическое средство с возможностью изменения структуры
для выполнения комплекса геологических и экологических задач в донных слоях
акваторий. Приведены конструкторско�технологические решения, позволяю�
щие повысить достоверность геологической информации и ресурс комплекса
при эксплуатации.
Ключевые слова: придонные воды, донные отложения, дегазация, технология
исследования, интеграция средств, достоверность информации, ресурс.
В связи с расширением диапазона геологических исследований в
сложных условиях морских глубин возникла необходимость соз&
дания аппаратуры, имеющей важную технологическую особен&
ность, — модульно&блочный принцип построения, позволяющий
формировать комплекс различной модификации в зависимости
от задачи. Подобный принцип составляет основу современных
технологий: исследования дна и донных отложений, разведки
сырьевых ресурсов, экологического мониторинга акваторий [1].
Например, в результате применения дополнительного устрой&
ства для измерения температуры водного слоя и донных отложений
в специально разработанном аппаратурном комплексе ПДБК&2М
(портативный пробоотборник&дегазатор), в рамках усовершенство&
вания новой технологии поиска полезных ископаемых СТАГД, по&
явилась возможность впервые оценить перспективы нефтегазонос&
ности континентального склона Восточночерноморской впадины,
в частности структуры Паласа, о чем отмечено в монографии [2].
Применение дополнительных гидрохимических устройств
при измерении растворенных газов in situ (69 рейс НИС «Профес&
сор Водяницкий», 02.08.2011—11.08.2011) позволило обнаружить
аномалии растворенного сероводорода по глубине в виде тонко&
структурных колебаний в ресурсноперспективных районах Чер&
ного моря (рис. 1).
© И.Д. БАГРИЙ, И.Г. КИРЮЩЕНКО, 2016
Методы исследования
129ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 4
Модульно�блочный комплекс для исследования морского дна и придонных вод
Аномальный профиль растворенного сероводорода, полученный с помощью
дополнительных гидрохимических устройств, свидетельствовал о наличии в этом
районе газовыделяющих вулканов. Это подтвердили и одновременные гидроакус&
тические исследования в этом районе, результат которых в виде эхограммы газо&
вого факела изображен на рис. 2.
При сравнении результатов, полученных разными аппаратными средствами,
отчетливо видно, что факел газа, выброшенный вулканом, теряет свою интенсив&
ность ровно на той глубине, где начинается аномалия профиля растворенного се&
роводорода, а именно на 200 м.
Об однозначной связи зафиксированных аномалий с газовым вулканом был
сделан вывод при геологических исследованиях рельефа морского дна [3].
Несмотря на практическую ценность вышеприведенных комплексов, наибо&
лее востребованным для геоэкологических донно&придонных исследований ока&
зался комплекс ПДБК&2М [4], разработанный и изготовленный в отделе гео&эко&
логии и поисковых исследований Института геологических наук НАН Украины.
Он содержит не только пробоотборник&дегазатор, но и дополнительные инстру&
менты, позволяющие отбирать пробу грунта и одновременно измерять его темпе&
ратуру in situ. Однако основная проблема этого технологического устройства — не&
возможно оперативно сформировать его структуру под различные геологические
и экологические задачи: установить еще какую&либо аппаратуру просто некуда.
Есть еще одна проблема в этом устройстве — жесткое соединение клапанов
при закрывании пробоотборника не обеспечивает надежную герметизацию про&
бы. Если проба придонной воды мутная, что часто бывает при посадке прибора
на почву, то за счет содержания абразива в пробе уплотнения клапанов стираются.
Рис. 1. Тонкоструктурные фрагменты аномальных профилей H2S над
вулканом
130 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 4
И.Д. Багрий, И.Г. Кирющенко
Само по себе стирание уплотнений еще не
приводит к нарушению герметичности за
счет их эластичности. Проблема в том, что
они стираются не одновременно, и тогда
один из клапанов при жестком их соедине&
нии не ляжет плотно на посадочное отверс&
тие. Для возобновления плотного прилега&
ния клапанов возникает необходимость
смены уплотнений в процессе их эксплуа&
тации и довольно сложная тонкая настрой&
ка на синхронность прилегания их к поса&
дочным отверстиям, что снижает произво&
дительность работы в морских условиях.
Кроме того, существенный недоста&
ток комплекса — ограниченность его ра&
боты на больших глубинах. После 200 м
работа пробоотборника&дегазатора ослож&
няется из&за необходимости дополнитель&
ного груза для открытия клапанов на дне,
и это заложено в принципе его действия.
Данная проблема решена в батометре&
дегазаторе донных вод [5], выполненом
совместно сотрудниками ИГН и МГИ
НАН Украины. Здесь батометр проточный
до самого дна и закрывается при его достижении, но вопросы оперативного фор&
мирования структуры комплекса под различные геологические и экологические
задачи и сохранения длительной герметичности при эксплуатации в морских ус&
ловиях остаются и требуют решения.
Конструктивно&технологическое решение геологического комплекса, воп&
лощающее принципы и основы современных технологий исследования газово&
го состава донных вод и донных отложений дна Мирового океана, выполнено
отделом геоэкологии и поисковых исследований под руководством И.Д. Багрия.
Поисково&геологический модульно&блочный комплекс с необходимыми техно&
логическими свойствами использовался при исследованиях дна Черного моря
Отделением морской геологии и осадочного рудообразования НАН Украины.
В предлагаемом геологическом комплексе отбор проб воды в придонном
слое и донных осадков на глубине до 2000 м и измерение геологических парамет&
ров выполняется одномоментно, что позволяет проводить исследования в эко&
номном режиме, т. е. получать все исходные геологические данные при одном
зондировании. Для этого комплекс оборудован дополнительными платформами
для установки донных измерителей параметров и в настоящее время оборудован
имеющимся в Украине измерителем градиента температуры донных отложений
ИТМГ&4К. В зависимости от поставленной исследовательской задачи дополни&
тельные платформы могут принять (CTD&модули) для оперативного измерения
солености in situ придонного слоя воды, химические измерители потенциометри&
ческого типа [6] для оперативного измерения РН, содержания растворенного в
придонной воде сероводорода, кислорода, а также видеокамеру для изучения
Рис. 2. Эхограмма газового факела над
вулканом
131ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 4
Модульно�блочный комплекс для исследования морского дна и придонных вод
рельефа дна. Прибор снабжен устройствами дегазации придонной воды для опе&
ративного измерения концентрации радона в морской или пресной воде, а также
грунтовой трубкой ТГ для отбора проб придонных отложений. Схематический
чертеж комплекса изображен на рис. 3.
Рис. 3. Геологический комплекс для исследования дна водоемов (объяснение обозначений
приведено в тексте, с. 133)
132 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 4
И.Д. Багрий, И.Г. Кирющенко
Во избежание перечисления элементов структуры комплекса, представляю&
щих лишь техническую суть, рассмотрим эвристическое содержание, отобража&
ющее конструктивно&технологическую особенность предлагаемого решения.
Новые элементы геологического комплекса:
• пластинчатые прямоугольно&трапецеидальные консоли с бортами на ос&
нованиях и боковых сторонах 20, причем у сторон с прямыми углами в верхнем
и нижнем бортах пластинчатой прямоугольно&трапецеидальной консоли вы&
полнены соосные установочные отверстия 21. Такое решение позволяет не толь&
ко устанавливать дополнительную аппаратуру, например измеритель геологи&
ческих параметров 23 или пробоотборник донного грунта 24, но и увеличить ус&
тойчивость комплекса при посадке на грунт, поместив в установочные отверстия
стабилизаторы 22. Кроме того, пластинчатость консолей за счет парусности ста&
билизирует нулевой крутящий момент комплекса, не позволяя взбаламучивать
илистые отложения при посадке на грунт и не закручивать трос, обеспечивая бе&
зопасность эксплуатации геологического комплекса;
• амортизаторы 25, установленные над стабилизаторами, обеспечивают
плавную посадку геологического комплекса при ударе о грунт водоема, сохраняя
дополнительную электронную измерительную аппаратуру от повреждения;
• водозаборное устройство 17, закрепленное к наклонной стороне консоли,
обеспечивает жесткость консольной конструкции при ударе — «ноги» комплек&
са в виде стабилизаторов при жесткой посадке не разойдутся;
• шток 19, который соединяет клапаны 9 и 10 пробоотборника&дегазатора,
выполнен в виде двух секций. Между секциями установлен упругий элемент,
например пружина, что дает возможность изменять длину штока при подъеме
геологического комплекса на борт судна. Это важное свойство позволяет изме&
нить алгоритм срабатывания клапанов — сначала закрывается нижнее отверстие
Рис. 5. Барокомпенсатор
Рис. 4. Часть штока изменяемой
длины при подъеме
133ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 4
Модульно�блочный комплекс для исследования морского дна и придонных вод
пробоотборника&дегазатора, затем, удлиняясь благодаря сжатию пружины, —
верхнее, обеспечивая надежность герметизации даже при условии абразивной
стертости одного из клапанов. Схематично часть штока между клапанами с из&
меняемой длиной изображена на рис. 4;
• пробоотборник&дегазатор геологического комплекса снабжен барокомпен&
сатором 12, выполненным в виде эластичного гофра с гравитационным сжимате&
лем. Гофр под действием веса груза стремится сжаться, когда внутреннее давле&
ние меньше внешнего, и разжаться, когда превышает. Это позволяет уравнять
внутреннее давление герметичного корпуса пробоотборника&дегазатора с внеш&
ним на любой глубине и тем самым сохранить герметичность при подъеме комп&
лекса на борт. На штоке сжимателя расположены отверстия для фиксации баро&
компенсатора при дегазации. Устройство барокомпенсатора приведено на рис. 5;
• фиксатор открытого и закрытого состояния пробоотборника&дегазатора
выполнен в виде традиционного крюка&сбрасывателя 16 от черпалки грунта, но
модернизирован противовесом 33, гибко связанным с плечом крюка&сбрасыва&
теля через гибкий трос 34, пропущенный через втулку 32 дополнительной кон&
соли 31. Это позволяет использовать не только критерий ослабления троса при
достижения дна, но и вывести крюк из зацепления в случае завала геологическо&
го комплекса на бок, что повышает надежность получения пробы.
На предложенное устройство подана заявка № а 201509394 от 30.09.2015 на
получение патента Украины; прошла формальную экспертизу № 2064/38/16 от
28.01.2016.
Выводы
1. Предложенное устройство, реализующее принцип модульно&
блочного построения, предусматривает возможность формирования различных
модификаций его структуры в зависимости от поставленной научно&исследова&
тельской задачи.
2. Геологический комплекс за счет высокой интеграции аппаратных средств
позволяет не только повысить достоверность геологической информации, но и
сэкономить судовое время при переходе от станции к станции.
3. Предложенный алгоритм срабатывания клапанов в пробоотборнике&дега&
заторе позволяет увеличить ресурс работы геологического комплекса, не требует
замены его элементов, что весьма важно в морских условиях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гончар А.И., Федосеенков С.Г., Шлычек Л.И., Шундель А.И. Многоцелевой автоматизи&
рованный модульно&блочный информационно&измерительный комплекс для мониторин&
га акваторий. Гідроакустичний журнал. 2012. Вып. 9. С. 97—102.
2. Багрій І.Д. Розробка геолого&структурно&термо&атмогеохімічної технології прогнозування
пошуків корисних копалин та оцінки геоекологічного стану довкілля. Київ: Логос, 2013.
3. Геолого&океанологические исследования континентальной окраины Крыма и прилегаю&
щей котловины Черного моря (НИС «Профессор Водяницкий» 2011 г., 69 рейс). Киев:
ОМГОР, 2012. 160 с.
4. Портативний пробовідбірник&дегазатор: пат. 2641 Україна, МКИ C02F 1/20, B01D 19/00.
№ 2003065643/UA; Заявл. 18.06.2003; опубл. 15.07.2004, Бюл. № 7, 2004.
5. Батометр&дегазатор донних вод: пат. 94487 Україна, МКИ B01D 19/00, G01N 1/10. № а200906069/
UA; заявл. 18.06.2003, опубл. 15.07.2004, Бюл. № 7, 2004.
134 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2016. № 4
И.Д. Багрий, И.Г. Кирющенко
6. Перетворювач активності іонів речовин у водному розчині. Пат. № 82942 Україна, МПК
(2006) G01N 27/333. № а 2006 09062; Заявлено 15.08.2006. Опубл. 26.05.2008, Бюл. № 10,
2008 р., Приоритет 15.08.2006.
Статья поступила 12.09.2016
І.Д. Багрій, І.Г. Кирющенко
МОДУЛЬНО&БЛОКОВИЙ КОМПЛЕКС
ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ МОРСЬКОГО ДНА ТА ПРИДОННИХ ВОД
Запропоновано технологічний засіб з можливістю зміни структури для виконання геоло&
гічних і екологічних завдань різного змісту в донних шарах акваторій. Наведено конструк&
торсько&технологічні рішення, що дають змогу підвищити вірогідність геологічної інформації
та збільшити ресурс комплексу при експлуатації.
Ключові слова: придонні води, донні відклади, дегазація, технологія дослідження, інтеграція за�
собів, вірогідність інформації, ресурс.
I.D. Bagriy, I.G. Kiryushchenko
MODULAR&BLOCK COMPLEX FOR RESEARCH
OF THE SEABED AND BOTTOM WATER
In the article the technological means with the capability of reconfiguration for execution on geologi&
cal and environmental tasks of various meaning in the benthal layers of water areas is offered. Design
and engineering solutions which provide to enhance the authenticity of geological information and to
increase resource of complex when exploating are represented.
Keywords: bottom water, bottom sediments, outgassing, research technology, safe information, resource.
|