[go: up one dir, main page]

RU2681816C2 - Autonomous subsurface oceanographic buoy station - Google Patents

Autonomous subsurface oceanographic buoy station Download PDF

Info

Publication number
RU2681816C2
RU2681816C2 RU2017145801A RU2017145801A RU2681816C2 RU 2681816 C2 RU2681816 C2 RU 2681816C2 RU 2017145801 A RU2017145801 A RU 2017145801A RU 2017145801 A RU2017145801 A RU 2017145801A RU 2681816 C2 RU2681816 C2 RU 2681816C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ice
drill
float
tip
frame
Prior art date
Application number
RU2017145801A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017145801A3 (en
RU2017145801A (en
Inventor
Владимир Владимирович Стоянов
Михаил Юрьевич Платонов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Ситекрим"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Ситекрим" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Ситекрим"
Priority to RU2017145801A priority Critical patent/RU2681816C2/en
Publication of RU2017145801A publication Critical patent/RU2017145801A/en
Publication of RU2017145801A3 publication Critical patent/RU2017145801A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2681816C2 publication Critical patent/RU2681816C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B22/00Buoys
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to the self-surfacing subsurface oceanographic buoy stations, which can be used in the ice-covered water areas, mainly in the Arctic. Proposed is the self-surfacing autonomous subsurface oceanographic buoy station, which allows to perform its rise from the water area bottom to the lower edge, the ice drilling from the bottom to the top using the incorporated ice drilling tool from the bottom to the top, and the communication antennas bringing into the hole on the ice surface.EFFECT: increase in the buoy station functionality, expansion in the ice-covered Arctic waters studying devices range through the new, combined set of subsurface buoy stations with drilling tool for the ice drilling from the bottom to the top.1 cl, 5 dwg

Description

Техническое решение относится к самовсплывающим подповерхностным океанографическим буйковым станциям, которые при всплытии могут быть использованы для бурения льда снизу вверх на покрытых льдом акваториях, преимущественно в условиях Арктики.The technical solution relates to self-floating subsurface oceanographic buoy stations, which, when surfaced, can be used to drill ice from bottom to top in ice-covered areas, mainly in the Arctic.

К настоящему времени известно множество публикаций и патентов по тематике освоения обширных арктических районов, покрытых льдом. При этом известные технические решения могут быть подразделены на две большие группы: 1) технология исследований посредством буйковых станций [9] физико-химических и радиационных параметров и других характеристик морской воды и/или морского дна по исследуемой площади и по всему профилю глубин и 2) способы и устройства передачи измерительной информации на центральные контрольные пункты (в том числе суда обеспечения, связные ИСЗ, подводные аппараты), обеспечивающие сбор и обработку всей совокупности данных для заданного района океана с целью мониторинга для решения различных практических задач: комплексных гидрографических исследований, геолого-геофизической разведки, поиска и добычи углеводородов, экологии и загрязнения океана.To date, there are many publications and patents on the development of vast Arctic regions covered with ice. Moreover, well-known technical solutions can be subdivided into two large groups: 1) research technology by means of buoy stations [9] of physicochemical and radiation parameters and other characteristics of sea water and / or the seabed according to the studied area and the entire depth profile and 2) Methods and devices for transmitting measurement information to central control points (including support vessels, connected satellites, underwater vehicles) that collect and process the entire set of data for a given ocean area with w monitoring for a variety of practical problems: complex hydrographic surveys, geological and geophysical prospecting, exploration and production of hydrocarbons, environmental and ocean pollution.

К первой группе могут быть отнесены всевозможные буйковые станции и их совокупности (сетевые системы буев): поверхностные, дрейфующие (см., например, [2, 3, 6, 7] и др), подповерхностные заякоренные буйковые станции, профилографы [1, 5], US 2002/0035870 А1, 28.03.2002; RU 2297939 С2, 27.04.2007; RU 2325674 С1, 27.05.2008, RU 2404081 С1, 20.11.2010.The first group can include all kinds of buoy stations and their aggregates (network systems of buoys): surface, drifting (see, for example, [2, 3, 6, 7], etc.), subsurface moored buoy stations, profilographs [1, 5 ], US 2002/0035870 A1, 03/28/2002; RU 2297939 C2, 04/27/2007; RU 2325674 C1, 05.27.2008, RU 2404081 C1, 11.20.2010.

Однако, в этих объектах особенности работы в ледовых условиях либо не рассматриваются ([5], патенты RU 2297939 С2, RU 2325674 С1, RU 2404081 C1), либо освещаются достаточно поверхностно и декларативно ([3], US 2002/0035870 А1). Так, источник [3] (основанный на патенте US 8912892 В2, подробно рассматривающем системы сенсоров для океанографического мониторинга) содержит лишь общее пространное описание буя (сети буев) и их использования в различных случаях, включая умозрительную ситуацию в фантастических внеземных условиях Титана, спутника Сатурна.However, in these objects, features of work in ice conditions are either not considered ([5], patents RU 2297939 C2, RU 2325674 C1, RU 2404081 C1), or are illuminated quite superficially and declaratively ([3], US 2002/0035870 A1). Thus, the source [3] (based on patent US 8912892 B2, which examines in detail sensor systems for oceanographic monitoring) contains only a general long description of the buoy (network of buoys) and their use in various cases, including the speculative situation in the fantastic extraterrestrial conditions of Titan, the satellite of Saturn .

Вторая группа технических решений имеет значительный раздел, касающийся осуществления работ в ледовых условиях Арктики безотносительно к системам измерения и сбора информации различными датчиками морских параметров. Они посвящены, в основном, специфике устройств-пенетраторов, т.е., проникающих (проходящих) сквозь лед и образующих отверстие в толще льда (от лат. Penetro - проникаю). Известные устройства касаются как пенетраторов «сверху» (ice penetrator downward): [4]; US 2010291817 A1, 18.11.2010; US 6097668 A, 01.08.2000; US 5022470 A; US 5014248 (A), 07.05.1991, так и пенетраторов «снизу» (ice penetrator upward): [2], [4]; US 5593332 A, 14.01.1997; US 5319376 (A), 07.06.1994; US 5116268 A, 20.05.1992; US 5484027 A, 16.01.1996, формирующих отверстие от нижней подводной кромки льда до его поверхности.The second group of technical solutions has a significant section regarding the implementation of work in the ice conditions of the Arctic, regardless of the systems for measuring and collecting information by various sensors of marine parameters. They are devoted mainly to the specifics of penetrator devices, i.e., penetrating (passing) through ice and forming a hole in the ice thickness (from Lat. Penetro - penetrate). Known devices relate as penetrators “from above” (ice penetrator downward): [4]; US 2010291817 A1, 11/18/2010; US 6,097,668 A, 08/01/2000; US 5022470 A; US 5014248 (A), 05/07/1991, and penetrators "bottom" (ice penetrator upward): [2], [4]; US 5593332 A, 01/14/1997; US 5319376 (A), 06/07/1994; US 5,116,268 A, 05.20.1992; US 5484027 A, 01/16/1996, forming a hole from the bottom underwater edge of the ice to its surface.

При этом известная технология, начиная с рассмотренной в обзорном патенте [4] США 1987 г., до настоящего времени [3] касается в значительной части термо- и термохимических буев-пенетраторов, использующих плавление и таяние льда. Причем подчас выражается мнение [4], что механические устройства могут использоваться только для пенетрации вниз с поверхности льда.Moreover, the well-known technology, starting with the one considered in the review patent [4] of the USA in 1987, to the present time [3] concerns a significant part of thermo- and thermochemical penetrator buoys using melting and melting ice. Moreover, the opinion [4] is sometimes expressed that mechanical devices can only be used for penetration down from the ice surface.

Тем не менее, как показывают испытания, термо- и термохимические буи-пенетраторы льда не имеют значительных преимуществ перед традиционным механическим бурением (сверлением).Nevertheless, tests show that thermo- and thermochemical ice penetrator buoys do not have significant advantages over traditional mechanical drilling (drilling).

В то же время использование известных пенетраторов «снизу» (см. [2], [4] и др.) затруднено необходимостью точной вертикальной ориентации формируемого отверстия (US 5593332 A, US 5319376 А). Кроме того, тепловые (литиевые) пенетраторы льда типа [2] имеют ограниченный технический ресурс и не являются вполне приемлемыми при значительной толщине льда. При этом одной из основных проблем известных пенетраторов льда является ([4], US 6463800 В2) энергообеспечение (подзарядка) при длительной работе.At the same time, the use of known penetrators “from below” (see [2], [4], etc.) is complicated by the need for accurate vertical orientation of the formed hole (US 5593332 A, US 5319376 A). In addition, thermal (lithium) ice penetrators of the type [2] have a limited technical resource and are not quite acceptable with a significant ice thickness. At the same time, one of the main problems of known ice penetrators is ([4], US 6463800 В2) energy supply (recharging) during long-term operation.

Известная подводная буйковая станция [1] по патенту US 7874886 В2 при дополнении средством бурения - пенетратором льда снизу вверх (аналогом которого можно считать, например, патент [2]) может служить прототипом предлагаемого технического решения.The well-known underwater buoy station [1] according to the patent US 7874886 B2 when supplemented with a drilling means - penetrator of ice from bottom to top (the analogue of which can be considered, for example, patent [2]) can serve as a prototype of the proposed technical solution.

Известная станция [1] содержит последовательное вертикальное тросовое соединение якоря, размыкателя, блока аппаратуры и питания, снабженное электроприводом и поплавковым устройством, а также блок связи с антенной, выносимой над поверхностью акватории. Однако работа станции [1] в ледовых условиях не предусмотрена, и коммуникационная антенна выносится непосредственно на открытую водную поверхность.The known station [1] contains a serial vertical cable connection of the armature, disconnector, unit of equipment and power, equipped with an electric drive and a float device, as well as a communication unit with an antenna, carried out above the surface of the water area. However, the operation of the station [1] in ice conditions is not provided, and the communication antenna is carried directly to the open water surface.

В условиях покрытых льдом акваторий для вынесения антенны в отверстие над поверхностью льда буйковая станция должна быть снабжена средством бурения льда вверх. Причем, поскольку термопенетраторы типа [2], по-видимому, не могут служить прерогативой средств пронизывания льда с образованием отверстий, то представляется, что рассмотрение совокупности указанных первой и второй групп технологии с привлечением традиционной, но вполне эффективной практики бурения (сверления) льда, позволило бы расширить арсенал и увеличить функциональные возможности комбинированного средства (комплекса) указанного назначения и повысить информативность и достоверность получаемых данных.In ice-covered areas, the buoy station should be equipped with an ice-drilling device to place the antenna into the hole above the ice surface. Moreover, since type [2] thermal penetrators cannot serve as the prerogative of ice penetration means with hole formation, it seems that consideration of the totality of the indicated first and second technology groups involving traditional but quite effective ice drilling (drilling) practices It would allow expanding the arsenal and increasing the functionality of the combined means (complex) of the indicated purpose and increasing the information content and reliability of the data obtained.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в создании самовсплывающей автономной подповерхностной океанографической буйковой станции, которая позволила бы осуществить ее подъем со дна акватории к нижней кромке льда, бурение льда снизу вверх посредством дополнительно снабженным средством бурения льда снизу вверх и вынесение в отверстие на поверхности льда коммуникационных антенн.The essence of the proposed technical solution consists in creating a self-floating autonomous subsurface oceanographic buoy station, which would allow it to rise from the bottom of the water to the lower edge of the ice, drill ice from the bottom up by additionally equipped with a tool for drilling ice from the bottom up and put communication antennas into the hole on the ice surface.

Основной технический результат - увеличение функциональных возможностей и расширение арсенала устройств для исследования покрытых льдом акваторий Арктики посредством новой, альтернативной комбинированной совокупности подповерхностной буйковой станции с буровым средством для бурения льда снизу вверх. Такое устройство упрощает и решает задачу точной вертикальной ориентации посредством специальной конструкции поплавкового устройства, позволяет осуществлять подзарядку элементов электропитания при длительной работе. При этом съемный наконечник бурового средства дает возможность его замены в зависимости от характеристик ледового покрова и задаваемых условий бурения.The main technical result is an increase in the functionality and expansion of the arsenal of devices for researching the Arctic ice-covered water areas through a new, alternative combined set of subsurface buoy station with bottom-up ice drilling tool. Such a device simplifies and solves the problem of precise vertical orientation by means of a special design of the float device, and allows recharging power elements during long-term operation. At the same time, the removable tip of the drilling tool makes it possible to replace it depending on the characteristics of the ice cover and the specified drilling conditions.

Технический результат достигается следующим образом.The technical result is achieved as follows.

Заявляемый объект имеет следующие общие с прототипом существенные признаки.The inventive object has the following common features with the prototype.

Автономная подповерхностная океанографическая буйковая станция содержит последовательное вертикальное тросовое соединение якоря, размыкателя, блока аппаратуры и питания, снабженное электроприводом и поплавковым устройством, а также блок связи с антенной, выносимой над поверхностью акватории.An autonomous subsurface oceanographic buoy station contains a serial vertical cable connection of an anchor, a disconnector, an equipment and power unit, equipped with an electric drive and a float device, as well as a communication unit with an antenna carried over the surface of the water area.

Отличительными от прототипа существенными признаками заявляемого объекта, обеспечивающими получение указанного технического результата, являются следующие.Distinctive from the prototype of the essential features of the claimed object, providing the specified technical result, are the following.

Автономная подповерхностная океанографическая буйковая станция в условиях покрытых льдом акваторий для вынесения антенны в отверстие над поверхностью льда дополнительно снабжена средством бурения льда снизу вверх. При этом буйковая станция выполнена самовсплывающей для ее подъема со дна акватории к нижней кромке льда акватории и содержит: а) каркас, выполненный из вертикальных с заостренными наконечниками штанг, скрепленных верхней и нижней перемычками; б) блок приборов и аккумуляторов, жестко прикрепленный к нижней перемычке в нижней части каркаса и соединенный гибким кабелем с приводом бура со съемным наконечником; в) поплавковое устройство, включающее нижний и верхний поплавки; г) привод бура, жестко закрепленный сверху нижнего поплавка; д) нижний поплавок и привод бура, выполненные с возможностью свободного перемещения по роликам вдоль штанг каркаса; е) бур с наконечником, выполненные с возможностью прохождения наконечника через отверстие в центре верхнего поплавка, закрепленного на верхней перемычке каркаса, а также ж) установленный в нижней части каркаса акустический блок, связанный кабельным соединением с блоком приборов и аккумуляторов, при этом бур включает водопроницаемую трубу, имеющую в нижней части накидную гайку для крепления к разъему-переходнику корпуса привода бура, а в верхней части - резьбовой переходник, в который ввинчен металлический съемный наконечник бура, снабженный вырезами и приваренным сверху перьевым сверлом, при этом внутренняя полость наконечника бура залита радио- и оптически прозрачным композитом с залитыми внутри высокочастотной радиоантенной, спутниковой антенной и проблесковым маячком, подсоединенными к герметичному кабелю, проходящему внутри трубы и имеющему герметичный разъем для крепления к разъему-переходнику привода бура, вращающемуся одновременно с буром.An autonomous subsurface oceanographic buoy station in the conditions of ice-covered water areas is additionally equipped with an ice drilling tool from bottom to top for placing the antenna into the hole above the ice surface. In this case, the buoy station is self-floating for its rise from the bottom of the water area to the lower edge of the ice of the water area and contains: a) a frame made of vertical rods with pointed tips fastened by upper and lower bridges; b) a unit of instruments and batteries rigidly attached to the lower jumper in the lower part of the frame and connected by a flexible cable to the drill drive with a removable tip; c) a float device comprising lower and upper floats; d) a drill drive rigidly fixed on top of the lower float; d) the lower float and the drill drive, made with the possibility of free movement along the rollers along the rods of the frame; e) a drill with a tip, made with the possibility of passing the tip through a hole in the center of the upper float mounted on the upper bridge of the frame, and g) installed in the lower part of the frame of the acoustic unit connected by cable connection to the unit of instruments and batteries, while the drill includes a permeable a pipe having a union nut in the lower part for fastening to the adapter connector of the drill drive housing, and in the upper part, a threaded adapter into which the metal removable drill tip is screwed, with cut-outs and a feather drill welded from above, while the internal cavity of the drill tip is filled with a radio and optically transparent composite with a high-frequency radio antenna, satellite antenna and a flashing beacon embedded inside a sealed cable passing inside the pipe and having a sealed connector for attachment to the connector - drill drive adapter rotating simultaneously with the drill.

При этом буйковая станция выполнена с возможностью бурения ледового покрова толщиной до 2,5 м с образованием отверстия диаметром не менее 35 мм.At the same time, the buoy station is capable of drilling an ice cover up to 2.5 m thick with the formation of an opening with a diameter of at least 35 mm.

Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

- на фиг. 1 представлен общий вид предлагаемой автономной подповерхностной буйковой станции;- in FIG. 1 shows a General view of the proposed autonomous subsurface buoy station;

- на фиг. 2 дан состав самовсплывающей подводной буйковой станции (положение на дне акватории);- in FIG. 2 gives the composition of a self-floating underwater buoy station (position at the bottom of the water area);

- фиг. 3 иллюстрирует всплытие буйковой станции;- FIG. 3 illustrates the ascent of a buoy station;

- фиг. 4 показывает расположение элементов станции в процессе бурения льда;- FIG. 4 shows the arrangement of station elements during ice drilling;

- на фиг. 5 представлены схемы бура и съемного наконечника бура.- in FIG. 5 shows a diagram of a drill and a removable drill tip.

На чертежах использованы следующие обозначения:The following notation is used in the drawings:

1 - блок приборов и аккумуляторов;1 - a block of devices and batteries;

2 - акустический блок;2 - acoustic unit;

3 - верхний поплавок;3 - upper float;

4 - вертикальные штанги;4 - vertical rods;

5 - бур;5 - drill;

6 - привод бура;6 - drill drive;

7 - ролики;7 - rollers;

8 - нижний поплавок привода;8 - lower float of the drive;

9 - размыкатель;9 - breaker;

10 - якорь;10 - anchor;

11 - съемный наконечник бура;11 - removable tip of the drill;

12 - фиксаторы - заостренные наконечники штанг каркаса;12 - latches - pointed tips of the frame rods;

13 - перемычка верхняя;13 - top jumper;

14 - перемычка нижняя;14 - lower jumper;

15 - трос;15 - cable;

16 - кабельное соединение;16 - cable connection;

17 - гибкий кабель;17 - flexible cable;

18 - накидная гайка;18 - a union nut;

19 - водопроницаемая труба;19 - permeable pipe;

20 - змеевик;20 - coil;

21 - резьбовой переходник;21 - threaded adapter;

22 - съемный металлический наконечник бура (см. 11);22 - removable metal tip of the drill (see 11);

23 - перьевое сверло;23 - pen drill;

24 - герметичный кабель бура;24 - sealed drill cable;

25 - герметичный разъем;25 - sealed connector;

26 - радиоантенна;26 - radio antenna;

27 - антенна спутниковая Иридиум;27 - satellite antenna Iridium;

28 - проблесковый маячок;28 - flashing light;

29 - полость наконечника;29 - the cavity of the tip;

30 - композит;30 - composite;

31 - вырезы в металлическом наконечнике.31 - cutouts in a metal tip.

Работа предложенного технического решения заключается в следующем.The work of the proposed technical solution is as follows.

Акустический блок 2 при получении сигнала на всплытие с судового устройства (подводного аппарата) или от блока 1 приборов и аккумуляторов дает команду на размыкание на размыкатель 9, который отсоединяется от троса 15, к которому прикреплен якорь 10. Это приводит к всплытию поплавка 8 привода и верхнего поплавка 3 каркаса, что обеспечивает подъем всей станции, при этом поплавок 8 привода по роликам 7 движется вверх по штангам 4 каркаса и выталкивает бур 5 к нижней кромке льда. При касании съемного наконечника 11 бура 5 нижней кромки льда бур 5 с приводом 6 и нижним поплавком 8 привода бура прекращают движение вверх, при этом каркас 4 продолжает движение вверх под действием всплывающего поплавка 3, а поплавок 8 привода относительно каркаса 4 по роликам 7 вместе с приводом 6 движется вниз до тех пор, пока буйковая станция наконечниками-фиксаторами 12 на коснется нижней кромки льда.The acoustic unit 2, when receiving a signal for ascent from a ship’s device (underwater vehicle) or from unit 1 of devices and batteries, gives an opening command to a disconnector 9, which is disconnected from the cable 15 to which the armature 10 is attached. This leads to the float of the actuator float 8 and the upper float 3 of the frame, which provides the rise of the entire station, while the float 8 of the drive on the rollers 7 moves up the rods 4 of the frame and pushes the drill 5 to the lower edge of the ice. When touching the removable tip 11 of the drill 5, the lower edge of the ice, the drill 5 with the drive 6 and the lower float 8 of the drill drive stops moving upwards, while the frame 4 continues to move upward under the action of the pop-up float 3, and the float 8 of the drive relative to the frame 4 along the rollers 7 together with drive 6 moves down until the displacer station with the lugs 12 does not touch the bottom edge of the ice.

При прекращении взаимного перемещения поплавка 8 привода и поплавка 3, когда фиксаторы 12 каркаса войдут в сцепление с нижней кромкой льда, магнитный включатель в штангах каркаса включает двигатель привода 6 бура, который под действием выталкивающей силы поплавка 8 привода через вращающийся бур 5 давит на наконечник 11 (22).When the mutual displacement of the actuator float 8 and the float 3 stops, when the frame latches 12 engage with the lower ice edge, the magnetic switch in the frame rods includes a drill drive 6, which, under the buoyancy of the drive float 8, presses the tip 11 through the rotating drill 5 (22).

Бурение осуществляется буром 5, представляющим собой полую водопроницаемую трубу, имеющею в нижней части накидную гайку 18 для крепления к разъему-переходнику корпуса привода 6 бура, в верхней части - резьбовой переходник 21, в который ввинчен наконечник 11 (22), состоящий из (фиг. 5) металлического наконечника 22 с вырезами 31, с приваренным в верхней части перьевым сверлом 23. Внутренняя полость 29 наконечника 22 залита оптически- и радиопрозрачным прочным композитом 30, внутри которого герметично залиты радиоантенна 26, антенна спутниковая 27 и проблесковый маячок 28, которые подсоединены к герметичному кабелю 24, свободно проходящему сквозь трубу 19, в нижней части имеющему герметичный разъем 25 для крепления к разъему-переходнику привода 6 бура, вращающемуся одновременно с буром 5.Drilling is carried out by a drill 5, which is a hollow permeable pipe having a union nut 18 in the lower part for fastening to the adapter connector of the drill drive housing 6, and in the upper part, a threaded adapter 21 into which a tip 11 (22) is screwed, consisting of (Fig. .5) a metal tip 22 with cutouts 31, with a pen drill 23 welded at the top. The inner cavity 29 of the tip 22 is filled with an optically and radiotransparent durable composite 30, inside which the radio antenna 26 is tightly sealed, the satellite antenna 27 and kovy beacon 28, which are connected to a sealed cable 24 freely passing through the pipe 19, the lower part having a sealed connector 25 for attachment to the connector-adapter auger actuator 6, rotating together with the auger 5.

В процессе бурения вместе с буром 5 поднимается вверх выталкиваемый снизу поплавок 8 привода, движущийся по роликам 7 по штангам 4 каркаса до тех пор, пока привод 6 бура, пробурившего толщу льда, не войдет в отверстие центральной части поплавка 3. После этого магнитный выключатель в верхней части каркаса 4 выключает двигатель привода и дает команду по кабелю 17 на передачу блоком 1 приборов через герметичный кабель 24, проходящий через бур 5, радиосигналов на антенны 26, 27 и питания на маячок 28. Фиксаторы 12 предотвращают вращение системы вокруг вертикальной оси, а расположенные в нижней части каркаса блок 1 приборов с аккумуляторами и акустический блок 2 удерживают своим весом систему в вертикальном положении.During the drilling process, together with the drill 5, the drive float 8 pushed from below rises upward, moving along the rollers 7 along the rods 4 of the frame until the drive 6 of the drill, which has drilled the ice thickness, enters the hole in the central part of the float 3. After that, the magnetic switch the upper part of the frame 4 turns off the drive motor and gives the command via cable 17 to transmit by the unit 1 devices through a sealed cable 24 passing through the drill 5, the radio signals to the antennas 26, 27 and the power to the beacon 28. The latches 12 prevent the system from rotating around vertically Kalnoy axis and located in the lower part of the frame unit 1 devices with batteries and an acoustic unit 2 retain their weight system in a vertical position.

При этом вертикальная ориентация обеспечивается также посредством поплавкового устройства при взаимодействии верхнего и нижнего 3 и 8 поплавков и не требует дополнительных сложных, но недостаточно надежных стоек или регулируемых опор, описанных, например, в патентах US 5116268 A, US 5593332 А.In this case, the vertical orientation is also ensured by the float device in the interaction of the upper and lower 3 and 8 floats and does not require additional complex, but not sufficiently reliable racks or adjustable supports, described, for example, in patents US 5116268 A, US 5593332 A.

Проведенные испытания экспериментального образца буйковой станции показали, что бур (фиг. 5) общей длиной от 230 см, диаметром 25 мм и диаметром сверла от 35 мм может быть эффективно использован для бурения снизу вверх ледового покрова толщиной до 2,5 м, что соответствует известным требованиям [4] к пенетраторам льда в Арктике.Tests of the experimental sample of the buoy station showed that the drill (Fig. 5) with a total length of 230 cm, a diameter of 25 mm and a drill diameter of 35 mm can be effectively used for drilling from the bottom up the ice cover up to 2.5 m thick, which corresponds to the known requirements [4] for ice penetrators in the Arctic.

Таким образом, изобретение реализует указанное назначение и осуществляется с достижением указанного технического результата, который находится в причинно-следственной связи с совокупностью существенных признаков формулы изобретения.Thus, the invention implements the specified purpose and is carried out with the achievement of the specified technical result, which is in a causal relationship with the totality of the essential features of the claims.

ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

I. Прототип и аналоги:I. Prototype and analogues:

1. US 7874886 В2, 25.01.2011 (прототип).1. US 7874886 B2, 01/25/2011 (prototype).

2. US 6183326 В1, 06.02.2001 (аналог).2. US 6183326 B1, 02/06/2001 (analog).

3. US 20150346726 А1, 05.12.2015 (аналог).3. US 20150346726 A1, 12/05/2015 (analog).

4. US 4651834 А, 24.03.1987 (аналог).4. US 4651834 A, 03.24.1987 (analogue).

II. Дополнительные источники по уровню техники:II. Additional sources of prior art:

5. RU 2499280 С2, 20.11.2013.5. RU 2499280 C2, 11.20.2013.

6. RU 136414 U1, 10.01.2014.6. RU 136414 U1, 01/10/2014.

7. US 4924698 (А), 15.05.1990.7. US 4924698 (A), 05/15/1990.

8. RU 2569938 С2, 10.12.2015.8. RU 2569938 C2, 12/10/2015.

9. Морской энциклопедический справочник: В двух томах. Том 1 / Под ред. Н.Н. Исанина. - Л.: Судостроение, 1987 (Буйковая станция - с. 98).9. Maritime Encyclopedic Reference: In two volumes. Volume 1 / Ed. N.N. Isanina. - L .: Shipbuilding, 1987 (Buoy station - p. 98).

III. Источники по уровню техники приведены также в описании.III. Sources of prior art are also described.

Claims (2)

1. Автономная подповерхностная океанографическая буйковая станция, содержащая последовательное вертикальное тросовое соединение якоря, размыкателя, блока аппаратуры и питания, снабженное электроприводом и поплавковым устройством, а также блок связи с антенной, выносимой над поверхностью акватории, отличающаяся тем, что в условиях покрытых льдом акваторий для вынесения антенны в отверстие над поверхностью льда буйковая станция дополнительно снабжена средством бурения льда снизу вверх, при этом буйковая станция выполнена самовсплывающей для ее подъема со дна акватории к нижней кромке льда акватории и содержит: а) каркас, выполненный из вертикальных с заостренными наконечниками штанг, скрепленных верхней и нижней перемычками, б) блок приборов и аккумуляторов, жестко прикрепленный к нижней перемычке в нижней части каркаса и соединенный гибким кабелем с приводом бура со съемным наконечником, в) поплавковое устройство, включающее нижний и верхний поплавки, г) привод бура, жестко закрепленный сверху нижнего поплавка, д) нижний поплавок и привод бура выполнены с возможностью свободного перемещения по роликам вдоль штанг каркаса, е) бур с наконечником, выполненные с возможностью прохождения наконечника через отверстие в центре верхнего поплавка, закрепленного на верхней перемычке каркаса, а также: ж) установленный в нижней части каркаса акустический блок, связанный кабельным соединением с блоком приборов и аккумуляторов, при этом бур включает водопроницаемую трубу, имеющую в нижней части накидную гайку для крепления к разъему-переходнику корпуса привода бура, а в верхней части - резьбовой переходник, в который ввинчен металлический съемный наконечник бура, снабженный вырезами и приваренным сверху перьевым сверлом, при этом внутренняя полость наконечника бура залита радио- и оптически прозрачным композитом с залитыми внутри высокочастотной радиоантенной, спутниковой антенной и проблесковым маячком, подсоединенными к герметичному кабелю, проходящему внутри трубы и имеющему герметичный разъем для крепления к разъему-переходнику привода бура, вращающемуся одновременно с буром.1. Autonomous subsurface oceanographic buoy station, containing a serial vertical cable connection of the anchor, disconnector, equipment and power unit, equipped with an electric drive and a float device, as well as a communication unit with an antenna carried over the surface of the water area, characterized in that in conditions of ice-covered water areas bringing the antenna into the hole above the ice surface, the buoy station is additionally equipped with bottom-up ice drilling means, while the buoy station is self-floating for lifting it from the bottom of the water area to the lower ice edge of the water area and contains: a) a frame made of vertical rods with pointed tips fastened by upper and lower jumpers, b) a unit of instruments and batteries rigidly attached to the lower jumper in the lower part of the frame and connected by a flexible cable with a drill drive with a removable tip, c) a float device including lower and upper floats, d) a drill drive rigidly fixed on top of the lower float, e) a lower float and a drill drive free movement of the rollers along the rods of the frame, e) a drill with a tip, made with the possibility of the tip passing through a hole in the center of the upper float mounted on the upper bridge of the frame, and also: g) an acoustic unit installed in the lower part of the frame connected by a cable connection to while the drill includes a water-permeable pipe having a cap nut in the lower part for fastening to the adapter connector of the drill drive housing, and in the upper part, a threaded adapter, in which A metal detachable drill tip is screwed in, equipped with cutouts and a pen drill, welded from above, while the internal cavity of the drill tip is filled with a radio and optically transparent composite filled with a high-frequency radio antenna, satellite antenna and a flashing light connected to a sealed cable passing inside the pipe and having sealed connector for attachment to the adapter connector of the drill drive, rotating simultaneously with the drill. 2. Буйковая станция по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью бурения ледового покрова толщиной до 2,5 м с образованием отверстия диаметром 35 мм.2. A buoy station according to claim 1, characterized in that it is made with the possibility of drilling an ice cover up to 2.5 m thick with the formation of an opening with a diameter of 35 mm.
RU2017145801A 2017-12-26 2017-12-26 Autonomous subsurface oceanographic buoy station RU2681816C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017145801A RU2681816C2 (en) 2017-12-26 2017-12-26 Autonomous subsurface oceanographic buoy station

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017145801A RU2681816C2 (en) 2017-12-26 2017-12-26 Autonomous subsurface oceanographic buoy station

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017145801A RU2017145801A (en) 2018-08-10
RU2017145801A3 RU2017145801A3 (en) 2018-11-20
RU2681816C2 true RU2681816C2 (en) 2019-03-12

Family

ID=63113152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017145801A RU2681816C2 (en) 2017-12-26 2017-12-26 Autonomous subsurface oceanographic buoy station

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2681816C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2737151C1 (en) * 2020-03-24 2020-11-25 Григорий Олегович Жданов Radio beacon for transmitting distress signals from under ice

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4924698A (en) * 1989-01-27 1990-05-15 Echert Douglas C Method and apparatus for remote monitoring of oceanographic conditions
US5116268A (en) * 1991-06-10 1992-05-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Buoy flotation gimbal
US5593332A (en) * 1988-09-20 1997-01-14 Sundstrand Corporation Ice penetrating communication buoy
US6183326B1 (en) * 1999-09-27 2001-02-06 Scientific Solutions, Inc. Communication buoy with ice penetrating capabilities
US20020035870A1 (en) * 2000-09-26 2002-03-28 Fowler George A. Energy conserving moored buoyant ocean profiler
US7874886B2 (en) * 2008-04-28 2011-01-25 Her Majesty in the right of Canada as represented by the Department of Fisheries and Oceans Communication float
RU2499280C2 (en) * 2012-06-09 2013-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Ситекрим" Profile recorder for vertical probing marine environment
RU2609841C1 (en) * 2015-11-03 2017-02-06 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Messenger buoy for use in ice conditions

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5593332A (en) * 1988-09-20 1997-01-14 Sundstrand Corporation Ice penetrating communication buoy
US4924698A (en) * 1989-01-27 1990-05-15 Echert Douglas C Method and apparatus for remote monitoring of oceanographic conditions
US5116268A (en) * 1991-06-10 1992-05-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Buoy flotation gimbal
US6183326B1 (en) * 1999-09-27 2001-02-06 Scientific Solutions, Inc. Communication buoy with ice penetrating capabilities
US20020035870A1 (en) * 2000-09-26 2002-03-28 Fowler George A. Energy conserving moored buoyant ocean profiler
US7874886B2 (en) * 2008-04-28 2011-01-25 Her Majesty in the right of Canada as represented by the Department of Fisheries and Oceans Communication float
RU2499280C2 (en) * 2012-06-09 2013-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Ситекрим" Profile recorder for vertical probing marine environment
RU2609841C1 (en) * 2015-11-03 2017-02-06 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Messenger buoy for use in ice conditions

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2737151C1 (en) * 2020-03-24 2020-11-25 Григорий Олегович Жданов Radio beacon for transmitting distress signals from under ice

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017145801A3 (en) 2018-11-20
RU2017145801A (en) 2018-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108955764B (en) Deep sea engineering geological environment in-situ long-term real-time observation system and method
CN103759717B (en) A kind of optical fiber temperature deep diving mark continuous measurement system
CN104570158B (en) A self-floating base station for long-term observation of seabed heat flow
CN201907635U (en) Self-heaving detecting buoy capable of reaching to bottom for marine environment
CN107631720A (en) Seabed sand waves original position real-time observation device and method
CN105627980B (en) A kind of exploiting ocean natural gas hydrates stratum deformation real-time monitoring device
CN107727430A (en) A kind of ship base halmeic deposit Intelligent gravity sampling apparatus
CN107702698A (en) A kind of deep-sea is against formula echo sounding system and measuring method
CN110498017A (en) A marine information comprehensive online monitoring buoy system
CN115258105A (en) Full-sea-depth near-real-time seabed observation platform and method based on satellite link transmission
US20190317236A1 (en) Autonomous Marine Survey Nodes
RU2681816C2 (en) Autonomous subsurface oceanographic buoy station
CN106394836B (en) tiny submarine
CN1332226C (en) A deep sea submerged buoy measuring system
CN212568620U (en) A ROV-based in-situ comprehensive detection device for acoustic parameters of deep-sea sediments
CN114475982A (en) ROV underwater robot automatic deployment and recovery and long-endurance power supply intelligent management platform
RU2563316C1 (en) Underwater station
CN209089005U (en) A long-term fixed-point automatic profile comprehensive observation network system in the subglacial upper ocean
WO2021161058A1 (en) A marine acquisition system for acquiring at least one physical and/or chemical parameter of a region of interest of a body of water and associated method
CN203975153U (en) Dynamic positioning formula oceanographic buoy
KR102433896B1 (en) Unmanned marine observation device
CN206456513U (en) A kind of Portable buoy throwing device for hydrologic survey
CN110116785A (en) Floatable hydrospace detection device and its Detection location platform localization method can be positioned
CN211167298U (en) Ocean information comprehensive online monitoring buoy system
CN113968325B (en) Deep sea near-bottom tripod observation platform