Установка для статического зондирования грунтов морского дна

 

УСТАНОВКА ДЛЯ СТАТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ГРУНТОВ МОРСКОГО ДНА, включающая копонну обсадных труб с фрезерным башмаком, размещенный внутри нее гидроципиндр с поршнем и зондом, приспособление для подвода рабочей жидкости к гидроги пиндру и измерительные приспособления, отличающаяся тем что, с целью повышения надежности работы, колонна обсадных труб в верхней части снабжена герметизирующей крьшгкойчс вентилем и манометром, ft в нижней - уплотнякяф1М поясом, гфис пособление для подвода рабочей жидкости к гидроципиндру выполнено в виде полой штанги с балластом и Двух противоположных камер, соединенных между собой втулкой с проходящим через нее штоком с поршнями и вьполненнсА с верхними и нижним каналами, 9 соединенными соответственно с трубопроводами камер для подачи воды и масла.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ВИ

РЕСПУБЛИК аа (1И

>1511 Е 02 D 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автмснамм сиидатвъствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССОР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3614574/29-33 (22) 01.07.83 (46) 07.11.84.. Бюл. У 41 (72) В.И. Островский (71) Государственный институт по проектированию оснований и фундаментов "Фундаментпроект" (53) 624.121.381(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 739179, кл. Е 02 D 1/02, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 1021710, кл . Е 02 D 1/02, 1983 (прототип). (54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ СТАТИЧЕСКОГО

ЗОНДИРОВАНИЯ ГРУНТОВ МОРСКОГО ДНА, включающая колонну обсадных труб с фрезерным башмаком, размещенный внутри нее гидроцилиндр с поршнем и зондом, приспособление для подвода рабочей жидкости к гидроципиндру и измерительные приспособления, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы, колонна обсадных труб в sepxaeA части снабжена герметизирующей крэйг" кой с вентяием и манометром, à s нижней — уплотняющнм поясом, приспособление для подвода рабочей ящ кости к гидроцыьиндру выполненов виде полой штанги с балластом и двух противоположных камер, соединенных мевду собой втулкой с проходящю через нее штоком с порвкями и выполненной с верхними и некиим каналами, Щ соединенными соответственно с трубо проводами камер для подачи воды и масла.

1122785

Изобретение относится к испытаниям грунтов и предназначено для статического зондирования грунтов преимущественно морского дна.

Известно устройство для статического зондирования грунтов морского дна, включающее наконечник зонда, соединенный с трубчатыми штангами, домкрат и обсадную колонну, причем штанги снабжены установленными по 1О их концам заглушками и заполнены изнутри балластом Г1 3.

К недостаткам этого устройства относится низкая производительность зондирования из-за дпительности цикла1 спуско-подъемных операций, включающего в себя соединение значительного количества специально изготовленных штанг с заглушками, сложность ввода электрокабеля от зонда к устью сква- 2О жины.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для статического зондирования грунтов морского дна, включающая колонну обсадных труб с Я фрезерным башмаком, резмещенный внутри нее гидроципиндр с поршнем к зондом, приспособление для подвода рабочей жидкости к гидроцилиндру и измерительные приспособления 2 ), Недостатком этой установки явлх1ется ненадежная работа разделенных плашек, фиксирующих гидроцилиндр в колонне труб при наличии шланга в последних, а также высокая степень

35 вероятности загрязнения окружающеи среды из-за истечения в море масла в случае обрыва шлангов.

Цель изобретения — повышение надежности работы.

4О

Указанная цель до тигается тем„ что установка для статического зондирования грунтов морского дна, включающая колонну обсадных труб с фрезерным башмаком, размещенный внутри нее гидроципиндр с поршнем и зондом, 45 приспособление для подвода рабочей жидкости к гидроцилиндру и измерительные приспособления, колонна обсадных труб в верхней части снабжена герметизирующей крышкой с вентилем и манометром, а в нижней - уплотняющим поясом, приспособление для подвода рабочей жидкости к гидроцилиндру выполнено в виде полой штанги с бал" ластом и двух противоположных камер, оединенных между собой втулкой с проходящим через нее штоком с поршнями и выполненной с верхними и нижним каналами, соединенными соответственно с трубопроводами хамер для подачи воды и масла.

На фиг. 1 изображена предлагаемая установка; на фиг. 2 и 3 - приспособление для подвода рабочей жидкости к гидроцилиндру.

Установка для статического зондирования грунтов морского дна размещена на плавсредстве 1 и состоит из колонны 2 обсадных труб, которая в нижней своей части посредством уплотняющего пояса 3 соединена с фрезерным башмаком 4, а в верхней части, снабжена герметизирующей крышкой 5. герметизирующая крышка 5 выполнена с уплотняемым отверстием для прохода голых штанг би снаб.;ена манометром 7, вентилем 8 со штангом 9, водопроводной сетью плавсредства 1 (не показана).

Полые штанги 6, размещенные в колонне обсадных труб 2, имеют проходящий через них балласт 10 с набором в верхней ее части грузов 1 1. К нижнему концу полой штанги 6, выступающей иэ балласта 10, неподвижно присоединен ципиндр 12, в днище которого радиально расположены отверстия 13; внутри гидроцилиндра 12 установлен поршень 14 с уплотнениями, зондирующей штангой 15 и наконечником 16.зонда, проходящим через отверстие плоского днища гидроцилиндра 12.

K в-"ðõíåé части полых штанг 6 присоединен вертлюг с подъемным крюком 17, полая штанга соединена напорным рукавом 18 с водокамерой 19.

Водокамера 19 и маслокамера 20 соединены между собой втулкой 21„ внутри которой размещен шток 22, снабженный поршнями 23, один из поршней расположен в маслокамере 20, а другой — в водяной камере 19. Во втулке 21 выполнены каналы, нижний канал 24 выведен в маслокамеру 20 и соединен с маслопроводом 25 гидросистемы плавсредства (не показана), а верхние каналы 26 с одной стороныв полость водяной камеры, а с другой стороны — в измерительную емкость 27, снабженную краном 28 для заполнения измерительной емкости водой из водопроводной сети сплавсредства.

Для выпуска воздуха из системы в верхней части камеры 19 установлен кран 29.

3 1122

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Через корпус плавсредства 1 опускают колонну 2 обсадных труб до упора в донный грунт. Затем с помощью гфузоподъемного устройства плавсредства через вертлюги с подъемным крюком 17 опускают в колонну обсадных труб полые штанги 6 с балластом 10, набором грузов 11 и 10 гидроцилиндров 12 до упора в уплотняющий пояс 3, к балласту 10 по мере надобности добавляют грузы 11 для получения нулевой плавучести полых штанг и гидроцилиндра 12, исключая тем сайым влияние их масс на результаты зондирования.

На верхнюю часть колонны 2 обсадных труб устанавливают герметизирующую крышку 5, при помощи вентиля

8 пропускают поток воды в колонну 2 обсадных труб, при этом гидроцилиндр

12, перемещаясь до соприкосновения с уплотняющим поясом 30 перекрывает поток воды между гидроцилиндром 12 и колонной 2 обсадных труб, создавая тем самым давление на гидроципиндр, которое способствует его принудительному перемещению до соприкосновения днища гидроцилиндра с донным грунтом.З

Соприкосновение днища rидроцилиндpa 12 с донным грунтом значительно повышает давление в колонне обсадных труб, которое регистрируется манометром 7, установленным на герметизирующей крышке 5, затем вентилем 18

35 .перекрывают поток воды в колонну 2 обсадных труб, а образовавшееся в ней повышенное давление сбрасывают этим же вентилем в атмосферу, таким

40 образом, колонна обсадных труб заполнена водой.

Из водопроводной сети плавсредства через кран 28 заполняют измерительную емкость 27,далее через кана45 лы 26 — камеру 19; полость полых штанг 6, полость корпуса гидроцилиндра 12 и по мере заполнения во- дой .стравливают имеющийся в них воздух через предварительно откры785 4 тый кран 29. Достигнув необходимой степени заполнения систем водой, кран 29 закрывают.

Устройство готово к зондированию.

При включении гидросистемы плавсредства масло по маслопроводу 25 посгупает в камеру 20 разделительного цилиндра и перемещает поршень 23 в сторону камеры 19, вытесняя вторым поршнем 23 воду из камеры 19 в гибкий напорный рукав 18 и далее в полость полых штанг 6 и гидроципиндр

12. Создавшееся давление в гидроцилиндре 12 перемещает поршень 14 с зондирующей штангой 15 и наконечником 16 зонда, внедряя его в грунт, осуществляют зондирование, при этом реактивное усилие от гидроцилиндра

12 передается столбу воды, находящемуся в колонне 2 обсадных труб, создавая повышенное давление, которое parистрируется манометром 7. .Глубина погружения наконечника

16 зонда в грунт определяется количеством воды, вытесненной из камеры

16 в полость полых штанг 6 и гидроцилиндра 12.

Извлечение зонда из грунта осуществляется при помощи грузолодъемных устройств плавсредства через вертлюг с подъемным крюком 17. Исследованный зондированием интервал грунта разбуривается, обсадную колонну 2 с вращением опускают до забоя скважины, очищают скважину от выбуренной породы, промывают и подготавливают к очередному процессу зонди-. рования. Далее цикл зондирования повторяется.

Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность фиксации корпуса гидроцилиндра в колонне обсадных труб, что в свою очередь значительно повысит достоверность результатов исследовачия и снизит трудозатраты.

Кроме того, применение предлагаемой установки позволит исключить загрязнение окружающей среды маслом. 1122785

1122785

1122785

Составитель Л. Шронина

Техред Т. Дубинчак Корректор С. Черни

Редактор Е. Папп филиал ППП "Патент", r. Ужгород,ул. Проектная, 4

Заказ 8111/27 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5