Пробоотборник

 

Изобретение относится к техническим средствам бурения мелких скважин и отбора донных отложений и может быть использовано при инженерно-геологических исследованиях на шельфе. Цель изобретения - повышение эффективности и надежности работы. Пробоотборник содержит колонковую трубу, гидроударник, опорный узел в виде подвижного цилиндра с закрепленными на нем лапами и узел фиксации лап. Лапы выполнены в виде гидроцилиндров и набора размещенных в ряд ступенчатых втулок, шток гидроцилиндра соединен с опорным башмаком лапы гибкой связью, пропущенной через осевые отверстия втулок, а рабочая полость гидроцилиндра сообщена с полостью высокого давления гидроударника, а в полости низкого давления гидроцилиндра установлена возвратная пружина. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПжЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АЗ ГОРО-1ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ НОУИТЕТ

ПО HBQEPETEHNRM И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21; 4385b 76/23-26 (22) 29.02,88 (46) 15. (1, 90. Бюл, Р 2 (71) Донецкий политехнический институт (72) В.И. Блинов, И M. Куракин, A.A. Каракозов, О.Я. Тодер и ГЛ. Валитс:з (53) 543. 053 (088. 8) (56) /.вторское свидетельство СССР

Р 1218067, кл, E 21 В 25/18, 1984.

Лв"":.îðñêîå свидетельство СССР

P.- 1273502, ки„E ?1 В 25/18, 1986. (54>::!РОБООТБОРНИК (57) Изобретение относится к техничес.:,и;! средствам бурения мелких скважин и отбора донных отложений и может быть использовано при инженерноИзобретение относится к техническим средствам бурения мелких скважин,. в частности для отбора проб донных отложений при инженерно-геологических исслецованиях на шельфе.

Цепью изобретения является повышение эффективности и надежности.работы.

Иа фиг. 1 изображен иробоотборник в процессе спуска на дно; на фиг. 2 то же, в процессе втбора пробы; на фиг, 3 — механизм фиксации лап ири спуске пробоотборника; на фиг. 4 механизм фиксации в процессе отбора пробы.

Пр обоотбор лик сод ерж иг колонковую трубу 1, опорный узел в,виде подвижного oò; îñèòельно колонковой трубы 1 цилинцра ? с закреil.ïåííûìè на нем ла.

»SU„„1536242 A1 (51)5 G 01 N 1/10, Е 21 В 25/18 геологических исследованиях на тельфе. Цель изобретения — повышение эффективности и надежности работы. Пробоотборник содержит колднковую трубу, гидроуцарник, опорный узел в виде подвижного цилиндра с закрепленными на не лапами и узел фиксации лап.

Лапы выполнены в виде гидроцилиндров и набора размещенных в ряд ступенчатых втулок, шток гидроцилиндра соединен с опорным башмаком лапы гибкой связью, пропущенной через осевые отверстия втулок, а рабочая полость гидроцилиндра сообщена с полостью высокого давления гидроударника, а в полости низкого давления гидроцилиндра ус- !=

Ю тановлена возвратная пружина. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. нами, которые представляют собой гидроцилиндры 3, жестко закрепленные на

laaaL цилиндре 2, внутри которых размещены поршни 4, связанные посредством што- М ков 5 и гибкой связи 6 с опорными ф,1 башмак и!и 7. Гибкая связь 6 проходит (Я сквозь осевые отверстия ступенчатых ф втулок 8, а рабочая полость гидроцилиндра 3 соединена напорной магистралью 9 с полостью 10 высокого давления гидроударника дифференциального действия, который содержиг корпус 11 с верхней 12 и нижней 13 наковальнями, распределительный переходник 14, клапанную коробку 15 с цилиндром 16, в котором установлен поршень 17, связанный с бойком 18, имеющим ступенчатую форму и упорное кольцо 19. Кпапанная группа гидроударника представ153624 2 лена впускным 20 и выпускным 21 клапанами, связанными между собой толкателем 22. При этом выпускной клапан

21 подпружинен относительно поршня 17 пружиной 23. Над упорным кольцом 19 ступенчатого бойка 18 (фиг, 3) уста- новлена подвижная втулка 24 с подпружиненным клапаном 25, которая прижата к упорному кольцу 19 усилием пружины

26. Полость 10 вь»сокого давления ñîåдинена с напорной магистральк» 9 посредством подпружиненного штуцера 27, al в полости низкого давления гидроци-! ли ндра размещена возвратная пружина

8. В нижней наковальне 13 установле,ы всасывающий 29 и выхлопной 30 нас»осные клапаны,,предназначенные для

c, îçäàíèÿ обратной промывки в колонко-! дом наборе, состоящем из башмака 31

»1 колонковой трубы 1. Рабочая жид-!

Кость подается в гидроударник ло наг»1етательному шлангу 32, а спуск и

Подъем пробоотборника осуществляется, т»рузовым тросом 33, связанным с буро- 25 »»ой лебедкой (не показана) .

Пробоотборник работает следующим с бра зом.

П ред постановкой на дно в х чдро— ударник о нагнетательному ш»»анг

32 подают рабочую жидкость, котор. .,: - ер ез каналы распределительного

1 ,, > одника 14, кольцевые зазоры между цилиндром 16 и корпусом 11, бойког»

)8 и верхней наковальней 12 попадает

35 ф полость 10 высокого давления гидроударника и далее через подпр ужиненньцй штуцер 27 и напорную магистраль

9 в рабочие полости гидроцилиндров 3 лап o»lopHOI o узла . При повышении дав 40 ления в системе поршни 4 лап опорноГо узла совместно со штоками соверШают перемещение, натягивая при этом гиб кие свя зи 6 с усилием, величина которого через опорные башмаки 7 передается на ступенчатые втулки 8.

Вследствие этого палец каждой из втулок 8 входит в гнездо соседней втулки 8, и лапы опорного узла приобреТают поперечную жесткость, .величина

50 которой будет зависеть от давления рабочей жидкости в гидроцилиндрах.

;При этом поршни 4 сжимают возвратные

» ружииы 28, накапливая тем самым энергию для возвращения в исходное состояние. По достижении давления запуска гидроударника боек 18 начинает движение вверх, так как в этот момент жидкость давит на поршень 17, размещенный в цилиндре 16 снизу, а падпоршневая поло сть цилиндра 1 6 чер ез каналы клапанной коробки 15 связана с окружающей средой. При своем движении вверх поршень 17 сжимает пружину 23, так как впускной 20 и выпускной 21 клапаны, связанные толкателем 22, остаются на месте, удерживаемые давлением рабочей жидкости на впускной клапан 20. В это время боек 18, захватив подвижную втулку 24 упор Hb»M кольцом 19, перемещает ее верх, сжимая пружину 26. В конце хода вверх поршень 17 наносит удар по выпускному клапану 21, который под действием энергии удара и силы сжатой пружины

23 через толкатель 22 открывает впускной клапан 20 и перекрывает отверстия.в клапаннои к >робке 1I5, а боек переставляет подвижную втулку 24 в крайнее верхнее положа ие„в котором она дриксируется и::дпружиненными штуцерами 27 (Ьиг. 4), и наносит удар по верхней наковальне 12. Жесткость пру>хин клапанов 25 поцвижной втулки

24 подбирается таким образом, чтобы скомп енсирова » г величину падения давления в гидр уд,; »> чике в момен T перестановки клопа,:.ов 20 и 21, которое составляет 15- 0% от рабочего давле;.ия в механизме, и обеспечить тем самым пос оянное давление (при отсутствии утечек) в гидроцилиндрах 3 опор— ного узла. Поскольку впускной клапан

20 открыт, а выпускной 2, закрыт, то рабочая жидкость попадает как в надпоршневую, так и в подпоршневу»о гголости цилиндра 16 и вследствие разности площадей поршня 17 сверху и снизу он начинает движение к нижней наковальне 13. В конце хода вниз поршень

17 захватывает выступы выпускного клапана 21 и отрывает его от выпускных отверстий клапанной коробки 15, впускной клапан 20 под действием собственного веса и скоростного напора рабочей жидкости возвращается в ис-., ходное состояние, а боек наносит удар по нижней наковальне. Цикл повторяется. Возвратно-поступательное движение бойка 18 используется для создания обратной циркуляции жидкости в колонковой тр у бе 1 при помощи вс асывающего 29 и выхлопного 30 клапанов насосного блока, установленных в нижней наковальне.

После запуска гицроударника лапы опорного узла раскрыты, напорная ма5 1536 гистраль 9 перекрыта подпружиненными клапанами 25 подвижной втулки 24, а сама втулка 24 зафиксирована относительно корпуса 11 гидроударника подпружиненными штуцерами 27. Пробоот5 борник готов к работе. Под действием ударных импульсов, генерируемых гидроударником, башмак 31 колонковой трубы 1 внедряется в грунт, формируя колонку пробы. По окончании бурения прекращают подачу рабочей жидкости в гидроударник, давление в полости

10 значительно понижается, открывают-. ся подпружиненные клапаны, 25 подвиж- .15 ной втулки 24, поршни 4 со штоками 5 гидроцилиндров 3 под действием возвратных пружин 28 занимают исходное положение, а лапы опорного узла теряют поперечную жесткость ввиду ослаб- 2О ления натяжения гибких связей 6. При подъеме пробоотборника на грузовом тросе 33 лапы опорного узла свободно висят вдоль его оси. Перед кантованием пробоотборника на палубу судна 25 нажатием на подпружиненные штуцера 27 освобождают подвижную втулку 24, которая под действием пружины 26 занимает исходное положение. После извлечения иэ колонковой трубы 1 пробы пробоотборник снова готов к работе, Вв щу того,. что при подъеме пробоотбор;.;.ика лапы не имеют поперечной жесткости, кантование его на палубу судна производят без отсоединения опорного узла, что снижает затраты времени на спускоподъемные операции, повышает безопасность работ, позволяет использовать пробоотборники, длина коT0P be PBBHcL BbIcoTP ГРУзовой cTPелы 4б суд на без дополнительных средств механизации. Кроме того, перевод опорного узла в рабочее положение непосредст(242 6 венно перед постановкой пробоотборника на дно повышает надежность его pa боты ввиду снижения парусности и дрейфа опоры.

Формула изобретени<я

1. Пробоотборник, содержащий колонковую трубу, гидроударник, опорный узел в виде подвижного относительно: колонковой трубы цилиндра с закрепленными на нем лапами с опорными башмаками на концах и механизм фиксации лап в рабочем положении, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности работы, каждая лапа выполнена в виде гидроцилиндра, жестко закрепленного . на цилиндре опорного узла, и набора размещенных в ряд ступенчатых втулок, установленных с возможностью взаимно го зацепления, при этом шток гидроциI линдра соединен с опорным башмаком каждой лапы при помощи гибкой связи, пропущенной через осевые отверстия ступенчатькс втулок, рабочая полость гидроцилиндра сообщена с полостью высокого давления гидроударника напорной магистралью, а в полости низкого давления гидроцилиндра установлена возвратная пружина.

2. Пробоотборник по п. 1, о т— л и ч а ю ц и и с я тем, что механизм фиксации лап в рабочем положении выполнен в виде втулки с клапа; ном, установленной в полости высокого давления гидроударника с воэможностью перемещения и перекрытия клапаном напорной магистрали гидроцилиндра.

1536 24 2

1536242

153б242

Составитель В, Поляксв

Техред Л. Сердюкова Корректор Т ° Мал - д

Редактор N. Бандура

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 102 Тираж 493 Подписное

ННИИПИ Государственного комитета пс изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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