Пробоотборник

 

Изобретение относится к технике бурения подводных скважин и отбора проб в рыхлых донных отложениях, в частности, в условиях мелководья. Цель изобретения - повысить эффективность пробоотборника в работе на мелководье. Пробоотборник содержит опору 1 с направляющими (Н) 2, соединенными вверху траверсой 3. Керноприемная труба (КТ) 4 установлена в Н 2 на каретках 7, к которым прикреплен грузовой канат 19. Внутри КТ 4 размещен с возможностью осевого перемещения гидроударник (ГУ) 5. На внешней поверхности ГУ 5 установлен поршень 16 в виде кольцевого уплотнения. В нижней части ГУ 5 снабжен клинозахватным механизмом с клиньями 17, периодически взаимодействующими с внутренними стенками КТ 4. Подпоршневая полость ГУ 5 сообщена с всасывающим каналом 14 насоса обратной промывки, а надпоршневая - с нагнетательным каналом 15 последнего. Во время спуска на дно и бурения ГУ 5 удерживается в КТ 4 с помощью клиньев 17 и упругой связи 10 с траверсой 3. При ударе ГУ 5, направленном вниз, клинья 17 увлекают КТ 4 в скважину. При ударе вверх клинья 17 проскальзывают относительно стенок КТ 4 и она остается на месте. По окончании бурения натягивают грузовой канат 19, извлекают КТ 4 с пробой грунта из скважины и поднимают пробоотборник на поверхность. 1 ил.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 E ?1 В 25/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4445938/23-03 (22) 21.06,88 (46) 23.04.90. Бюл. У 15 (71) Донецкий политехнический институт (72) А,А. Каракозов, В,И. Блинов, Г.М. Валитов и О,Я. Тодер (53) 622.243.64(088а8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 578450, кл. Е 21 В 49/02, 1975.

Шелковников И.Г., Лукошков А.В.

Технические средства подводного раз:ведочного бурения и опробования, 1979, с. 139, рис. 72.

„„Я0„„3 5591ОО А 1

2 (54) ПРОБООТБОРНИК

{57) Изобретение относится к технике бурения подводных скважин и отбора проб в рыхлых донных отложениях, в частности в условиях мелководья. Цель изобретения — повышение эффективности пробоотборника в работе на мелководье, Пробоотборник содержит опору 1 с направляющими (Н ) 2, соединенными вверху траверсой 3. Керноприемная труба (КТ) 4 установлена в Н 2 на каретках 7, к которым прикреплен грузовой канат 19. Внутри КТ 4 размещен с возможностью осевого перемещения

1559100 гидроударник (ГУ ) 5, На внешней поверхности ГУ 5 установлен поршень 16 в виде кольцевого уплотнения. В нижней части ГУ 5 снабжен клиназахват5 ным механизмом с клиньями 17, перио-. дически взаимодействующими с внутренними стенками КТ 4, Подпоршневая полость ГУ 5 сообщена с всасывающим . каналом 14 насоса обратной промывки, а надпоршневая — с нагнетательным

-каналом .15 последнего. Во время спуска на дно и бурения ГУ 5 удерживаетИзо5ретение относится к технике бурения подводных скважин и отбора проб. в рыхлых донных отложениях, в частности в условиях мелководья.

1(ел:ь изобретения — повышение эффективности работы на мелководье.

На чертеже изображено устройство в исходном положении на дне экваторин, общий вид.

В состав пробоотбОрника входят опорная плита 1 с направляющими 2 и траверсой 3, керноприемная труба 4 и гидроударник 5, установленный с с возможностью осевого перемещения внутри керноприемной трубы 4 в нижней части последней. На направляющих

2 установлены ограничитель 6 и карет" ки 7, на которых закреплен переходник 8, соединенный с верхней частью керноприемной трубы 4. Гидроударник

5 связан с травврсой 3 посредством упругого элемента — пружины 9 и гибкой связи 10. В нижней части гидроударника 5 установлен насос обратной npohiLIBKH состоящий иэ поршня 11, связанного с бойком (не показан) гидроударника, впускного 12 и выпускного 13 клапанов, а также всасывающего

14 и нагнетательного 15 каналов. Гидроударник 5 снабжен поршнем 16, выполненным B виде кольцевого уплотнения и делящим керноприемную трубу 4 на две полости, причем всасывающий канал 14 связан с подпоршневой полостью, а нагнетательный канал 15 " с надпоршневой,полостью, В никней части гидроударника 5 под поршнем 16 установлен клинозахватный механизм

17 с пружинами 18, Грузовой канат 19 соединен с каретками 7.

Про 5оотборник работает следующим образом.

50 ся в КТ 4 с помощью клиньев 17 и упругой связи 10 с траверсой 3. Ири ударе ГУ 5, направленным вниз, клинья 17 увлекают КТ 4 в скважину. Ири ударе вверх клинья 17 проскальзывают относительно стенок КТ 4 и она остается на месте. По окончании бурения натягивают грузовой канат 19, извлекают КТ 4 с пробой грунта из скважины и поднимают пробоотборник на по- .

-верхность. 1 ил.

На дно водоема пробоотборник опускают на грузовом канате 19, где он

t устанавливается на опорную плиту 1.

Так как гидроударник 5 помещен в нижней части керноприемной трубы 4, то центр тяжести пробоотборника значительно смещен вниз, что придает ему дополнительную устойчивость. При натянутом грузовом канате 19 каретки 7 упираются в ограничители 6 нанаправляющих 2 и керноприемная труба

4 находится в крайнем верхнем положении. После ослабления каната 19 включается гидроударник 5. При ударе гидроударника 5 вниз .он, взаимодействуя с керноприемной трубой 4 клиньями 17, перемещает ее, внедряя в грунт. При этом пружина 9, связанная одним концом с гидроударником 5, а другим через гибкую связь 10 — с траверсой 3, растягивается. При ударе вверх гидроударник 5 за счет энергии удара и растянутой пружины.9 возвращается в исходное положение, свободно перемещаясь вверх относительно керноприемной трубы 4. В этом случае клинья 17, удерживаемые в крайнем верхнем положении пружинами 18, проскальзывают по внутренней поверхности керноприемной трубы 4. При перемещении гидроударника 5 вверх поршень

16 создает в подпоршневой полости разрежение, которое способствует движению воды из скважины в керноприемную трубу 4, в которой возникает обратная циркуляция жидкости.

Кроме того, поскольку насос гидроударника 5 постоянно находится внизу почти у уровня Дна, то он всегда будет заглублен под.уровень воды (по крайней мере при глубинах .водоема, больших 0,5-1 м). Таким образом, в

15591 процессе работы гидроударника 5, когда поршень 11 будет двигаться вверх, жидкость из-под поршневой по- лости керноприемной трубы 4 поступает под него всасывающий канал 14 и впускной клапан 1?. При ходе поршня 1! вниз жидкость через выпускной клапан

13 и нагнетательный канал 15 вытесняФормула изобретения соса, Составитель E. Самойленко

ТехРед M.ÄèÄûê КоРРектоР Т. Малец

Редактор А. Мотыль

Заказ 826

Тираж 466

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ется в надпоршневую полость керноприемной трубы 4. Таким образом, в керноприемной трубе 4 возникает дополнительная обратная циркуляция-жидкости.

Суммарный поток жидкости в керноприемной трубе 4, обусловленный движением поршня 16 и работой насоса гидроударника 5, снижает силы трения керна о стенки керноприемной трубы, препятствуя возникновению "свайного эффекта", что позволяет повысить глубину опробования.

При эаглуолении керпоприемной трубы 4 в грунт каретки 7 перемещаются по направляющим 2, По "окончании рей-! са, когда поршень,16 упрется в высту- 25 пы переходника 8, гидроударник 5 выключается, грузовой канат 19 натягивается, перемещая каретки 7 по направляющим 2 нверх, и извлекает связанную с ними керноприемную трубу 4 из 3Q скважины, После подъема пробоотборника на борт судна низ керноприемника трубы 4 выводится из опорной плиты 1. Натяжение каната 19 ослабляют, трубу 4 с переходником 8 поворачивают н каретках 7, а колонковый набор с гидроударником 5 перенодится и горизонтальное положение у палуб, судна, после чего керноприемная труба 4 отсоединяется 4р от переходника 8 для извлечения из нее керна. Затем клинья 17 переводят в крайнее нижнее положение и закреп-. ляют при помощи фиксаторов (не показаны). В качестве фиксаторов могут . 45 служить, например, прутья, вставляемые в сверления, выполненные и клиньях 17 и гидроударнике 5 параллельно продольной оси гидроударника, ДаПП о лее керноприемную трубу 4, керн из которой уже извлечен, соединяют с переходником 8 и натягивают грузовой канат 19, переводя колонконыи набор в наклонное положение. При этом гидроударник 5 под действием собственного веса опускается в нижнюю часть керноприемной трубы 4. Клинья 17 препят" ствуют движению гидроударника, поскольку, находять н крайнем нижнем положении, они не взаимодействуют с керноприемной трубой 4. После установки гидроударника 5 в нижней части трубы 4 фиксаторы перемещаются в верхнее положение под действием пружины !8. Предлагаемый пробоотборник готон к дальнейшей работе.

Пробоотборник, содержащий опору с направляющими, соединенными вверху траверсой, керноприемную трубу, установленную на каретках, направляющих грузовой канат, закрепленный к кареткам, и гидроударник с насосом обратной промывки, всасывающий и нагнетательный каналы которого сообщены с внешней средой, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности работы на мелководье, он снабжен клинозахватным механизмом, закрепленным к гидроударнику, и поршнем в виде кольцевого уплотнения на внешней поверхности гидроударник"., причем траверса жестко закреплена к направляющим, гидроударник закреплен на упругой связи к траверсе и установлен внутри кернрприемной трубы с возможностью осевого перемещения и периодического взаимодействия с ее внутренними стенками посредством клинозахнатного механизма, при этом подпоршневая полость связана с всасывающим каналом насоса обратной промывки, а надпоршненая полость сообщена с нагнетательным каналом этого на