Установка для подводного бурения

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для подводного бурения скважин. Цель - повышение надежности работы. Установка для подводного бурения состоит из связанного с опорным основанием 1 посредством шарнира 4 герметичного корпуса (ГК) 3, в котором установлен комплекс бурового оборудования с приводом. Выполнен ГК 3 в виде многослойной оболочки, имеющей наружную 6 и внутреннюю 7 оболочки, которые образуют внутреннюю 11 и внешнюю 9 полости, связанные соответственно с газоv L О 00 О Ю ГО

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 7/12

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

21 (21) 4688715/03 (22) 05,05.89 (46) 30.09.91. Бюл, № 36 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) Ю.В.Миронов, Д.А.Вольченко и А,И.Липский (53) 622,243 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1059115, кл. Е 21 B 7/12, 1982.

Исследования по созданию бурового комплекса для бурения и отбора керна руд. — Промежуточный отчет ВНИПНОкеанмаш № 4 — 109 по теме ¹ 87 8.06,003, Днепропетровгк 1988,, . Ы, 1680921 А1 (54) УСТАНОВКАДЛЯ ПОДВОДНОГО БУРЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для подводного бурения скважин. Цель— повышение надежности работы. Установка для подводного бурения состоит из связанного с опорным основанием 1 посредством шарнира 4 герметичного корпуса (ГК) 3, в котором установлен комплекс бурового оборудования с приводом, Выполнен ГК 3 в виде многослойной оболочки, имеющей наружную 6 и внутреннюю 7 оболочки, которые образуют внутреннюю 11 и внешнюю 9 полости связанные соответственно с газовой 21 и жидкостной 22 полостями гидрокомпенсатора 20, установленного на внешней поверхности ГК 3. Перед спуском установки на дно производят наполнение, внутренней 11 и внешней 9 полостей газом и жидкостью под предварительно избыточным давлением, величина которого зависит

; от глубины установки, и рассчитывается с учетом равенства напряжений в каждом из слоев оболочки 6 и 7, При работе установки на различных глубинах для саморегуляции избыточных давлений во внутренней 11 и внешней 9 полостях последние связывают с газовой 21 и жидкостной 22 полостями гидрокомпенсатора 20. Такая конструкция обеспечивает снижение металлоемкости. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к установкам для подводного бурения.

Цель изобретения — повышение надежности в работе.

На чертеже схематически изображена установка для подводного бурения, продольный разрез.

Установка содержит основание 1, в котором во втулке 2 установлен корпус 3 шарнира 4., состоящий из двух частей, соединенных между собой при помощи фланцевого соединения 5. На шарнире 4 смоктирован герметичный корпус в виде многослойной оболочки, Многослойная оболочка выполнена, например, двухслойной и состоит из наружной

6 и внутренней 7 оболочек, расположенных одна относительно другой эквидистантно.

Наружная 6 и внутренняя 7 оболочки имеют горизонтальный разьем, соединяющийся посредством фланцевого соединения 8. Наружная 6 и внутренняя 7 оболочки имеют внешнюю полость 9.

Верхняя и нижняя части внешней полости 9 сообщаются между собой через отверстия 10, выполненные во фланцевых приливах внутренней оболочки 7, Во внутренней полости 11 корпуса размещен комплекс бурового оборудования: буровой инструмент 12, вертлюг-врашатель 13, перемещающийся вдоль направляющих 14 реечного механизма с приводом, а также промывочный насос с приводом (не показаны).

Металлоконструкция реечного механизма, служащая для перемещения вращателя 13 при подаче бурильного инструмента

12 вдоль оси скважины, является одновременно элементом жесткости, препятствующим деформации внутренней 7 и внешней 6 оболочек вдоль вертикальной оси, .

Вывод бурового инструмента 12 из корпуса устройства осуществлен через уплотнительные элементы 16 и центрирующие подшипники 17. Г1осле монтажа агрегатов бурового комплекса во внутренней полости

11 производят сборку корпуса и его установку через шарнир 4 на опорное основание 1.

Перед спуском устройства на дно моря производят наполнение внутренней 11 и

5 внешней 9 полостей через штуцеры 18 и 19 сжатым воздухом и маслом соответственно под предварительным избыточным давлением. Величины избыточных давлений в зависимости от глубины установки на дне

10 моря рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить равенство напряжений в каждом из слоев оболочки корпуса с учетом их геометрического размера. Следовательно, каждая из оболочек корпуса испытывает

15 равные по величине напряжения от разности давлений, величина которой в три раза меньше (при двухслойной оболочке) гидростатического давления морской воды снаружи корпуса.

20 При работе установки на различных глубинах моря с широким диапазоном их изменения, с целью саморегуляции величин избыточных давлений сжатого воздуха во внутренней полости 11 и масла в промежу25 точной полости 9 в зависимости от глубины установки, целесообразно применение многоступенчатого гидроп невмокомпенсатора 20, газовая полость 21 которого через штуцеры 18 соединена с внутренней

30 полостью 11,жидкостная полость 22 через штуцер 19 — с внешней полостью 9.

Гидропневмокомпенсатор 20 снабже" дифференциальными поршнями 23 и 24, диаметры которых подобраны так, чтобы си35 лы давлений сред на поршни с их обеих сторон взаимно уравновешивались при выбранном соотношении давлений в полостях корпуса устройства. Часть дифференциального поршня 23 меньшего диаметра

40 имеет свободный выход и воспринимает усилие от гидростатического давления морской волны. Это усилие через поршень большего диаметра и масло, находящееся в жидкостной полости 22. передается на

45 дифференциальный поршень 24, часть большего диаметра которого находится в газовой полости 21, Ввиду различных диаметров

1680921

Формула изобретения

Установка для подводного бурения, включающая установленный на опорном основании и связанный гибкой силовой связью с судном комплект бурового оборудования с приводом, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы, она снабжена гидропневмокомпенсатором и имеет шарнирно связанный с опорным основанием герметичный корпус, в котором размещен комплекс бурового оборудования с приводом, при этом герметичный корпус выполнен в виде многослойной оболочки, внутренняя и внешняя полости которой соответственно связаны с газовой и жидкостной полостями гидропневмокомпенсатора, установленного на внешней поверхности герметичного корпуса.

Составитель M. Неснова

Техред М,Моргентал Корректор А. Осауленко

Редактор Л. Лисина

Заказ 3293 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 дифференциальных поршней 23 и 24 при восприятии первым усилия от гидростатического давления морской воды создаются соответствующие давления масла в жидкостной полости 22 и сжатого воздуха в газо- 5 вой полости 21.

Применение поршневого гидропневмокомпенсатора 20 позволяет не только автоматически поддерживать необходимые величины давлений масла и сжатого возду- 10 ха в полостях корпуса устройства в зависимости от глубины его установки, но и устраняет необходимость создания высоких давлений в указанных полостях на суше перед спуском устройства. 15

Реактивный момент при вращении бурильной колонны в процессе бурения воспринимается опорным основанием 1 через палец 25, запрессованный в корпус 3, свободная часть которого находится в канавке 20

26 шарнира 4, При помощи гибкой силовой связи в виде кабель-каната 27 с герметичным вводом в корпус осуществлены подвод электроэнергии к приводам агрегатов бурового комплек- 25 са и связь с базовым судном-носителем (не показано). С целью устранения возможности возникновения дополнительных напряжений вследствие деформации оболочек корпуса трубопровод, соединяющий газо- 30 вую полость гидропневмокомпенсатора 20 с внутренней полостью 11 корпуса, и кабель-канат 27 между оболочками корпуса установлены с "напуском".

Установка работает следующим обра- 35 зом, Перед спуском установки на дно моря во внутренней 11 и внешней 9 полостях через гидропневмокомпенсатор 20 и штуцеры

18 и 19 создают предварительные избыточ- 40 ные давления сжатого воздуха и масла наперед рассчитанной величины, Установка на дно моря с базового судна-носителя опускается на кабель-канате 27, По мере спуска установки возрастает гидростатическое давление морской воды, соответственно возрастают давления сжатого воздуха во внутренней полости 11 и масла во внешней полости 9. При достижении опорным основанием 1 поверхности дна моря кабель-канат 27 несколько ослабляют, что обеспечивает восприятие опорным основанием 1 части силы тяжести устройства, Величина осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент в процессе бурения обусловлена массой устройства и степенью ослабления кабель-каната 27, В случае наклонной поверхности дна моря шарнирное соединение корпуса установки с опорным основанием 1 обеспечивает сохранность вертикального положения корпуса, что гарантирует вертикальность ствола скважины,