Автоматизированный подводный буровой станок

 

Использование: автоматизированный подводный буровой станок предназначен для геологоразведочного бурения при поиске и разведке месторождений полезных ископаемых при размещении его на морском дне. Сущность изобретения: буровой станок содержит основание с опорами, мачту , вращатель с гидропатронами, механизм подачи, кассету-барабан с бурильными трубами и размещенными в них керноприемниками,механизмизвлечения керноприемников. Для повышения производительности работы кассета-барабан установлена на мачте с возможностью поворота относительно последней и размещена между механизмом извлечения керноприемников и вращателем, который имеет размещенный над верхним гидропатроном проходной сальниковый узел для пропуска бурильной трубы при спуско-подъемных операциях и промывочный узел с клапаном для осуществления в процессе бурения подачи промывочной жидкости на забой и пропуска бурильных труб в процессе спуско-подъемных операций. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 7/12, 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4722499/03 (22) 24.07.89 (46) 15.06 92. Бюл. N 22 ° (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт машиностроения для добычи твердых полезных ископаемых Мирового океана (72) Г;М. Кобринский, А.И. Липский, В.И. Мальченко и А.И. Лаврик (53) 622.24(088,8) (56) Шелковников И.Г, Лукошков А.В, Технические средства подводного разведочного бурения и опробования, Л„1979, с. 171 — 172, рис, 84. (54) АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ПОДВОДНЫЙ БУРОВОЙ СТАНОК (57) Использование: автоматизированный подводный буровой станок предназначен для геологоразведочного бурения при поиске и разведке месторождений полезных

Изобретение относится к горному делу, в частности к технике геологоразведочного бурения, для поисков и разведки месторождений полезных ископаемых.

Известен погружной буровой станок, включающий основание с опорами, V-образную раму; несущую две кассеты барабанно-револьверного типа, одна из которых — с бурильными трубами, а другая — с керноприемниками, и- соответствующие им мачты с подвижным вращателем и подъемной лебедкой, служащие для извлечейия керноприемников.

Недостатком этого станка являются непроизводительные затраты времени íà перемещение Ч-образной рамы на определенный угол в цикле каждого интер Ж „1740605 А1 ископаемых при размещении его на морском дне. Сущность изобретения: буровой станок содержит основание с опорами, мачту, врэщатель с гидропатронами, механизм подачи, кассету-барабан с бурильными трубами и размещенными в них керноприемниками, механизм извлечения керноприемников. Для повышения производительности работы кассета-барабан установлена на мачте с возможностью поворота относительно последней и размещена между механизмом извлечения керноприемников и вращателем. который имеет размещенный над верхним гидропэтроном проходной сальниковый узел для пропуска бурильной трубы при спуско-подьемных операциях и промывочный узел с клапаном для осуществления в процессе бурения подачи промывочной жидкости на забой и пропуска бурильных труб в процессе спуско-подъемных операций. 3 ил. вала бурения для поочередного подвода Фь кассеты с бурильными трубами или с кер- СР ноприемниками для их установки на ось (,Ь скважины. С>

Целью изобретения является повыше- (Я ние производительности за счет сокращения затрат времени на спуска-подъемные операции.

Поставленная цель достигается тем, что в автоматизированном подводном буровом станке, содержащем основание с опорами, мачту, вращатель с гидропатронами и механизмом подачи, кассету-барабан револьвер-. ного типа с бурильными трубами и размещенными в них керноприемниками, расположенный соосно с вращателем механизм извлечения керноприемников, враща1740605 тель имеет размещенные над верхним гидропэтронам проходной сальниковый узел и промывочный узел с клапаном, при этом проходной сальниковый узел выполнен в виде стакана с размещенным в нем подпружиненным упругим элементом для проплеска бурильной трубы и герметизации полости верхнего гидропатрона от промывочного узла, который выполнен в виде связанной с корпусом верхнего гидропатрона крышки со штуцером для подачи промывочной жидкости в бурильную трубу, а клапан промывочного узла имеет привод и установлен с возможностью пропуска в полость промывочного узла и проходного сальника бурильной трубы и керноприемника в процессе спуска-подъемных операций и герметизации полости промывочного узла в процессе бурения от окружающей среды, при этом кассета-барабан установлена на мачте с воэможностью поворота относительно последней и размещена между механизмом извлечения керноприемников и вращателем.

На фиг. 1 изображен автоматизированный подводный буровой станок; на фиг. 2— вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — проходной сальниковый узел.

Автоматизированный подводный буровой станок содержит основание 1, систему гориэонтирования с выдвижными опорами

2, мачту 3 трубчатой формы, на которой закреплена с возможностью поворота кассета-барабан 4 револьверного типа с приводом 5. На кассете расположены бурильные трубы 6 с размещенными внутри них кернаприемниками 7, закрепленные фиксирующими устройствами 8 и 9.

Гидрацилиндры 10 и 11 установлены на ферме 12, жестко закрепленной на мачте, и. служат для размыкания фиксирующих устройств. На ферме размещен механизм извлечения керноприемников на блочке 13 которого подвешен на тросе ловитель 14, проходящий через направляющее устройство 15.

На основании 1 размещен вращатель 16 шпиндельнога типа с механизмом подачи, состоящим иэ двух гидроцилиндров 17 и 18, двух гидропэтронов 19 и 20 и гидромотора

21. При этом вращэтель имеет проходной

-аальниковый узел 22, размещенный над ц >хним гидрапатроном 19. Кассета-барабан размещена между механизмом извлечения керноприемников и вращателем.

На основании также размещены контейнер с аккумуляторной батареей 23, телекамера 24, трубадержэтель 25, гидростанция 26, промывочный насос 27 (фиг. 2) и лебедка 28 кернаприемника.

В гидропэтроне 19 вращателя имеется эажимное устройство 29 (фиг. 3) для установки и закрепления бурильных груб, проходящих через проходной сальникавый узел. Проходной сальниковый узел выполнен с уплотняющим устройством 30, подпружиненным упругим элементом 31, размещенным в стакане 32 для пропуска бурильной трубы и герметизации полости

15 верхнего гидропатрона от промывочного узла. Промывочный-узел выполнен в виде связанной с корпусом верхнего гидропатрона крышки 33 со штуцером 34 для подачи промывочной жидкости в бурильную трубу, Клапан 35 промывочного узла соединен с приводом, выполненным в виде гидрацилиндра 36 со штоком, и установлен с возможностью пропуска в полость промывочного узла и проходного сальникоГерметизация полостей от окружающей среды осуществлена эа счет установки на стакане 32 сальникового уплотнения.

Автоматизированный подводный буровой станок работает следующим образом.

В районе проведения геологоразведочных работ автоматизированный подводный буровой станок опускается на дно.. С помощью телекамеры 24 выбирается ровная площадка для установки. На выбранной площадке он устанавливается по датчикам касания дна (не показаны) и после их сраба25

30 тывания включается в.работу гидростанция

26, питаемая, например, при автономном варианте от контейнера с аккумуляторной батареей 23. Основание 1 автоматически устанавливается в горизонтальное положение с помощью системы. гориэонтирования и ее выдвижных опор.

В начале процесса бурения вращатель

16 располагается в крайнем верхнем положении. Бурильная труба 6 находится в зажим нам устройстве 29 верхнего

55 гидропатрона 19. Клапан 35 закрыт посредствам штока гидроцилиндра 36, являющегося его приводом, Включается промывочный насос 27. Громывочная жидкость вводится в проходной сальниковый узел 22 через штуцер 34 промывочного узла. Утечки промывочной жидкости в затрубное пространство предотвращаются посредством уплотняющего устройства 30, подпружиненного упругим элементам 31 в стакане 32, вращающегося с бурильной трубой.от гидраматора 21 в сальниковом уплотнении, размещенном под крышкой 33 промывачноr0 узла.

Подача бурильной трубы 6 с размещенным в ней кернаприемником 7 осуществля20 coro.óàëà бурильной трубы и керноприемника в процессе спуска-подьемных операций.

1740605 ется гидроцилиндрами 17 и 18. При опускании вращателя 16 в крайнее нижнее положение промывочный насос 27 выключается.

Бурильная труба зажимает трубодержателем 25. а верхний гидропатрон 19 разжимается и одновременно открывается клапан

35. Включается лебедка 28 керноприемника. Ловитель 14 керноприемника через блочек 13, направляющее устройство .15, проходной сальниковый узел 22 и раскрытые гидропатроны 19 и20 опускаются внутрь . колонковой трубы (не показана), захватывает заполненный керном керноприемник, извлекает его из скважины и поднимает в свободную ячейку кассеты-барабана 4 револьверного типа, закрепленной на мачте 3, где он зажимается фиксирующим устройством 9 посредством гидроцилиндра 10, закрепленного на ферме 12. Кассета-барабан поворачивается приводом 5 на определенный угол так, чтобы на оси скважины установилась очередная бурильная труба с размещенным внутри нее керноприемником. Фиксирующее устройство 8, приводимое в действие гидроцилиндром 11, удерживающее бурильную трубу в ячейке кассеты-барабана, раскрывается. Расфиксированная бурильная труба спускается через проходной сальниковый узел 22 и раскрытые гидропатроны 19 и 20, которые служат ей направляющими, до соединения с предыдущей бурильной трубой, находящейся в трубодержателе 25, Опущенная верхняя труба эажимается верхним гидропатроном 19, включается вращатель 16 и происходит ее свинчивание с предыдущей. трубой.. Одновременно раскрывается фиксирующее устройство 9. удерживающее керноприемную трубу в ячейке кассеты-барабана, и она проваливается в бурильную трубу и занимает свое место в ней на забое скважины. Клапан 35 закрывается. Включается промывочный насос 27, раскрывается трубодержатель 25 и начинается процесс бурения.

Далее описанный процесс повторяется до окончания бурения скважины.

После окончания проходки скважины и извлечения последнего керноприемника вращатель с зажатой верхним гидропатроном 19 колонной бурильных труб поднимается в крайнее верхнее положение.

Бурильная колонна зажимается трубодержателем 25. Верхний гидропатрон 19 раскрывается и вращатель опускается в крайнее нижнее положение. Верхний конец бурильной трубы при этом выходит через проходной сальниковый узел наружу. Вурильная труба эажимается нижним гидропатроном 20. Включается левое вращение L0

40

50 ковый узел и промывочный узел с клапаном, при этом проходной сальниковый узел вы55 полнен в виде стакана с размещенным в нем подпружиненным упругим элементом для

35 вращателя и происходит отвинчивание бурильной трубы. Вращатель с зажатой нижним гидропатроном бурильной трубой поднимается в крайнее верхнее положение, при этом свободный конец бурильной. трубы надевается на кеонопоиемник, входит в . ячейку кассеты-барабана и эажимается фиксирующим устройством 8. Нижний гидропатрон 20 раскрывается и вращатель опускается в крайнее нижнее положение, одновременно кассета-барабан поворачивается на определенный угол, подводя очередную ячейку с керноприемной трубой на ось скважины. В этой позиции нижний гидропатрон зажимает очередную бурильную трубу, Трубодержатель 25 раскрепляется и вращатель, поднимаясь в крайнее верхнее положение, подтягивает бурильную колонну. При крайнем верхнем положении вращателя трубодержатель 25 зажимает бурильную колонну. Нижний гидропатрон раскрывается и вращатель опускается в крайнее нижнее положение. При этом верхний конец бурильной трубы выходит наружу через проходной сальниковый узел. В крайнем нижнем положении нижний гидропатрон закрывается. и происходит отвинчивание очередной бурильной трубы.

Далее цикл повторяется до полного извлечения бурильной колонны из скважины.

Таким образом, использование изобретения позволяет повысить производительность автоматизированного подводного бурового станка за счет сокращения затрат времени на спуска-подъемные операции при бурении с отбором керна эа Счет уменьшения количества манипуляций.

Формула изобретения

Автоматизированный подводный буровой станок, содержащий основание с опорами, мачту, вращатель с гидропатронами, механизм подачи, кассету-барабан револьверного типа с бурильными трубами и размещенными в них керноприемниками, расположенный соосно с вращателем механизм извлечения керноприемников, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности за счет сокращения затрат времени на спуско-подъемные операции, вращатель имеет размещенные над верхним гидропатроном проходкой сальнипропуска бурильной трубы и герметизации полости верхнего гидропатрона от промывочного узла, который выполнен в виде свяэанной с корпусом верхнего гидропатрона

1740605 крышки со штуцером для подачи промывочной жидкости в бурильную трубу,. а клапан промывочного узла имеет привод и установлен с воэможностью пропуска в полость промывочного узла и проходного сальника бурильной трубы и керноприемника в процессе спуска-подъемных операций и герметиэации полости промывочного узла в процессе бурения от окружающей среды, при этом кассета-барабан установлена на мачте с воэможностью поворота относительно по5 следней и размещена между механизмом извлечения керноприемников и вращателем.

1740605

1740605

ЮЗ

Составитель А. Липский

Техред М,Моргентал Корректор О. Кравцова

Редактор Е. Копча

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

Заказ 2060 Тираж Подписное

ВНИИП Гос

ИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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