Устройство для вдавливания трубных опорных конструкций в морское дно

 

Использование: к буровому оборудованию скважин и может быть использовано для забивки опорных цилиндрических конструкций в морское дно. Сущность изобретения: на платформе 17 собирают установку J6 и включают в работу электродвигатель 14 с редуктором 13 привода для вращения шестеренки 12 и трубной опоры 1 диаметром более 5,0 м, которая за счет собственного веса опускается (заходит в грунт), одновременно срезает грунт твердосплавными пластинами, жестко прикрепленными к кромкам 3. При вращении трубной опоры по часовой стрелке грунт срезается твердосплавными пластинами и через щели 2 заполняет ее внутреннюю полость, а при вращении против часовой стрелки кромки очищают (снимают) прилипший грунт со стенки ее внутренней поверхности. Кроме того, для лучшего вдавливания трубной опоры под собственным весом нижнюю часть грунта постоянно размывают водяной струей, а пульпу удаляют водоэжекционным трубопроводом 5. 2 ил.Г1 табл. ел с

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s Е 02 D 7/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВедомстВО сссР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВДАВЛИВАНИЯ

ТРУБНЫХ ОПОРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В

МОРСКОЕ ДНО (57) Использование: к буровому оборудованию скважин и может быть использовано для забивки опорных цилиндрических конструкций в морское дно, Сущность изобретения: на платформе 17 собирают установку

1b

Ы (21) 4873514/33 (22) 17,09.90 (46) 28.02.93. Бюл. ¹ 8 (71) Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин". (72) П.З.Кащи, О.Г.Лебедев. В.П.Небогатиков, В.P.Mèëåâñêèé и В.А.Кобелев (56) Патент США ¹.3965687, кл,61-46, 1976, Авторское свидетельство СССР

¹ 373404, кл. Е 21 С 13/12, 1973.

„„ Ы „„1798433 А1 и включают в работу электродвигатель 14 с редуктором 13 привода для вращения шестеренки 12 и трубной опоры 1 диаметром более 5,0 м, которая за счет собственного веса опускается (заходит в грунт), одновременно срезает грунт твердосплавными пластинами, жестко прикрепленными к кромкам 3. При вращении трубной опоры по часовой стрелке грунт срезается твердосплавными пластинами и через щели 2 заполняет ее внутреннюю полость, а при вращении против часовой стрелки кромки очищают (снимают) прилипший грунт со стенки ее внутренней поверхности. Кроме того, для лучшего вдавливания трубной опоры под собственным весом нижнюю часть грунта постоянно размывают водяной струей, а пульпу удаляют водоэжекционным трубопроводом 5. 2 ил.„1 табл.

1798433

Изобретение относится к буровому оборудованию скважин и может быть использовано для забивки опорных цилиндрических конструкций в морское дно.

Целью изобретения является повышение производительности бурения.

Это достигается тем, что в нижней части цилиндрической опоры выполнены щели с кромками под углом, к которым припаяны твердосплавные пластины, а верхняя часть опоры соединена с приводом через шестеренку, при этом в нижней части по периметру опоры размещены перфорированные размывающие водоэжекционные трубопроводы, соединенные с напорным трубопроводом насоса, установленного на платформе.

При этом на водоэжекционном трубопроводе подлине выполнены последовательно ряды водоэжекционных каналов, имеющих коническое продольное сечение с всасывающими отверстиями в основании конуса, образующими в центральной его части конфузор с проходным . соплом, площадь сечения которого равна суммарной площади сечений окружающих его всасывающих отверстий, причем водоэжекционн ый трубопровод имеет выход в верхнюю часть цилиндрической опоры.

Экспериментально доказано (см,таблицу); что наибольший коэффициент эжекции пульпы достигается при примерно равновеликом соотношении площади конфуэорного проходного сопла с суммарной площадь о окружающих его всасывающих отверстий.

Такое техническое решение обеспечивает интенсивное эжектирование водяной пульпы за счет кинетической энергии дви>кущегося потока воды через конфузорные сопла водоэжекционных каналов..

На фиг,1 показано устройство, продольный разрез; на фиг,2 — разрез А-А на фиг.t.

Устройство для вдавливания трубных опорных конструкций в морское дно содержит трубную цилиндрическую опору 1 со щелями 2 и твердосплавными скошенными кромками 3; Внутри опоры и в нижней части по периметру размещены перфорированные размываащие водоэжекционные трубопроводы 4 и 5, соединенные с напорными трубами 6 и 7.

Водоэ>кекционный трубопровод 5 по длине имеет ряды водоэ>кекционных каналов 8 с всасывающйми отверстиями 9 в основании конуса, образующими в центральной его части конфузорс проходным соплом10, при этом водоэжекционный трубопровод соединен с трубопроводом 11 сброса водяной пульпы в море, Для вращения опоры в верхней ее части прикреплена шестеренка 12, соединенная с приводом, состоящим из редуктора 13 и электродвигателя 14. Опускание опорной конструкции осуществляется под собственным весом при ее вращении, а размыв грунта в нижней части производится с помощью .5 морской воды, подаваемой насосом 15 по напорному трубопроводу 16, Для размещения оборудования установлена платформа

17, а для рагулировки подачи морской воды предусмотрены краны 18 и 19, причем на

"0 всасывающем трубопроводе 20 установлена сетка 21, а насос 15 соединяется с напорным трубопроводом с помощью гофрированного рукава 22.

Устройство работает следующим обра15 зом.

На платформе 17 собирают установку и включают в работу электродвигатель 14 с редуктором 13 для вращения шестеренки

12 и трубной опоры 1 диаметром более

20 5,0 м, которая за счет собственного веса опускается вниз, одновременно срезает грунт твердосплавными пластинами. прикрепленными к кромкам 3. При.вращении трубной опоры по часовой стрелке грунт

25 срезается кромками.и через щели 2 заполняет внутреннюю полость ее, а при вращении против часовой стрелки кромки очищают (снимают) прилипший грунт со стенки внутренней ее поверхности.

30 Кроме того, для лучшего вдавливания трубной опоры под собственным весом нижнюю часть грунта постоянно размывают водяной струей и пульпу удаляют. Для этого морская вода через сетку 21 и всасывающий

35 трубопровод 20 забирается насосом 15 и по напорному трубопроводу 16 через кран 18 поступает в трубопроводы 6 и 4. Морская вода под напором выходит иэ перфорированных отверстий трубопровода 4, размы-:

40 вает грунт, поступающий в полость опоры

1, получающаяся смесь грунта с водой (пульпа) забирается водоэжекционным . трубопроводом 5 при.открытом кране 19 и движущейся воде по напорному трубопроводу .7;

Морская вода под напором проходит конфузорное сопл о 10 первого ряда, существенно повышает скорость движения и в зоне выхода его образуется разрежение; спосрбствующее

50 эжекции (подсосу) пульпы из окружающего обьема опоры 1. Образовавшаяся новая смесь воды и пульпы, поступая в конфузорное сопло 10 второго ряда, еще больше увеличивает скорость, и при этом повышается интенсивность

55 эжектирования пульпы из нижней части полости опоры 1 с последующим повторением цикла работы. Выброс пульпы в море происходит по трубопроводу 11.

Пример. Рассчитывают утяжеленный низ трубной опоры диаметром Я5,0 м, дли1798433

Определение коэффициента эжекции l4. ной L=50 мм, толщиной стенки д =15 мм =

=0,015 м. Вес одного погонного метра трубы в воздухе равен q=4700 кг/м = 4,7 т при рс,=7800 кг/мз.

Передаваемая утяжеленным низом нагрузка на кромки трубы Gp q I:

G н.тр. = 4,7 х 50 = 235 т

Рассчитывают вес утяжеленного низа в жидкости Оун . (ун =q l (1 — - — ), при рж =1500 кг/м;

/ ст

Яун 188 т, с учетом коэффициента сопротивления Р=0,31; Оун - 130 т.

Из примера видно, что при размыве грунта в нижней части полости трубы и забора его оставшийся вес вполне достаточен для опускания трубы в грунт на той глубине, на которой необходимо. Размытый и забранный грунт в нижней части стенки трубной опоры позволяет производить опускания трубы под собственным весом. При засорении всасывающих отверстий очистку можно производить обратным потоком воды (на чертеже не показано). Подобное устройство для опускания трубных опорных конструкций диаметром более 5,0 м в морское дно, в мировой практике отсутствует.

Формула изобретения

Устройство для вдавливания трубных опорных конструкций в морское дно, содержащее цилиндрическую опору с породораз5 рушающим механизмом внутри нее и привод, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, оно.снабжено размещенными по периметру опоры размывающими водоэжекцион10 ными трубопроводами, соединенными с напорным трубопроводом насоса, установленного на платформе, при этом на водоэжекционном трубопроводе по длине выполнены последовательно ряды водо15 эжекционных каналов, имеющих коническое продольное сечение и всасывающими отверстиями в основании конуса, образующими в центральной его части конфузор с проходным соплом, площадь сечения кото20 рого равна суммарной площади сечения окружающих его всасывающих отверстий, причем водоэжекционный трубопровод имеет выход в верхнюю часть цилиндрической опоры, а в нижней части опоры — щели

25 с кромками под углом, к которым жестко прикреплены твердосплавные пластины, а верхняя часть соедйнена с приводом через шестеренку.

1798433

Корректор E. Папп

Заказ 755 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 г

Редактор Л. Павлова

Составитель O. Кащи

Техред М. Моргентал