Автономное устройство для отбора проб грунта с морского дна

 

Изобретение относится к морской геологоразведке , в частности к пробоотборникам грунта морского дна. Повышает надежность и эффективность работы устройства за счет улучшения ориентации его относительно дна. Сущность изобретения: устройство содержит корпус с опорной рамой , керноприемник, с буровой коронкой, приводом вращения и узлом подачи, поплавок , балластный контейнер с механизмом сброса в виде соленоидной катушки с сердечником , являющимся запором крышки контейнера, механизм вертикальной стабилизации устройства, включающего гидронасос с гидродомкратами, управляемые прибором вертикальной стабилизации через электромагнитные гидрораспределители . Указанный прибор выполнен в виде перевернутого стакана с шарнирно подвешенным внутри него коническим маятником , взаимодействующим с контактными пластинами на стенках стакана. 7 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s Е 21 В 49/02, 25/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4934472/03 (22) 07,05.91 (46) 15.04.93. Бюл. ¹ 14 (71) Московский геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В.Ю. Русаков (56) Акт о проведении испытаний макета глубоководной буровой установки ГБУ0.514000 Э Г "Аргус".

Авторское свидетельство СССР № 1232780, кл. Е 21 В 25/18, 1982. (54) АВТОНОМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ГРУНТА С МОРСКОГО ДНА (57) Изобретение относится к морской геологоразведке, в частности к пробоотборникам грунта морского дна. Повышает надежность и эффективность работы устИзобретение относится к морской геологии и предназначено для взятия точечных проб скальных выходов со дна глубоководных водоемов и морей, Цель изобретения — повыщение эффективности и надежности работы устройства эа счет улучшения его ориентации.

Надежность работы повышается за счет автоматической ориентации устройства на неровном дне и последовательного срабатывания узлов устройства, обеспечиваемой введением прибора вертикальной стабилизации и его конструкцией. Этот же эффект достигается выполнением механизма сброса балласта.

На фит. 1 изображен общий вид предлагаемого устройства; на фиг. 2 — продольный разрез устройства; на фиг. 3 — прибор вертикальной стабилизации, на фиг. 4—

„, Ж„„1809033 А1 ройства за счет улучшения ориентации его относительно дна. Сущность изобретения: устройство содержит корпус с опорной рамой, керноприемник, с буровой коронкой, приводом вращения и узлом подачи, поплавок, балластный контейнер с механизмом сброса в виде соленоидной катушки с сердечником, являющимся запором крышки контейнера, механизм вертикальной стабилизации устройства, включающего гидронасос с гидродомкратами, управляемые прибором вертикальной стабилизации через электромагнитные гидрораспределите-. ли, Указанный прибор выполнен в виде перевернутого стакана с шарнирно подвешенным внутри него коническим маятником, взаимодействующим с контактными пластинами на стенках стакана. 7 ил. электроразмыкатель; на фиг. 5 — схемы автоматического управления; на фиг. 6 — гидросистема вертикального ориентирования; на фиг.

7 — гидросистема автоматического управления буровым узлом.

Устройство отбора проб включает корпус 1, поплавок 2, приборные контейнеры 3 закрепленные на опорной раме 4, гидродомкраты 5 установленные на опорной раме, Балластный контейнер 6 снабжен нижней откидной крышкой 7, закрепленной к нему с помощью шарнира 8. На корпусе балластного контейнера 6, установлен с возможностью взаимодействия с нижней откидной крышкой 7. механизм сброса балласта-электрораэмыкатель 9; Верхняя откидная крышка 10 служит для засыпки балластного груза в контейнер 6. В верхней части устройства расположен радиомаяк 11 (см. фиг. 1).

1ь09032

Внутри цилиндрического корпуса 1 (см. фиг; 2) расположен керноприемник — утолщенная колонковая труба 12, в нижней части колонковой трубы имеется трубчатая буровая коронка 13, Колонковая труба за- 5 креплена в роторе 14, связанным шлицевым соединением с проходящей, через него колонковой трубой 12; Ротор закреплен в корпусе 1 на подшипниках 15 и 16. На нижней части колонковой трубы 12 гидромониторная насадка 17 с возможностью перемещения вдоль по колонковой трубе. На верхней части гидромониторной насадки 17 неподвижно закреплены гидронасосы 18. Момент вращения ротору передается через пару конических шестерен 19. К верхней части корпуса 1 неподвижно крепится узел подачи керноприемника, включающий гидроцилиндр 20 с поршнем 21, неподвижно закрепленным на колонковой трубе 12, à 20 также труба 22, крепится к верхней части гидроцилиндра, внутри которой расположены злектрофиксаторы 23 с защелками 24.

Внутри трубы 22 крепятся конечные выключатели 25. На верхнем конце колонковой трубы 12 расположен фланец 26, неподвижно закрепленный на сальнике, совмещенном с гидронасосом 27, Сальник с гидронасосом 27 закреплены на верхнем торце колонковой трубы 12 (фиг. 2). 30

Прибор вертикальной стабилизации (фиг. 3) состоит из корпуса 28, выполненного в виде перевернутого стакана, к внутренней части которого неподвижно крепятся электроконтактные пластины 29, внутри корпуса расположен конусоидальный контактный маятник 30, шарнирно закрепленный в верхней части корпуса 28 на карданном подвесе 31, причем корпус снабжен компенсирующей мембраной 32, внутрен- 40 нее пространство прибора вертикальной стабилизации заливается жидким диэлектриком через заливное отверстие 33 (фиг. 3).

Механизм сброса-электроразмыкатель

9 (фиг. 4) состоит из подпружиненного сер- "5 дечника 34, выполненного из трансформаторной стали, который расположен внутри соленоида 35, пружины 36, упирающийся одним концом во внутреннюю поверхность кожуха электроразмыкателя 9, другим в то- 50 рец сердечника. Кожух электроразмыкателя

9 крепится к корпусу балластного контейнера

6 с помощью сварного швеллера 38. К торцу сердечника 34 неподвижно крепится стержень 39, BblfloRHBHHblA из диэлектрического 55 материала. Внутренняя полость электроразмыкателя заливается жидким диэлектриком через заливное отверстие 40 (фиг, 4).

Устройство снабжено грузом-разведчиком 41.-В состав автоматического управления входят также связанные друг с другом аккумуляторные батареи 42, гидрораспрвделители 43 электромагнитного типа, электродвигатель 44, реле 45, привод вращения

46, прибор 47 вертикальной стабилизации (фиг. 5).

Устройство работает следующим обра-. зом.

Погружение устройства на дно происходит за счет сил отрицательной плавучести балласта. При касании грузом-разведчиком

41 (фиг. 5).дна замыкается электроцепь автоматического управления и устройство готово к работе. При отклонении корпуса 1 (установка на неровном дне) от вертикали. более чем на 10, маятник 30 прибора 41 вертикальной стабилизации касается одной из пластин 29, замыкает электрическую цепь, которая через гидрораспределители

43 приводит в действие при помощи гидронасоса гидродомкраты 5. При размыкании маятника 30 с пластинами 29 срабатывает электроконтактное реле 45, включающее электропривод 46 механизма вращения буровой коронки 13.; одновременно срабатывает электрофиксатор 23 и колонковая труба

12 начинает перемещаться вниз, привод вращения колонковой трубы 12 осуществляется от электродвигателя постоянного тока, расположенного в приборном контейнере 3, через редуктор и пару конических шестерен .

19, приводящей во вращение ротор 14; момент вращения передается колонковой трубе через шлицевое соединение. Осевое перемещение колонковой трубы 12 осуществляется гидроцилиндром 20. Отбор керна осуществляется с принудительной промывкой, создаваемой гидронасосом 27. После заглубления колонковой трубы в грунт, фланец 26 находит на конечный выключатель

25; переключаются в новое положение гидрораспределители, обеспечивая откачку масла над поршнем 21 гидроцилиндра 20, Подъем продолжается до тех пор, пока фланец 26 не наедет на верхний конечный выключатель 25; после чего одновременно срабатывают электроразмыкатели 9, сбрасывая балластный груз и электрофиксатор

23, сжимая защелками 24, обеспечивая тем самым свободное всплытие поплавка 2 вдоль осевого направления гидроцилиндра

20 и трубы 22. Поплавок. перемещается до тех пор, пока своей нижней частью не упрется в верхний торец гидроцилиндра 20 (фиг, 2),передавая накопленную кинетическую энергию керноотборнику, послечего керноотборник всплывает.

Возможно применение керноотборника в тросовам варианте, при этом отпадает необхо1809032 димость в поплавке 2 (в тросовом варианте

2 — трос) и балластном контейнере (в тросовом варианте 6 — узел крепления троса).

Преимущество предложенного решения заключается в более надежной работе, обеспечиваемой за счет лучшей ориентации корпуса колонки, вертикэльной установки его на неровном дне, Более эффективная работа устройства достигается за счет автоматической самоустановки и последующих по заданной программе операций отбора проб.

Формула изобретения

Автономное устройство для отбора проб грунта с морского дна, содержащее корпус с опорной рамой, балластный контейнер с механизмом сброса балластного груза, керноприемник с коронкой и приводом его вращения, узел подачи и поплавок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности и надежности в работе за счет улучшения его горизонтальной и вертикальной ориентации, оно снабжено приборным контейнером, механизмом веотикальной стабилизации с гидронасосом, электромагнитными гидрораспределителями, электромагнитным реле, при этом балластный контейнер выполнен с откид5 ной крышкой, механизм вертикальной стабилизации установлен внутри приборного контейнера и связан с одной стороны через электромагнитные гидрораспределители с гидронасосом, а с другой через электромаг10 йитное реле — с приводом вращения керноприемника и выполнен в виде стакана, перекрытого мембраной и заполненного жидким диэлектриком, конусного маятника, шарнирно-;подвешенного внутри стакана и

15 контактных пластин, закрепленных на внутренней поверхности боковых стенок стакана, а механизм сброса балластного груза выполнен из герметичного кожуха с одной из стенок в виде мембраны, заполненного

20 жидким диэлектриком, и размещенной внутри соленоидной катушки с подпружиненным сердечником, расположенным коаксиально корпусу с возможностью горизонтального осевого перемещения и вза25 имодействия с откидной крышкой балластного контейнера.

1809032

1809032

Составитель В. Русаков

Техред М.Моргентал

Ко рректор jM. «Ткаач >

Редактор

Заказ 1266 Тираж Подписное

BHMMllVI Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-36; Раушская наб., 4/5

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