Устройство для подводного колонкового бурения

 

рц 6597)7

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресоублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.03.74 (21) 2002227/22-03 с присоединением заявки М (51) М, Кл.

Е 21В 7/12

Е 21В 15/02 по делам изобретений (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень М 16 (53) УДК 622.24 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 30.04.79 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Э. Г. Матвеев и В. Е. Калинин

Научно-исследовательский институт морской геофизики

Южного морского научно-производственного геологогеофизического объединения «Южморгео» (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДНОГО

КОЛОНКОВОГО БУРЕНИЯ

Государственный комитет 23) П (23) Приоритет

Изобретение относится к техническим средствам для отбора проб грунта со дна водоемов, в частности к механизации процесса извлечения колонковой трубы из грунта.

Известен подвижный буровой станок для бурения морского дна, содержащий цилиндрический корпус, опору, раздви>кные ноги, насос гидросистемы, вращатель, наконечник для подачи давлением промывочной жидкости и электрокабель (1). Станок для достижения морского дна устанавливается на раздвижные ноги и размыванием верхнего слоя рыхлых пород погружается цилиндрической опорой до твердых грунтов. После этого приводится во вращение ведущая труба с буровой коронкой. После забора керна ведущая труба с помощью гидросистемы осуществляет срыв керна и возвращение в исходное положение.

Недостатком конструкции является сложность бурового станка и наличие дополнительного привода на гидросистему.

Известно другое буровое устройство для взятия проб грунтов, или более близкое к изобретению, содержащее основание, направляющие, колонковую трубу и заглубптель (2).

Извлечение колонковой трубы из грунта осуществляется при помощи набортных грузоподъемных устройств судна обслуживания.

Недостатком устройства является неудобство извлечения трубы судовыми грузоподь5 ем ными устройствами, которые должны быть специально приспособлены для этих целей, что усложняет и удорожает оснащение судна обслуживания. Кроме того, извлечение грузоподъемными устройствами

10 может вызвать нежелательный рывок.

Целью изобретения является механизация спуска устройства под воду и непрерывность процесса извлечения колонковой трубы из грунта, 15 Это достигается тем, что устройство снабжено траверсой с встроенным в нее узлом подъема колонковой трубы, взаимодействующим с направляющими, причем узел подьема колонковой трубы выполнен в виде ша20 риковинтового механизма, который имеет стакан ступенчатой формы с отверстием для выхода шариков и втулку с кольцом трения, установленную с возможностью осевого перемещения относительного стакана.

25 На фиг. 1 показано устройство для подводного бурения, общий вид; на фиг. 2— разрез винтовой пары; на фиг. 3 — разрез

А — А на фиг. 2; на фиг. 4 — установка устройства в исходное для работы положение.

3р Устройство для подводного бурения сос659717 тоит из бурового агрегата 1, колонковой трубы 2, рамы с направляющими 3, основания 4 и блока подъема, включающего траверсу 5, электродвигателя 6, редуктора 7 и гайки 8, которая установлена в траверсу с возможностью вращения на двух подшипни;ах 9. Через звездочку 10 гайка получает вращение от электродвигателя. Гайка блока подьема в свою очередь состоит из корпуса 11, имеющего втулку 12 с внутренней шаровой резьбой. В винтовой канавке, образованной резьбовыми впадинами направляющей 3 и втулки 12, помещены шарики 13.

Звездо гка стопорится на корпусе с помощью двух штифтов 14.

В корпусе гайки имеется возвратный канал 15, а также отверстие, в которое запрсссозывается штифт 16, входящий своим выступом в паз стакана 17, свободно поворачивающегося в корпусе гайки и имеющего коническое уширение (полость) 18 для размещения шариков. Верхняя цилиндрическая часть стакана 17 имеет паз 19 для стопорения его с корпусом при помощи стопора 20.

Отверстием 21 полость 18 сообщается с каналом 15. Осевому перемещению стакана 17 препятствует гайка 22.

Внутрь стакана 17 входит втулка 23, снабженная захватом 24. Относительное расположение в осевом направлении втулки 23 и стакана 17 фиксируется резиновым кольцом 25 за счет трения его о наружную поверхность втулки, а также кронштейнами

26 траверсы. Стопор 20 охватывает втулку

23 и удерживается на ней кольцом 27 за счет трения.

Устройство для подводного бурения располагается на судне обслуживания, при этом перед спуском за борт траверса 5 блока подъема находится в крайнем нижнем положении и шарнирно соединяется с набортными захватами 28 судна обслуживания, причем буровой агрегат 1 соединен с верхней траверсой рамы, а последняя — с тросом спусковой лебедки.

Шарики 13 винтовых пар находятся во втулке 12 и обратных каналах 15 корпусов гаек, а втулки 23 находятся в крайнем нижнем положении и своими захватами 24 снизу упираются в кронштейны 26 траверсы, при этом нижние обрезы втулок перекрывают шарикам доступ в полость 18 и оставляют для их перемещения свободными только нарезную часть гайки и возвратный клапан 15.

Стакан 17 установлен в корпусе 11 гайки таким образом, что отверстие 21 совпадает с возвратным каналом 15. При этом стопор

20 опушен вниз и размещается в пазу 19, жестко соединяя стакан 17 с гайкой 22, что равносильно соединению с корпусом 11 гайки.

Для выведения устройства за борт включается электродвигатель 6 на подъем траверсы, при этом траверса удерживается на5

65 бортовыми захватами 28 и остается на местс, а направляющие рамы псремещаются в горизонтальном направлении относительно траверсы, переходя в положение Б (см. фиг.

4). Одновременно под натяжением, вслед за перемещением рамы, подается трос спусковой лебедки. Как только центр тяжести рамы с буровым агрегатом выйдет за борт, рама начинает наклоняться и принимает положение В, а затем переходит в вертикальное положение Г. Вращение электродвигателя продолжается до тех пор, пока траверса 5 своим верхним концом не упрется в буровой агрегат 1, при этом происходит автоматическое отключение электродвигателя. В этом положение трос спусковой лебедки перебрасывается на набортный блок, втулки 23 поднимают в крайнее верхнее положение и захватами 24 фиксируют сбоку на кронштейнах 26, удерживая их от проворачивания. Стопоры 20 выводят из пазов 19, освобождая стаканы 17 от сцепления с корпусами 11. После этого стаканы

17 поворачивают от руки до упора в штифты 16, при этом перекрываются возвратные каналы 15, и нарезные части гаек соединяются с полостями 18, Последней операцией по подготовке устройства к работе является отсоединение бурового агрегата 1 от верхней траверсы рамы.

После выполнения перечисленных операций производятся спуск устройства на дно, а затем включение электродвигателя 6 на спуск траверсы. При этом шарики 13 из нарезных частей гаек перемещаются в полости 18, а так как вращение электродвигателя продолжается, блок подъема под действием собственного веса быстро опускается в крайнее нижнее положение, в котором автоматически отключается электродвигатель 6.

Вслед за спуском блока подъема включают двигатель бурового агрегата и производят бурение.

Работа механизма извлечения колонковой трубы после окончания бурения происходит следующим образом.

Включают на подъем электродвигатель 6, при этом стакан 17 за счет сил трения кольца 25 с втулки 23 удерживается от вращения, а корпуса 11 гаек проворачиваются относительно них до тех пор, пока штифты 16 не дойдут до упора в стаканы. При этом отверстия 21 совмещаются с возвратными каналами 15. При дальнейшем вращении гаек шарики под действием собственного веса поступают из полости 18 в винтовые канавки направляющих, а затем в нарезные части гаек, таким образом блок подъема начинает перемещаться вверх, захватывая траверсой 5 буровой агрегат с колонковой трубой. Он извлекает последнюю из грунта, а затем поднимает их до крайнего верхнего положения, в котором происходит авто5 магическое отключение электродвигателя 6.

После извлечения колонковой трубы из грунта осуществляется подъем всего устройства на поверхность воды и установка его на набортные захваты 28 траверсой 5.

Перед подъемом устройства на борт стопоры 20 опускают в пазы 19, а втулки 23переводят в крайнее нижнее положение и фиксируют в нем при помощи захватов 24 и кронштейнов 26. При этом они перекрывают своим нижним обрезом доступ шарикам в полость 18. Буровой агрегат соединяют с верхней траверсой рамы и включают электродвигатель 6 на спуск траверсы, при этом траверса опирается на набортные захваты, а направляющие перемещаются относительно гаек траверсы вверх. Трос спусковой лебедки поддерживают в натянутом состоянии и при приближении центра тяжести устройства к траверсе производят опрокидывание рамы на палубу. При этом оно проходит последовательно положения Б и

В до положения Г.

При дальнейшем вращении электродвигателя 6 рама вместе с буровым агрегатом и колонковой трубой перемещается горизонтально до тех пор, пока блок подъема не дойдет до крайнего нижнего положения и

659717 не произойдет автоматическое отключение электродвигателя.

Формула изобретени я

5 1. Устройство для подводного колонкового бурения, содержащее основание, направляющие, колонковую трубу и заглубитель, отличающееся тем, что, с целью механизации спуска устройства под воду и неlO прерывности процесса извлечения колонковой трубы из грунта, оно снабжено траверсой с встроенным в ней узлом подъема колонковой трубы, взаимодействующим с направляющими.

15 2. Устройство по п. 1, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что узел подъема колонковой трубы выполнен в виде шариковинтового механизма, который имеет стакан ступенчатой формы с отверстием для выхода шариков и

20 втулку с кольцом трения, установленную с возможностью осевого перемещения относительно стакана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Мю 1408763, кл. Е 21В, опублик. 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

Хо 270642, кл. Е 21В 7/12, 1967.

659717 (!

Редактор Д. Павлова

Корректоры; Л. Орлова и Т. Добровольская

Составитель В. Петросов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 557/2 Изд. № 276 Тираж 657 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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