Подводная буровая установка

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социааистнческих

Реснублнк

<»>926264 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 240579 (21) 2769333/22-03 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 070582. Бюллетень №17

t51) M.Кп з

E 21 В 49/02

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

l>>) УДК б22 243 .92.05 (088.8) Дата опубликования описания 070582 (72) Автор изобретения

rã

Р

Ф

Ю.Л.. Гаранько

l и

1 (71) заявитель (54) ПОДВОДНАЯ БУРОВАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к техничке ким средствам морской геологоразвед- -. ки и предназначено для бурения и "от-, . бора проб донных норад. различной плот- 5 ности, включая:тверхуае.

Известна нодвщ1ная буровая. уатайовка, содержим маправляющее осно-. вание., установленйое иа дне водоема, колонковую трубу, ударный механйзм: : 1т) с приводом и поршневЬй насос с клапаном, сообщающим полость колонковой трубы с гидросферой водоема (1) .

В установке применеи ударный способ бурения, поэтому она не может быть эффективно использована при бурении в твердых породах, Кроме того, работа. насоса в установке осуществляется, главным образом, за счет подброса в момент удара корпуса ударного механизма вверх.

При этом объем создаваемого под поршнем вакуума мало зависит от проходки за удар. Поэтому при работе в твердых породах, когда прохоцка за удар мала, насос продолжает работать, а создаваемый им избыточный вакуум усиливает восходящий фильтрационный поток поровой воцы, которая перенасыщает и разрыхляет структуру отбираемого грунта, т. е. ухудшает качество отбираемой пробы.

Наиболее близкой по своей технической сущности является подводная буровая установка, содержащая направляющее основание, установленное на дне водоема, колонковую трубу и генератор крутильных колебаний с приводом (2) .

Недостатком этой установки является отсутствие обратной промывки скважины, что приводит. к снижению эффективности бурения и отбора керна в твердых породах, так как уменьшается глубина и скорость бурения, а кроме того, возможно заклинивание керна в колбнковой трубе.

Цель изобретения — повышение эффективности бурения и отбора керна в твердых породах путем обратной промывки скважины.

С этой целью подводная буровая установка, содержащая направляющее основание, установленное на дне водоема, колонковую трубу и генератор крутильных колебаний с приводом, снабжена поворотным насосом, ротор которого жестко закреплен на колонковой трубе, а статор имеет вертикальные тормозные плоскости, причем всасываю926264 щая и нагнетательная полости насоса через систему клапанов сообщаются соответственно с полостью колонковой трубы и гидросферой водоема.

На фиг.1 схематично изображена установка, общий вид; на фиг.2 — вид

A на фиг.1; на Фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Подводная буровая установка содержит направляющее основание 1, колонковую трубу 2 и генератор 3 крутильных10 колебаний, включающий муфту 4, закрепленную на колонковой трубе 2 и электроды 5, смонтированные в диаметрально-противоположных каналах 6, направленных в разные стороны, заполненных водой и лежащих в горизонталь- !5 ной плоскости. Электроды 5 соединены электрической цепью с приводом - источником электрических импульсов (электрическая цепь и привод на схеме не показаны) . Установка снабжена поворотным насосом 7, ротор 8 которого с пластиной 9 жестко закреплен на колонковой трубе 2, а статор 10 а пластиной 11 имеет вертикальные тормозные плоскости 12 ° Клапаны 13 сооб- 25 щают всасывающую полость насоса с полостью колонковой трубы, а клапаны 14 сообщают нагнетательную полость насоса с гидросферой водоема. Вертлюгом

15 установка подсоединена к тросу 16 30 судовой лебедки.

Установка работает следующим образом.

На тросе 16 установку опускают на дно и включают генератор 3 крутильных 35 колебаний. При подаче напряжения на электроды 5 в одной из пар каналов 6 происходит разряд, образующий парога-.. зовую сферу, которая, выталкивая воду из каналов 6, создает реактивный кру- 4П тящий момент (на фиг. 2 направлен по часовой стрелке), передаваемый колон козой трубе 2. Вместе с колонковой трубой 2 поворачивается ротор 8 поворотного насоса 7 относительно стато- 45 ра 10, вращению которого препятствует торможение плоскостей 12 о гидросферу.

При этом вода из колонковой трубы 2 через клапан 13 всасывается в левую полость насоса, а из правой полости насоса — через клапан 14 вытесняется наружу (фиг.3) . Разрежение в полости колонковой трубы 2 приводит к возникновению неуравновешеннorо гидростатическогo давления Р, приложенного сверху к колонковой трубе 2 и равного произведению площади ее поперечного сечения на разность между давлением гидросферы и давлением в полости колонковой трубы. Это избыточное давление обеспечивает продвижение бурового . инструмента в грунт. С другой стороны, разрежение в колонковой трубе 2 создает восходящий фильтрационный поток поровой воды, который обеспечивает обратную промывку скважины, чем устраняется заклинивание керна в колонковой трубе 2 и на забое.

При подаче очередного электрического импульса срабатывают электроды

5 другой пары каналов б и генератор

3 поворачивает колонковую трубу 2 в обратную сторону (на фиг.2 против часовой стрелки). В этом случае правая полость поворотного насоса 7 становится всасывающей, а леваянагнетательной.

Сочетание осевой подачи колонковой трубы под действием неуравновешенного гидростатического давления с обратной промывкой скважины поровой водой грунта повышает эффективность бурения и отбора проб без дополнительного усложнения конструкции.

Формула изобретения

Подводная буровая установка, содержащая направляющее основание, установленное иа дне водоема, колонковую трубу и генератор крутильных колебаний с приводом, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности бурения и отбора ° керна в твердых породах путем обратной промывки скважины, установка снабжена поворотным насосом, ротор которого жестко закреплен на колонковой трубе, а статор имеет вертикальные тормозные плоскости, причем всасывающая и нагнетательная полости насоса через систему клапанов сообщаются соответственно с полостью колонковой трубы и гидросферой водоема.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 542822, кл. Е 21 В 49/02, 29.05.74.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 646023, кл. E 21 В 49/02, 31.10.77 (прототип) .

926264 ды74

6 5

Составитель Д.Малышев

Техред И. Гергель Корректор H,йвыдкая

Редактор A.Êoçîðèç

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 2922/22 Тираж 624 Подписн ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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