Установка для статического зондирования грунтов морского дна Советский патент 1984 года по МПК E02D1/02 

t1 Изобретение относится к испытаниям грунтов и предназначено для статического зондирования грунтов преимущественно морского дна. Известно устройство для статического зондирования грунтов морского дна, включающее наконечник зонца соединенный с трубчатыми штангами, домкрат и обсадную колонну, причем штанги снабжены установленными по их концам заглушками и заполнены изнутри балластом LlИ. К недостаткам этого устройства относится низкая производительность зондирования из-за длительности цикл спуско-подъемных операций, включающего в себя соединение значительного количества специально изготовленных штанг с заглушками, сложность ввода электрокабеля от зонда к устью скважины. Наиболее близкой к предлагаемой является установка для статического зондирования грунтов морского дна, включающая колонну обсадных труб с фрезеоным башмаком, резмещенный внутри нее гидроципиндр с поршнем и зондом, приспособление для подвода рабочей жидкости к гидроцилинд и измерительные приспособления , Недостатком этой установки явлйе ся ненадежная работа разделенных плашек, фиксирующих гидроцилиндр в колонне труб при наличии шланга в последних, а также высокая степень вероятности загрязнения окружающей среды из-за истечения в море масла случае обрыва шлангов. Цель изобретения - повьшение надежности работы. Указанная цель достигается тем, что установка для статического зондирования грунтов морского дна, вкл чающая колонну обсадных труб с фрезерньм башмаком, размещенный внутри нее гидроцилиндр с поршнем и зондом приспособление для подвода рабочей жидкости к гидpoщ ли щpy и измерительные приспособления, колонна обсадных труб в верхней части снабжен герметизирующей крышкой с вентилем и манометром, а в нижнейi- уплотняю щим поясом, приспособление для подвода рабочей жидкости к гидроцилинд выполнено в виде полой штанги с бал ластом и двух противоположных камер соединенных между собой втулкой с проходящим через нее штоком с поршн ми и выполненной с верхними и нижни 52 каналами, соединенными соответственно с трубопроводами камер для подачи воды и масла На фиг. 1 изображена предлагаемая установка; на фиг, 2 и 3 - приспособление для подвода рабочей жидкости к г идр ОЦИЛ ИНДру . Установка для статического зондирования грунтов морского дна размещена на плавсредстве 1 и состоит из колонны 2 обсадных труб, которая в нижней своей части посредством уплотняющего пояса 3 соединена с фрезе1 ным башмаком 4, а в верхней части снабжена герметизирующей крышкой 5. герметизирующая крыш1са 5 выполнена с уплотняемым отверстием для прохода полых штанг он снаб.сена манометром 7, вентилем 8 со штангом 9, водопроводной сетью плавсредства 1 (не показана) . Полые штанги 6, размещенные в колонне обсадных труб 2, имеют проходяп1ий через них балласт 10 с набором Е верхней ее части грузов 11. К нижнему концу полой штанги 6, выступающей из балласта 10, Неподвижно присоединен цилиндр 12, в днище которого радиально расположены отверстия 13; внутри гидроцилиндра 12 установлен поршень 14 с уплотнениями, зондирующей штангой 15 и наконечником 16 зон,ца, проходящим через отверстие плоского днища гидроцилиндра 12. К верхней части полых штанг 6 присоединен вертлюг с подъемным крюком 17, полая штанга соединена напорным рукавом 18 с водокамерой 19. Водокамера 19 и маслокамера 20 соединены между собой втулкой 21, внутри которой размещен шток 22, снабженный поршнями 23, один из поршней расположен в маслокамере 20, а другой - в водяной камере 19. Во втулке 21 вьиолнены каналы, нижний канал 24 выведен в маслокамеру 20 и соединен с маслопроводом 25 гидросистемы плавсредства (не показана), а верхние каналы 26 с одной стороныв полость водяной камеры, а с стороны - в измерительную емкость 27, снабженную краном 28 для заполнения измерительной емкости водой из водопроводной сети сплавередства. Для эьтуска воздуха из системы в верхней части.камеры 19 установлен кран 29. Работа устройства осуществляется следующим образом. Через корпус плавсредства 1 опус кают ;олонну 2 обсадных труб до упора в донный грунт. Затем с помощью г(узоподъемного устройства плавсредства через вертлюги с подъе Н1Л крюком 17 опускают в колонну обсадных труб полые штанги 6 с балпастом 10, набором грузов 11 и гидроцилиндров 12 до упора в уплотняняций пояс 3, к балласту 10 по мере надобности добавляют грузы 11 для получения нулевой плавучести полых mraifr и гндроцилиндра 12, исключая тем са1%ым влияние их масс на результаты зондирования. На верхнюю частьколонны 2 обсад ных труб устанавливают герметизирующую крышку 5, при помощи вентиля 8 пропускают поток воды в колонну 2 обсадных труб, при этом гидроцилинд 12, перемещаясь до соприкосновения уплотнякицим поясом 30 перекрывает поток воды между гидроцилиндром 12 и колонной 2 обсадньк труб, создавая тем самым давление на гидроципиндр, которое -способствует его принудитель ному перемещению до соприкосновения днища гидроцнлиндра с донным грунтом Соприкосновение днища гидроципшод ра 12 с донным грунтом значительно повьнпает давление в. колонне обсадных труб, которое регистрируется манометром 7, установленным на герметизирующей крышке 5, затем вентилем 18 .перекрывают поток воды в колонну 2 обсадных труб, а образовавшееся в ней повышенное давление сбрасывают этим же вентилем в атмосферу, таким образом, колонна обсадных труб заполнена водой. Из водопроводной сети плавсредства через кран 28 заполняют измерительную емкость 27,далее через каналы 26 - камеру 19j полость полых штанг 6, полость корпуса гидроцилиндра 12 и по мере заполнения водой стравливают имеющийся в них воздух через предварительно откры- тый кран 29. Достигнув необходимой степени заполнения систем водой, кран 29 закрывают. Устройство готово к зондированию При включении гидросистемы плавсредства масло по маслопроводу 25 поступает в камеру 20 разделительного цилиндра и перемещает поршень 23 в сторону камеры 19, вытесняя вторым поршнем 23 воду из камеры 19 в гибкий напорный рукав 18 и далее в полость полых штанг 6 и гидроцнпиндр 12. Создавшееся давление в гидроцилиндре 12 перемещает поршень 14 с зондирующей штангой 15 и наконечником 16 зонда, внедряя его в грунт, осуществляют зондирование, при этом реактивное усилие от гидроцилиндра 12 передается столбу воды, находящемуся в колонне 2 обсадных труб, создавая повьшюнное давление, которое рагистрируется манометром 7. Глубина погружения наконечника 16 зовда в грунт определяемся количеством воды, вьпесненной из камеры 16 в полость полых штанг 6 и гидроципиндра 12. Извлечен е зонда из грунта осуществляется при помощи грузоподъемных устройств плавсредства через вертлюг с подъемным крюком 17. Исследованный зондированием интервал грунта разбуривается, обсадную колонну 2 с вращением опускают до забоя скважины, очищают скважину от выбуренной породы, промывают и подготавливают к очередному процессу зондирования . Далее цикл зондирования повторяется. Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность фиксации корпуса, гидроцилиндра в колонне обсадных труб, что в свою очередь значительно повысит достоверность результатов исследования и снизит трудоз атраты. Кроме того, применение предлагаемой установки позволит исключить загрязнение окружающей среды маслом. Фиг. f 2В 25

5

.

УСТАНОВКА ДЛЯ СТАТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ГРУНТОВ МОРСКОГО ДНА, включающая копонну обсадных труб с фрезерным башмаком, размещенный внутри нее гидроципиндр с поршнем и зондом, приспособление для подвода рабочей жидкости к гидроги пиндру и измерительные приспособления, отличающаяся тем что, с целью повышения надежности работы, колонна обсадных труб в верхней части снабжена герметизирующей крьшгкойчс вентилем и манометром, ft в нижней - уплотнякяф1М поясом, гфис пособление для подвода рабочей жидкости к гидроципиндру выполнено в виде полой штанги с балластом и Двух противоположных камер, соединенных между собой втулкой с проходящим через нее штоком с поршнями и вьполненнсА с верхними и нижним каналами, 9 соединенными соответственно с трубопроводами камер для подачи воды и масла.