Подводный керноотборник Советский патент 1986 года по МПК E21B25/18 

to

Изобретение относится к техничес- ИМ средствам для глубоководного отора колонок грунта с морского дна может быть использовано при провеении глубоководных геологических ис- j следований.

Цель изобретения - повьшение надежности в работе в плотных донных породах и обеспечение автономности работы путем автоматического спуска на дно и подъема на поверхность моря после отбора керна.

На фиг. 1 представлено устройство в исходном снаряженном состоянии, общий вид; на фиг. 2 - момент отбора керна; на фиг. 3 - схема спуска (А) на дно и всплытия (вид Б) устройства.

Подводный керноотборник содержит поллавок 1 (фиг. 1) балластно-анкер- ное устройство (БАУ), состоящее из балластной опорной плиты 2 и анкеров 3 с гарпунными наконечниками 4, несущую консольную траверсу 5, к которой посредством троса б прикреплен поплавок 1, керноприемник 7 с буровой коронкой 8 и ограничительным кольцом 9, механизм вращения с гидромотором 10 и редуктором 11, соединенным посредством шлицевой колонны 12 с керно- приемником 7. Силовой цилиндр 13 системы подачи посредством центральной штанги 14 жестко соединен с траверсой 5, а посредством штока-толкателя 15 через опорный подшипник 16 - со шлицевой колонной 12 керноприемника 7. Внутренняя полость силового цилиндра 13 заполнена под поршнем 17 рабочей жидкостью ипосредством трубопровода 18 с автоматическим клапаном 19, например, программно-временного Типа, соединена с внутренней полостью кольцевой приемной камеры 20, выполненной в виде прочного корпуса и заполненной воздухом под атмосферным давлением. Привод вращателя бы- полнен в виде исполнительного цилиндра 21 с поршнем 22 и штоком 23, соединенным с траверсой 5. Подпоршневая полость исполнительного цилиндра заполнена рабочей жидкостью и соединена посредством трубопровода 24 с гидромотором 10. Система промывки имеет накопительный цилиндр 25 с поршнем 26 и штоком 27, соединенным с траверсой 5. Подпоршневая полость накопи- тельного цилиндра заполнена промывочной жидкостью и сообщена ниппелем 28 с полостью шлицевой колонны 2 ndc

редством трубопровода 29. Керноотборник включает направляющую трубу 30 со стопором 31, во внутрь которой помещен керноприемник 7 с ограничительным кольцом 9, установленным с возможностью его взаимодействия со стопором 3 1 при максимально выдвинутом вниз керноприемнике 7, разобщитель балласта, состоящий из подпружиненных защелок 32, соединяющих в нормальном положении БАУ с опорной рамой 33. Кольцевая приемная камера 20 снабжена запорным вентилем 34, а исполнительный цилиндр 21 и накопительный цилиндр 25 снабжены соответственно регулировочными вентилями 35 и 36. На направляющем фланце 37, а также на поршнях 17, 22 и 26 соответственно силового, исполнительного и накопительного цилиндров имеются уплот- нительные кольца 38.

5

0

5

0

5

0

5

Подводньй керноотборник работает следующим образом.

Перед спуском устройства за борт судна-носителя через вентиль 36 в накопительный цилиндр 25 закачивается промьшочная жидкость, через вентиль 35 в исполнительный цилиндр 21 засасывается рабочая жидкость (масло), а через автоматический клапан 19 в силовой цилиндр 13 закачивается вода. После заполнения цилиндров 13, 21 и 25 вентили 35 и 36, а также клапан 19 закрываются и из кольцевой приемной камеры выкачивают воздух через запорный вентиль 34, после чего этот вентиль также закрывают. При заполнении водой силового цилиндра 13 его поршень поднимается вверх, ограничительное кольцо 9 на керноприемнике 7 освобождает направляющую трубу 30, а подпружиненные защелки 32 соединяют опорную раму 33 с балластной опорной платформой (плитой) 2. После этого снаряжение керноприемника на палубе судна завершается.

После спуска за борт судна-носителя керноотборник за счет отрицательной плавучести БАУ погружается до дна океана (фиг. 3,А), внедряются в донные породы анкеры 3 с гарпунными наконечниками 4 и керноприемник надежно закрепляется на дне океана. После срабатывания программно-временного устройства и открытия автоматического клапана 19 вода из силового цилиндра 13 за счет гидростатического давления, достигаюш,его 40-80 МПА (в зависимое3

ти от глубины океана на участке проведения работ), начинает поступать во внутреннюю полость кольцевой приемной камеры 20, поршень 17, перемещаясь вниз, увлекает за собой несущую консольную траверсу 5, которая, нажимая на штоки 23 и 27, и, следовательно, на поршни 22 и 26, начинает вытеснять промывочную и рабочую жидкости из цилиндров 21 и 25. Рабочая жидкость из исполнительного цилиндра 21 поступает по трубопроводу 24 в гидромотор 10, который через редукто 11 начинает вращать керноприемник 7 с буровой коронкой 8. Поршень 17 силового цилиндра через шток-толкатель 15 и опорный подшипник 16 давит на пшицевую колонну 12 керноприемника 7 чем обеспечивается подача бурового инструмента на забой. Из накопитель32780

ного цилиндра 25 через трубопровод 29 и ниппель 28 в полость шлицевой колонны 12 и далее, на забой поступает промывочная жидкость, которая вы- 5 мьгеает из скважины образующийся буровой шлам, при этом керн поступает в керноприемник 7.

После проникновения керноприемника 7 в донные породы на всю его длину

10 ограничительное кольцо 9 нажимает на стопоры 31 и перемещает направляющую трубу 30, что приводит к освобождению подпружиненных защелок 32.и отделению опорной рамы 33 от балластной опорной

15 плиты 2.

Получивший положительную плавучесть керноотборник за счет поплавка 1 всплывает на поверхность океана (фиг, 3,Б), где обнаруживается судг

20 ном.

Фиг.2

Редактор А. Шишкина

Составитель Е„ Самойленко

Техред М.Ходанич Корректор А.Ференц

Заказ 2746/32Тираж 548Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,, г. Ужгород, ул. Проектная, 4