Устройство для бурения под водой Советский патент 1987 года по МПК E21B7/124 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для бурения или зондирования донных отложений.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности фиксации корпуса бурового механизма за счет снижения воздействия на штоки гидроцилиндров изгибающего момента.

На фиг,1 изображено устройство для бурения под водой в рабочем положении, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - схема соединения полостей гидроцилиндров; на фиг.4 - узел I на фиг.1.

Устройство для бурения под водой состоит из корпуса бурового механизма с закрепленным к его верхней части поплавком 2. Корпус 1 бурового механизма связан с опорным основанием 3 с помощью сферического шарнира 4, через который пропущена штанга 5. Корпуса 6 двух гидроцилиндров и их штоки 7 при помощи шаровых шарниров

8связаны соответственно с корпусом 1 и опорным основанием 3. Поршневые

9и штоковые 10 полости гидроцилиндров 6 заполнены рабочей жидкостью и сообщены соответственно между собой магистралями 11 и 12. При этом в магистрали 11 установлен управляемый

запорный клапан 13 (клапан 13 может быть установлен также в магистрали 12), который управляется с поверхности по кабелю 14. Магистрали 11 и 12 соединены между собой магистралью 15, которая одним кондом соединена с клапаном 13. С магистралью 15 соединен гидроаккумулятор 16, к газовой полости которого присоединен управляемый плунжер 17, установленный в корпусе 18.

Устройство для бурения под водой работает следующим образом.

При опускании с борта судна на дно опорное основание 3 занимает положение, соответствующее уклону моркого дна. Корпус 1 бурового механизма со штангой 5 принимает вертикальное положение благодаря открытому клапану 13, действию выталкивающей силы поплавка 2 и превьппению восстанавливающего момента этой силы относительно оси шарнира 4 над моментом сил сопротивлений перемещению поршней гидроцилиндров относительно эТо оси шарнира 4. В то же время при опускании плунжер 17, перемещаясь в

13628)02

корпусе 18 под действием давления

5

0

окружающей воды, повышает давление в гидроаккумуляторе 16 на величину, гидростатического давления окружающей воды на данной глубине.

В процессе перехода корпуса 1 бурового механизма в вертикальное положение корпуса 6 двух гидроцилиндров и их штоки 7 приходят в движение, поворачиваясь в шарнирах 8. Шток 7, идущий вверх, вытесняет рабочую жидкость из поршневой полости 9 одного гидроцилиндра по магистрали 11 в поршневую 9 или по магистралям 15 и 12 в штоковую 10 полости другого цилиндра либо по магистрали И и 15 в гидроаккумулятор 16. При этом шток 7 второго гидроцилиндра опускается или поднимается, либо стоит на месте. Аналогично происходит перетекание рабочей жидкости при перемещении штока 7 вниз.

При перемещении двух щтоков 7 5 вниз рабочая жидкость перетекает из штоковых полостей 10.по магистралям 12, 15 и II в поршневые полости 9 и из гидроаккумулятора 16 - по магистрали 15 в количестве, равном суммар- 0 ному объему вьщвинутых штоков 7. при перемещении последних из среднего по,- ложения в крайнее.

После выдержки в течение определенного времени, необходимого для установки корпуса 1 в вертикальное положение, подают по кабелю 14 сигнал на закрытие клапана 13. При этом каждая.поршневая полость 9 двух гидроцилиндров изолируется от штоковых полостей 10. Корпуса 6 и .штоки 7 гидроцилиндров и корпус 1 бурового агрегата жестко фиксируются относительно опорного основания 3. Затем включают привод погружателя (не показан) и производят внедрение штанги 5 в донные отложения. После достижения расчетной глубины, о чем фиксируют специальные датчики (не показаны), штангу 5 извлекают из скважины, открывают электромагнитный клапан 12 и поднимают устройство за несущий трос на борт судна.

5

40

45

50

55

Формула изобретения

1. Устройство для бурения под во- дои, .включающее буровой механизм, шарнирно связанный с основанием, закрепленный на корпусе бурового меха

31

низма поплавок, механизм фиксации корпуса бурового механизма в вертикальном положении в процессе бурения выполненный в виде системы гидроцилиндров, поршневые и штоковые полости которых соответственно связаны между собой магистралями, и управляемый запорный клапан, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повьпиения надежности фиксации корпуса бурового механизма за счет снижения воздействия на штоки гидроцилиндров изги-. бающего момента, механизм фиксации корпуса бурового механизма выполнен в виде двух гидроцилиндров, оси силового воздействия которых пересекаются с продольной осью бурового механизма, а проекции этих осей на горизонтальную плоскость взаимно перпендикулярны, при этом гидроцилиндры

0

28

15

0

104

соединены с основанием и корпусом бурового механизма посредством шарового шарнира, причем магистрали, соединяющие соответственно поршневые и штоковые полости гидроцилиндров, соединены между собой через управляемый запорный клапан, который установлен в магистрали, соединяющей поршневые, или в магистрали, соединяющей штоковые полости гидроцилиндров между собой.

2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что оно снабжено гидроаккумулятором, соединенным

с магистралью, сообщающей поршневые и штоковые полости гидроцилиндров между собой.

3.Устройство по ПП.1 и 2, о т - личающееся тем, что гидроаккумулятор выполнен с управляемым плунжером.

11

Фиг.1

/3

Риг.2

Изобретение относится к горной пром-ти и позволяет упростить конструкцию и повысить надежность фиксации корпуса (К) бурового механизма (БМ) за счет снижения воздействия на штоке гидроцилйндров (ГЦ) изгибающего момента. Устройство включает БМ, шарнирно связанный с основанием, гзакрепленный на К данного БМ поплавок, механизм фиксации К в вертикальном положении. Он выполнен в виде двух ГЦ, поршневые 9 и штоковые 10 полости которых соответственно связаны магистралями 11, 12. Они соединены между собой магистралью 15 через управляемый запорный клапан 13, установленный в одной из магистралей 11, 12. С магистралью 15 сообщен гидроаккумулятор 16 с управляемым плунжером. Оси силового воздействия ГЦ пересекаются с продольной осью БМ, а проекции этих осей на горизонтальную плоскость взаимно перпендикулярны. При установке К 1 вертикально К двух ГЦ и штоки 7 поворачиваются в шаровых шарнирах, вытесняя жидкость из полости 9 одного ГЦ в полость 10 другого ГЦ, шток 7 которого перемещается. Затем закрывают клапан 13, изолируя полости 9 и 10. При этом К двух ГЦ, штоки 7 и К указанного БМ фиксируются. Осуществляют бурение. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. с (Л со О5 IND сю .3

П

Редактор Н.Горват

Составитель А.Толстов

Техред л. Сердюков а Корректор СЛПекмар

Заказ 6351/21 Тираж 533Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

ФигЛ