Подводная буровая установка Советский патент 1988 года по МПК E21B7/136 

15 высокого и низкого давления. Емкость 12 имеет сквозное отверстие 31 с клапаном 32, мембрану 33 и соединена с емкостью 15. На П 27 установле- н& лебедка, трос 8 которой с барабана 29 огибает блоки 21,9. Блок 21 закреплен на штоке 20 ГЦ 17, а блок 9 закреплен на основании 1 на ГЦ 4.

В процессе возвратно-поступательного перемещения П 27 происходит перекачивание рабочей жидкости из сл ивной емкости 15 в емкость высокого давления. Это обеспечивает автономное функ7 ционирование привода буровой установки в течение длительного времени. 2 ил.

Изобретение относится к горному оборудованию. Цель - повышение производительности бурения в открытом море за счет использования энергии волн и гидростатического давления. Подводная буровая установка включает буровой механизм с автономным приводом. Автонсотный привод включает приводные гидроцшшндры (ГЦ) 4 и 17, поплавок (П) 27. Поршни 5,18 ГЦ 4 и 17 подпружинены возвратными прзгжинами 10 и,22. Поршневые и штоковые полости ГЦ 4 и 17 связаны магистралями с гид- родвигателем 38 и генератором 39 через обратные клапаны и емкости 12, п. 9 (Л 33. 4 4:ь 00 о ю

t

Изобретение относится к горной промьштенности, в частности к подводным буровым установкам.

Цель изобретения - повышение производительности бурения в открытом море за счет использования энергии волн и гидростатического давления.

На фиг.1 изображена подводная буровая установка, общий видf на фиг.2автономный привод подводной буровой установки, общий вид.

Подводная буровая установка с автономным приводом включает основание 1 с опорами 2, на котором смонтирован буровой механизм и кассета для бу рильных труб 3, а также автономньй привод.

Автономный привод включает приводной гидроцшшндр 4, который имеет поршень 5 с обратными клапанами 6 и шток 7, к которому прикреплен трос 8, пропущенный через обводной блок 9, прикрепленный к основанию 1. Б штоко- вой полости приводного гидроцнлиндра 4 установлена возвратная пружина 10, а сама штоковая полость соединена напорной магистралью 11с емкостью 12 высоко го давления через обратный клапан 13 Поршневая полость приводного гндроцилиндра 4 соединена сливной магистралью 14 с незаполненной емкостью 15 через обратный клапан 16. Противопо- лржно приводному гидроцилиндру 4 установлен дополнительный гидродалиндр 17, имеющий поршень 18 с обратными клапанами 19 и шток 20, на котором укреплен обводной блок 21. В поршневой полости дополнительного гидроци- пиндра 17 установлена пружина 22, а сама поршневая полость соединена напорной магистралью 23 с емкостью 12 высокого давления через обратный

Q

j

0 5 Q д

5

клапан 24, при этом штоковая полость гидроцилиндра соединена с незаполнен- ной емкостью 15 сливной магистралью 25 через обратный клапан 26. На основании 1 укреплен поплавок 27 с помощью отсоединительных элементов 28, к которому прикреплен барабан 29 с намотанным тросом 8, пропущенным через обводной блок 21 штока 20 дополнительного гидроцилиндра 17 и горловину 30 в основании 1. Емкость 12 высокого давления имеет сквозное отверстие 31, где установлен клапан 32, мембрану 33 и заполнена техническим маслом, а также соединена с незаполненной емкостью 15, снабженной датчиком 32 уровня жидкости и напорной магистралью 35, где установлен предохранительный клапан 36, пусковой золотник 37 и приводной гидродвигатель 38J соединенный с генератором 39.

Подводная буровая установка с автономным приводом работает следующим образом.

Предварительно на судне поплавок 27, имеющий положительную плавучесть, с намотанным на барабан 29 тросом 8 укрепляют на основании 1 с помощью отсоединительных элементов 28 (например, пиропатронов) над горловиной 30 (длина намотанного на барабан троса должна быть равной глубине моря в месте работы установки). Затем трос 8 запасовывают в обводные блоки 9 и 21 и крепят к штоку 7 приводного гидроцилиндра , а гидросистему заполняют техническим маслом при закрытом пусковом золотнике 37. Подготовленную к работе установку выводят за борт с помощью судового грузоподъемного устройства и опускают на дно.

При постановке на дно автоматически отсоединяется несущий трос лебедки и производится пуск установки от сигнала датчика касания (не показан) . Сигнал от датчика касания поступает на пусковой золотник 37, в результате чего пусковой золотник открывается и рабочая жидкость из емкости 12 высокого давления начинает перетекать в незаполненную емкость 15 по магистрали 35 под давлением, равным гидростатическому давлению окружающей среды, приводя в действие гидродвигатель 38 и генератор 39, от которого запитываются приводные электродвигатели узлов бурового механизма. По мере уменьшения объема рабочей жидкости в емкости 12 высокого давления она заполняется морской водой через отверстие 31 и клапан 32. Время работы установки от действия гидростатического давления определяется объемом рабочей жидкости в емкости 12 высокого давления и ее расходом, который определяет мощность гидродвигателя 38. После того, как незаполненная емкость 15 заполнится рабочей жидкостью до критического уровня, срабатывает датчик 34 уровня который подает сигнал на отсоедини- тельные элементы 28, срабатывание которых приводит к освобождению поплавка 27. При всплытии поплавка 27 рабочий трос 8 сматывается с барабана 29 до достижения поплавком поверхности моря. Под действием волн поплавок 27 начинает совершать возвратно-поступательное движение с амплитудой, равной высоте волн. При движении поплавка 27 вверх рабочий трос 8 воздействует на шток 20 дополнительного гидроцилиндра 17 через обводной блок 21, вьшуждая его перемещаться вверх и нагнетать рабочую жидкость с помощью поршня 18 в емкость 12 высокого давления через напорную магистраль 23 и обратный клапан.24. Одновременно происходит всасывание рабочей жидкости из емкости 15 через сливную магистраль 25 и обратный клапан 26 в результате возвратная пружина 22 сжимается. В случае, если высота волны не превьшает величины хода штока 20, то его обратное движение осуществляется под действием возвратной пружины 22 (при движении поплавка 27 вниз). При этом открываются обратные клапаны 19 порш1448022

0

5

ня 18 и закрываются обратные клапаны 24 и 26 магистралей 23 и 25, а рабочая жидкость перетекает из штоко- вой полости гидроцилиндра в поршневую. Когда высота волны превышает ход штока 20 вспомогательного гидроци- лнндра 17, то в работу включается основной гидроцилйндр 4, шток 7 которо го вытягивается из гидро1 1ли1здра с помощью троса 8, сжимая возвратную пружину 10 (поплавок 27 продолжает движение на гребень волны), в результате чего происходит дальнейшее нагнетание рабочей жидкости в емкость 12 высокого давления через напорную магистраль 11 и обратный клапдн 13, а также одновременное всасывание рабочей жидкости из основной емкости 15 через сливную магистраль 14 и обратный клапан 16. Обратный ход штока 7 происходит при движении поплавка 27 вниз под действием возвратной пружины 10. При зтом открываются обратнью

5 клапаны 6 в поршне 5 и закрываются обратные клапаны 13 и 16 в магистралях 11 и 14, а рабочая жидкость перетекает из поршневой полости в штоко- вую. Последовательность работы вспомогательного и основного гидроцилиндров обеспечивается за счет применения возвратных пружин различной жесткости. Жесткость возвратной пружины 22 выбирается такой, чтобы усилие ее сжатия в конце хода штока 20 равнялось усилию сжатия возвратной пружины 10 в первоначальный момент движения штока 7. При этом плавучесть поплавка выбирается не менее усилия поя0 ного сжатия возвратной пружины 10.

Таким образом, в процессе возвратно-поступательного перемещения поплавка 27 происходит перекачивание рабочей жидкости нз сливной емкости

5 15 в емкость 12 высокого давления, что обеспечивает автономное функхрю- нирование привода буровой установки в течение длительного времени. Производительность предлагаемой

подводной буровой установки в условиях открытого моря больше производительности известных установок за счет совместного использования энергии гидростатического давления и энергии волн. Формула изобретения

.Подводная буровая установка, включающая буровой механизм с автономным

0

5

5

приводом в виде установленного на основании приводного гидроцилиндра, поршень которого подпружинен возврат- Ной пружиной, установленной в штоко- вой полости и имеет обратные кла- пана, а поршневые и штоковые полости связаны магистралями соответственно с гидродвигателем и генератором через емкости высокого и низкого давле-IQ на основании посредством фиксатора.

ния и лебедку, связанную тросом со штоком приводного гидроцилиндра, о т- личающ|1яся тем, что, с целью повышения экономичности и обеспечения автономности бурения в открытом море за счет использования энергии волн и гидростатического давления, она снабжена поплавком с поло- ХЕИтельной плавучестью, обводными блоками и установленным на основании. Противоположно основному приводному

.27

гидроцилиндру, дополнительным приводным гидроцилиндром с возвратной пружиной в поршневой полости, при этом поршневые и штоковые полости основного и дополнительного приводных гидроцилиндров связаны с магистралями посредством обратных клапа нов, а на поплавке, который закреплен

установлена лебедка, трос которой огибает обводные блоки, один из которых закреплен на штоке дополнительного приводного гидроцилиндра,

а другой - на основании над основным приводным гидроцилиндром, при этом емкость высокого давления выполнена с гибкой мембраной, установленной в ее полости и имеет с внешней стороны

гибкой мембраны сквозное отверстие с установленным в нем клапаном.

V J