Установка для подводного бурения Советский патент 1991 года по МПК E21B7/124 

вой 21 и жидкостной 22 полостями гидрокомпенсатора 20, установленного на внешней поверхности ГК 3. Перед спуском установки на дно производят наполнение внутренней 11 и внешней 9 полостей газом и жидкостью под предварительно избыточным давлением,величина которого зависит от глубины установки, и рассчитывается с

учетом равенства напряжений в каждом из слоев оболочки б и 7. При работе установки на различных глубинах для саморегуляции избыточных давлений во внутренней 11 и внешней 9 полостях последние связывают с газовой 21 и жидкостной 22 полостями гидрокомпенсатора 20. Такая конструкция обеспечивает снижение металлоемкости. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для подводного бурения скважин. Цель - повышение надежности работы. Установка для подводного бурения состоит из связанного с опорным основанием 1 посредством шарнира 4 герметичного корпуса (ГК) 3, в котором установлен комплекс бурового оборудования с приводом. Выполнен ГК 3 в виде многослойной оболочки, имеющей наружную 6 и внутреннюю 7 оболочки, которые образуют внутреннюю 11 и внешнюю 9 полости, связанные соответственно с газоv L О 00 О Ю ГО

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к установкам для подводного бурения.

Цель изобретения - повышение надежности в работе.

На чертеже схематически изображена установка для подводного бурения, продольный разрез.

Установка содержит основание 1, в котором во втулке 2 установлен корпус 3 шарнира 4 состоящий из двух частей, соединенных между собой при помощи фланцевого соединения 5. На шарнире 4 смонтирован герметичный корпус в виде многослойной оболочки.

Многослойная оболочка выполнена, например, двухслойной и состоит из наружной 6 и внутренней 7 оболочек, расположенных одна относительно другой эквидистантно. Наружная 6 и внутренняя 7 оболочки имеют горизонтальный разъем, соединяющийся посредством фланцевого соединения 8. Наружная 6 и внутренняя 7 оболочки имеют внешнюю полость 9,

Верхняя и нижняя части внешней полости 9 сообщаются между собой через отвер- стия 10, выполненные во фланцевых приливах внутренней оболочки 7, Во внутренней полости 11 корпуса размещен комплекс бурового оборудования: буровой инструмент 12, вертлюг-вращатель 13, перемещающийся вдоль направляющих 14 реечного механизма с приводом, а также промывочный насос с приводом (не показаны).

Металлоконструкция реечного механизма, служащая для перемещения вращателя 13 при подаче бурильного инструмента 12 вдоль оси скважины, является одновременно элементом жесткости, препятствующим деформации внутренней 7 и внешней 6 оболочек вдоль вертикальной оси.

Вывод бурового инструмента 12 из корпуса устройства осуществлен через уплот- нительные элементы 16 и центрирующие подшипники 17. После монтажа агрегатов бурового комплекса во внутренней полости

и

11 производят сборку корпуса и его установку через шарнир 4 на опорное основание 1. Перед спуском устройства на дно моря производят наполнение внутренней 11 и

5 внешней 9 полостей через штуцеры 18 и 19 сжатым воздухом и маслом соответственно под предварительным избыточным давлением. Величины избыточных давлений в зависимости от глубины установки на дне

10 моря рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить равенство напряжений в каждом из слоев оболочки корпуса с учетом их геометрического размера. Следовательно, каждая из оболочек корпуса испытывает

15 равные по величине напряжения от разности давлений, величина которой в три раза меньше (при двухслойной оболочке) гидростатического давления морской воды снаружи корпуса.

20 При работе установки на различных глубинах моря с широким диапазоном их изменения, с целью саморегуляции величин избыточных давлений сжатого еоздуха во внутренней полости 11 и масла в промежу25 точной полости 9 в зависимости от глубины установки, целесообразно применение многоступенчатого гидропневмокомпен- сатора 20, газовая полость 21 которого через штуцеры 18 соединена с внутренней 30 полостью 11, жидкостная полость 22 через штуцер 19 -- с внешней полостью 9,

Гидропневмокомпенсатор 20 снабжен дифференциальными поршнями 23 и 24 диаметры которых подобраны так, чтобы си35 лы давлений сред на поршни с их обеих сторон взаимно уравновешивались при выбранном соотношении давлений в полостях корпуса устройства. Часть дифференциального поршня 23 меньшего диаметра

40 имеет свободный выход и воспринимает усилие от гидростатического давления морской волны. Это усилие через поршень большего диаметра и масло, находящееся в жидкостной полости 22, передается на

45 дифференциальный поршень 24, часть большего диаметра которого находится в газовой полости 21. Ввиду различных диаметров

дифференциальных поршней 23 и 24 при восприятии первым усилия от гидростатического давления морской воды создаются соответствующие давления масла в жидкостной полости 22 и сжатого воздуха в газо- вой полости 21.

Применение поршневого гидропневмо- компенсатора 20 позволяет не только автоматически поддерживать необходимые величины давлений масла и сжатого возду- ха в полостях корпуса устройства в зависимости от глубины его установки, но и устраняет необходимость создания высоких давлений в указанных полостях на суше перед спуском устройства.

Реактивный момент при вращении бурильной колонны в процессе бурения воспринимается опорным основанием 1 через палец 25, запрессованный в корпус 3, свободная часть которого находится в канавке 26 шарнира 4,

При помощи гибкой силовой связи в виде кабель-каната 27 с герметичным вводом в корпус осуществлены подвод электроэнергии к приводам агрегатов бурового комплек- са и связь с базовым судном-носителем (не показано). С целью устранения возможности возникновения дополнительных напряжений вследствие деформации оболочек корпуса трубопровод, соединяющий газо- вую полость гидропневмокомпенсатора 20 с внутренней полостью 11 корпуса, и кабель-канат 27 между оболочками корпуса установлены с напуском.

Установка работает следующим обра- зом.

Перед спуском установки на дно моря во внутренней 11 и внешней 9 полостях через гидропневмокомпенсатор 20 и штуцеры 18 и 19 создают предварительные избыточ- ные давления сжатого воздуха и масла наперед рассчитанной величины. Установка на дно моря с базового судна-носителя опускается на кабель-канате 27. По мере спуска установки возрастает гидростатическое давление морской воды, соответственно возрастают давления сжатого воздуха во внутренней полости 11 и масла во внешней полости 9. При достижении опорным основанием 1 поверхности дна моря кабель-канат 27 несколько ослабляют, что обеспечивает восприятие опорным основанием 1 части силы тяжести устройства. Величина осевой нагрузки на породоразру- шающий инструмент в процессе бурения обусловлена массой устройства и степенью ослабления кабель-каната 27.

В случае наклонной поверхности дна моря шарнирное соединение корпуса установки с опорным основанием 1 обеспечивает сохранность вертикального положения корпуса, что гарантирует вертикальность ствола скважины.

Формула изобретения Установка для подводного бурения, включающая установленный на опорном основании и связанный гибкой силовой связью с судном комплект бурового оборудования с приводом, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы, она снабжена гидропневмсжомпен- сатором и имеет шарнирно связанный с опорным основанием герметичный корпус, в котором размещен комплекс бурового оборудования с приводом, при этом герметичный корпус выполнен в виде многослойной оболочки, внутренняя и внешняя полости которой соответственно связаны с газовой и жидкостной полостями гидропневмокомпенсатора, установленного на внешней поверхности герметичного корпуса.