Подводный буровой станок Советский патент 1991 года по МПК E21B7/124 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам для бурения неглубоких скважин в зонах шельфа или на дне искусственных водоемов.

Известен подводный буровой станок, включающий направляющую раму, колонковые трубы и аккумулятор энергии в виде маховика, кинематически связанного с узлом вращения колонковых труб, причем привод маховика выполнен в виде двух гребных винтов, лопасти которых наклонены в разные стороны, а каждый угловой редуктор, установленный между маховиком и колонковой трубой, имеет обгонную муфту и узел блокировки валов.

К недостатком указанного подводного бурового станка относится невозможность его использования на мелководье, так как гребные винты не успевают за время спуска станка придать его маховику достаточные по величине обороты, что ограничивает глубину бурения скважины.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является подводный буровой станок, включающий опорную раму с установленным на ней вращателем в виде корпуса с опорными роликами и валом- барабаном, аккумуляторный привод вала-барабана, бурильную трубу, канат с узлом фиксации его шагов, охватывающий каждым витком одновременно вал-барабан и бурильную трубу, натяжной механизм и механизм смещения, выполненный в виде двух валов, установленных в корпусе параллельно бурильной трубе.

К недостаткам известного подводного бурового станка относятся недостаточный по величине запас энергии привода, что снижает эффективность работы бурового станка, а также сложность конструкции подводного станка (необходимость в цепи управления приводом станка с судна обслуживания для запуска и остановки и в герметизации привода, сложный канатный привод бурильной трубы и т.д.).

Целью изобретения является повышение эффективности работы станка и упрощение его конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в подводном буровом станке, включающем связанную с имеющим грузоподъемный механизм судном обслуживания опорную раму, колонковую трубу с ведущей штангой и привод колонковой трубы в виде гибкого звена, привод выполнен в виде установленной на опорной раме с возможностью вращения в вертикальной плоскости катушки с профильным осевым отверстием, в котором размещена ведущая штанга колонковой трубы, а гибкое звено выполнено с навитыми на катушку витками трения, огибающими ролики, установленные на опорной раме, причем один из концов гибкого звена снабжен поплавком, а другой конец связан с

грузоподъемным механизмом судна обслуживания.

На фиг. 1 изображен подводный буровой станок в положении спуска-подъема; на фиг. 2 - то же, в положении бурения скважи0 ны.

Подводный буровой станок включает опорную раму 1, на которой вертикально с возможностью вращения установлена катушка 2, имеющая осевое сквозное отвер5 стие профильного сечения, конгруэнтное сечению ведущей катушки 3, которая размещена в отверстии катушки 2. Колонковая труба 4 жестко соединена с ведущей штангой 3. Гибкое звено 5 одним концом связано

0 с грузоподъемным механизмом 6 судна 7 обслуживания, поочередно огибает ролики 8, 9 и 10, закрепленные на опорной раме 1. делает несколько витков 11 трения на катушке 2, затем огибает ролик 12 и другим

5 концом закреплено на поплавке 13.

Узлы и детали подводного станка скомпонованы так, что участок гибкого звена 5, идущий на судно 7 обслуживания, центр тяжести всего станка и ось колонковой трубы

0 4 при спусках-подъемах станка на дно и обрантно на борт судна расположены на одной вертикальной прямой, что позволяет избежать приложения эксцентричных нагрузок на колонковую трубу 4 при ее извле5 чении из скважины. Общая масса бурового станка превышает подъемное усилие поплавка 13, а длина ведущей штанги 3 в несколько раз превышает длину катушки 2, в которой она установлена с возможностью

0 возвратно-поступательного перемещения.

Подводный буровой станок работает следующим образом.

С судна 7 обслуживания станок опускается на дно водоема при помощи грузоподъ5 емного механизма 6 на гибком звене 5, при этом гибкое звено 5 полностью перепущено на судно обслуживания и поплавок 13 находится в положении до упора в опорную раму 1. Колонковая труба 4 с ведущей штан0 гой 3 находятся в своем нижнем положении относительно катушки 2 и удерживаются фланцем, имеющимся на верхнем торце ведущей штанги 3.

Первой касается дна колонковая труба

5 4 и при установке станка на дно она переходит в свое верхнее положение относительно катушки 2.

После установки станка на дно водоема (о чем судят по появлению слабины в гибком звене 5) начинают стр авливать гибкое звено

5 с грузоподъемного механизма б, в результате чего поплавок 13 всплывает и своим подъемным усилием при помощи витков 11 трения гибкого звена 5 начинает вращать катушку 2, а вместе с ней и колонковую трубу 4.

По достижении поплавком 13 поверхности воды начинают подъем гибкого звена 5, преодолевая подъемное усилие поплавка 13, при этом посредством тех же витков 11 трения катушка 2 начинает вращаться в обратную сторону, передавая вращение на колонковую трубу 4 и продолжая процесс бурения. Затем указанные операции повторяют до полного заглубления колонковой трубы. Осевое усилие на колонковую трубу создается ее собственным весом и весом ведущей штанги, а в случае необходимости увеличения осевого усилия на колонковой трубе применяют механизм подачи извест- ных конструкций, например поплавковый.

По окончании процесса бурения станок вместе с колонковой трубой и находящимся в ней керном поднимают на борт судна 7 на гибком звене 5.

Использование изобретения обеспечивает возможность неограниченного по времени подвода энергии к узлу вращения колонковой трубы и упрощение конструкции привода этого узла.

Формула изобретения Подводный буровой станок, включающий связанную с имеющим грузоподъемный механизм судном обслуживания опорную раму, колонковую трубу с ведущей штангой, установленный на опорной раме привод вращения колонковой трубы с гибким элементом, огибающим ролики, закрепленные на опорной раме, отличэющий- с я тем, что, с целью повышения эффективности работы и упрощения конструкции, привод вращения колонковой трубы выполнен в виде катушки с навитыми на ней витками гибкого элемента, один конец которого связан с поплавком, а другой - с грузоподъемным механизмом судна обслуживания, при этом катушка имеет профильное осевое отверстие для размещения в нем ведущей штанги.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для бурения неглубоких скважин в зонах шельфа или на дне искусственных водоемов, и позволяет увеличть эффективность работы и упростить конструкцию. Подводный буровой станок содержит опорную раму 1, на которой установлен привод вращения колонковой трубы 4. выполненный в виде катушки 2 с навитыми на ней витками гибкого элемента (ГЭ) 5. Один конец ГЭ 5 связан с поплавком 13, а другой - с грузоподъемным механизмом 6 судна 7 обслуживания. Катушка 5 имеет профильное осевое отверстие для размещения в нем ведущей штанги 3. После установки станка на дно водоема стравливают ГЭ 5. При этом всплывает поплавок 13, что приводит к вращению катушки 2, а следовательно, и к вращению колонковой трубы 4. После занижения поверхности воды производят подьем ГЭ 5, преодолевая подъемное усилие поплавка 13, что приводит к вращению катушки 2 в обратном направлении и продолжению процесса бурения, Затем указанные операции повоторяют до полного погружения колонковой трубы в грунт. 2 ил. (Л С vi О 00 00

V

Редактор А.Лежнина

Составитель Е.Столбцов

Техред М.МоргенталКорректор Л.Бескид

N /

V

Фиг г