Изобретение относится к технике бурения морских скважин и отбора донных проб в рыхлых отложениях.
Известен пробоотборник конструкции Росфельдера, включающий направляющую опору с установленной на ней с кольцевым зазором колонковой трубой, к которой прикреплены вибропогружатель и поплавок.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является пробоотборник ПУВБ- 150, включающий направляющую опору с установленной на ней с кольцевым зазором колонковой трубой, к которой прикреплен вибропогружатель с насосом обратной промывки, имеющим всасывающий и нагнетательный каналы.
Недостатком известного пробоотборника является низкое качество опробования из-за взвешивания и гидротранспорта керна рыхлых пород (песков). Выход керна в песках из-за гидротранспорта превышает величину углубки на 30-70%. Допустимый градиент напора промывочной жидкости в керне, при котором не возникает гидротранспортировки керна,находится в пределах 0,3-0,5. Поддержание постоянного предельно допустимого градиента представляет сложную задачу из-за изменения длины и фильтрационных свойств керна в процессе углубки.
Цель изобретения - повышение качества опробования за счет регулирования поступления керна в колонковую трубу, предотвращения взвешивания и гидротранспорта керна рыхлых отложений.
Поставленная цель достигается тем, что пробоотборник, включающий направляющую опору с установленной на ней с коль- цевым зазором колонковой трубой, к которой прикреплен вибропогружатель с насосом обратной промывки, имеющим всасывающий и нагнетательный каналы, снабжен втулкой с осевым каналом, кольцевым уплотнением по внешнему диаметру, стопорным механизмом и фильтрующим элементом, размещены в нижнем торце втулки, причем последняя установлена в колонковой трубе с возможностью перемещения вверх и фиксирования стопорным механизмом при перемещении вниз по колонковой трубе.
Пробоотборник снабжен магнитами, концентрично закрепленными на втулке и вокруг направляющей опоры, причем колонковая труба и втулка выполнены из немагнитного материала, а магниты на втулке и направляющей опоре установлены с возможностью взаимодействия разноименными полюсами.
Кроме того, пробоотборник снабжен гибким трубопроводом, сообщающим осевой канал втулки с всасывающим каналом насоса обратной промывки, причем во втулке выполнен дополнительный осевой канал с радиальным отверстием, сообщающим его с внешней цилиндрической поверхностью втулки, при этом магниты втулки установлены с возможностью ограниченного перемещения вдоль оси втулки и перекрытия ее радиального канала.
Нафиг.1 изображен пробоотборник, общий вид; на фиг.2 - то же, с магнитной втулкой; на фиг.З - то же, с гидравлической подушкой; на фиг,4 - разрез А-А на фиг.З.
Пробоотборник включает направляющую опору 4 с установленной в ней с кольцевым зазором колонковой трубой 3, к которой прикреплен вибропогружатель 1 с насосом 2 обратной промывки, имеющим всасывающий и нагнетательный каналы. Колонковая труба 3 снабжена втулкой 6 с осевым каналом 7, кольцевым уплотнением 5 по внешнему диаметру, стопорным механизмом 8 и фильтрующим элементом 9, размещенным в нижнем торце втулки б, причем последняя установлена в колонковой трубе 3 с возможностью перемещения вверх и фиксирования стопорным механизмом 8 при перемещении вниз по колонковой трубе
3, а фильтрующий элемент 9 контактирует с керном 10.
На втулке б и вокруг направляющей опоры концентрично закреплены магниты 11 и 12, причем колонковая труба 3 и втулка
6выполнены из немагнитного материала, а магниты на втулке 11 и направляющей опоре 12 установлены с возможностью взаимодействия между собой разноименными полюсами.
Пробоотборник снабжен гибким трубопроводом 14, сообщающим осевой канал
7втулки 6 с всасывающим каналом насоса обратной промывки, причем на втулке 6 выполнен дополнительный осевой канал 13 с радиальным отверстием, сообщающим его с внешней цилиндрической поверхностью втулки 6, при этом магнит 11 установлен с возможностью ограниченного перемещения вдоль втулки б и перекрытия ее радиального канала.
Пробоотборник работает следующим образом.
Пробоотборник опускают на дно, стабилизируют в вертикальном положении с помощью опоры 4, включают вибропогружатель 1 и насос 2 обратной промывки. Колонковая труба 3 погружается в донные отложения под действием вибропогружателя 1, насос 2 обратной промывки создает фильтрующий поток через колонку керна 10, фильтрующий элемент 9, осевой канал 7 втулки 6 с уплотнением 5 и всасывающий канал 2 обратной промывки.
Силовое воздействие керна 10, возникающее вследствие фильтрационного потока, уравновешивается весом втулки 6, которая, создавая препятствие промывке, удерживает керн 10 на исходном уровне дна, регулируя его поступление в колонковую трубу 3. Величина силового воздействия керна 10 при постоянной производительности насоса 2 зависит от гидростатического давления. При значительных глубинах моря для компенсации силового воздействия керна 10 втулку 6 и направляющую опору 4 снабжают магнитами 11 и 12, взаимодействующими между собой разноименными полюсами, что позволяет присоединить силовое воздействие веса опоры 4 к весу втулки 6 для удержания последней с фильтрующим элементом 9 на уровне грунта и предотвращения опережающего поступления керна 10 в колонковую трубу 3.
При больших глубинах и недостаточном совокупном весе опоры 4 и втулки б уравновешивающее усилие дополнительно создается гидравлической подушкой жидкости, находящейся в колонковой трубе 3 между
насосом 2 обратной промывки и уплотненной втулкой 6. По мере углубки колонковой трубы 3 жидкость из гидравлической подушки перепускается через дополнительный осевой канал 13, радиальное отверстие и осевой канал 7 втулки б посредством гидравлического зазора, образованного втулкой 6 и концентричным магнитом 11, и
откачивается насосом 2 обратной промывки через гибкий трубопровод 14 совместно с промывочной жидкостью. В процессе бурения поддерживается динамическое равновесие между скоростью углубки,
интенсивностью обратной промывки и скоростью откачки жидкости из гидравлической подушки.
В начале рейса при большой скорости углубки и малой длине колонки керна 10
насосом 2 обратной промывки жидкость откачивается преимущественно из гидравлической подушки, а интенсивность обратном промывки мала. В середине рейса потоки промывочной жидкости и жидкости из гидравлической подушки соизмеримы. К концу рейса при скорости углубки, приближающейся к минимальной, насос 2, в основном, перекачивает промывочную жидкость. Процесс перераспределения потоком сопровождается уменьшением производительности насоса 2 по мере углубки за счет повышения гидравлического сопротивления потоку в керне 10. Такой режим работы насоса 2 позволяет ограничить изменение градиента напора в
процессе углубки и приблизить его к оптимальному.
Автоматическое поддержание динамического равновесия достигается за счет на- чального перекрытия радиального
отверстия между дополнительным осевым каналом 13 и осевым каналом 7 концентричным магнитом 11, которое определяется опытным путем.
После окончания углубки пробоотборник
извлекают на поверхность, при этом втулка б фиксируется стопорным механизмом 8 в конечном положении в колонковой трубе 3, разгружая керн 10 и кернорватель (не показан). Удержание втулки б в верхнем конечном положении повышает сохранность керна 10 и надежность работы пробоотборника. После извлечения пробоотборника на палубу судна извлекают керн 10 и переводят втулку 6 в исходное нижнее положение для следующего
цикла пробоотбора.
Формула изобретения
1.Пробоотборник для отбора донных проб в рыхлых отложениях, включающий направляющую опору, установленную в ней с
кольцевым зазором колонковую трубу, к которой прикреплен вибропогружатель с насосом обратной промывки, имеющим всасывающий и нагнетательный каналы, отличающийся тем, что, с целью повышения качества опробования за счет обеспечения возможности регулирования поступления керна в колонковую трубу, он снабжен втулкой с осевым каналом, кольцевым уплотнением по внешнему диаметру, стопорным механизмом и фильтрующим элементом, размещенным в нижнем торце втулки, причем последняя установлена в колонковой трубе с возможностью перемещения вверх и фиксирования стопорным механизмом при перемещении вниз по колонковой трубе.
2.Пробоотборник по п. 1,отличающий с я тем, что, с целью обеспечения работоспособности в глубоководных зонах,
он снабжен магнитами, концентрично закрепленными на втулке и вокруг направляющей опоры, причем колонковая труба и втулка выполнены из немагнитного материала, а магниты на втулке и направляющей опоре установлены с возможностью взаимодействия между собой разноименными полюсами.
3.Пробоотборник по пп.1 и2,отличающийся тем, что он снабжен трубопроводом, сообщающим осевой канал втулки с всасывающим каналом насоса обратной промывки, причем во втулке выполнен дополнительный осевой канал с радиальным
отверстием, сообщающим его с внешней цилиндрической поверхностью втулки, при этом магниты втулки установлены с возможностью ограниченного перемещения вдоль оси втулки и перекрытия ее радиального
канала.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Эжекторный двойной колонковый снаряд | 1990 |
|
SU1802077A1 |
Пробоотборник | 1988 |
|
SU1559100A1 |
Пробоотборник | 1990 |
|
SU1730425A1 |
ГИДРОУДАРНЫЙ БУРОВОЙ СНАРЯД | 2004 |
|
RU2278238C2 |
Пробоотборник | 1988 |
|
SU1578310A1 |
Двойной колонковый снаряд | 1980 |
|
SU874970A1 |
Колонковый снаряд | 1987 |
|
SU1511371A1 |
Колонковый снаряд | 1989 |
|
SU1647120A1 |
Буровой снаряд | 1987 |
|
SU1509508A1 |
Устройство для бурения с отбором керна | 1990 |
|
SU1776288A3 |
Изобретение относится к технике бурения морских скважин и отбора проб в рых- лых отложениях, повышает качество опробования за счет обеспечения возможности регулирования поступления керна в колонковую трубу, а также обеспечивает работоспособность пробоотборника в глубоководных зонах. Пробоотборник включает направляющую опору 4 с установленной в ней колонковой трубой (КТ) 3, к которой прикреплены вибропогружатель 1 и насос 2 обратной промывки с всасывающим и нагнетательным каналами. Внутри КТЗ размещена с кольцевым зазором втулка 6 с осевым каналом 7, кольцевым уплотнением 5, фильтрующим элементом 9 и стопорным механизмом 8. На втулке 6 могут быть закреплены магниты 11, а на опоре 4 - магниты 12. В другом варианте магниты 11 устанавливают подвижно-в осевом направ
ч N. N N. NSsN N OS12
Шелковников И.Г и Лукошков А.В | |||
Технические средства подводного разведочного бурения и опробования | |||
Л., 1979, с.142-143 | |||
Там же, с.139, рис.72,г. |
Авторы
Даты
1992-04-30—Публикация
1989-09-19—Подача