Устройство для вдавливания трубных опорных конструкций в морское дно Советский патент 1993 года по МПК E02D7/20 

м ю

00

N со со

Изобретение относится к буровому оборудованию скважин и может быть использовано для забивки опорных Цилиндрических конструкций в морское дно.

Целью изобретения является повышение производительности бурения.

Это достигается тем, что в нижней части цилиндрической опоры выполнены щели с кромками под углом, к которым припаяны твердосплавные пластины, а верхняя часть опоры соединена с приводом через шесте-. ренку, при этом в нижней части по периметру опоры размещены перфорированные размывающие водоэжекционные трубопроводы, соединенные с напорным трубопроводом насоса, установленного на платформе. При этом на водоэжекционном трубопроводе по длине выполнены последовательно ряды водоэжекционных каналов, имеющих коническое продольное сечение с всасывающими отверстиями в основании конуса, образующими в центральной его части конфузор с проходным соплом, площадь сечения которого равна суммарной площади сечений окружающих его всасывающих отверстий, причем водоэжекционный трубопровод имеет выход в верхнюю часть цилиндрической опоры.

Экспериментально доказано (см.табли- цу), что наибольший коэффициент эжекции пульпы достигается при примерно равновеликом соотношении площади конфузорногр проходного сопла с суммарной площадью окружающих его всасывающих отверстий.

Такое техническое решение обеспечивает интенсивное эжектирование водяной пульпы за счет кинетической энергии движущегося потока воды через конфузорные сопла водоэжекционных каналов.

На фйг,1 показано устройство, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Устройство для вдавливания трубных опорных конструкций в морское дно содержит трубную цилиндрическую опору 1 со щелями 2-й твердосплавными Скошенными кромками 3. Внутри опоры и в нижней части по периметру размещены перфорированные размывающие водоэжекционные трубопроводы 4 и 5, соединенные с напорными трубами 6 и 7.

Водоэжекционный трубопровод 5 по длине имеет ряды водоэжекционных каналов 8 с всасывающими отверстиями 9 в оснований конуса, образующими в центральной его части конфузорс проходным соплом 10, при этом водоэжекционный трубопровод соединен с трубопроводом 11 сброса водяной пульпы в море,

Для вращения опоры в верхней ее части прикреплена шестеренка 12, соединенная с приводом, состоящим из редуктора 13 и

электродвигателя 14. Опускание опорной конструкции осуществляется под собственным весом при ее вращении, а размыв грунта в нижней части производится с помощью

морской воды, подаваемой насосом 15 по напорному трубопроводу 16. Для размещения оборудования установлена платформа 17, а для регулировки подачи морской воды предусмотрены краны 18 и 19, причем на

.всасывающем трубопроводе 2.0 установлена сетка 21, а насос 15 соединяется с напорным трубопроводом с.помощью гофрированного рукава 22.

Устройство работает следующим образом.: .

На платформе 17 собирают установку и включают в работу электродвигатель 14 с редуктором 13 для вращения шестеренки 12 и трубной опоры 1 диаметром более

5,0 м, которая за счет собственного веса опускается вниз, одновременно срезает грунт твердосплавными пластинами, прикрепленными к кромкам 3. При вращении трубной опоры по часовой стрелке грунт

срезается кромками и через щели 2 заполняет внутреннюю полость ее, а при вращении против часовой стрелки кромки очищают (снимают) прилипший грунт со стенки внутренней ее поверхности.

Кроме того, для лучшего вдавливания трубной опоры под собственным весом нижнюю часть грунта постоянно размывают водяной струей и пульпу удаляют. Для этого морская вода через сетку 21 и всасывающий

трубопровод 20 забирается насосом 15 и по напорному трубопроводу 16 через кран 18 поступает в трубопроводы 6 и 4. Морская вода под напором выходит из перфорированных отверстий трубопровода 4, размывает грунт, поступающий в полость опоры 1, получающаяся смесь грунта с водой (пульпа) забирается водоэжекционным трубопроводом 5 при.открытом кране 19 и движущейся воде по напорному трубопроводу 7,

Морская вода под напором проходит кон- фузорное сопло 10 первого ряда, существенно повышает скорость движения и в зоне выхода его образуется разрежение; спосрбствующее

эжекции (подсосу) пульпы из окружающего

объёма опоры 1 .Образовавшаяся новая смесь

воды и пульпы, поступая в конфузорное сопло

10 второго ряда, еще больше увеличивает скорость. и при этом повышается интенсивность

эжектирования пульпы из нижней части полости опоры 1 с последующим повторением цикла работы. Выброс пульпы в море происходит по трубопроводу 11.

Прим е р. Рассчитывают утяжеленный

низ трубной опоры диаметром 05,0 м , длиной мм, толщиной стенки 6 15 мм 0,015 м. Вес одного погонного метра трубы в воздухе равен кг/м 4,7 j при кг/м3.

Передаваемая утяжеленным низом нагрузка на кромки трубы t:

G н.тр. 4,7 х 50 235 т

Рассчитывают вес утяжеленного низа в жидкости Оун: Оун q i (1 - -&-), при рж 1500 кг/м3; РСТ

Оун 188 т, с учетом коэффициента сопротивления ,31; Оун 130т.

Из примера видно, что при размыве грунта в нижней части полости трубы и забора его оставшийся вес вполне достаточен для опускания трубы в грунт на той глубине, на которой необходимо. Размытый и забранный грунт в нижней части стенки трубной опоры позволяет производить опускания трубы под собственным весом, При засорении всасывающих отверстий очистку можно производить обратным потоком воды (на чертеже не показано). Подобное устройство для опускания трубных опорных конструкций диаметром более 5,0 м в морское дно, в мировой практике отсутствует.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для вдавливания трубных опорных конструкций в морское дно, содержащее цилиндрическую опору с породоразрушающим механизмом внутри нее и привод, о тли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено размещёнными по периметру опоры размывающими водоэжекционными трубопроводами, соединенными с напорным трубопроводом насоса, установленного на платформе, при этом на во- доэжекционном трубопроводе по длине .выполнены последовательно ряды водоэжекционных каналов, имеющих коническое продольное сечение и всасывающими отверстиями в основании конуса, образующими в центральной его части конфузор с проходным соплом, площадь сечения которого равна суммарной площади сечения окружающих его всасывающих отверстий, причем водбэжекционный трубопровод имеет выход в верхнюю часть цилиндрической опоры, а в нижней части опоры - щели

с кромками под углом, к которым жестко прикреплены твердосплавные пластины, а верхняя часть соединена с приводом через шестеренку.

Использование: к буровому оборудованию скважин и может быть использовано для забивки опорных цилиндрических конструкций в морское дно. Сущность изобретения: на платформе 17 собирают установку J6 и включают в работу электродвигатель 14 с редуктором 13 привода для вращения шестеренки 12 и трубной опоры 1 диаметром более 5,0 м, которая за счет собственного веса опускается (заходит в грунт), одновременно срезает грунт твердосплавными пластинами, жестко прикрепленными к кромкам 3. При вращении трубной опоры по часовой стрелке грунт срезается твердосплавными пластинами и через щели 2 заполняет ее внутреннюю полость, а при вращении против часовой стрелки кромки очищают (снимают) прилипший грунт со стенки ее внутренней поверхности. Кроме того, для лучшего вдавливания трубной опоры под собственным весом нижнюю часть грунта постоянно размывают водяной струей, а пульпу удаляют водоэжекционным трубопроводом 5. 2 ил.Г1 табл. ел с

Определение коэффициента эжекции Кз.