Устройство для подводного бурения Советский патент 1981 года по МПК E21B7/124 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДНОГО БУРЕНИЯ

I

Изобретение относится к подводному бурению, в частности к автокомным установкам для колонкового бурения и взятия проб грунта.

Известно устройство для подводного бурения, содержащее раму с балластными отсеками, колонковую трубу и электропривод.

Такое устройство спускается на дно со специального судна на тросе, а подача электроэнергии с судна осуществляется по кабелю. При достижении дна с судна включаются электропривод колонковой трубы, которая заглубляется для взятия пробы грунта 1 .

Недостатком устройства является кабельная и механическая связь с судном из-за чего необходимо удерживать судно над местом работы установки в течении всего пе- is риода времени спуска до подъема установки.

Известно также устройство для подводного бурения, содержащее направляющую раму, колонковые трубы и аккумулятор энергии, кинематически связанный с приводом,

Для бурения на дне, такую установку 20 подготавливают на судне перед спуском, для чего маховик аккумулятора энергии раскручивают до необходимой величины. Энергия вращения маховика аккумулятора должна быть достаточной для вращения колонковой трубы и бурения 2.

Недостатком такого устройства является невосполнимая потеря энергии аккумулятора в процессе спуска установки из-за трения в воде.

Цель изобретения - повыщение эффективности работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено, расположенными по обе стороны аккумулятора энергии, двумя угловыми редукторами, горизонтальные волны которых связаны с аккумулятором энергии, вертикальные верхние - с проводом, а вертикальные нижние - с колонковыми трубами. При этом аккумулятор энергии выполнен в виде герметичного корпуса и, размещенного внутри иего маховика, связанных между собой планетарной передачей. Причем привод аккумулятора энергии выполнен в виде двух гребных винтов, лопасти которых наклонены в разные стороны. Кроме того, каждый редуктор имеет обгонную муфту и узел блокировки валов, установленные между верхним и нижним вертик льным валами.

На фиг. 1 изображено устройство для подводного бурения, продольный разрез; на фиг. 2 - редуктор устройства для подводного бурения, разрез.

Устройство для подводного бурения состоит из направляющей рамы 1, колонковых труб 2, аккумулятора 3 энергии, выполненного в виде сборного герметичного овального корпуса 4 и, размещенного внутри него, маховика 5, связанных между собой планетарной передачей, на водилах 6 которой эксцентрично к оси вращения корпуса 4 подвещена ось 7, несущая маховик 5. По концам оси посажены щестерни 8, находящиеся в зацеплении с коронными колесами 9.

С двух сторон корпуса. 4 установлены редукторы 10, соединенные с корпусом 4 горизонтальными валами 11.

Верхние вертикальные валы 12 редукторов имеют два гребных винта 13, лопасти которых наклонены в разные стороны. Гребные винты являются приводом аккумулятора энергии.

Редукторы 10 жестко соединены между собой П-образным каркасом 14, снабженным в верхней части насадками 15. На каркасе смонтированы балластная камера 16, стабилизаторы 17 и баллоны со сжатым воздухом (не показаны).

Между вертикальными верхним 12 и нижним 18 валами каждого редуктора установлена обгонная муфта и узел блокировки валов. Обгонная муфта редуктора образована нижней утолщенной частью 19 вертикального вала 12 (ведущая звездочка обгонной муфты) и ступицей шестерни 20 (ведомая обойма обгонной муфты). Ведущая звездочка выполнена полой, с щлицами по внутренней стенке, для передачи вращения диску 21 узла блокировки валов. Диск в верхней части выполнен с кольцевой выемкой заполненной шариками 22, а в нижней снабжен штырем 23.

Каждый нижний вал 18 редуктора имеет переходник с заплечиком, причем между заплечиком и нижней крыщкой 24 редуктора помещена пружина сжатия ,25. Переходник под действием пружины прижимается своей торцовой конической поверхностью через прокладку 26 к шестерне 20 . Направляющая рама 1 установки имеет центраторы 27 колонковых труб и кольцевые поплавки 28.

Устройство для подводного бурения работает следующим образом.

После сбрасывания устройства с судна оно погружается под собственным весом на дно, сохраняя при этом вертикальное положение благодаря стабилизаторам 17 и балластной камере 16. Под действием проходящей через насадки 15 воды приводятся во вращения гребные винты 13, а вместе с ними верхние валы 12 редукторов 10, передающие вращение через обгонные муфты, образованные звездочкой 19 и шестерней 20,

горизонтальным валам И, которые соединены с корпусом аккумулятора энергии. Вращающие последнего вызывает вращение оси 7 и раскрутку маховика 5, запасающего энергию во время спуска установки на дно.

В процессе спуска устройства и раскручивания маховика колонковые трубы неподвижны, так как срабатывает узел блокировки. Это достигается вследсгвии вращения диска 21 вместе с звездочкой 19. В результате

возникающей при вращении центробежных сил щарики 22 перемещаются к краям выемки отжимая диск, а вместе с ним переходник 18 колонковой трубы 2 вниз, отсоединяя их от вращающейся шестерни 20. При касании установки морского дна, вращение верхних валов прекращается, происходит разобщение вала 12 с щестерней 20. Одновременно шарики вследствие исчезновения центробежных сил скатываются к центру диска,, штырь 23 перестает давить на переходник 18,

который прижимается пружиной 25 к прокладке 26 шестерни 20. Последняя продолжает вращаться теперь под действием вращающегося корпуса аккумулятора энергии. Вследствие сил сцепления между переходником и вращающейся щестерней 20 вращение

передается колонковым трубам 2, которые начинают процесс бурения грунта. Вращение колонковых труб осуществляется в разных направлениях, что компенсирует действие реактивных моментов при бурении. Подача колонковых труб осуществляется под действием веса установки и может регулироваться изменением плавучести балластной камеры за счет впуска в нее воды или подачей в нее сжатого воздуха из баллонов.

Устойчивость установки на дне обеспечивается кольцевыми поплавками 27, установленными на раме. После проходки скважины, балластная камера продувается воздухом и установка под действием положительной плавучести камер извлекается из

грунта и всплывает на поверхность, где ее подбирает судно обслуживания.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства достигается путем исключения расхода энергии на бурение, а также возможность использования одного судна нескольких установок.

Формула изобретения

с приводом, а вертикальные нижние - с колонковыми трубами.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

J7 2ii

Фиг.2 25