Подводная буровая установка Советский патент 1982 года по МПК E21B49/02 

Изобретение относится к техничкеКИМ средствам морской геологоразвед-; ки и предназначево для бурения и отбора проб доншых пороц-различной пло ности включая тверзрде. Известна псдводная буровая устаMOBtca, содержащая вправляющее осиованив, установленное на дне водоема, колoHKOBs трубу, ударный механизм с приводе и псизднеаёнй насос с клапа ном, сообщающим полость кояонковбй трубы с гидросферой водоема 1. В установке применен ударный способ бурения, поэтому она не может быть эффективно использована при бурении в твердых породах. Кроме того, работа насоса в установке осуществляется, главным образом, за счет подброса в момент уда;ра корпуса ударного механизма вверх. При этом объем создаваемого под поршнем вакуума мало зависит от проходки за удар. Поэтому при работе в тве дых породах, когда проходка за удар мала, насос продолжает работать, а создаваекйй им избыточный вакуум уси ливает восходящий фильтрационный поток перовой воды, которая перенасы щает и разрыхляет структуру отбираемог о грунта, т. в.. ухудшает качество отбираемой пробы. Наиболее близкой«по своей технической сущности является подводная буровая установка, содержащая направляющее основание, установленное на дне водоема, колонковую трубу и генератор крутильных колебаний с приводом 2 . . Недостатком этой установки является отсутствие обратной промывки скважины, что приводит, к снижению эффективности бурения и отбора керна в твердых породах, так как уменьшается глубина и скорость бурения, а кроме того, возможно заклинивание керна в колбнковой трубе. Цель изобретения - повышение эффективности бурения и отбора керна в твердых породах путем обратной промывки скважины. С этой целью подводная буровая установка, содержащая направляющее основание, установленное на дне водоема, колонковую трубу и генератор к.рутильных колебаний с приводом, снабжена поворотным насосом, ротор которого жестко закреплен на колонковой трубе, а статор имеет вертикальные тормозные плоскости, причем всасывающая и нагнетательная полости насоса через систему клапанов- сообщаются соответственно с полостью колонковой трубы и гидросферой водоема. На фиг.1 схематично изображена установка, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1. Подводная буровая установка содержит направляющее основание 1, колонковую трубу 2 и генератор 3 крутильны колебаний, включающий муфту 4, закрепленную на колонковой трубе 2 и электроды 5, смонтированные в диаметрально-противоположных каналах 6, направленных в разные стороны, заполненных водой и лежащих в горизонтальной плоскости. Электроды 5 соединены электрической цепью с приводсм - источником электрических импульсов (электрическая цепь и привод на схеме не показаны). Установка снабжена поворотным насоссхя 7, ротор 8 которого с пластиной 9 жестко закреплен на колонковой трубе 2, а статор 10 с пластиной 11 имеет вертикальные тормозные плоскости 12. Клапаны 13 сообщают всасывающую полость насоса с полостью колонковой трубы, а клапаны 14 сообщают нагнетательную полость насоса с гидросферой водоема. Вертлюгом 15 установка подсоединена к тросу 16 судовой лебедки. Установка работает следующим образом. На тросе 16установку опускают на дно и включают генератор 3 крутильных колебаний. При подаче напряжения на электроды 5 в одной из пар каналов 6 происходит разряд, образующий naporas зовую сферу, которая, выталкивая воду из каналов б, создает реактивный крутящий момент (на фиг. 2 направлен по часовой стрелке), передаваемый колонн ковой трубе 2. Вместе с колонковой трубой 2 поворачивается ротор 8 поворотного насоса 7 относительно статора 10, вращению которого препятствует торможение плоскостей 12 о гидросферу При этом вода из колонковой трубы 2 через клапан 13 всасывается в левую полость насоса, а из правой полости насоса - через клапан 14 вытесняется наружу (фиг.З). Разрежение в полости колонковой трубы 2 приводит к возникновению неуравновешенного гидростатического давления Р, приложенного свер ху к колонковой трубе 2 и равного прозведению площади ее поперечного сечения на разность между давлением гидросферы и давлением в полости колонковой трубы. Это избыточное давление обеспечивает продвижение бурового инструмента в грунт. С другой стороны, разрежение в колонковой трубе 2 создает восходящий фильтрационный поток поровой воды, который обеспечивает обратную промывку скважины, чем устраняется заклинивание керна в колонковой трубе 2 и на забое. При подаче очередного эл ктрического импульса срабатывают электроды 5 другой пары каналов 6 и генератор 3 поворачивает колонковую трубу 2 в обратную сторону (на фиг.2 против часовой стрелки). В этом случае правая полость поворотного насоса 7 становится всасывающей, а левая нагнетательной. Сочетание осевой подачи колонковой трубы под действием неуравновешенного гидростатического давления с обратной промывкой сквгикины поровой водой грунта повышает эффективность бурения и отбора проб без дополнительного усложнения конструкции. Формула, изобретения Подводная буровая установка, содержащая направляющее основание, установленное на дне водоема, колонковую трубу и генератор крутильных колебаний с привод см отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности бурения и отбора керна в твердых породах путем обратной промывки скважийы, установка снабжена поворотным насосом, ротор которого жестко закреплен на колонковой трубе, а статор имеет вертикальные тормозные плоскости, причем всасывающая и нагнетательная полости насоса через систему клапанов сообщаются соответственно с полостью колонковой трубы и гидросферой водоема. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 542822, кл. Е 21 В 49/02, 29.05.74. 2.Авторское свидетельство СССР 646023, кл. Е 21 В 49/02, 31.10.77 (прототип).

dvffA

в 5

vNXXVjXVSI

С Х . xV4

;;...;.

-.-.-v.-.

5«...°;

е-;-;..-..p.e J--:q.O ;.

Фаг f

.6-6

Фffг.J