Устройство для забивки обсадных труб Советский патент 1982 года по МПК E02D7/08 E21B19/10 

Изобретение относится к устройствам для забивки в грунт обсадных труб, полых и сплошных свай различного назначения станками со свободным спуском инструмента , преимущественно на водных акваториях.

Известно устройство для забивки обсадных труб, содержащее подве-) шенный на канате лебедки бурового станка забивной снаряд с хвостовиком и наковальню (наголовник), навернутую на верхний конец забиваемых труб 1.

Недостатками известного устройства являются малая производительность забивки, низкое качество отбираемых проб грунта, низкий КПД удара и невозможность забивки труб больших диаметров (более 168 мм). Все это обусловлено ограничением веса и высоты сбрасывания забивного снаряда, т.е. энергии удара, а также значительными потерями энергии удара на деформацию колонны, перекрывающей толщину воды между поверхностью и дном акватории.

Известно также устройство для погружения труб при проведении испытаний грунтов, содержащее выполненный с йоэможностью перемещения

вдоль наружной поверхности трубы кольцевой забивной снаряд и наковальню с кольцевьц корпусом и расположенные в нем захваты для труб 2

При работе на акваториях известное устройство обладает низким КПД удара ввиду значительных гидравлических сопротивлений водяной подушки, которая образуется в контакте между

10 соударяемыми плоскостями забивного снаряда и наковальни (буферный эффект) . Кроме того, это устройство требует использования водолазов или аквалангистов для перекрепления и

15 перестановки наковальни по трубам, а клиновые захваты наковальни при нанесении по ней ударов сдавливают и деформируют трубы.

Цель изобретения - повышение КПД

20 удара путем снижения гидродинамических сопротивлений водяной подушки, а также автоматизация процессов перекрепления и перестановки наковальни и предотвращение деформаций труб

25 ее захватами.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для забивки обсадных труб, содержащее выполненный с возвиожностью перемещения вдоль наружной

30 утоверхности трубы кольцевой забивёт соединительной муфты труб и упирается в ее торец захватами 8, которые под действием межвиткового давления пружин 7 плотно обжимают тело второй трубы колонны и не дают возможности наковальне двигаться вниз. Забивной снаряд 1, продолжая двигатьс вниз, садится на наковальню 5, а дуга 3 опускается до палубы основания и ее отсоединяют от троса 12. Теперь в месте заложения скважины промеряется глубина акватории и устанавливается длина ветвей троса 2, равная сумме глубины акватории, превышения палубы основания над уровнем акватории и наибольшей длины обсадной трубы. Затем поочередно нарагдиваются трубы 11, колонна вместе с устройством для забивки обсадных труб опускается до упора бацьмака колонны в дно акватории и ддуга 3 соединяется с тросом 12,

Поочередным поднятием забивного снаряда 1 (на величину, не превышающую длину трубы, во избежание перемещения наковальни на находящуюся выше нее муфту) и сбрасыванием его на наковальню 5 обсадная колонна ;забивается в грунт на необходимую величину, что фиксируется замером величины превытления верхнего конца обсадной колонны труб над палубой оснозанин.

При соприкосновении забивного снаряда 1 с корпусом наковальни 5 в момент нанесения удара находящаяся между ними вода удаляется в стороны по имеющртм.ся па соударяемых плоскостях эабивно1о снаряда 1 и корпуса наковальни 5 сквознат секторным проточкам 9. Этим самьа-- устраняется возникновение буферного эффекта, снижаются гиддравлические сопротивления движению забианого снаряда 1, т,е, повьшается КПД удара.

После забивки обсадной колонны на величину, когда превмиение ее верхнего конца над палубой ociJOBaния достигает своего минимально допустимого значения, натяжением троса 12 устройство для забивки обсадных труб перемещается вверх по колонне до изложения, при котором наковальня 5 устанавливается на следующей (верхней) муфте 10. Процесс перестановки наковальни о-существляется автоматически: при подъеме забивного снаряда 1 на величину, большую длины гибких тяг 4, последние натягиваются и забивной снаряд 1 движется вверх вместе с наковальней 5. Корпус наковальни 5 свободно проходит через муфту, так как диаметр его центрального отверстия на 2-3 MiM больше наружного диаметра муфты. Захваты 8 наковальни 5 скошенными под, углом 30-45 поверхностями упираются внижний торец муфты и

1под действием горизонтальной составляющей действующих на них сил раздвигаются в радиальном направлении до наружного диаметра муфты, сжимая при этом пружины 7, и обеспечивают прохождение наковальни через муфту.

После прохождения через муфту захваты 8 под действием межвиткового давления пружин 7 снова, перемещаются к центру до упора в тело обсадной трубы. Необходимая величина подъема устройства для перестановки наковальни на следующуюмуфту фиксируются по расстоянию дуги 3 от кронблока мачты буровой установки или по уменьшению тягового усилия после прохождения наковальней муфты. После перестановки наковальни 5 процесс забивки труб повторяется по описанной схеме.

При применении предлагаемого устройства достигается повышение производительности Ибезопасности работ.

Формула изобретения

Устройство для забивки обсадных труб, содержащее выполненный с возможностью перемещения вдоль наружной поверхности трубы кольцевой забивной снаряд и наковальню с кольцевым корпусом и расположенные в Нем захваты Для труб, отличающ е е с яг тем, что, с целью повышения КПД удара при забивке под водой путем снижения гидравлических сопротивлений водяной подушки, а также автоматизации процессов перекрепления и перестановки наковальни и

предотвращения деформаций труб захватами, на соударяемых плоскостях забивного снаряда и наковальни в радиальном направлении выполнены сквозные секторные проточки, при этом корпус наковальни соединен с забивным снарядом гибкими тягами,а захваты выполнены в виде подпружиненных секторов, установленных в корпусе наковальни с возможностью перемещения в радиальном направлении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Куличихин Н.И. и др. Разведочное бурение. М., Недра, 1966,

с.330.

2.Патент ФРГ 1900339,

кл. Е 02 D 7/08, 1970 (прототип).

фиг. 1

х -/I

фиг.г

б -5