Подводная буровая установка

 

Изобретение относится к горному оборудованию. Цель - повышение производительности бурения в открытом море за счет использования энергии волн и гидростатического давления. Подводная буровая установка включает буровой механизм с автономным приводом . Автонсотный привод включает приводные гидроцшшндры (ГЦ) 4 и 17, поплавок (П) 27. Поршни 5,18 ГЦ 4 и 17 подпружинены возвратными прзгжинами 10 и,22. Поршневые и штоковые полости ГЦ 4 и 17 связаны магистралями с гидродвигателем 38 и генератором 39 через обратные клапаны и емкости 12, п. 9 (Л 33. 4 4:ь 00 о ю

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1448022 А1

y1) 4 Е 21 В 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M A8TOPCK0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР (21) 4116721/22-03 (22) 10 ° 09.86 (46) 30.12.88. Бюл. В 48 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана "Океангеология" и Ленинградский механический институт им.Маршала Советского Союза

Устинова Д.Ф. (72) С.Д.Афанасенко, В.А.Коробков и Н.И.Тихомиров (53) 622.233.057.2.002.52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 905412, кл. Е 21 -В 7/12, 1980.

Патент Великобритании

У 2094852, кл. Е 21 В 7/124, 1982. (54) ПОДВОДНАЯ БУРОВАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к горному оборудованию. Цель — повышение производительности бурения в открытом море за счет использования энергии волн и гидростатического давления.

Подводная буровая установка включает буровой механизм с автономным приводом. Автономный привод включает приводные гидроцилиндры (ГЦ) 4 и 17, поплавок (П) 27. Поршни 5, 18 ГЦ 4 и

17 подпружинены возвратными пружинами

10 и,22. Поршневые и штоковые полости

ГЦ 4 н 17 связаны магистралями с гидродвигателем 38 и генератором 39 через обратные клапаны и емкости 12, а

1448022

15 высокого и низкого давления. Ем- кость 12 имеет сквозное отверстие 31 с клапаном 32, мембрану 33 и соединена с емкостью 15. На П 27 установлена лебедка, трос 8 которой с барабана 29 огибает блоки 21,9. Блок 21 закреплен на штоке 20 ГЦ 17, а блок

9 закреплен на основании 1 на ГЦ 4.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к подводным буровым установкам. . Цель изобретения — повышение производительности бурения в открытом

5 море за счет использования энергии волн и гидростатического давления.

На фиг.1 изображена подводная буровая установка, общий вид; на Фиг.2- 1р автономный привод подводной буровой установки, общий вид.

Подводная буровая установке с автономным приводом включает основание

1 с опорами 2, на котором смонтирован 1 буровой механизм и кассета для бурильных труб 3, а также автономный привод.

Автономный привод включает приводной гидроцилиндр 4, который имеет поршень 5 с обратными клапанами 6 и шток 7, к которому прикреплен трос

8, пропущенный через обводной блок 9, прикрепленный к основанию 1. В штоковой полости приводного гидроцилиндра 25

4 установлена возвратная пружина 10, а сама штоковая полость соединена напорной магистралью 1 1 с емкостью 12 высоко

ro давления через обратный клапан 13.

Поршневая полость приводного гидроци- 3р линдра 4 соединена сливной магистралью 14 с незаполненной емкостью 15 через обратный клапан 16. Противоположно приводному гидроцилиндру 4 установлен дополнительный гидроцилиндр

17, имеющий поршень 18 с обратными

35 клапанами 19 и шток 20, на котором укреплен обводной блок 21. В.поршневой полости дополнительного гидроцилиндра 17 установлена пружина 22, а сама поршневая полость соединена напорной магистралью 23 с емкостью 12 высокого давления через обратный

В процессе возвратно-поступательного перемещения П 27 происходит перекачивание рабочей жидкости из сливной емкости 15 в емкость высокого давления. Это обеспечивает автономное функ-. ционирование привода буровой установки в течение длительного времени.

2 ил. клапан 24, при этом штоковая полость гидроцилиндра соединена с незаполнен.ной емкостью 15 сливной магистралью

25 через обратный клапан 26. Ha oc»» новании 1 укреплен поплавок 27 с помощью отсоединительных элементов 28, к которому прикреплен барабан 29 с намотанным тросом 8, пропущенным через обводной блок 21 штока 20 дополнительного гидроцилиндра 17 и горловину 30 в основании 1. Емкость 12 высокого давления имеет сквозное отверстие 31, где установлен клапан 32, мембрану 33 и заполнена техническим маслом, а также соединена с незаполненной емкостью 15 снабженной датчиком 32 уровня жидкости и напорной магистралью 35, где установлен предохранительный клапан 36, пусковой золотник 37 и приводной гидродвигатель 38, соединенный с генератором 39.

Подводная буровая установка с автономным приводом работает следующим образом.

Предварительно на судне поплавок

27, имеющий положительную плавучесть, с намотанным на барабан 29 тросом 8 укрепляют на основании 1 с помощью отсоединительных элементов 28 (например, пиропатронов) над горловиной

ЗС (длина намотанного на барабан троса должна быть равной глубине моря в месте работы установки). Затем трос 8 запасовывают в обводные блоки

9 и 21 и крепят к штоку 7 приводного гидроцилиндра 4, а гидросистему заполняют техническим маслом при закрытом пусковом золотнике 37, Подготовленную к работе установку выводят за борт с помощью судового грузоподъемного устройства и опускают на дно.

144

При постановке на дно автоматически отсоединяется несущий трос лебедки и производится пуск установки от сигнала датчика касания (не показан). Сигнал от датчика касания поступает на пусковой золотник 37 ° в результате чего пусковой золотник открывается и рабочая жидкость из емкости 12 высокого давления начинает перетекать в незаполненную емкость

15 по магистрали 35 под давлением, равным гидростатическому давлению окружающей среды, приводя в действие гидродвигатель 38 и генератор 39, от которого запитываются приводные электродвигатели узлов бурового механизма. По мере уменьшения объема рабочей жидкости в емкости 12 высокого давления она заполняется морской soдой через отверстие 31 и клапан 32.

Время работы установки от действия гидростатического давления определяется объемом рабочей жидкости в емкости 12 высокого давления и ее расходом, который определяет мощность гидродвигателя 38. После того, как незаполненная емкость 15 заполнится рабочей жидкостью до критического уровня, срабатывает датчик 34 уровня, который подает сигнал на отсоединительные элементы 28, срабатывание .которых приводит к освобождению поплавка 27. При вснлытии поплавка 27 рабочий трос 8 сматывается с барабана 29 до достижения поплавком поверхности моря. Под действием волн поплавок 27 начинает совершать возвратно-поступательное движение с амплитудой, равной высоте волн. При движении поплавка 27 вверх рабочий трос

8 воздействует на шток 20 дополнительного гидроцилиндра 17 через обводной блок 21, вынуждая его перемещаться вверх и нагнетать рабочую жидкость с помощью поршня 18 в емкость 12 высокого давления через напорную магистраль 23 и обратный клапан 24. Одновременно происходит всасывание рабочей жидкости из емкости 15 через сливную магистраль 25 и обратный клапан 2б, s результате возвратная пружина 22 сжимается. В случае, если высота волны не превышает величины хода штока 20, то его обратное движение осуществляется под действием возвратной пружины 22 (при движении поплавка 27 вниз). При этом открываются обратные клапаны 19 порш8022 4 ня 18 и закрываются обратные клапаны 24 и 26 магистралей 23 и 25, а рабочая жидкость перетекает иэ штоко5 вой полости гидроцилиндра в поршневую. Когда высота волны превышает ход штока 20 вспомогательного гидроцилнндра 17, то в работу включается ос" новной гидроцилйндр 4, шток 7 которого вытягивается из гидроцилиндра с помощью троса 8, сжимая возвратную пружину 10 (поплавок 27 продолжает движение на гребень волны), в резуль" тате чего происходит дальнейшее на15 гнетание рабочей жидкости в емкость

12 высокого давления через напорную магистраль 11 и обратный клапан 13, а также одновременное всасыванне рабочей жщдкости из основной емкости 15

20 через сливную магистраль 14 и обратный клапан 16. Обратный ход штока 7 происходит при движении поплавка 27 вниз под действием возвратной пружины 10. При этом открываются обратные

25 клапаны б в поршне 5 и закрываются обратные клапаны 13 и 1б в магистралях 11 и 14, а рабочая жидкость перетекает из поршневой полости в штоко" вую. Последовательность работы вспо30 могательного и основного гидроцилиндров обеспечивается за счет применения возвратных пружин различной жесткости. Жесткость возвратной пружины 22 выбирается такой, чтобы усилие ее

35 сжатия в конце хода штока 2 0 равнялось усилию сжатия возвратной пружины 10 в первоначальный момент движения штока 7. При этом плавучесть поплавка выбирается не менее усилия пол4О ного сжатия возвратной пружины 10Таким образом, в процессе возвратно-поступательного перемещения поплавка 27 происходит перекачивание рабочей жидкости нз сливной емкости

45 15 в емкость 12 высокого давления, что обеспечивает автономное функционирование привода буровой установки в течение длительного времени.

Производительность предлагаемой

50 подводной буровой установки в условиях открытого моря больше производительности известных установок за счет совместного использования энергии гидростатического давления и

Формула изобретения,Подводная буровая установка, включающая буровой механизм с автономным

Составитель Й.Неснова

Техред .И.Дидык. Корректор Г. Реше тник

Редактор А.Огар

Заказ 6820/37 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ 1осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 144 приводом в виде установленного на основании приводного гидроцилиндра, поршень которого подпружинен возвратной пружиной, установленной в штоковой полости, и имеет обратные клапана, а поршневые и штоковые полости связаны магистралями соответственно с гидродвигателем и генератором через емкости высокого.и низкого давления и лебедку, связанную тросом со штоком приводного гидроцнлиндра, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения экономичности и обеспечения автономности бурения в открытом море за счет использования энергии волн и гидростатического давления, она снабжена поплавком с положительной плавучестью, обводными блоками и установленным на основании, Противоположно основному приводному

8022 6 гидроцилиндру, дополнительным приводным гидроцилиндром с возвратной пружиной в поршневой полости, при

5 этом поршневые и штоковые полости основного и дополнительного приводных гидроцилиндров связаны с магистралями посредством обратных клапанов, а на поплавке, который закреплен на основании посредством фиксатора, установлена лебедка, трос которой огибает обводные блоки, один из которых закреплен на штоке дополни" тельного приводного гидроцилиндра, а другой — на основании над основным приводным гидроцилиндром, при этом емкость высокого давления выполнена с гибкой мембраной, установленной в ее полости и имеет с внешней стороны

20 гибкой мембраны сквозное отверстие с установленным в нем клапаном.