Устройство для подводного колонкового бурения

 

Изобретение относится к горному оборудованию, в частности к устройствам для подводного колонкового бурения. Цель - повышение надежности, производительности работ за счет обеспечения экстренного подъема колонковой трубы и стабилизации скорости подачи при бурении трещиноватых неоднородных горных пород. Устройство включает двойную колонковую трубу (КТ) 1 с подвижным вращателем 2 и аккумулятором 3 и связанные с грузовым канатом 30 полые герметичные стойки 5, 6. Стойка 6 выполнена в виде гидроцилиндра (ГЦ) с поршнем 7, связанным тросом 8, огибающим ролики 26, 27, с подвижным вращателем 2 и КТ 1. Полости стоек 5, 6 связаны посредством трубчатых элементов 9 с центральной камерой 10. В полости одного из трубчатых элементов 9, связанной с подпоршневой полостью 11 ГЦ, установлены корпус 12 с размещенным в нем механизмом управления с переключателем и регулятор подачи подвижного вращателя 2. Механизм управления и регулятор подачи выполнены соответственно в виде двухпозиционного золотника и регулируемого напорного золотника 20 с дросселем. Верхние части стоек 5, 6 связаны траверсой 25 с направляющими роликами 26, 27, через которые пропущен трос 8. Механизм фиксации троса 8 выполнен в виде связанного с грузовым канатом 30 и установленного в траверсе 25 с возможностью перемещения относительно нее корпуса с зажимными элементами. Корпус механизма фиксации троса 8 кинематически связан посредством штыря 31, тросика 32 и тяги 33 с двухпозиционным золотником для переключения последнего. Надпоршневая полость ГЦ имеет возможность периодического сообщения посредством дополнительной магистрали и двухпозиционного золотника с окружающей средой и регулируемым напорным золотником 20. Переключатель механизма управления выполнен в виде установленного в корпусе двухпозиционного золотника подпружиненного возвратного поршня и размещенных между корпусом и центральной камерой 10 подпружиненных прижимной планки 24 и фиксатора. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК (1) Е 21 В 7/124

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4333922/23-03 (22) 27.11.87 (46) 15.03.90 Бюл. N 1О (71) Донецкий политехнический институт (72) А.А. Каракозов, В.И. Блинов, Г.И. Валитов и О.Я. Тодер (53) 622.243.64 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 541962, кл. Е 21 В 7/124, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 732481, кл. Е 21 В 7/124, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДНОГО КОЛОНКОВОГО БУРЕНИЯ (57) Изобретение относится к горному оборудованию, в частности к устр„„SU„„3 550072 А 1

2 вам для подводного колонкового буре- ния. Цель — повышение надежности, производительности работ за счет обеспечения экстренного подъема колонковой трубы и стабилизации скорости подачи при бурении трещиноватых неоднородных горных пород, Устр-во включает двойную колонковую трубу (КТ) 1 с подвижным вращателем 2 и аккумулятором 3 и связанные с грузовым канатом 30 полые герметичные стойки 5,6..Стойка 6 выполнена в виде гидроцилиндра (ГЦ) с поршнем 7, связанным тросом 8, огибающим ролики

26, 27, с подвижным вращателем 2 и

КТ 1. Полости стоек 5,6 связаны посредством трубчатых элементов 9 с

1550072 центральной камерой 10. В полости одного из трубчатых элементов 9,связанной с подпоршневой полостью 11 ГЦ, установлены корпус 12 с размещенным в нем механизмом управления с переключателем и регулятор подачи подвижного вращателя 2. Механизм управления и регулятор подачи выполнены соответственнб в виде двухпозиционного золотника и регулируемого напорного золотника 20 с дросселем.Верхние части стоек 5,6 связаны траверсой 25 с направляющими роликами 26, 27, через которые пропущен трос 8.

Механизм фиксации троса 8 выполнен в виде связанного с грузовым канатом

30 и установленного в траверсе 25 с возможностью перемещения относительно нее корпуса с зажимными элемента=

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устрой= ствам для подводного колонкового бурения.

Цель изобретения — повышение на-. дежности и производительности работ за счет обеспечения экстренного подъема колонковой трубы и стабилизации скорости подачи при бурении трещиноватых неоднородных горных пород.

На фиг.1 изображено устройство для подводного колонкового бурения при спуске его на дно, на фиг.2 — узел I на фиг.1, на фиг.3 — - устройство в про1 цессе бурения, на фиг.4 — узел II на фиг.3..

Устройство для подводного колонкового бурения состоит из двойной колонковой трубы 1 с подвижным вращателем 2 и аккумулятором 3, на корпусе которого имеется кольцевой выступ 4. Колонковая труба 1 с подвижным вращателем 2 смонтирована в треноге, содержащей полые герметичные стойки 5 и 6. Стойка 6 выполнена в виде гидроцилиндра и снабжена поршнем 7, связанным тросом 8 с подвиж--ным вращателем 2. В нижней части всех стоек имеются герметичные каналы

9, соединяющие полости стоек с цент55 ральной камерой 10, имеющей кольцевую цилиндрическую форму. В канале 9, связанном с подпоршневой полостью ii стойки 6, размещен в корпусе 12 меми. Корпус механизма фиксации троса 8 кинематически связан посредством штыря 31, тросика 32 и тяги 33 с двухпоэиционным золотником для переключения последнего. Надпоршневая полость

ГЦ имеет возможность периодического сообщения посредством дополнительной магистрали и двухпозиционного золотника с окружающей средой и регулируе" мым напорным золотником 20. Переключатель механизма управления выполнен в виде установленного в корпусе двухпоэиционного золотника подпружиненного возвратного поршня и размещенных между корпусом и центральной камерой 10 подпружиненных прижимной планки 24 и фиксатора. 1 з.п. A-лы, 4 ил. ханиэм управления в виде подпружиненного двухпозиционного золотника 13.

В корпусе 12 установлен также подпружиненный возвратный поршень 14 переключателя механизма управления, Корпус 12 связан магистралью 15 с нацпоршневой полостью 16 стойки 6, каналом 17 с фильтром 18, а каналом 19 регулятор подачи в виде регулируемого напорного золотника 20- — с дросселем 21. Причем дроссель может быть выполнен в виде втулки с калиброванным отверстием (тогда в комплект входит набор таких втулок либо обычный регулируемый дроссель). Между корпусом 12 и центральной камерой 10 размещен переключатель механизма управления в виде размещенных в корпусе

22 подпружиненного стопора 23 и планки 24. Верхние части стоек связаны траверсой 25 с направляющими роликами 26 и 27, через которые пропущены трос 8 и механизм фиксации троса выполненный в виде связанного с грузовым канатом и установленного в траверсе корпуса с зажимными: элементами в виде плашек 28, имеющих коническую поверхность. В траверсе

25 с возможностью ограниченного продольного.перемещения установлен груз

29, связанный с грузовым канатом 30, а также с .двухпозиционным золотником 13 посредством штыря 31, тросика 32 и тяги 33. В грузе 29 выпол1550072 нека прорезь для размещения в ней ролика 27, троса 8 и плашек 28, а также имеется коническая проточка для взаимодействия с плашками 28.

Устройство для подводного колонкового бурения работает следующим образом.

На дно моря устройство спускается на грузовом канате 30. При этом IO груз 29 находится в крайнем верхнем положении, упираясь в траверсу 25 плашки 28 фиксируют трос 8, благодаря чему подвижный вращатель 2 с колонковой трубой 1 и аккумулятором 3 15 находится в крайнем верхнем положении. В это время двухпозиционный золотник 13, установленный в корпусе

12, связанный с грузом 29 посредством штыря 31, тросика 32 и тяги 33, 20 находится в крайнем верхнем положении, соединяя подпоршневую полость

11 стойки 6 с центральной камерой 10 посредством канала 9, а надпоршневую полость l6 посредством магистрали 15, 25 канала 17 и фильтра 18 — с окружающей средой. Возвратный поршень 14, размещенный в корпусе 12, зафиксирован в крайнем нижнем положении при помощи стопора 23, установленного в дб корпусе 22.

После постановки устройства на дно водоема грузовой канат 30 прослабляется, и груз 29 перемещается в крайнее нижнее положение. При этом плашки 28 расфиксируют трос 8, а двухпозиционншй золотник 13 под действием пружины перемещается в нижнее положение, связывая надпоршневую полость 16 через магистраль 15 и

40 канал 19 с ре гулируемым напорным золотником 20 и. дросселем 21, а подпоршневую полость 11 через каналы 19, 17 и фильтр 18 — с окружающей средой.

Подвижный вращатель 2 с аккумулятором 3 и колонковой трубой 1 перемещается вниз, причем трос 8 двигается по направляющим роликам 26 и 22. При этом поршень 7, связанный тросом 8 с подвижным вращателем 2, перемещает- 50 ся вверх, вытесняя жидкость из надпоршневой полости 16 через магистраль 15, двухпоэиционный золотник 13, канал 19, напорный золотник 20 и дроссель 21. В это же время подпоршневая полость 11 заполняется жид -. костью, поступающей в нее через фильтр 18, каналы,17 и 9 и двухпозиционный золотник 13. Таким образом, система подачи бурового инструмента выполнена с дросселем и напорным золотником на линии слива, что стабилизирует скорость подачи, особенно при бурении трещиноватык, неоднородных горных пород.

После углубки колонковой трубы 1 на всю длину кольцевой выступ 4 давит на планку 24, переводя ее в нижнее положение ° При этом стопор

23 входит в паз планки 24 и расстопаривает возвратный поршень 14, который переводит двухпозиционный золотник

i3 в первоначальное положение. При этом надпоршневая полость 16 стойки

6 связывается с окружающей средой,а подпоршневая полость через каналы 9 и центральную камеру 10 — с полостью остальных стоек 5. Давление под поршнем 7 резко падает, и поршень 7 под действием гидростатического давления в надпоршневой полости 16 перемещается вниз, извлекая из скважины колонковую трубу 1. Далее, натягивая грузовой канал 30, перемещают груз

29 до его упора в траверсу 25, фиксируя при этом плашками 28 трос 8, а затем поднимают устройство на поверхность.

В случае, если по какой-то причине углубка прекратилась раньше, чем кольцевой выступ 4 нажмет на планку

24, то тогда, давая натяжение грузовому канату 30, поднимают груз 39 до упора в траверсу 25, при этом двухпозиционный золотник 13, связанный с грузом 29 посредством штыря 31, тросика 32 и тяги 33, возвращается в первоначальное положение. В дальнейшем работа устройства аналогична описанному случаю.

Применение предложенного устройства для подводного колонкового бурения позволяет повысить эффективность ведения буровых работ sa счет повышения автономности устройства и обеспечения равномерной подачи бурового снаряда.

Формула изобретения

1. Устройство для подводного колонкового бурения, включающее связанные с грузовым канатом полые герметичные стойки, из которых по крайней мере одна снабжена гидроцилиндром с поршнем, связанным тросом, огибающим ролики с подвижным вращателем и ко1550072 лонковой трубой, траверсу, связывающую верхние части стоек, трубчатые элементы, соединяющие полости опорных стоек с центральной камерой, в полости одного иэ трубчатых элементов., связанной с подпоршневой полостью гидроцилиндра, установлен механизм управления с переключателем и регулятор подачи подвижного вращателя, о т- 10 ! л и ч а ю щ е е с я тем, что, с ( целью повышения надежности и производительности работы путем обеспечения экстренного подъема колонковой трубы и стабилизации скорости подачи при бурении трещиноватых неоднородных горных пород, оно снабжено механизмом фиксации троса, который выполнен в виде связанного с грузовым канатом и установленного в траверсе gp с возможностью перемещения относительно нее корпуса с зажимными элементами, а механизм управления и регулятор подачи выполнены соответственно в виде двухпозиционного зо- 25 лотника и регулируемого напорного золотника с дросселем, при этом надпоршневая полость гидроцилиндра имеет возможность периодического сообщения посредством дополнительной магистрали и двухпозиционного золотника с окружающей средой и регулируемым напорным золотником, причем корпус механизма фиксации троса кинематически связан с двухпоэиционным золотником для переключения последнего, а переключатель механизма управления выполнен в виде установленного в корпусе двухпозиционного золотника подпружиненного возвратного поршня и размещенных между корпусом и центральной камерой подпружиненных приКНМНоН планки и фиксатора, при этом последний установлен с воэможностью взаимодействия с планкой и возвратным поршнем.

2, Устройство но п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что эажимные элементы механизма фиксации выполнены н виде связанных с траверсой пла- шек конической формы, а корпус механизма фиксации имеет коническое отверстие для размещения в последнем плашек °

1550072

Ш /У Ж 11

Фы,3

Составитель М. Неснова

Техред Л.Сердюкова Корректор С 111екмар

Редактор M. Келемеш

Заказ 252 Тираж 483 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101