Устройство для подводного бурения геолого-разведочных скважин
Владельцы патента RU 2260663:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) (RU)
Изобретение относится к области геологоразведки и добычи полезных ископаемых на дне моря, а именно к подводному бурению скважин. Техническим результатом является обеспечение самостоятельного перемещения устройства относительно дна океана по командам с пункта управления или в соответствии с заложенной программой. Для этого устройство включает заполняемую водой и соединенную с атмосферой раму-емкость, на которой установлены насос с электродвигателем, датчик уровня воды в раме-емкости, буровую штангу с долотом, гидроцилиндры механизма подачи, гидромотор вращателя, распределитель управления вращением буровой штанги, распределитель управления подачей буровой штанги, дроссель управления подачей буровой штанги, дроссель управления вращением буровой штанги, систему управления. При этом устройство снабжено вертикальными и горизонтальными соплами, расположенными на дне и боковой поверхности рамы-емкости, распределителем потока для управления открытием и закрытием сопел, датчиком положения устройства относительно морского дна. Причем сопла, соединены с рамой-емкостью через распределитель потока для управления открытием и закрытием сопел, который соединен с выходом насоса и через систему управления с датчиками уровня воды в раме-емкости и положения устройства относительно морского дна. 1 ил.
Изобретение относится к области геологоразведки и добычи полезных ископаемых на дне моря, а именно к подводному бурению скважин.
Известно устройство для вращательного подводного бурения, содержащее опорную раму, вращатель, включающий вал-барабан с канатом, навитым на бурильную трубу, привод и натяжной механизм (авт. свид. SU 1139818 А, Бюл. №6, 15.02.85).
Недостаток рассмотренного устройства заключается в том, что он не может самостоятельно перемещаться от пробуренной скважины к новому месту бурения.
Известен станок для подводного бурения геолого-разведочных скважин, включающий связанную с грузоподъемным механизмом судна обслуживания опорную раму-емкость, заполняемую водой, на которой установлены приводы вращения и подачи, буровую штангу с долотом, датчик уровня воды, насос с электродвигателем, и узлом регулирования подачи, причем входы гидромотора вращателя и гидроцилиндров подачи соединены через распределители потока с окружающей средой, а их выходы через дроссели соединены с емкостью, которая соединена с атмосферой и со входом насоса, выход которого соединен с окружающей средой (патент РФ; RU 2165000 С1; 7 Е 21 В 7/124 от 15 октября 1999 г., принятый за прототип).
Недостаток рассмотренного станка заключается в том, что он не может самостоятельно перемещаться от пробуренной скважины к новому месту бурения.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение возможности самостоятельного перемещения устройства относительно дна океана по командам с пункта управления или в соответствии с заложенной программой.
Технический результат достигается тем, что устройство для подводного бурения геолого-разведочных скважин, включающее заполняемую водой и соединенную с атмосферой раму-емкость, на которой установлены насос с электродвигателем, датчик уровня воды в раме-емкости, буровая штанга с долотом, гидроцилиндры механизма подачи, гидромотор вращателя, распределитель управления вращением буровой штанги, распределитель управления подачей, дроссель управления подачей, дроссель управления вращением, система управления, согласно изобретению оно снабжено вертикальными и горизонтальными соплами, расположенными на дне и боковой поверхности рамы-емкости, распределителем потока для управления открытием и закрытием сопел, датчиком положения устройства относительно морского дна, причем сопла соединены с рамой-емкостью через распределитель потока для управления открытием и закрытием сопел, который соединен с выходом насоса и через систему управления с датчиками уровня воды в раме-емкости и положения устройства относительно морского дна.
Устройство поясняется чертежом, на котором показана гидрокинематическая схема устройства для подводного бурения геолого-разведочных скважин.
Устройство включает: раму-емкость 1, насос 2 с электродвигателем, вертикальные сопла 3, расположенные на днище рамы-емкости, горизонтальные сопла 4, расположенные на боковой поверхности рамы-емкости, распределитель 5 потока для управления их открытием и закрытием сопел, датчик 6 (ДУ) уровня воды в раме-емкости, датчик 7 (ДП) положения устройства относительно морского дна, буровую штангу 8 с долотом, гидроцилиндры 9 механизма подачи, гидромотор 10 вращателя, распределитель 11 управления вращением буровой штанги, распределитель 12 управления подачей буровой штанги, дроссель 13 управления подачей буровой штанги, дроссель 14 управления вращением буровой штанги, систему управления 15 (СУ).
Устройство работает следующим образом. При опускании его на поверхность океана вода в раме-емкости 1 отсутствует, и устройство находится на плаву. При выключенном насосе 2 с электродвигателем распределитель 5 потока для управления открытием и закрытием сопел устанавливается в позицию (а), при этом вертикальные сопла 3, расположенные на днище рамы-емкости, открываются, и вода через насос заполняет раму-емкость. При этом устройство погружается и устанавливается в рабочее положение на морском дне. Распределитель 5 потока для управления открытием и закрытием сопел переключается в позицию (с), все сопла закрываются, рама-емкость 1 отключается от окружающей среды.
Для перемещения на новое место бурения включается насос 2 с электродвигателем, распределитель 5 потока для управления открытием и закрытием сопел ставится в позицию (а), вертикальные сопла 3 открываются и соединяются с выходом насоса 2 с электродвигателем, вода из рамы-емкости 1 откачивается до начала подъема устройства под действием архимедовой силы и силы реакции струи, выходящей из вертикальных сопел 3. При этом горизонтальные сопла 4 закрыты.
Когда устройство поднимется на заданную относительно дна высоту, датчик 7 (ДП) положения устройства относительно морского дна подает через систему управления 15 (СУ) сигнал на отключение насоса 2 с электродвигателем и переключение распределителя 5 потока управления открытием и закрытием сопел в позицию (b). Горизонтальные сопла 4 открываются, и вода поступает в раму-емкость 1, под действием гидростатического напора, определяемого глубиной погружения устройства, при этом возникает сила реакции струи, обеспечивающая перемещение устройства в направлении, определяемом их ориентацией и количеством. Одновременно происходит заполнение рамы-емкости 1 и движение устройства вниз до тех пор, пока оно не займет новое рабочее положение. При этом вертикальные сопла 3 закрыты.
Распределитель 5 потока для управления открытием и закрытием сопел ставится в позицию (с), подготавливая устройство к новому перемещению.
Устройство может автономно работать на большой глубине без подъемника, устанавливаемого на плавсредстве.
Устройство для подводного бурения геолого-разведочных скважин, включающее заполняемую водой и соединенную с атмосферой раму-емкость, на которой установлены насос с электродвигателем, датчик уровня воды в раме-емкости, буровую штангу с долотом, гидроцилиндры механизма подачи, гидромотор вращателя, распределитель управления вращением буровой штанги, распределитель управления подачей буровой штанги, дроссель управления подачей буровой штанги, дроссель управления вращением буровой штанги, систему управления, отличающееся тем, что оно снабжено вертикальными и горизонтальными соплами, расположенными на дне и боковой поверхности рамы-емкости, распределителем потока для управления открытием и закрытием сопел, датчиком положения устройства относительно морского дна, причем сопла соединены с рамой-емкостью через распределитель потока для управления открытием и закрытием сопел, который соединен с выходом насоса и через систему управления с датчиками уровня воды в раме-емкости и положения устройства относительно морского дна.
