Станок для подводного бурения скважин
Владельцы патента RU 2260664:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) (RU)
Изобретение относится к области добычи полезных ископаемых на дне моря, а именно к подводному бурению скважин. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей станка, обеспечение автономности работы и возможность его применения на больших глубинах. Для этого станок включает заполняемую водой 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 рабочими операциями. При этом станок снабжен обратным, редукционным и переключающим клапанами, а рама-емкость выполнена в виде двух полостей, одна из которых заполнена водой и воздухом, а другая - воздухом. Причем воздушные пространства полостей соединены между собой через обратный клапан и последовательно установленные переключающий и редукционный клапаны. 1 ил.
Изобретение относится к области геологоразведки и добычи полезных ископаемых на дне морей и океанов.
Известно устройство для подводного бурения геологоразведочных скважин, включающее буровую штангу с долотом, опорную раму, снабженную откидными опорами, выполненную в виде емкости, заполняемой водой, и источник подачи сжатого воздуха, емкость, заполняемая водой, выполнена из двух жестко между собой соединенных полых цилиндров, симметричных относительно продольной оси устройства. Каждый полый цилиндр разделен перемычками на верхний, средний и нижний отсеки, верхний отсек выполнен герметичным и заполнен воздухом, в среднем и нижнем отсеках в боковых стенках цилиндров выполнены сквозные отверстия, откидные опоры снабжены в нижней части балластировочными грузами. Средние и нижние отсеки сообщены с источником подачи сжатого воздуха (патент РФ; RU 2230874 С1; 20.06.2004).
К недостаткам указанного устройства для подводного бурения геологоразведочных скважин относится необходимость привязки устройств, обеспечивающих его работу, к базовому плавсредству.
Известен станок для подводного бурения геологоразведочных 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 15.10.1999, принятый за прототип).
Недостаток указанного подводного бурового станка заключается в сложности обеспечения атмосферного давления над поверхностью жидкости в раме-емкости, для чего емкость соединяется с атмосферой через гибкий трубопровод. Это ограничивает глубину погружения станка и привязывает его к надводному плавсредству.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей применения станка, обеспечение автономности работы и возможность его применения на больших глубинах.
Технический результат достигается тем, что станок для подводного бурения скважин, включающий заполняемую водой 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 буровой штанги, дроссель управления подачей буровой штанги, дроссель управления вращением буровой штанги, система управления рабочими операциями, что согласно изобретению снабжен обратным, редукционным и переключающим клапанами, а рама-емкость выполнена в виде двух полостей, одна из которых заполнена водой и воздухом, а другая - воздухом, причем воздушные пространства полостей соединены между собой через обратный клапан и последовательно установленные переключающий и редукционный клапаны.
Устройство поясняется чертежом, где показаны общий вид и гидрокинематическая схема станка.
Станок включает опорную раму-емкость 1, состоящую из водной полости 2, заполняемой водой и воздухом, и воздушной полости 3, заполняемой воздухом, обратный клапан 4, редукционный клапан 5, переключающий клапан 6, систему управления 7 (СУ), буровую штангу с долотом 8, гидроцилиндры 9 механизма подачи, насос 10 с электродвигателем 11, гидромотор 12, распределитель 13 управления вращением буровой штанги, распределитель 14 управления гидроцилиндрами подачи, датчик 15 уровня воды в полости, заполняемой водой, дроссель 16 управления подачей буровой штанги, дроссель 17 управления вращением буровой штанги.
Станок работает следующим образом. Перед опусканием на морское дно воздушная полость 3 заполняется воздухом до определяемого расчетом давления при закрытом переключающем клапане 6. Затем водная полость 2 заполняется водой до уровня, необходимого для погружения станка и создания усилия подачи на буровой штанге 8. Станок погружается и устанавливается на морском дне в рабочее положение. При этом воздух из водной полости 2 переходит через обратный клапан 4 в воздушную полость 3.
При выполнении рабочих операций вращения и подачи буровой штанги вода через гидромотор 12, распределитель 13 управления вращением буровой штанги, распределитель 14 управления гидроцилиндрами подачи, дроссель 16 управления подачей буровой штанги, дроссель 17 управления вращением буровой штанги заполняет водную полость 2 до верхнего уровня, определяемого датчиком 15 уровня воды в полости, заполняемой водой и воздухом. При этом переключающий клапан 6 открывается, а насос 10 включается. Уровень воды в водной полости 2 понижается, воздушное пространство над водой увеличивается и заполняется воздухом, поступающим из воздушной полости 3 через редукционный клапан 5, который настроен на заданное давление. По достижении водой нижнего уровня насос 10 отключается, уровень воды повышается и воздух через обратный клапан 4 поступает в воздушную полость 3, когда давление в ней станет меньше давления над поверхностью воды в водной полости 2.
Станок может работать на большой глубине, с любым подъемным устройством, установленным на плавсредстве, или автономно.
Станок для подводного бурения скважин, включающий заполняемую водой 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 рабочими операциями, отличающийся тем, что он снабжен обратным, редукционным и переключающим клапанами, а рама-емкость выполнена в виде двух полостей, одна из которых заполнена водой и воздухом, а другая воздухом, причем воздушные пространства полостей соединены между собой через обратный клапан и последовательно установленные переключающий и редукционный клапаны.
