подводный буровой станок

Формула изобретения

Подводный буровой станок, включающий связанную с грузоподъемным механизмом судна обслуживания опорную раму с установленной в ней с возможностью вращения катушкой с профильным осевым отверстием, имеющей навитые на ней витки огибающего закрепленные на раме ролики гибкого звена, один конец которого связан с грузоподъемным механизмом судна обслуживания, колонковую трубу с ведущей штангой, размещенной в профильном отверстии катушки, и поплавок, отличающийся тем, что станок снабжен установленным на судне обслуживания дополнительным грузоподъемным механизмом, связанным со вторым концом гибкого звена, и роликом подачи, установленным на верхнем конце ведущей штанги с возможностью вращения относительно последней, причем поплавок выполнен с двумя сквозными каналами, в которых размещены оба конца гибкого звена, и снабжен закрепленными на нем роликами и гибкой петлей подачи, концы которой закреплены на опорной раме, охватывающей своей внутренней стороной ролики поплавка и опорной рамы, а внешней стороной взаимодействующей с роликом подачи ведущей штанги, при этом станок снабжен установленным на судне обслуживания командоаппаратом для одновременного или поочередного включения грузоподъемных механизмов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности, в частности - к устройствам для бурения неглубоких скважин в зоне шельфа или на дне искусственных водоемов.

Известен подводный буровой станок, включающий опорную раму с установленным на ней вращателем в виде корпуса с опорными роликами и валом-барабаном, аккумуляторный привод вала-барабана, бурильную трубу, канат и натяжной механизм смещения, выполненный в виде двух валов (см. авторское свидетельство СССР №1317085, кл. Е 21 В 7/12, 1986 г.).

К недостатку аналога относятся недостаточный по величине запас энергии привода и сложный канатный привод бурильной трубы.

Известен также подводный буровой станок, включающий связанную с грузоподъемным механизмом на судне обслуживания опорную раму, колонковую трубу с ведущей штангой, привод вращения колонковой трубы в виде катушки с навитыми на ней витками гибкого элемента (каната), один конец которого связан с поплавком, а другой - с грузоподъемным механизмом судна обслуживания, при этом катушка имеет профильное осевое отверстие для размещения в нем ведущей штанги (см. авторское свидетельство СССР №1701884, кл. Е 21 В 7/12, 1990 г.).

Указанный буровой станок является наиболее близким к предложенному по технической сущности и принимается в качестве прототипа.

К недостатку прототипа следует отнести низкую скорость бурения, так как осевое усилие на коронку создается только весом колонковой трубы с ведущей штангой, а принудительная подача бурового отава отсутствует.

Техническим результатом изобретения является увеличение скорости бурения.

Технический результат достигается тем, что предложенный буровой станок, включающий связанную с грузоподъемным механизмом судна обслуживания опорную раму с установленной в ней с возможностью вращения катушкой с профильным осевым отверстием, имеющие навитые на ней витки огибающего закрепленные на раме ролики гибкого звена, один конец которого связан с грузоподъемным механизмом на судне обслуживания, колонковую трубу с ведущей штангой, размещенной в профильном отверстии катушки, и поплавок, согласно изобретению станок снабжен установленным на судне обслуживания дополнительным грузовым механизмом, связанным со вторым концом гибкого звена, и роликом подачи, установленным на верхнем конце ведущей штанги с возможностью вращения относительно последней, причем поплавок выполнен с двумя сквозными каналами для обоих концов гибкого звена, и снабжен закрепленными на нем роликами и гибкой петлей подачи, концы которой закреплены на опорной раме, охватывающей своей внутренней стороной ролики поплавка и опорной рамы, а внешней стороной взаимодействующей с роликом подачи ведущей штанги, при этом станок снабжен установленным на судне обслуживания командоаппаратом для одновременного или поочередного включения грузоподъемных механизмов.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид предложенного бурового станка.

Подводный буровой станок включает опорную раму 1, в которой с возможностью вращения установлена катушка 2 с профильным осевым отверстием для ведущей штанги 3, связанной с колонковой трубой 4, имеющей буровую коронку 5.

На судне обслуживания 6 установлены лебедки 7 и 8 и имеется командоаппарат 9 для синхронного переключения привода этих лебедок.

На опорной раме закреплены ролики 10, 11, 12, 13, 14 и 15. Над рамой размещен поплавок 16 с двумя вертикальными отверстиями 17 и закрепленными на нем роликами 18 и 19.

Канат 20 вращения бурового става навит витками трения на катушке 2, одним концом огибает ролики 10 и 12, проходит через отверстие 17 в поплавке 16 и навит на барабане лебедки 8. Другой конец каната огибает ролики 13 и 15, проходит через отверстие 17 в поплавке и навит на барабане лебедки 7.

В верхней части ведущей штанги через упорный подшипник (не обозначен) установлен ролик 21 подачи. Канат 22 для создания осевого усилия своими концами закреплен на раме с образованием петли подачи, которая своей внутренней стороной охватывает ролики 11, 14, 18 и 19, а внешней стороной - ролик 21 подачи.

Общая масса опорной рамы, катушки и ведущей штанги с колонковой трубой превышает выталкивающее усилие на поплавке, а длина ведущей штанги 3 в несколько раз превышает высоту катушки 2, в которой штанга установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения.

Подводный буровой станок работает следующим образом.

На судне обслуживания одновременно включают лебедки 7 и 8 и на тормозах опускают станок на дно водоема, при этом поплавок 16 находится в своем верхнем положении, а ведущая штанга 3 с колонковой трубой 4 - в нижнем положении.

Первой достигает дна колонковая труба с ведущей штангой и при дальнейшем спуске станка буровой став перемещается вверх относительно опорной рамы, перемещая поплавок вниз. На ролике 21 подачи возникает усилие осевой подачи.

После установки станка на дно водоема, о чем свидетельствует появление слабины в канате 20, тормоза лебедок выключают и посредством командоаппарата 9 включают одну из лебедок (7 или 8) на подъем. Один из концов каната 20 начинает перемещение вверх и приводит во вращение катушку 2, а следовательно, и буровой став, второй конец каната сматывается со второй лебедки.

Процесс бурения продолжают с вращением бурового става в обратном направлении после выборки запаса каната на лебедке, включенной на спуск, и переключения лебедок командоаппаратом на вращение лебедок в обратном направлении.

После погружения в донный грунт колонковой трубы на всю ее высоту и заполнения ее керном начинают подъем станка, при этом в колонковой трубе срабатывает кернорватель известных конструкций на отрыв керна и удержание его в колонковой трубе.

Изобретение позволяет использовать подъемную силу поплавка для создания в буровом ставе направленного вниз осевого усилия, что позволяет увеличить скорость бурения и проходить скальные породы до 10-12 категории по буримости.