Пробоотборник для отбора донных проб в рыхлых отклонениях

Номер патента: 1730424

Авторы: Блинов, Каракозов, Преображенский, Сахно

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) (11) 24 А 1 51)5 Е 21 В 25/18 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ПОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Донецкий политехнический институт (72) В,И. Сахно, В,И. Блинов, С,Ю, Преображенский и А,А, Каракозов(56) Шелковников И.Г и Лукошков А.В. Технические средства подводного разведочного бурения и опробования. Л., 1979, с.142 - 143.Там же, с,139, рис.72,г.(54) ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ОТБОРА ДОННЫХ ПРОБ В РЫХЛЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ (57) Изобретение относится к технике бурения морских скважин и отбора проб в рыхлых отложениях, повышает качество опробования за счет обеспечения возможности регулирования поступления керна в колонковую трубу, а также обеспечивает работоспособность пробоотборника в глубоководных зонах. Пробоотборник включает направляющую опору 4 с установленной в ней колонковой трубой(КТ) 3, к которой прикреплены вибропогружатель 1 и насос 2 обратной промывки с всасывающим и нагнетательным каналами. Внутри КТ 3 размещена с кольцевым зазором втулка 6 с осевым каналом 7, кольцевым уплотнением 5, фильтрующим злементом 9 и стопорным механизмом 8, На втулке. 6 могут быть закреплены магниты 11, а на опоре 4 - магниты 12, В другом варианте магниты 11 устанавливают подвижно в осевом направ1730424 35 40 45 лении с возможностью перекрытия дополнительного осевого канала 13, В этом случае канал 7 сообщают гибким трубопроводом 14 с всасывающим каналом насоса 2. КТ 3 и втулку 6 выполняют из немагнитного материала, При погружении КТ 3 в грунт насос 2 создает фильтрационный поток через керн 10, фильтрующий элемент 9 и канал 7 втулки 6. При этом силовое воздействие керна 10 уравновешивается весом втулки 6, которая Изобретение относится к технике бурения морских скважин и отбора донных проб в рыхлых отложениях. Известен пробоотборник конструкции Росфельдера, включающий направляющую опору с установленной на ней с кольцевым зазором колонковой трубой, к которой прикреплены вибропогружатель и поплавок.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является пробоотборник ПУВБ, включающий направляющую опору с установленной на ней с кольцевым зазором колонковой трубой, к которой прикреплен вибропогружатель с насосом обратной промывки, имеющим всасывающий и нагнетательный каналы,Недостатком известного пробоотборника является низкое качество опробования из-за взвешивания и гидротранспорта керна рыхлых пород (песков). Выход керна в песках из-за гидротранспорта превышает величину углубки на 30 - 70 о , Допустимый градиент напора промывочной жидкости в керне, при котором не возникает гидро- транспортировки керна, находится в пределах 0,3-0,5, Поддержание постоянного предельно допустимого градиента представляет сложную задачу из-за изменения длины и фильтрационных свойств керна в процессе углубки,Цель изобретения - повышение качества опробования за счет регулирования поступления керна в колонковую трубу, предотвращения взвешивания и гидротранспорта керна рыхлых отложений,Поставленная цель достигается тем, что пробоотборник, включающий направляющую опору с установленной на ней с кольцевым зазором колонковой трубой, к которой прикреплен вибропогружатель с насосом обратной промывки, имеющим всасывающий и нагнетательный каналы, снабжен втулкой с осевым каналом, кольцевым уплотнением по внешнему диаметру, сто 5 10 15 20 25 30 удерживает керн 10 на уровне дна, регулируя тем самым поступление в КТ 3. При работе на больших глубинах моря тормозящее действие на керн 10 со стороны втулки 6 усиливают установкой магнитов 11 и 12, В этом случае максимальная сила со стороны втулки 6 на керн 10 может достигать суммарного веса (в жидкости) самой втулки 6 и опоры 4. 2 з.п,ф-лы, 4 ил,порным механизмом и фильтрующим элементом, размещены в нижнем торце втулки, причем последняя установлена в колонковой трубе с возможностью перемещения вверх и фиксирования стопорным механизмом при перемещении вниз по колонковой трубе.Пробоотборник снабжен магнитами, концентрично закрепленными на втулке и вокруг направляющей опоры, причем колонковая труба и втулка выполнены из немагнитного материала, а магниты на втулке и направляющей опоре установлены с возможностью взаимодействия разноименными полюсами,Кроме того, пробоотборник снабжен гибким трубопроводом, сообщающим осевой канал втулки с всасывающим каналом насоса обратной промывки, причем во втулке выполнен дополнительный осевой канал с радиальным отверстием, сообщающим его с внешней цилиндрической поверхностью втулки, при этом магниты втулки установлены с возможностью ограниченного перемещения вдоль оси втулки и перекрытия ее радиального канала,На фиг,1 изображен пробоотборник, общий вид; на фиг,2 - то же, с магнитной втулкой; на фиг,З - то же, с гидравлической подушкой; на фиг,4 - разрез А-А на фиг.З. Пробоотборник включает направляющую опору 4 с установленной в ней с кольцевым зазором колонковой трубой 3, к которой прикреплен вибропогружатель 1 с насосом 2 обратной промывки, имеющим всасывающий и нагнетательный каналы. Колонковая труба 3 снабжена втулкой 6 с осевым каналом 7, кольцевым уплотнением 5 по внешнему диаметру, стопорным механизмом 8 и фильтрующим элементом 9, размещенным в нижнем торце втулки 6, причем последняя установлена в колонковой трубе 3 с возможностью перемещения вверх и фиксирования стопорным механизмом 8 при перемещении вниз по колонковой трубе45 3, а фильтрующий элемент 9 контактирует с керном 10,На втулке 6 и вокруг направляющей опоры концентрично закреплены магниты 11 и 12, причем колонковая труба 3 и втулка 6 выполнены из немагнитного материала, а магниты на втулке 11 и направляющей опоре 12 установлены с возможностью взаимо-. действия между собой разноименными полюсами.Пробоотборник снабжен гибким трубоп роводом 14, сообщающим осевой канал 7 втулки 6 с всасывающим каналом насоса обратной промывки, причем на втулке 6 выполнен дополнительный осевой канал 13 с радиальным отверстием, сообщающим его с внешней цилиндрической поверхностью втулки 6, при этом магнит 11 установлен с возможностью ограниченного перемещения вдоль втулки 6 и перекрытия ее радиального канала.Пробоотборник работает следующим образом,Пробоотборник опускают на дно, стабилизируют в вертикальном положении с помощью опоры 4, включают вибропогружатель 1 и насос 2 обратной промывки. Колонковая труба 3 погружается в донные отложения под действием вибропогружателя 1, насос 2 обратной промывки создает фильтрующий поток через колонку керна 10, фильтрующий элемент 9, осевой канал 7 втулки 6 с уплотнением 5 и всасывающий канал 2 обратной промывки.Силовое воздействие керна 10, возникающее вследствие фильтрационного потока, уравновешивается весом втулки 6, которая, создавая препятствие промывке, удерживает керн 10 на исходном уровне дна, регулируя его поступление в колонковую трубу 3. Величина силового воздействия керна 10 при постоянной производительности насоса 2 зависит от гидростатического давления. При значительных глубинах моря для компенсации силового воздействия керна 10 втулку 6 и направляющую опору 4 снабжают магнитами 11 и 12, взаимодействующими между собой разноименными полюсами, что позволяет присоединить силовое воздействие веса опоры 4 к весу втулки 6 для удержания последней с фильтрующим элементом 9 на уровне грунта и предотвращения опережающего поступления керна 10 в колонковую трубу 3.При больших глубинах и недостаточном совокупном весе опоры 4 и втулки 6 уравновешивающее усилие дополнительно создается гидравлической подушкой жидкости, находящейся в колонковой трубе 3 между 50 55 60 5 10 15 20 25 30 35 40 насосом 2 обратной промывки и уплотненной втулкой 6. По мере углубки колонковой трубы 3 жидкость из гидравлической подушки перепускается через дополнительный осевой канал 13, радиальное отверстие и осевой канал 7 втулки 6 посредством гидравлического зазора, образованного втулкой 6 и концентричным магнитом 11, и откачивается насосом 2 обратной промывки через гибкий трубопровод 14 совместно с промывочной жидкостью. В процессе бурения поддерживается динамическое равновесие между скоростью углубки, интенсивностью обратной промывки и скоростью откачки жидкости из гидравлической подушки.В начале рейса при большой скорости углубки и малой длине колонки керна 10 насосом 2 обратной промывки жидкость откачивается преимущественно из гидравлической подушки, а интенсивность обратном промывки мала. В середине рейса потоки промывочной жидкости и жидкости из гидравлической подушки соизмеримы. К концу рейса при скорости углубки, приближающейся к минимальной, насос 2, в основном, перекачивает промывочную жидкость. Процесс перераспределения потоком сопровождается уменьшением производительности насоса 2 по мере углубки за счет повышения гидравлического сопротивления потоку в керне 10. Такой режим работы насоса 2 позволяет ограничить изменение градиента напора в процессе углубки и приблизить его к оптимальному.Автоматическое поддержание динамического равновесия достигается за счет начального перекрытия радиального отверстия между дополнительным осевым каналом 13 и осевым каналом 7 концентричным магнитом 11, которое определяется опытным путем.После окончания углубки пробоотборник извлекают на поверхность, при этом втулка 6 фиксируется стопорным механизмом 8 в конечном положении в колонковой трубе 3, разгружая керн 10 и кернорватель (не показан), Удержание втулки 6 в верхнем конечном положении повышает сохранность керна 10 и надежность работы пробоотборника, После извлечения пробоотборника на палубу судна извлекают керн 10 и переводят втулку 6 в исходное нижнее положение для следующего цикла пробоотбора. Формула изобретения 1,Пробоотборник для отбора донных проб в рыхлых отложениях, включающий направляющую опору, установленную в ней скольцевым зазором колонковую трубу, к которой прикреплен вибропогружатель с насосом обратной промывки, имеющим всасывающий и нагнетательный каналы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества опробования за счет обеспечения возможности регулирования поступления керна в колонковую трубу, он снабжен втулкой с осевым каналом, кольцевым уплотнением по внешнему диаметру, стопорным механизмом и фильтрующим элементом, размещенным в нижнем торце втулки, причем последняя установлена в колонковой трубе с возможностью перемещения вверх и фиксирования стопорным механизмом при перемещении вниз по колонковой трубе.2.Пробоотборник по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения работоспособности в глубоководных зонах,он снабжен магнитами, концентрично закрепленными на втулке и вокруг направляющей опоры, причем колонковая труба и втулка выполнены из немагнитного матери ала, а магниты на втулке и направляющейопоре установлены с возможностью взаимодействия между собой разноименными полюсами.З.Пробоотборник по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен трубопроводом, сообщающим осевой канал втулки с всасывающим каналом насоса обратной промывки, причем во втулке выполнен дополнительный осевой канал с радиальным 15 отверстием, сообщающим его с внешней цилиндрической поверхностью втулки, при этом магниты втулки установлены с возможностью ограниченного перемещения вдоль оси втулки и перекрытия ее радиального 20 канала.1730424 иг,2 50 рректо саулен гар Прои каз 1502 ВНИИП оставитель В.Сахно ехред М.Моргентал Тираж Подписноеударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 енно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,ул.Гагарина, 101

Смотреть

Заявка

4738545, 19.09.1989

ДОНЕЦКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

САХНО ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ, БЛИНОВ ВИКТОР ИГОРЕВИЧ, ПРЕОБРАЖЕНСКИЙ СЕРГЕЙ ЮРЬЕВИЧ, КАРАКОЗОВ АРТУР АРКАДЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: E21B 25/18

Метки: донных, отбора, отклонениях, проб, пробоотборник, рыхлых

Опубликовано: 30.04.1992

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-1730424-probootbornik-dlya-otbora-donnykh-prob-v-rykhlykh-otkloneniyakh.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Пробоотборник для отбора донных проб в рыхлых отклонениях</a>

Похожие патенты