Установка для статического зондирования грунтов морского дна

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИЙ И ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИа аатаасааат саиаатвъстат и выполаналами,с трубоасл(71) Государственный институт по проектированию оснований и фундаментов "Фундаментпроект"(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 739179, кл. Е 02 Р 1/02, 1978,2. Авторское свидетельство СССР йф 1021710, кл. Е 02 0 1/02, 1983 (прототип).(54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ СТАТИЧЕСКОГОЗОНДИРОВАНИЯ ГРУНТОВ МОРСКОГО ДНА,включающая колонну обсадньм труб сфрезерным башмаком, размещенныйвнутри нее гидроцилиндр с поршнеми зондом, приспособление для подвода рабочей жидкости к гидроципиндру и измерительные приспособления, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы, колонна обсадных труб в верхней части снабжена герметизируащей крЫвкой,с вентьвем и манометром, а в нижней - уплотняющнм поясом, приспособление для подвода рабочей йщ- кости к гидроцаиндру выполненов виде полой штанги с балластом и двух противоположных камер, соединенных мевду собой втулкой с проходящю через нее штоком с порвкяминенной с верхними и иввним к соединенными соответственнопроводами камер для подачи воды иИзобретение относится к испытаниям грунтов и предназначено длястатического зондирования грунтовпреимущественно морского дна.Известно устройство для статического зондирования грунтов морскогодна, включающее наконечник зонда,соединенный с трубчатыми штангами,домкрат и обсадную колонну, причемштанги снабжены установленными по 1 Оих концам заглушками и заполненыизнутри балластом 13,К недостаткам этого устройстваотносится низкая производительностьзондирования из-за дпительности цнкла 15спуско-подъемных операций, включающего в себя соединение значительногоколичества специально изготовленныхштанг с заглушками, сложностьвводаэлектрокабеля от зонда к устью сква Ожины.Наиболее близкой к предлагаемойявляется установка для статическогозондирования грунтов морского дна,включающая колонну обсадных труб с 25фрезерным башмаком, резмещенныйвнутри нее гидроципиндр с поршнемк зондом, приспособление для подвода рабочей жидкости к гидроцилиндруи измерительные приспособления 2 ,Недостатком этой установки является ненадежная работа разделенныхплашек, Фиксирующих гидроцилиндр вколонне труб при наличии шланга впоследних, а также высокая степень35вероятности загрязнения окружающеисреды из-за истечения в море масла вслучае обрыва шлангов.Цель изобретения - повышение надежности работы.4 ОУказанная цель дос тигается темчто установка для статического зондирования грунтов морского дна, вклю.чающая колонну обсадных труб с Фрезерным башмаком, размещенный внутринее гидроципиндр с поршнем и зондом,45приспособление для подвода рабочейжидкости к гидроцилиндру и измери"тельные приспособления, колонна об"садных труб в верхней части снабженагерметизирующей крышкой с вентилеми манометром, а в нижней - уплотняющим поясом, приспособление для подвода рабочей жидкости к гидроцилиндрувыполнено в виде полой штанги с бал"ластом и двух противоположных камер,соединенных между собой втулкой спроходящим через нее штоком с поршнями и выполненной с верхними и нижним каналами, соединенными соответственно с трубопроводами хамер для подачиводы и масла.На Фиг. 1 изображена предлагаемаяустановка; на Фиг. 2 и 3 - приспособление для подвода рабочей жидкости кгидроцилиндру.Установка для статического зондирования грунтов морского дна размещена на плавсредстве 1 и состоит изколонны 2 обсадных труб, которая внижней своей части посредством уплотняющего пояса 3 соединена с Фрезерным башмаком 4, а в верхней частиснабжена герметиэирующей крышкой 5.Герметизирующая крышка 5 выполненас уплотняемым отверстием для проходаголых штанг 6 и снаб.;ена манометром 7,вентилем 8 со штангом 9, водопроводной сетью плавсредства 1 (не показана).Полые штанги 6, размещенные вколонне обсадных труб 2, имеют проходящий через них балласт 10 с набором в верхней ее части грузов 1 1, Книжнему концу полой штанги 6, выступающей иэ балласта 10, неподвижноприсоединен ципиндр 12, в днищекоторого радиально расположены отверстия 13; внутри гидроцилиндра 12установленпоршень 14 с уплотнениями,зондирующей штангой 15 и наконечником 16 зонда, проходящим через отверстие плоского днища гидроцилиндра 12,К верхней части полых штанг 6присоединен вертлюг с подъемным крюком 17, полая штанга соединена напорным рукавом 18 с водокамерой 19.Водокамера 19 и маслокамера 20 соединены между собой втулкой 21 внутри которой размещен шток 22, снабженный поршнями 23, один из поршнейрасположен в маслокамере 20, а другой - в водяной камере 19. Бо втулке 21 выполнены каналы, нижний канал 24 выведен в маслокамеру 20 исоединен с маслопроводом 25 гидросистемы плавсредства (не показана),а верхние каналы 26 с одной стороныв полость водяной камеры, а с другойстороны - в измерительную емкость 27,снабженную краном 28 для заполненияизмерительной емкости водой из водопроводной сети сплавсредства. Для выпуска воздуха из системыв верхней части камеры 19 установленкран 29.3 1122Работа устройства осуществляетсяследующим образом.Через корпус плавсредства 1 опускают колонну 2 обсадных труб доупора в донный грунт. Затем с помощью гРузоподъемного устройстваплавсредСтва через вертлюги с подъемным крюком 17 опускают в колоннуобсадных труб полые штанги 6 сбалластом 10, набором грузов 11 и 10гидроцнлиндров 12 до упора в уплотняющий пояс 3, к балласту 10 по мере надобности добавляют грузы 11для получения нулевой плавучестиполых штанг и гндроцилиндра 12,исключая тем сайым влияние их массна результаты зондирования.На верхнюю частьколонны 2 обсадных труб устанавливают герметизиРующую кРышку 5, при помощи вентиля8 пропускают поток воды в колонну 2обсадных труб, при этом гидроцилиндр12, перемещаясь до соприкосновения суплотняющим поясом 30 перекрываетпоток воды между гидроцилиндром 12и колонной 2 обсадных труб, создаваятем самым давление на гидроцилиндр,которое способствует его принудительному перемещению до соприкосновенияднища гидроцнлиндра с донным грунтом.ЗСоприкосновение днища гидроцилиндра 12 с донным грунтом значительноповышает давление в колонне обсадныхтруб, которое регистрируется манометром 7, установленным на герметизирующей крышке 5, затем вентилем 1835,перекрывают поток воды в колонну 2обсадных труб, а образовавшееся вней повышенное давление сбрасываютэтим же вентилем в атмосферу, таким40образом, колонна обсадных труб заполнена водой.Из водопроводной сети плавсредства через кран 28 заполняют измерительную емкость 27,далее через кана 45лы 26 - камеру 19; полость полыхштанг 6, полость корпуса гидроцилиндра 12 и по мере заполнения во"дой .стравливают имеющийся в нихвоздух через предварительно откры 785 4тый кран 29. Достигнув необходимой степени заполнения систем водой, кран 29 закрывают.Устройство готово к зондированию, При включении гидросистемы плавсредства масло по маслопроводу 25 поступает в камеру 20 разделительного цилиндра и перемещает поршень 23 в сторону камеры 19, вытесняя вторым поршнем 23 воду из камеры 19 в гибкий напорный рукав 18 и далее в полость полых штанг 6 и гидроцилиндр 12. Создавшееся давление в гидроцилиндре 12 перемещает поршень 14 с зондирующей штангой 15 и наконечником 16 зонда, внедряя его в грунт, осуществляют зондирование, при этом реактивное усилие от гидроцилиндра 12 передается столбу воды, находящемуся в колонне 2 обсадных труб, создавая повышенное давление, которое рагистрируется манометром 7..Глубина погружения наконечника 16 зонда в грунт определяется количеством воды, вытесненной из камеры 16 в полость полых штанг 6 и гидро- цилиндра 12.Извлечение зонда нз грунта осуществляется при помощи грузолодъемных устройств плавсредства через вертлюг с подъемным крюком 17. Исследованный зондированием интервал грунта разбуривается, обсадную колонну 2 с вращением опускают до забоя скважины, очищают скважину от выбуренной породы, промывают и подготавливают к очередному процессу зонди-. рования. Далее цикл зондирования повторяется.Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность фиксации корпуса гидроцилиндра в колонне обсадных труб, что в свою очередь значительно повысит достоверность результатов исследовачия и снизит трудозатраты. Кроме того, применение предлагаемой установки позволит исключить загрязнение окружающей среды маслом.1122785 ь Л. Шронинаубинчак Коррек Составит Редактор Е. Папп е Заказ 8111/27 Тираж 643 ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и от 13035, Москва, Ж, РаушскПодписноета СССР рытийая наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г, Ужгород,ул. Проектная