Подводная установка для отбора керна

Оп ИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сотов СоветскмхСоцналнстняескнхРеспублик(22) Заявлено 03. 10.80(21) 2988378/22-0с прнсоелнненнем заявки Рй(54) ПОДВОДНАЯ УСТАНОВ ОТБОРА КЕРНА 1 О 1Изобретение относится к установкамдля инженерно-геологического бурения,в частности к установкам для отбора керна со дна акватории,Известна установка для подводногоотбора керна, состоящая иэ трр бчатойопорной рамы с направляющими стойками,по которым перемещается каретка, связанная тросом с судовой лебедкой, Каретка снабжена механизмом заглублениягрунтоэахватной трубки, действующимпод действием воды, поступающей поднапором по шлангу с судна 1 ,Недостаток данной установки состоитв зависимости механизма эаглубления. от судна, с которого подается водянойшланг.Наиболее близким техническим решением к изобретению является подводнаяустановка для отбора керна, содержащаяустанавливаемое на дно основание, направляюшую раму, установленную на нейс воэможностью перемещения каретку,снабженную грунтоэахватной трубкой с 2жестко закрепленными к ней замкнутымигибкими тягами, кинематически связанными с приводами 21.В этой установке заглубление и извлечение грунтозахватной трубки осуществляется совместным действием заглубителя, расположенного на каретке, ипривода механизма перемещения каретки.Однако подача энергии для работы механизмов производится по кабелю с судна,что вызывает необходимость постоянногонахождения судна над установкой, что ограничивает применение установки принеблагоприятных для судна гидрометеорологических условиях, а также создаетрасход энергии на работу установки.Бель изобретения - снижение энергозатрат при работе установки за счет использования энергии окружающей подводной среды,ОПоставленная цель достигается тем,что в подводной установке для отборакерна, содержащей устанавливаемое надно основание, направляющую раму, уста1 д 024новленную на ней с возможностью перемещения каретку, снабженную грунтозахватной трубкой с жестко закрепленными кней замкнутыми гибкими тягами, кинематически связанными с приводами, приводвыполнен в виде барабана с закрепленнымина валу по обе его стороны шестернямии гидропневмоцилиндров, причем поршневой шток каждого гидропневмоцилиндрана конце имеет зубчатую рейку цля взаимо- Мдействия с шестерней барабана, поршневая полость одного гидропневмоцилиндрагидравлически связана с окружающей средой, а остальные гидропневмоцилиндрыгидравлически связаны между собой с 15возможностью последовательного включе-,ния их в работу.На фиг. 1 изображена подводная устайновка для отбора керна, общий вид; нафиг, 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - щразрез А-А на фиг. 1," на фиг. 4 - приводкаретки, вид в плане; на фиг. 5 - то же,вид сбоку; на фиг 6 - кинематическаясхема установки.Подводная установка для отбора керна у 5состоит из основания 1, в середине которого установлена направляющая рама2, выполненная с направляющими пазами3, по которому перемешается каретка 4,снабженная грунтоносной трубой 5. Каретка жестко присоединяется к замкнутЫмветвям гибких тяг 6, огибающих закрепленные на направляющей раме нижние иверхние блоки 7.Каретка и грунтоносная труба имеют35в диаметральной плоскости выступы 8,скользящие по пазам 3,Привод каждой ветви гибких тяг выполнен в виде барабана 9, закрепленнос .го на валу 10 вместе с шестернями 11- ао14, которые закреплены по разным сторонам барабана 9.В плоскости каждой шестерни расположены силовые гидропневмоцилиндры15-18 соответственно, причем поршневые штоки 19 всех силовых гидропнева 5моцилиндров на концах имеют зубчатыерейки 20-23. Поршневые полости 24всех гицропневмоцилиндров заполняютсяводой под гидростатическим давлением,а штоковые полости 25 заполнены воздухом, который при сжатии аккумулируется в камерах сжатия 26,Йщропневмоцилиндр 15 соединяетсячерез патрубок 27 и придонный обратныйклапан 28 с окружающей водяной средой. Остальные гидропневмоцилиндры связаны между собой гидравлическим трубопроводом 29 с возможностью последова 96 4тельного включения их в работу последействия первого пускового гндропневмоцилиндра 15 в следующей очередностигидропневмоцилиндров 16-18.Все гидропневмоцилиндры имеют венФили 30 для выброса жидкости из поршневой полости, Через придонный обратный клапан 28.жидкость под гидростатическим давлением поступает одновременно в гидропневмоцилиндры обоих приводов.Придонный обратный клапан 28 управляется рычагом с подвешенным к немуна тросе 31 контргрузом 32,Под собственным весом контргруза32, связанный с ним рычаг поддерживает обратный клапан в закрытом положении и препятствует попаданию воды вгидропневмоцилиндр 15,Спуск и подъем каретки с грунтозахватной трубой осуществляется прямым иобратным вращением барабана 9 привода, что достигается тем, что зубчатыерейки 20 и 21 первых двух гидропневмоцилиндров и зубчатые рейки 22 и 23двух других гидропневмоцилиндров входятв зацепление с шестернями 11-14 с разных сторон. Например, для левого по отношению к раме 2 привода (фиг. 2,5 и6) рейки 20 и 21 входят в зацеплениес шестерней снизу, а рейки 22 и 23 -сверху.Кверху направляющей рамы установкизакреплен трос 33 для спуска и подъема установки с обслуживающего суднана дно и обратно,Установка работает следующим образом,При подготовке подводной установкик спуску на дно зубчатые рейки обоихприводов, кроме 20, выводятся из зацепления с шестернями, Грунтозахватнаятрубка 5 находится в крайнем верхнемположении, поддерживаемая гибкими тягами 6, Подводную установку судовойлебедкой на трос 33 опускают под воду.При приближении ко дну груз первымкасается грунта, трос, связывающий егос обратным клапаном, ослабляется, врезультате чего обратный клапан открывается, и вода под гидростатическимдавлением поступает через патрубки 27в рабочие полости 24 первых гидропневмоцилиндров 15. Поршневые штоки 19 сзубчатой рейкой 20 под давлением водыперемещаются прямолинейно в сторонушестерен 11, осуществляя вращение барабанов 9. При вращении барабанов внижние ветви канатов 6, проходящих510024 через блоки 7, наматываются на барабаны и перюешают каретку с грунтозахватной трубкой вниз, внедряя ее в то время, как верхние ветви канатов, проходяших Через верхние блоки, разматы ваются с барабанов. После того, как поршневые штоки первых гидропневмоцилиндров совершают полный рабочий ход, жидкость через трубопровод 29 направляется в поршневую полость следующих 10 гидропневмоцилиндров 16 прямого дейс ь вия, продолжая вращение барабанов 9 в ту же сторону. За полные рабочие хода двух первых гидропневмоцилиндров 15 и 16 грунтозаборная трубка внедряется 15 в донный грунт на полную свою длину.При дальнейшем поступлении жидкости в гидропневмоцилиндры 17 и 18 рейки 22, а затем и рейки 23 входят с обратной стороны в зацепление с шестернями 20 13, а затем 14, что вызывает вращение барабана в обратном направлении, а следовательно, перемещение каретки с грунтозахватной трубкой вверх и извлечение ее из грунта, Во время перемещения порщ ней в штоковых полостях 25 гидропневмо цилиндров происходит сжатие воздуха до обьема, ограниченного камерой сжатия 26. В случае чрезмерного сопротивления грунта внедрению грунтоноснойЗО трубки и превышению критической нагрузки на гибких тягах, например, при наличии валунов или скальных пород нижние ветви гибких тяг 6 во избежание поломки станка отсоединяются от каРетки. После окончания процесса заглубления и извлечения грунтозахватной трубки подводную установку поднимают наверх за трос 33, На судне снабжения, куда поднимают установку, зубчатые рейки возвращают в первоначальное исходное положение, а морскую воду иэ гидропнев .моцилиндров выливают через вентили 30. М бТехнико-економическая эффективность заключается в экономии электроэнергии , благодаря использованию гидростатического давления воды. фор.мула изобретения Подводная установка для отбора керна, содержащая устанавливаемое на днооснование, направляюшую раму, установленную на ней с возможностью перемещения каретку, снабженную грунтоэахваъной трубкой с жестко закрепленными кней замкнутыми гибккми тягами, кинематически связанными с приводами, о т л ичаюшаяс ятем, что,сцельюснижения энергозатрат за счет использованияэнергии окружающей подводной среды,привод выполнен в виде барабана с закрепленными на валу по обе его сторонышестернями и гидропневмоцилиндров,причем поршневой шток каждого гидропневмоцилиндра на конце имеет зубчатуюрейку для взаимодействия с шестернейбарабана, поршневая полость одного гидропневмоцилиндра гидравлически связанас окружающей средой, а остальные гидропневмоцилиндры гидравлически связанымежду собой с воэможностью последовательного включения их в работу,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Шелковников И, Г, и Лукошков А. В.Технические срдства подводного разведочного бурения и опробования. Л., Ленинградский университет, 1979, с. 137138.2, Шелковников И. Г. и Лукошков А. В.Техчи еские средства, подводного разведочного бурения и опробования. Л., Ленинградский университет, 1979, с. 143144 (прототип)1002496 Составитель В, РодинаТехред М.Коштура Корректо ктор Е. Лаэуренк 1483 оми и о Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектн 2 Тираж 601 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, ЖР