Пробоотборник морской “гутизар”

1 149823 0 П И С А Н.И"Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл.2Е 21 В 2500 по делам изобретений (43) Опубликовано 28.02,79, Бюллетень Ме 8(45) Дата опубликования описания 28.02,79(54) ПРОБООТБОРНИК МОРСКОЙ ГУТИЗАР Государственный комитет(23) Приоритет Изобретение относится к подводному бурению скважин на больших глубинах в рыхлых отложениях дна океана или моря.Известны пробоотборники, содержащие керноприемни к и, которые внедряются в 5 грунт дна за счет вращательного движения 1. Основным недостатком этих установок является то, что для их работы необходима электроэнергия.Известен также пробоотборник, включа ющий колонковую трубу с цилиндром и пироклапаном, опорную раму и ресивср 121.Недостатками его являются необходимость взрыва взрывчатого вещества непо средственно в морской воде и наличие значительного гидродинамического сопротивления, создаваемого опорной плитой во время движения пробоотборника.Целью настоящего изобретения является 20 повышение эффективности отбора проб грунта за счет компенсации реактивной силы, действующей на гидроцилиндр колонковой трубы в момент ее внедрения в грунт. 25Указанная цель достигается тем, что пробоотборник снабжен упорами-стабилизаторами и поворотным механизмом стабилизаторов с гидроцилиндрами, которые связаны с полостьо гидроцилиндра колонковой тру бы и через автоматический впускной клапан с окружающей средой, а поворотный механизм стабилизаторов выполнен в виде шестеренчатой передачи с зубчатыми рейками, связанными с гидроцилиндрами.На фиг. 1, 2 и 3 показан пробоотборник (общие виды в трех проекциях); на фиг. 4, 5 и 6 - то же, в момент внедрения колонковой трубы а в грунт дна; на фиг. 7, 8 и 9 показан поворотный механизм с упорами- стабилизаторами, соответственно, перед внедрением в грунт дна колонковой трубы в момент внедрения и после внедрения; на фиг. 10, 11 и 12 показана принципиальная схема гидросистемы пробоотборника; на фиг. 13 показан пробоотборник, разрез А - А на фиг, 2 без механизма поворота и упоров стабилизаторов; на фиг. 14 показан разрез пироклапана; на фиг. 15 и 16 показан разрез автоматического впускного клапана.Пробоотборник морской содержит гидро- цилиндр 1, который по вертикальной оси пронизывается через уплотнительные манжеты 2 колонковой трубой 3 (см. фиг.13); последняя крепится в поршню 4 гидро- цилиндра 1. На нижнем конце колонковой трубы 3 крепится коронка 5 с поворотным клапаном 6. Диаметр коронки 5 выполнен больше диаметра колонковой трубы 3. Наверхней части колонковой трубы 3 имеется резьба. Нижняя часть гидроцилиндра 1 через трубу 7 и обратный клапан 8, блокировочную трубу 9, через пробковый кран 10 сообщается с ресивером 11. Гидроцилиндр 1 вместе с ресивером 11 крепятся к опорной раме 12.К верхней крышке 13 гидроцилиндра 1крепится пироклапан 14, состоящий из гнезда 15 для часового механизма и электроисточника (часовой механизм может заменяться датчиком), а также отстойника 16 для улавливания осколков запорного стекла 17 и электродетонатора 18. Запорное стекло 17 вставляется в корпус 19 цилиндрической формы, Сечение его берется из расчета, чтобы в заданный момент времени пропустить достаточное количество морской воды, обеспечивающее внедрение колонковой трубы 3 в грунт дна океана (моря).Кроме этого, к гидроцилиндру 1 с наружной стороны крепятся два упора-стабилизатора 20 (пластины) и шестеренчатый поворотный механизм с гидроцилиндрами.Упоры-стабилизаторы 20 несимметрично крепятся к осям ведомых конических шестеренок 21.Ведомые конические шестеренки 21 находятся в постоянном зацеплении с ведущей конической шестеренкой 22, в свою очередь, коническая шестеренка 22 жестко соединяется с цилиндрической шестеренкой 23, находящейся в постоянном зацеплении с рейкои 24 гидроцилиндра 25, а с противоположной стороны периодически входит в зацепление с рейкой 26 гидроцилиндра 27.Для смягчения удара поршня 4 гидроцилиндра 1 имеется демпфирующая пружина 28.В гидроцилиндрах 25 и 27 расположены поршни 29 и 30, а поршень 30, перекрывая полость гидроцилиндра, образует камеру сжатия 31.Для впуска под давлением морской воды в гидроцилиндр 25 поворотного механизма служит автоматический клапан 32, состоящий из запорного поршня 33, цилиндрика 34 с водопроводящими отверстиями, пружины 35, стального тросика 36 и штуцера 37, а также вмонтированного в его корпус обратного клапана 38 (одного или нескольких, в зависимости от величины пробоотборника). Калиброванное отверстие 39 выбирается с расчетом, чтобы внутри гидро- цилиндра 25 не допустить гидравлического удара и в то же время обеспечить плавныйо поворот упоров-стабилизаторов 20 на 90 до упоров 40, закрепленных на кронштейне 41.Непременным условием работы морского пробоотборника является последовательное соединение полости гидроцилиндра 26 с подпоршневым пространством гидроцилиндра 1, а нижняя часть полости гидроци 5 10 15 20 25 30 3540 45 5 о 55 60 65 линдра 1 последовательно соединяется с надпоршневым пространством гидроцилиндра 27, т. е. полости гидроцилиндров 25, 1 и 27 между собой соединены последовательно (см. фиг. 10, 11 и 12), для чего служат соединительный патрубок 42, соединительная труба 43 с обратным клапаном 44 и пробковыми кранами 45 и 46.Пробоотборник морской ГУТИЗАР работает следующим образом.Поршень 4 с колонковой трубой 3 в гидроцилиндре 1 устанавливаются в верхней мертвой точке. В таком положении поддерживается сжатым воздухом, находящемся в подпоршневом пространстве гидроцилиндра 1 и ресивере 11. Ввинчивается заряженный пироклапан 14 в гидроцилиндр 1. Поршни гидроцилиндров 25 и 27, устанавливаются в верхней мертвой точке; при таком их расположении упоры-стабилизаторы 20 будут находиться в вертикальном положении (см. фиг. 1, 2, 9 и 10). Закрывают пробковые крапы 10, 45 и 46. В таком виде пробоотборник на канате с плавучего средства опускают на дно океана (моря). При посадке на дно опорной рамой 12, ослабевают натяжение подъемного каната и тросика 36. Под гидростатическим давлением морской воды открывается запорный поршень 33, проходит через водопроводящие отверстия цилиндрика 34, калиброванное отверстие 39 в надпоршневое пространство гидроцилипдра 25 (см. фиг. 8). Поршень 29 под давлением морской воды движется вниз по гпдроцилиндру 25, а воздух из-под поршня 29 и по патрубку 42 попадает в гидроцилиндр 1 (см. фиг, 11). Рейка 24, находящаяся в постоянном зацеплении с шестсренкой 23, поворачивает ес на 90", а вместе с ней поворачивается ведущая коническая шестеренка 22. Ведущая коническая шестеренка 22 поворачивает на 90 в противоположные стороны ведомые конические шестеренки 21, последние медленно поворачивают упоры-стабилизаторы 20. Каждый упор-стабилизатор 20 состоит из большей и меньшей части (разница незначительная). Один из упоров-стабилизаторов 20 в горизонтальном положении своей большей частью ложится на упор 41, а другой - меньшей частью подводится под упор 41 (см, фиг, 4, 5, 6 и 8). Это предотвращает поворот вокруг упоров-стабилизаторов 20 в момент внедрения колонковой трубы 3 в грунт дна.После установки в горизонтальное положение упоров-стабилизаторов 20, часовой механизм (датчик) пироклапана 14замыкает цепь электроисточника, взрывается электродетонатор 18, разбивается направленным взрывом запорное стекло 17, морская вода под большим гидростатическим давлением (имеются в виду глубины 300 м и более) мгновенно врывается в гидроцилиндр 1, двигает поршень 4 с колонковой20 эг 30 35 40 морскую воду пз гидроцилиндров. Сжатый воздух, находящийся в камере 31, возвращает поршень 30 в верхнюю мертвую точку. Для этого предварительно рейку 26 выводят из зацепления с шестеренкой 23. После этого открывают кран 10 и сжатый воздух пз ресивсра 11 по трубе 9 попадает в птдроцплиндр 1, возвращая поршень 4 с колонковой трубой 3 в верхнюю мертвую точку, свинчивают шланг насоса с колонковой трубы 3, удаляют поршень пз него, навинчивают коронку 5 с клапаном 6 и перезаряжснньш ппроклапан, перекрывают все пробковые краны и пробоотборнпк вновь готов к повтореншо рабочего цикла,Формула изобретения1. Пробоотборник морской, включающий колонковую трубу с гидр оцилиндром и пироклапаном, опорную раму и ресивер, отличающиися тем, что, с целью повышения эффективности отбора проб грунта за счет компенсаддтттт реактивной силы, действующей на гидроцилиндр колонковой трубы в момент ее внедрения в грунт, он снабжен упорами-стабилизаторами и поворотным механизмом стабилизаторов с гидроцплиндрами, которые связаны с полостью гидроцилттндра колонковой трубы и через автоматический впускной клапан с окружающси средой,2. Пробоотборнпк по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что поворотный механизм стабилизаторов выполнен в виде шестеренчатой передачи с зубчатымтт рейками, связанными с гидооцплпндрами.Источники ттдтформацтттт,принятые во в:-тпманис прп экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Ъоо 27684, кл. Е 21 В 25/00, 1968.2. Патент США Хо 3561547, кл, 175 в , опубл, 1971.649823Рг,оСоставитель В. Никулин Редактор Е. Зубиетова Техред Н. Строганова Корректоры: И. Позняковскаяи Л. Брахнина Заказ 79/14 Изд.187 Тираж 657 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )К, Раушская наб д, 4/5Типография, пр. Сапунова, 2