RU2580121C2 - Rakitin i. y. drilling rig for underwater vehicle - Google Patents
Rakitin i. y. drilling rig for underwater vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2580121C2 RU2580121C2 RU2014131441/03A RU2014131441A RU2580121C2 RU 2580121 C2 RU2580121 C2 RU 2580121C2 RU 2014131441/03 A RU2014131441/03 A RU 2014131441/03A RU 2014131441 A RU2014131441 A RU 2014131441A RU 2580121 C2 RU2580121 C2 RU 2580121C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- rotator
- core
- underwater vehicle
- movable
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 7
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/12—Underwater drilling
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B25/00—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors
- E21B25/18—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors the core receiver being specially adapted for operation under water
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к техническим средствам для отбора образцов (кернов) скальных пород дна океана с борта подводного обитаемого аппарата и может быть использовано при проведении океанологических исследований, геологоразведочных и инженерных работ.The invention relates to technical means for sampling (cores) of rocks of the ocean floor from the side of an underwater habitable apparatus and can be used in oceanological research, exploration and engineering.
По совокупности существенных признаков прототипом предлагаемого устройства может являться пробоотборник подводного аппарата по АС SU № 1458757 А1. Он включает подводный обитаемый аппарат, к опорной лыже которого посредством шарнира крепится консольная рама, на которой с помощью шарнира установлена рама с направляющими штангами, на которых установлен подпружиненный вращатель, связанный с буровым инструментом и приводным гидроцилиндром, расположенным на одной оси с вращателем и буровым инструментом.By the set of essential features, the prototype of the proposed device may be a sampler of the underwater vehicle according to AS SU No. 1458757 A1. It includes an underwater inhabited apparatus, to the supporting ski of which a cantilever frame is mounted by means of a hinge, on which a frame with guide rods is mounted using a hinge, on which a spring-loaded rotator is installed, connected with a drilling tool and a driving hydraulic cylinder located on the same axis with the rotator and the drilling tool .
Однако данное устройство не позволяет отбирать образцы скальных пород (керны) более 200 мм в длину и диаметром не более 20 мм, поскольку его высота занимает все допустимое пространство в зоне визуального контроля, и не позволяет установить гидроцилиндр подачи усилия на забой большего размера, что является существенным недостатком устройства. В результате биения алмазной коронки не всегда удается получить качественные керны. Предусмотренная в данном устройстве «обратная» промывка бурового шлама не дает желаемого результата, что также негативно сказывается на качестве получаемых образцовHowever, this device does not allow sampling of rock (core) more than 200 mm in length and with a diameter of not more than 20 mm, since its height occupies the entire allowable space in the visual inspection zone, and does not allow to install a hydraulic cylinder for supplying force to the face of a larger size, which is a significant disadvantage of the device. As a result of the beating of a diamond crown, it is not always possible to obtain high-quality core samples. The “reverse” washing of drill cuttings provided in this device does not give the desired result, which also negatively affects the quality of the samples obtained
Целью настоящего предложения является возможность отбирать керны скальных пород длиной до 400 мм, диаметром 21, 25, 40 мм без изменения размеров и высоты буровой установки, что важно в условиях ограниченного пространства в зоне визуального обзора подводного обитаемого аппарата и улучшения качества получаемых кернов за счет изменения схемы промывки бурового шлама и применения устройства исключающего биение алмазной коронки.The purpose of this proposal is the ability to take rock cores up to 400 mm long, 21, 25, 40 mm in diameter without changing the size and height of the rig, which is important in conditions of limited space in the visual field of the underwater inhabited apparatus and improving the quality of the obtained cores by changing drilling mud flushing schemes and the use of a device that excludes runout of a diamond crown.
Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве глубина бурения и длина полученного керна ограничена длиной штока гидроцилиндра 1 (фиг.1), расположенного на одной оси с буровым инструментом. Установка большего гидроцилиндра невозможна из-за пропорционального увеличения линейных размеров буровой установки. Вынос буровой мачты за пределы носовой балластной цистерны 2 (фиг.1) недопустим из-за нарушения соосности с центром тяжести балластной цистерны и потери значительной части нагрузки на ось бурения.This goal is achieved by the fact that in the known device, the drilling depth and the length of the obtained core is limited by the length of the rod of the hydraulic cylinder 1 (Fig. 1), located on the same axis with the drilling tool. Installation of a larger hydraulic cylinder is not possible due to the proportional increase in the linear dimensions of the rig. The removal of the mast mast beyond the bow of the ballast tank 2 (figure 1) is unacceptable due to the violation of alignment with the center of gravity of the ballast tank and the loss of a significant part of the load on the drilling axis.
В предлагаемом устройстве гидроцилиндр подачи усилия 1 (фиг.1) на забой расположен параллельно оси бурения и расположения подвижной траверсы 3 (фиг.1), что позволяет установить гидроцилиндр большего размера с выходом штока до 450 мм, что соответствует глубине бурения с выходом керна до 400 мм. В верхней части буровой установки предусмотрен кронштейн 4 (фиг.3) для использования при необходимости манипулятора подводного обитаемого аппарата. Качество получаемых кернов улучшается за счет применения люнетного устройства 5 (фиг.4), позволяющего удерживать удлиненный буровой инструмент на оси бурения и исключает биение бурового инструмента, что значительно сказывается на качестве получаемых образцов.In the proposed device, the hydraulic cylinder for supplying force 1 (Fig. 1) to the bottom is parallel to the axis of drilling and the location of the movable beam 3 (Fig. 1), which makes it possible to install a larger hydraulic cylinder with a rod output of up to 450 mm, which corresponds to a drilling depth with a core output of up to 400 mm. In the upper part of the drilling rig, a
Возможность практической реализации.The possibility of practical implementation.
На чертеже фиг.1 - буровая установка подводного аппарата, общий вид, схема установки на обитаемом подводном аппарате.In the drawing, figure 1 is a drilling rig of an underwater vehicle, a General view, the installation diagram on a habitable underwater vehicle.
На чертеже фиг.3 и фиг.4 показана буровая установка подводного аппарата, общий вид. На чертеже фиг.5 - подвижный вращатель с рабочим буровым инструментом, устройство бурового насоса (фиг.6) и схема промывки бурового шлама в процессе отбора керна. На чертеже фиг.7 и фиг.8 - люнетное устройство.In the drawing of figure 3 and figure 4 shows the drilling rig of the underwater vehicle, a General view. In the drawing, Fig. 5 shows a movable rotator with a working drilling tool, a mud pump device (Fig. 6) and a drilling mud flushing circuit during coring. In the drawing of Fig.7 and Fig.8 is a lunette device.
Устройство включает подводный обитаемый аппарат 6 (фиг.1), к раме 7 которого посредством шарнира 8 крепится консольная рама 9, на которой с помощью шарнира 10 установлена рама 11 (фиг.2). Консольная рама 9 связана с подводным аппаратом 6 гидроцилиндром 12, а с рамой 9 - гидроцилиндром 13 (фиг.2). На направляющих штангах 14 (фиг.3) установлен подвижный вращатель 15, поджатый пружинами 16 относительно подвижной траверсы 3 (фиг.4), связанной гидроцилиндром подачи 1 (фиг.3), нижняя часть которого установлена на неподвижный кронштейн 17, а верхняя - на кронштейн 18 подвижной траверсы. Подвижный подпружиненный вращатель 15 (фиг.4) включает приводной гидродвигатель 19 (фиг.4). Выходной вал 20 (фиг.5) подвижного подпружиненного вращателя 15 выполнен со шлицами и сопряжен со шлицевой муфтой 21, установленной на верхней части колонковой трубы 22, которая снабжена буровым инструментом 23 с кернорвательным кольцом 24, буровой коронкой 25, накопителем отобранных образцов внутри колонковой трубы 22, буровым насосом с лопастной втулкой 26 с всасывающим отверстием 27 и нагнетающем отверстием 28 (фиг.6). Вода из окружающей среды попадает в буровой насос через отверстие 27 и через патрубок 29 нагнетается в камеру 30, далее через отверстия 31 (фиг.5) в колонковую трубу 22, к буровой коронке 25 и через образовавшуюся скважину 32 в окружающую среду.The device includes an underwater habitable apparatus 6 (Fig. 1), to the frame 7 of which, by means of a
Подвижный подпружиненный вращатель 15 (фиг.4) снабжен возвратными шпильками 33, установленными в отверстия кронштейнов 34 подвижной траверсы 3 и в резьбовые отверстия корпуса бурового вращателя 15.The movable spring-loaded rotator 15 (Fig. 4) is provided with
Буровая установка работает следующим образомThe drilling rig operates as follows
Выбрав объект для пробоотбора, подводный обитаемый аппарат 6 (фиг.1) опускается на грунт. Консольная рама 9 и рама 11 с помощью гидроцилиндров 12 и 13 (фиг.2) переводятся из походного положения в рабочее, при этом направляющие штанги 14 с упорами 35 (фиг.4) устанавливаются на участок дна, где будет производиться пробоотбор. Угол наклона рамы 9 (фиг.2) задается гидроцилиндром 12. После этого включается приводной гидродвигатель 19 (фиг.4), который посредством шлицевой части выходного вала 20 (фиг.6) сопряжен со шлицевой муфтой 21 на колонковой трубе 22 передает вращение на рабочий буровой инструмент 23 с буровой коронкой 25. С помощью гидроцилиндра подачи 1 (фиг.3) через подвижную траверсу 3 (фиг.4) и пружины 16 на подвижный подпружиненный вращатель 15 и колонковую трубу 22 с буровой коронкой 25 подается осевая нагрузка, под действием которой при вращении колонковой трубы 22 происходит выбуривание образца. Пружины 16 (фиг.4) служат для аккумуляции осевой нагрузки, подаваемой на коронку 25, и гасят вибрацию колонковой трубы 22.Selecting an object for sampling, the underwater habitable apparatus 6 (Fig. 1) sinks to the ground. The cantilever frame 9 and the frame 11 with the help of
При вращении колонковой трубы 22 лопастная втулка 26 (фиг.6) всасывает воду из окружающей среды через отверстие 27 в корпусе бурового вращателя и нагнетает ее через отверстие 28 и патрубок 29 в камеру 30 (фиг.5), откуда вода через отверстия 31 в колонковой трубе 22 попадает к буровой коронке 25 и промывает ее от микрочастиц разрушенной породы (шлам) согласно схеме на (фиг.5). Такой способ - «прямая промывка» - позволяет эффективно удалять шлам из скважины.During the rotation of the
Отрыв выбуренного образца породы производится кернорвательным кольцом 24 (фиг.5) при подъеме колонковой трубы 22 из скважины. При этом усилие, необходимое для отрыва образца, передается на кернорвательное кольцо 24 от гидроцилиндра подачи 1 через подвижную траверсу 3 (фиг.4) и возвратные шпильки 33, смещающиеся по отверстиям кронштейнов 34 до упора, благодаря чему происходит подъем подвижного вращателя 15 по направляющим штангам 14 с отрывом полученного керна.Detachment of the drilled rock sample is performed by the core ring 24 (FIG. 5) when the
При отборе следующего образца скальной породы в последующих точках отбора проб выбуриваемый образец продвигает предыдущий в верхнюю часть колонковой трубы 22 (фиг.5).When taking the next rock sample at subsequent sampling points, the drilled sample advances the previous one to the upper part of the core pipe 22 (Fig. 5).
При выполнении работ по отбору проб стабильную работу бурового инструмента 23 обеспечивает люнет 5 (фиг.4), установленный на кронштейне 36, который удерживает консольную часть бурового инструмента и исключает вибрацию и биение при вращении. Устройство состоит из трех вращающихся роликов 37 (фиг.7), на которых установлены резиновые кольца 38 для бесшумной работы, соединенные верхней и нижней скобами 39. При этом два противоположных ролика расположены на скобах на 2 мм ниже горизонтальной оси для надежного удержания бурового инструмента 23 (фиг.8). Конструкция позволяет рабочему инструменту легко выйти из захвата люнета при необходимости его сброса в случае заклинивания в скважине.When performing sampling operations, the stable operation of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014131441/03A RU2580121C2 (en) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Rakitin i. y. drilling rig for underwater vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014131441/03A RU2580121C2 (en) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Rakitin i. y. drilling rig for underwater vehicle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014131441A RU2014131441A (en) | 2016-02-20 |
| RU2580121C2 true RU2580121C2 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=55313408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014131441/03A RU2580121C2 (en) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Rakitin i. y. drilling rig for underwater vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2580121C2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1232780A1 (en) * | 1982-08-20 | 1986-05-23 | Институт Океанологии Им.П.П.Ширшова | Underwater core taker |
| RU2039239C1 (en) * | 1992-08-13 | 1995-07-09 | Юрий Израилович Кругляков | Rotary head-drill |
| RU2282009C1 (en) * | 2005-05-03 | 2006-08-20 | Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук | Drilling rig |
| US7681662B2 (en) * | 2008-02-29 | 2010-03-23 | Williamson Deep Ocean Engineering, Inc. | Water bottom ore sampler and method of using the same |
| RU2494213C2 (en) * | 2010-11-01 | 2013-09-27 | Иван Николаевич Присяжнюк | Machine for underground well drilling |
| RU2521264C2 (en) * | 2011-06-30 | 2014-06-27 | Бауэр Машинен Гмбх | Drilling machine |
-
2014
- 2014-07-29 RU RU2014131441/03A patent/RU2580121C2/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1232780A1 (en) * | 1982-08-20 | 1986-05-23 | Институт Океанологии Им.П.П.Ширшова | Underwater core taker |
| RU2039239C1 (en) * | 1992-08-13 | 1995-07-09 | Юрий Израилович Кругляков | Rotary head-drill |
| RU2282009C1 (en) * | 2005-05-03 | 2006-08-20 | Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук | Drilling rig |
| US7681662B2 (en) * | 2008-02-29 | 2010-03-23 | Williamson Deep Ocean Engineering, Inc. | Water bottom ore sampler and method of using the same |
| RU2494213C2 (en) * | 2010-11-01 | 2013-09-27 | Иван Николаевич Присяжнюк | Machine for underground well drilling |
| RU2521264C2 (en) * | 2011-06-30 | 2014-06-27 | Бауэр Машинен Гмбх | Drilling machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014131441A (en) | 2016-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3690182B1 (en) | Sediment core-boring drilling process suitable for submarine rope core-boring drill | |
| AU2014295717B2 (en) | Anchoring and anti-blocking drill rod for coal mine floor | |
| AU2011207930B2 (en) | Rod-mounting apparatus for a drilling apparatus | |
| CN108756796A (en) | Drilling at the sea coring drilling with keep up pressure method | |
| AU2014295716B2 (en) | Drilling and draining integrated floor anchoring driller | |
| CN205642890U (en) | Special automatic sampler of resource prospection | |
| CN103994902B (en) | A kind of offshore seabed drawing-in type bottom sampler | |
| NO20111458A1 (en) | Smooth-line conveyed rudder scraper system | |
| CN115628943B (en) | Core drilling machine for pavement detection | |
| NO20111404A1 (en) | Smooth-line conveyed rudder cutter system | |
| RU2008133307A (en) | METHOD AND DEVICE FOR Trenchless Pipe Laying | |
| US3703212A (en) | Method of rock drilling and apparatus for use therein | |
| CN108548689A (en) | Delayed startup type multi- drive synchronization oscillatory type subglacial water body deposit sampler | |
| CN103226070B (en) | Novel hydraulic piston sampling machine tool | |
| CN113155520A (en) | Hydraulic ring geological survey sampling equipment | |
| RU2580121C2 (en) | Rakitin i. y. drilling rig for underwater vehicle | |
| CN201818240U (en) | Circulation tool for casing running | |
| US1517556A (en) | Subaqueous drill | |
| CN107965317B (en) | A kind of ROV-based sampler and sampling method of omnidirectional underwater short-distance drilling rig | |
| CN106988671B (en) | A power rotary system integrated with a flushing and slag discharge system for a core drilling rig | |
| CN202767930U (en) | Slider-type piercing wireline fisher | |
| CN106988696A (en) | Carrying type deep sea mineral resources core drilling rig | |
| CN214089815U (en) | Rod pit tamping device for electric power engineering construction | |
| Wilson | A new device for sampling lake sediments | |
| RU2472918C1 (en) | Cuttings ditch of drilling machine |