RU2165000C1

RU2165000C1 - Underwater drilling rig for drilling geological wells

Info

Publication number: RU2165000C1
Application number: RU99121911A
Authority: RU
Inventors: О.В. Кабанов; В.Э. Шмидт; В.В. Шорников; К.П. Архипов
Original assignee: Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет)
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 1999-10-15
Publication date: 2001-04-10

Abstract

FIELD: geological exploration on sea bottom. SUBSTANCE: drilling rig is provided with supporting frame-reservoir which is filled with water, water level sensor and pump with electric motor; drive for rotation of drilling rod is made in form of hydraulic motor and drive for delivery is made in form of two hydraulic cylinders; inlets of hydraulic motors and delivery hydraulic cylinders are connected with surrounding medium through flow distributors; their outlets are connected with reservoir through throttle valves; reservoir is communicated with atmosphere and is connected with pump inlet. EFFECT: reduced power requirements; possibility of effective operation at deep depths. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области геологоразведки и добычи полезных ископаемых на дне морей и океанов. The invention relates to the field of exploration and mining at the bottom of the seas and oceans.

Известен буровой станок, включающий опорную раму, на которой установлен привод вращения колонковой трубы, выполненный в виде катушки с навитыми на ней витками гибкого элемента. Один конец гибкого элемента связан с поплавком другой с грузоподъемным механизмом судна обслуживания. Катушка имеет профильное осевое отверстие для размещения в нем ведущей штанги, которая жестко связана с колонковой трубой (авт.св. N 1701884, М.Кл⁶, E 21 B 7/12, 1990).A well-known drilling rig, comprising a support frame, on which a rotary core tube rotation drive is mounted, made in the form of a coil with coils of a flexible element wound thereon. One end of the flexible element is connected to the float of the other with the lifting mechanism of the service vessel. The coil has a profile axial hole for placement of a driving rod in it, which is rigidly connected to the core tube (ed. St. N 1701884, M. Cl ⁶ , E 21 B 7/12, 1990).

К недостаткам указанного подводного бурового станка относится невозможность его использования на больших глубинах, большие затраты энергии при утапливании поплавка при подъеме гибкого элемента на судно. The disadvantages of this underwater drilling rig include the impossibility of its use at great depths, the high energy consumption when sinking a float when lifting a flexible element onto a ship.

Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение энергозатрат и возможность применения на больших глубинах. The objective of the invention is to reduce energy consumption and the possibility of application at great depths.

Поставленная задача достигается тем, что станок для подводного бурения геологоразведочных скважин включает связанную с грузоподъемным механизмом судна обслуживания опорную раму, на которой установлены приводы вращения и подачи, буровую штангу с долотом, станок снабжен датчиком уровня воды, насосом с электродвигателем, узлом регулирования подачи насоса, при этом опорная рама выполнена в виде емкости, заполняющейся водой, привод вращения буровой штанги выполнен в виде гидромотора и распределителя, а привод подачи выполнен в виде двух гидроцилиндров и распределителя, причем входы гидромотора и гидроцилиндров подачи соединены через распределители потока с окружающей средой, а их выходы через дроссели соединены с емкостью, которая соединена с атмосферой и со входом насоса, выход которого соединен с окружающей средой, причем узел регулирования подачи насоса соединен с датчиком уровня воды в емкости. The task is achieved in that the machine for underwater drilling of exploration wells includes a support frame connected to the lifting mechanism of the service vessel, on which rotation and feed drives, a drill rod with a chisel are installed, the machine is equipped with a water level sensor, a pump with an electric motor, a pump flow control unit, the support frame is made in the form of a tank filled with water, the rotation drive of the drill rod is made in the form of a hydraulic motor and distributor, and the feed drive is made in the form of two cylinder and distributor, and the inputs of the hydraulic motor and hydraulic cylinders are connected through flow distributors to the environment, and their outputs through the chokes are connected to the tank, which is connected to the atmosphere and to the pump inlet, the output of which is connected to the environment, and the pump flow control unit is connected to water level sensor in the tank.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид и схема соединений станка для подводного бурения геологоразведочных скважин; на фиг. 2 представлен разрез А-А на фиг. 1. The device is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view and a connection diagram of a subsea drilling machine; in FIG. 2 shows a section aa in FIG. 1.

Станок включает: опорную раму-емкость 1, буровую штангу 2 с долотом 3, гидроцилиндры механизма подачи 4, гидромотор 5, распределители потока 6 и 8, дроссели 7, насос 9, электродвигатель 10, датчик уровня 11, узел изменения подачи насоса 12. Станок через гибкий шланг 13 соединен с судном 14, на котором находится подъемное устройство 15. The machine includes: a support frame-capacity 1, a drill rod 2 with a chisel 3, hydraulic cylinders of the feed mechanism 4, a hydraulic motor 5, flow distributors 6 and 8, throttles 7, a pump 9, an electric motor 10, a level sensor 11, a unit for changing the pump 12. through a flexible hose 13 is connected to the vessel 14, on which there is a lifting device 15.

Станок работает следующим образом. При опускании станка на дно и установке его в рабочее положение с помощью распределителей 6 и 8 включается гидромотор вращателя 5 и гидроцилиндры механизма подачи 4. Рабочий перепад давлений на гидромоторе 5 и гидроцилиндрах механизма подачи 4 определяется разностью между давлением гидростатического столба жидкости и давлением перед дросселями 7, выходы которых соединены с атмосферой через опорную раму-емкость, которая в свою очередь соединена с атмосферой через гибкий шланг 13. С помощью насоса 9, приводимого в движение электродвигателем 10, датчика уровня 11 и узла изменения подачи 12 в опорной раме-емкости поддерживается постоянный уровень воды. Давление перед дросселями определяется нагрузками на гидромотор и гидроцилиндры. Управление режимами работы производится дистанционно с плавсредства. С увеличением глубины погружения увеличивается максимальный крутящий момент и максимальное усилие подачи за счет увеличения гидростатического столба воды. The machine operates as follows. When lowering the machine to the bottom and setting it into working position with the help of distributors 6 and 8, the rotor 5 motor and feed cylinders 4 are turned on. The working pressure difference on the hydraulic motor 5 and feed cylinders 4 is determined by the difference between the pressure of the hydrostatic liquid column and the pressure in front of the chokes 7 the outputs of which are connected to the atmosphere through a supporting frame-tank, which in turn is connected to the atmosphere through a flexible hose 13. Using a pump 9, driven by an electric motor 10 , the level sensor 11 and the feed change unit 12 in the support frame-tank, a constant water level is maintained. The pressure in front of the throttles is determined by the loads on the hydraulic motor and hydraulic cylinders. Management of operating modes is carried out remotely from the ship. With an increase in immersion depth, the maximum torque and maximum feed force increase due to the increase in the hydrostatic column of water.

Устройство может работать на большой глубине, с любым подъемным устройством, установленным на плавсредстве. The device can work at great depths, with any lifting device mounted on the boat.

Claims

An underwater drilling machine for exploration wells, including a support frame connected to the lifting mechanism of the service vessel, on which rotation and feed drives are installed, a drill rod with a chisel, characterized in that it is equipped with a water level sensor, a pump with an electric motor, a pump flow control unit, this supporting frame is made in the form of a tank filled with water, the rotation drive of the drill rod is made in the form of a hydraulic motor and a distributor, and the feed drive is made in the form of two hydraulic cylinders and a distribution a divider, the inputs of the hydraulic motor and the supply cylinders being connected through the flow distributors to the environment, and their outputs through the chokes connected to the tank, which is connected to the atmosphere and to the pump inlet, the output of which is connected to the environment, and the pump flow control unit is connected to the level sensor water in the tank.