Подводная установка для отбора керна
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАН ИЕ
ИЗОБРЕТЕН Ия
К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскмх
Соцналнстннескнх
Республик (ц) 4 002496 (Bl ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 03.10.80(2! ) 2988378/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 07.03.83. Бюллетень ¹9
{51)M. Кв.
Е 21 В 7/136
Е 21 В 49/02 ас афст ввк ссее аа евам «м4ретввк1 и втхрнтиа
{53) УДК 622.24.. 05:550.82 (088 8) Дата опубликования описания 07.03.83 (72) Автор; . изобретения
С. M. Иамаев (71) Заявитель ф (54) ПОДВОДНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОТБОРА КЕРНА!
Изобретение относится к установкам для инженерно-геологического бурения, в частности к установкам для отбора керна со дна акватории.
Известна установка для подводного отбора керна, состоящая иэ трр бчатой опорной рамы с направляющими стойками, по которым перемещается каретка, связанная тросом с судовой лебедкой. Каретка снабжена механизмом заглубления грунтозахватной трубки, действующим под действием воды, поступающей под напором по шлангу с судна (1 ) .
Недостаток данной установки состоит в зависимости механизма эаглубления . от судна, с которого подается водяной шланг.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является подводная установка для отбора керна, содержащая
20 устанавливаемое на дно основание, направляющую раму, установленную на ней с воэможностью перемещения каретку, снабженную грунтоэахватной трубкой с
2 жестко закрепленными к ней замкнутыми гибкими тягами, кинематически связанными с приводами (2 1 .
В этой установке заглубление и извлечение грунтозахватной трубки осуществляется совместным действием заглубителя, расположенного на каретке, и привода механизма перемещения каретки.
Однако подача энергии для работы механизмов производится по кабелю с судна, что вызывает необходимость постоянного нахождения судна над установкой, что ограничивает применение установки при неблагоприятных для судна гидрометеорологических условиях, а также создает расход энергии на работу установки.
Пель изобретения — снижение энергозатрат при работе установки за счет использования энергии окружающей подводной среды.
Поставленная цель достигается тем, что в подводной установке для отбора керна, содержащей устанавливаемое на дно основание, направляющую раму, уста
1qO24 новленную на ней с возможностью переме щения каретку, снабженную грунтозахватной трубкой с жестко закрепленными к ней замкнутыми гибкими тягами, кинематически связанными с приводами, привод выполнен в виде барабана с закрепленными на валу по обе его стороны шестернями и гидропневмоцилиндров, причем поршневой шток каждого гидропневмоцилиндра на конце имеет зубчатую рейку цля взаимо- tO действия с шестерней барабана, поршневая полость одного гидропневмоцилиндра гидравлически связана с окружающей сре дой, а остальные гидропневмоцилиндры гидравлически связаны между собой с 15 возможностью последовательного включе-, ния их в работу.
На фиг. 1 изображена подводная устай новка для отбора керна, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид в плане; на фиг. 3 — щ разрез А-А на фиг. 1," на фиг. 4 — привод каретки, вид в плане; на фиг. 5 — то же, вид сбоку; на фиг., 6 — кинематическая схема установки.
Подводная установка для отбора керна у5 состоит из основания 1, в середине которого установлена направляющая рама
2, выполненная с направляющими пазами
3, по которому перемешается каретка 4, снабженная грунтоносной трубой 5. Карет» ка жестко присоединяется к замкнутЫм ветвям гибких тяг 6, огибающих закрепленные на направляющей раме нижние и верхние блоки 7.
Каретка и грунтоносная труба имеют
35 в 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 1146
14, которые закреплены по разным сторонам барабана 9.
В плоскости каждой шестерни расположены силовые гидропневмоцилиндры
15-18 соответственно, причем поршневые штоки 19 всех силовых гидропнев45 моцилиндров на концах имеют зубчатые рейки 20-23. Поршневые полости 24 всех гицропневмоцилиндров заполняются водой под гидростатическим давлением, а штоковые полости 25 заполнены воздухом, который при сжатии аккумулируется в камерах сжатия 26.
Йщропневмоцилиндр 15 соединяется через патрубок 27 и придонный обратный клапан 28 с окружающей водяной средой. Остальные гидропневмоцилиндры связаны между собой гидравлическим трубопроводом 29 с возможностью последова96 4 тельного включения их в работу после действия первого пускового гндропневмоцилиндра 15 в следующей очередности гидропневмоцилиндров 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 нему на тросе 31 контргрузом 32. !
Под собственным весом контргруза
32, связанный с ним рычаг поддерживает обратный клапан в закрытом положении и препятствует попаданию воды в гидропневмоцилиндр 15.
Спуск и подъем каретки с грунтозахватной трубой осуществляется прямым и обратным вращением барабана 9 привода, что достигается тем, что зубчатые рейки 20 и 21 первых двух гидропневмоцилиндров и зубчатые рейки 22 и 23 двух других гидропневмоцилиндров входят в зацепление с шестернями 11-14 с разных сторон. Например, для левого по отношению к раме 2 привода (фиг. 2,5 и
6) рейки 20 и 21 входят в зацепление с шестерней снизу, а рейки 22 и 23— сверху.
Кверху направляющей рамы установки закреплен трос 33 для спуска и подъема установки с обслуживающего судна на дно и обратно.
Установка работает следующим о6разом.
При подготовке подводной установки к спуску на дно зубчатые рейки обоих приводов, кро е 20, выводятся из зацепления с шестернями. Грунтозахватная трубка 5 находится в крайнем верхнем положении, поддерживаемая гибкими тягами 6. Подводную установку судовой лебедкой на трос 33 опускают под воду.
При приближении ко дну груз первым касается грунта, трос, связывающий его с обратным клапаном, ослабляется, в результате чего обратный клапан открывается, и вода под гидростатическим давлением поступает через патрубки 27 в рабочие полости 24 первых гидропневмоцилиндров 15. Поршневые штоки 19 с зубчатой рейкой 20 под давлением воды перемещаются прямолинейно в сторону шестерен 11, осуществляя вращение барабанов 9. При вращении барабанов в нижние ветви канатов 6, проходящих
5 10024 через блоки 7, наматываются на барабаны и пер мешают каретку с грунтозахватной трубкой вниз, внедряя ее в .то время, как верхние ветви канатов, проходящих через верхние блоки, разматы- S ваются с барабанов. После того, как поршневые штоки первых гидропневмоцилиндров совершают полный рабочий ход, жидкость через трубопровод 29 направляется в поршневую полость следующих гидропневмоцилиндров 16 прямого дейс . вия, продолжая вращение барабанов 9 в ту же сторону. За полные рабочие хода двух первых гидропневмоцилиндров 15 и 16 грунтозаборная трубка внедряется 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 порш- 25 ней в штоковьас полостях 25 гидропневмо- цилиндров происходит сжатие воздуха до обьема, ограниченного камерой сжатия
26. В случае черезмерного сопротивления грунта внедрению грунтоносной ЗО 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. 35
После окончания процесса заглубления и извлечения грунтозахватной трубки подводную установку поднимают наверх за трос 33. На судне снабжения, куда поднимают установку, зубчатые рейки о возврашают в первоначальное исходное положение, а морскую воду иэ гидропнев моцилиндров выливают через вентили 30.
96 б
Технико-економическая эффективность заключается в экономии электроэнергии, благодаря использованию гидростатического давления воды.
Формула изобретения
Подводная установка для отбора керна, содержащая устанавливаемое на дно основание, направляюшую раму, установленную на ней с возможностью перемещения каретку, снабженную грунтоэахва т ной трубкой с жестко закрепленными к ней замкнутыми гибккми тягами, кинематически связанными с приводами, о т л ичаюшаяс ятем, что,сцельюснижения энергозатрат за счет использования энергии окружающей подводной среды, привод выполнен в виде барабана с закрепленными на валу по обе его стороны шестернями и гидропневмоцилиндров, причем поршневой шток каждого гидропневмоцилиндра на конце имеет зубчатую рейку для взаимодействия с шестерней барабана, поршневая полость одного гидропневмоцилиндра гидравлически связана с окружающей средой, а остальные гидропневмоцилиндры гидравлически связаны между собой с воэможностью последовательного включения их в работу.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Шелковников И. Г. и Лукошков А. В.
Технические ср дства 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) .
1002 4М
1002496
1002496
1002496
Составитель В, Родина
Редактор Е. Лаэуренко Техред N.Коштура Корректор М. Шароши
Заказ 1483/2 Тираж 601 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4