Результат интеллектуальной деятельности: Подводная буровая установка

Изобретение относится к области горного дела, в частности к разведочному бурению при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых на шельфах морей.

Предназначено для глубоководного подводного, в том числе подледного геологоразведочного бурения скважин на дне морей и океанов в сложных гидрометеорологических и климатических условиях.

Известно техническое решение, изложенное в авторском свидетельстве № SU 95713 МПК: Е21В 15/02 «Буровая установка для бурения скважин в морских условиях». Согласно изобретению установка смонтирована в центральной части подводной лодки, которая снабжена выдвижными электробурами для закрепления лодки на морском дне. Кроме того, в лодке имеется вертикальная камера для установки в ней бурильных труб и талевой системы, а буровая камера имеет несколько компрессионно-декомпрессионных отделений и снабжена направляющим конусом для повторной посадки на скважину.

Недостатками известного технического решения являются:

- необходимость постановки подводной лодки на морское дно для бурения скважины, что увеличивает время бурения скважины;

- необходимость закрепления на морском дне для бурения скважины, что также увеличивает время бурения скважины.

Известно техническое решение, изложенное в авторском свидетельстве № SU 1059115 МПК: Е21В 7/12 «Подводная буровая автоматизированная установка», взятая за прототип. Согласно изобретению установка содержит основание с выдвижными опорами, мачту с подвижным вращателем, бурильные трубы и керноприемники, размещенные в двухсекционной кассете, одна секция которой имеет фиксирующие замки для удержания бурильных труб, а другая - фиксирующие замки для удержания керноприемников, механизм извлечения керноприемников из бурильных труб. С целью повышения производительности установки за счет сокращения времени бурения с отбором керна, секция с фиксирующими замками для керноприемников имеет замки для удержания бурильных труб.

Недостатком известного технического решения являются:

- увеличение времени бурения скважины за счет спускоподъемных операций с надводного судна;

- увеличение времени бурения скважины за счет затрат времени на точную постановку подводной буровой установки на точку бурения с надводного судна при воздействии на него ветра, волн, течений, льда.

Задачей изобретения является снижение времени на бурение скважины за счет снижения времени на спускоподъемные операции и точной постановки подводной буровой установки на точку бурения.

Сущность изобретения заключается в том, что подводная буровая установка выполнена в виде подводной лодки с отсеками и межбортным пространством, подводная лодка снабжена спускоподъемным устройством и грузонесущими кабелями, размещенными в межбортном пространстве, например в носовой части, основание с выдвижными опорами, подвижный вращатель, бурильные и колонковые трубы, керноприемники, насос для подачи промывочной жидкости, механизм извлечения керноприемников из бурильных труб, гидрозахват бурильных и колонковых труб объединены в буровой станок, который размещен в межбортном пространстве, например в носовой части, и соединен со спускоподъемным устройством грузонесущими кабелями, служащими для постановки бурового станка на грунт, в том числе с уклоном, а также для обеспечения бурового станка необходимыми видами энергии и передачи сигналов управления, буровой станок снабжен гидроакустическим сигнализатором, размещенным, например, в его верхней части и служащим для контроля положения бурового станка относительно подводной лодки, буровой станок также снабжен манипулятором, размещенным, например, в кормовой части бурового станка, служащим для передачи контейнера с керноприемниками на подводную лодку.

Сущность заявляемой подводной буровой установки поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 - схематично показан продольный разрез подводной буровой установки;

на фиг. 2 - схематично показано рабочее положение подводной буровой установки на точке бурения;

на фиг. 3 - схематично показана передача контейнера с керноприемниками на подводную лодку;

на фиг. 4 - схематично показано устройство бурового станка.

Подводная буровая установка представляет собой подводную лодку 1 с прочным 2 и легким 3 корпусами, оснащенную всеми необходимыми для глубоководных подводно-подледных работ механизмами, системами и агрегатами, в том числе гидроакустической станцией 4. В отсеке 5 установлен пульт управления 6. В носовой части подводной лодки 1 вне прочного корпуса 2 в межбортном пространстве 7 установлен буровой станок 8 и спускоподъемное устройство 9 с грузонесущими кабелями 10. Буровой станок 8 оснащен всем необходимым оборудованием для выполнения бурения скважин с отбором керна, в том числе основанием 11 с выдвижными опорами 12, подвижным вращателем 13, бурильными трубами 14, колонковыми трубами 15, керноприемниками 16, контейнером 17 для хранения керноприемников 16, насосом для подачи промывочной жидкости 18, механизмом извлечения керноприемников из бурильных труб 19, гидрозахватом бурильных и колонковых труб 20. Буровой станок 8 также оборудован гидроакустическим сигнализатором 21 и манипулятором 22 контейнера 17 хранения керноприемников 16.

Подводная буровая установка работает следующим образом:

Подводная лодка 1 удерживается над точкой бурения для установки бурового станка 8 на морское дно. Управление буровым станком 8 и спускоподъемным устройством 9 осуществляется оператором через пульт управления 6, расположенный в отсеке 5 подводной лодки 1. Буровой станок 8 с помощью спускоподъемного устройства 9 на грузонесущих кабелях 10 выдвигается из межбортного пространства 7 подводной лодки 1, выставляет выдвижные опоры 12 и опускается на морское дно под контролем оператора. После касания буровым станком 8 морского дна подводная лодка 1 принимает дополнительный балласт для компенсации потери массы, спускоподъемное устройство 9 вытравливает грузонесущие кабели 10 для создания «слабины». Подводная лодка 1 удерживается на глубине и обеспечивает провисание грузонесущих кабелей 10 для предотвращения силового воздействия на буровой станок 8. Буровой станок 8 автоматически горизонтируется с помощью выдвижных опор 12. Контроль положения бурового станка 8 относительно подводной лодки 1 производится гидроакустической станцией 4 подводной лодки 1 и гидроакустическим сигнализатором 21 бурового станка 8, стоящего на дне. Начинается процесс бурения с отбором керна в керноприемники 16, при этом электропитание и управление буровым станком 8 осуществляется по грузонесущим кабелям 10 с подводной лодки 1. После завершения процесса бурения подводная лодка 1 всплывает на длину вытравленных грузонесущих кабелей 10, производит поднятие бурового станка 8, одновременно производя действия компенсации массы поднимаемого бурового станка 8. Буровой станок 8 отрывается от морского дна, складывает выдвижные опоры 12. При необходимости передачи керноприемников 16 на подводную лодку 1 спускоподъемное устройство 9 поднимает буровой станок 8 в положение «перегрузка», при котором производится передача контейнера 17 с керноприемниками 16 на подводную лодку 1 при помощи манипулятора 22. Затем буровой станок 8 втягивается в межбортное пространство 7 подводной лодки 1 полностью.

Технический результат позволит снизить время на бурение скважины за счет снижения времени на спускоподъемные операции и точной постановки подводной буровой установки на точку бурения.