Разработанное устройство, забивной грунтонос диаметром 73 мм с гидроприводом, предназначено для выполнения инженерно-геологических исследований при бурении скважин в мягких и рыхлых породах континентального шельфа.

Целью разработки являлось создание конструкции грунтоноса для компоновки бурового снаряда фирмы FUGRO , которые применяются на буровых судах типа Бавенит (рис. 1), и для отбора проб при бурении скважин с платформ типа «Сиваш» (рис. 2), которые используются в ГАО «Черноморнефтегаз».

Грунтонос ориентирован на работу с бурильными трубами диаметром 127 мм с внутренней высадкой.

За основу взят ранее разработанный на кафедре для судна «Диабаз» грунтонос диаметром 89 мм.

Работа грунтоноса основана на принципе использования энергии свободно падающего груза (бойка), который наносит удары по керноприемной трубе, за счет которых осуществляется внедрение башмака в грунт.

Грунтонос включает в себя:

• механизм фиксации, состоящий из посадочного узла 2, выдвижного штока сигнализатора углубки 3 и конусной головки 1.
• Гидроцилиндр, выполненный по схеме гидродвигателя 4 дифференциального действия с двух клапанным распределением жидкости и обеспечивающий возвратно-поступательное движение тяги 5.
• Ударный узел, включающий боек 8, в верхней части которого имеется конусная головка 7, взаимодействующая с подпружиненными захватами 6, кинематически связанными с тягой 5.

Перечисленные элементы ударного узла размещены в трубе 9, которая с одной стороны является продолжением корпуса гидродвигателя, а с другой – заканчивается упором 11 наковальни 10. Последняя представляет собой ступенчатый переходник, концентрично установленный в упоре 11 с возможностью ограниченного осевого перемещения в нем и заканчивающийся резьбой для соединения с керноприемным снарядом.

• Керноприемный снаряд состоит из керноприемного стакана 12, снабженного наковальней 10 и башмаком 13.

Принцип работы грунтоноса заключается в том, что гидродвигатель 4 создает возвратно- поступательное движение тяги 5, а захваты 6 при ходе вверх поднимают боек 8 и освобождают его в конце хода. Боек, падая, наносит удар по наковальне 10. При ходе вниз захваты захватывают боек за головку 7 и цикл повторяется. Глубина отбора пробы до 0,9 м.

Внесены конструкционные изменения в конструкцию клапанной группы грунтоноса (рис. 3), позволяющая тормозить поршень гидродвигателя в начале его хода вниз, что предотвращает смыкание захвата и падающего бойка.

При ходе поршня вверх в конце рабочего хода он взаимодействует с впускным клапаном, который перекрывает выхлопные отверстия в выпускном клапане. За счет совместного хода, выпускной клапан отрывается от своего седла, а затем переставляется в крайнее верхнее положение под действием давления жидкости.

Поскольку на перестановку клапанов затрачивается определенный объем жидкости, то в момент перестановки клапанов поршень тормозится в крайней верхней точке и не сразу идет вдогонку за бойком.