Авторское свидетельство СССР № 1128658.
Изобретение относится к технике бурения подводных скважин и отбора проб грунта в рыхлых донных отложениях.
Цель изобретения повышение эффективности работы за счет снижения сил лобового сопротивления погружению при бурении без отбора керна и повышение качества опробования при отборе керна.
На фиг. 1 - изображен пробоотборник, общий вид; на фиг. 2 - то же, процесс бурения без отбора пробы.
Пробоотборник содержит концентрично установленные в опоре 1 наружную 2 и внутреннюю 3 трубы (фиг. 1), кольцевое пространство, между которыми сообщено каналами 4 с внешней средой. В нижней торцовой части труб 2 и 3 закреплен наконечник 5, а во внутренней трубе 3 установлен с возможностью осевого перемещения поршень 6 с гидромониторными соплами 7, расположенными в осевых каналах поршня 6, сообщающих надпоршневую и подпоршневую полости внутренней трубы 3. В верхней части пробоотборника размещен гидроударник, включающий корпус 8 с наковальней 9, бойком 10, перегородками 11 с впускными каналами 12, клапаном 13 с пружиной 14, возвратную пружину 15. В наковальне 9 гидроударника размещен насос, содержащий впускной 16 и выпускной 17 клапаны, поршень 18 насоса, связанный с бойком 10. Всасывающая полость 19 сообщена с надпоршневой полостью внутренней трубы 3, а выхлопной канал 20 связан через дренажный канал 21 с внешней средой. Кроме того, в наковальне 9 выполнен канал 22 для прохода отработанной в гидроударнике жидкости, связанный через кольцевое пространство между трубами 2 и 3 и каналы 4 с окружающей средой, а также канал 23, соединенный с надпоршневой полостью внутренней трубы 3.
Над гидроударником размещен распределительный переходник 24 со ступенчатой втулкой 25 с осевым каналом 26, сообщенным с напорной магистралью 27, и седлом для бросового шарикового клапана. Между распределительным переходником 24 и наковальней 9 установлен кожух 28 с зазором концёнтрично относительно корпуса 8 гидроударника. В этом кольцевом зазоре размещен золотник 29 с осевым 30 и радиальным каналами и подпружиненный упругими элементами 31 относительно кожуха 28. Канал 23 в наковальне 9 гидроударника сообщает надпоршневую полость внутренней трубы 3 с напорной магистралью 27 через каналы золотника 29 в нижнем его положении. Ступенчатая втулка 25 установлена с возможностью сообщения 55 напорной магистрали 27 с надзолотниковой полостью и полостью внутренней трубы 3 через камеру 32 и канал 33 в верхнем положении ступенчатой втулки 25, а в нижнем ее положении возможностью сообщения напорной магистрали 27 через канал 34 с впускными каналами 12 гидроударника и одновременного изолирования напорной магистрали 27 от подзолотниковой полости. При этом подзолотниковая полость сообщена с внешней средой каналом 21, а золотник 29 установлен с возможностью перекрытия выхлопного канала 20 гидроударника в нижнем; положении золотника 29.
При этом камера, расположенная над ступенчатой втулкой 25, сообщена каналом 35 с внешней средой, а каналом 36 - с надзолотниковой полостью.
Устройство работает следующим образом.
Пробоотборник спускается с борта судна и устанавливается на дне при помощи опоры 1. В этот момент ступенчатая втулка 25, установленная в камере 32, находится в крайнем верхнем положении, перекрывая каналы 34, 35 и 36, а золотник 29 перекрывает канал 23. По напорной магистрали 27 в пробоотборник с судна подается рабочая жидкость, которая проходит через осевые каналы распределительного переходника 24 и ступенчатой втулки 25, канал 33 в кольцевое пространство между корпусом 8 и кожухом 28. Под давлением жидкости золотник 29 двигается вниз, сжимая упругие элементы 31 до совмещения каналов 30 и 23 (фиг. 2), а также перекрывая выхлопной канал 20 насоса.
Далее жидкость поступает во внутреннюю полость трубы 3, а затем выходит через гидромониторные сопла 7, поршня 6, установленного в наконечнике.
Струи жидкости, выходящие из гидромониторных сопел 7, размывают породы, слагающие дно. Пробоотборник под действием собственного веса погружается в грунт. Происходит бурение без отбора керна, лобовое сопротивление погружению пробоотборника в грунт при этом незначительно. Втулка 25 удерживается в верхнем положении за счет того, что в полость под ее большей ступенью подводится рабочая жидкость под давлением по каналу 26, а давление над этой ступенью равно давлению в канале 35, связанному, с окружающей средой.