RU2729762C2 - Detachable drilling bit of self-floating buoy for ice drilling from bottom to top - Google Patents
Detachable drilling bit of self-floating buoy for ice drilling from bottom to top Download PDFInfo
- Publication number
- RU2729762C2 RU2729762C2 RU2018106906A RU2018106906A RU2729762C2 RU 2729762 C2 RU2729762 C2 RU 2729762C2 RU 2018106906 A RU2018106906 A RU 2018106906A RU 2018106906 A RU2018106906 A RU 2018106906A RU 2729762 C2 RU2729762 C2 RU 2729762C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- ice
- sealed
- drill
- drill bit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B22/00—Buoys
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/12—Underwater drilling
Abstract
Description
Техническое решение относится к буровой коронке самовсплывающих подповерхностных океанографических буйковых станций, которые при всплытии могут быть использованы для бурения льда снизу вверх на покрытых льдом акваториях, преимущественно в условиях Арктики.The technical solution relates to the drill bit of self-floating subsurface oceanographic buoy stations, which, when surfacing, can be used to drill ice from bottom to top in ice-covered waters, mainly in the Arctic.
К настоящему времени известно множество публикаций и патентов по тематике освоения обширных арктических районов, покрытых льдом. При этом известные технические решения могут быть подразделены на две большие группы: 1) технология исследований посредством буйковых станций [9] физико-химических и радиационных параметров и других характеристик морской воды и/или морского дна по исследуемой площади и по всему профилю глубин и 2) способы и устройства передачи измерительной информации на центральные контрольные пункты (в том числе суда обеспечения, связные ИСЗ, подводные аппараты), обеспечивающие сбор и обработку всей совокупности данных для заданного района океана с целью мониторинга для решения различных практических задач: комплексных гидрографических исследований, геолого-геофизической разведки, поиска и добычи углеводородов, экологии и загрязнения океана.By now, there are many publications and patents on the development of vast Arctic regions covered with ice. In this case, the known technical solutions can be divided into two large groups: 1) research technology by means of buoy stations [9] physicochemical and radiation parameters and other characteristics of sea water and / or the seabed over the investigated area and along the entire depth profile and 2) methods and devices for transmitting measuring information to central control points (including support vessels, communication satellites, underwater vehicles), which ensure the collection and processing of the entire set of data for a given ocean region for monitoring purposes for solving various practical problems: integrated hydrographic research, geological geophysical exploration, prospecting and production of hydrocarbons, ecology and ocean pollution.
К первой группе могут быть отнесены всевозможные буйковые станции и их совокупности (сетевые системы буев): поверхностные, дрейфующие (см., например [2, 3, 6, 7] и др.), подповерхностные заякоренные буйковые станции, профилографы [1, 5], US 2002/0035870 А1, 28.03.2002; RU 2297939 С2, 27.04.2007; RU 2325674 С1, 27.05.2008, RU 2404081 С1, 20.11.2010.The first group can include all kinds of buoy stations and their assemblies (network systems of buoys): surface, drifting (see, for example, [2, 3, 6, 7], etc.), subsurface moored buoy stations, profilers [1, 5 ], US 2002/0035870 A1, 28.03.2002; RU 2297939 C2, 27.04.2007; RU 2325674 C1, 27.05.2008, RU 2404081 C1, 20.11.2010.
Однако, в этих объектах особенности работы в ледовых условиях либо не рассматриваются ([5], патенты RU 2297939 С2, RU 2325674 C1, RU 2404081 С1), либо освещаются достаточно поверхностно и декларативно ([3], US 2002/0035870 А1). Так, источник [3] (основанный на патенте US 8912892 В2, подробно рассматривающему системы сенсоров для океанографического мониторинга), содержит лишь общее пространное описание буя (сети буев) и их использования в различных случаях, включая умозрительную ситуацию в фантастических внеземных условиях Титана, спутника Сатурна.However, in these objects, the features of work in ice conditions are either not considered ([5], patents RU 2297939 C2, RU 2325674 C1, RU 2404081 C1), or they are covered rather superficially and declaratively ([3], US 2002/0035870 A1). Thus, the source [3] (based on US patent 8912892 B2, which considers in detail sensor systems for oceanographic monitoring), contains only a general lengthy description of a buoy (a network of buoys) and their use in various cases, including a speculative situation in the fantastic extraterrestrial conditions of Titan, a satellite Saturn.
Вторая группа технических решений имеет значительный раздел, касающийся осуществления работ в ледовых условиях Арктики безотносительно к системам измерения и сбора информации различными датчиками морских параметров. Они посвящены, в основном, специфике устройств - пенетраторов, т.е., устройств, проникающих (проходящих) сквозь лед и образующих отверстие в толще льда (от лат. penetro-проникаю). Известные устройства касаются как пенетраторов "сверху" (ice downward): [4]; US 2010291817 A1, 18.11.2010; US 6097668 A, 01.08.2000; US 5022470 A; US 5014248 (A), 07.05.1991, так и пенетраторов "снизу" (ice penetrator upward): [2], [4]; US 5593332 A, 14.01.1997; US 5319376 (A), 07.06.1994; US 5116268 A, 20.05.1992; US 5484027 A, 16.01.1996, формирующих отверстие от нижней подводной кромки льда до его поверхности.The second group of technical solutions has a significant section related to the implementation of work in the ice conditions of the Arctic, regardless of the systems for measuring and collecting information by various sensors of marine parameters. They are mainly devoted to the specifics of devices - penetrators, i.e., devices that penetrate (pass) through the ice and form a hole in the ice mass (from Lat. Penetro-penetrate). Known devices are referred to as ice downward penetrators: [4]; US 2010291817 A1, 18.11.2010; US 6097668 A, 01.08.2000; US 5022470 A; US 5014248 (A), 05/07/1991, and penetrators "from below" (ice penetrator upward): [2], [4]; US 5593332 A, 14.01.1997; US 5319376 (A), 07.06.1994; US 5116268 A, 20.05.1992; US 5484027 A, 01.16.1996, forming a hole from the lower underwater ice edge to its surface.
При этом известная технология, начиная с рассмотренной в обзорном патенте [4] США 1987 г., до настоящего времени [3] касается в значительной части термо- и термохимических буев-пенетраторов, использующих плавление и таяние льда. Причем подчас выражается мнение [4], что механические устройства могут использоваться только для пенетрации вниз с поверхности льда.At the same time, the known technology, starting with the one considered in the review patent [4] of the USA in 1987, up to the present time [3] concerns in a significant part thermo- and thermochemical penetrating buoys using melting and melting of ice. Moreover, the opinion is sometimes expressed [4] that mechanical devices can only be used for penetration down from the ice surface.
Тем не менее, как показывают испытания, термо- и термохимические буи-пенетраторы льда не имеют значительных преимуществ перед традиционным механическим бурением (сверлением).Nevertheless, as tests show, thermo- and thermochemical ice buoys-penetrators do not have significant advantages over traditional mechanical drilling (drilling).
В то же время использование известных пенетраторов "снизу" (см. [2], [4] и др.) затруднено необходимостью точной вертикальной ориентации формируемого отверстия (US 5593332 A, US 5319376 А). Кроме того, тепловые (литиевые) пенетраторы льда типа [2] имеют ограниченный технический ресурс и не являются вполне приемлемыми при значительной толщине льда. При этом одной из основных проблем известных пенетраторов льда является ([4], US 6463800 В2) энергообеспечение (подзарядка) при длительной работе.At the same time, the use of known penetrators "from below" (see [2], [4], etc.) is hampered by the need for precise vertical orientation of the hole being formed (US 5593332 A, US 5319376 A). In addition, thermal (lithium) ice penetrators of the type [2] have a limited technical resource and are not quite acceptable with a significant ice thickness. In this case, one of the main problems of known ice penetrators is ([4], US 6463800 B2) power supply (recharging) during long-term operation.
Известная подводная буйковая система [1] по патенту US 7874886 В2 при дополнении средством бурения - пенератором льда снизу вверх (аналогом которого можно считать, например, патент [2]) может служить прототипом предлагаемого технического решения.The well-known underwater buoy system [1] according to the patent US 7874886 B2 with the addition of a drilling tool - an ice generator from the bottom up (which can be considered an analogue, for example, the patent [2]) can serve as a prototype of the proposed technical solution.
Известная система [1] содержит последовательное вертикальное тросовое соединение якоря, размыкателя, блока аппаратуры и питания, снабженное электроприводом и поплавковым устройством, а также блок связи с антенной, выносимой над поверхностью акватории. Однако работа системы [1] в ледовых условиях не предусмотрена, и коммуникационная антенна выносится непосредственно на открытую водную поверхность.The known system [1] contains a serial vertical cable connection of an armature, a breaker, an equipment and power unit, equipped with an electric drive and a float device, as well as a communication unit with an antenna carried out above the surface of the water area. However, the operation of the system [1] in ice conditions is not provided, and the communication antenna is placed directly on the open water surface.
В условиях покрытых льдом акваторий для вынесения антенны в отверстие над поверхностью льда буйковая станция должна быть снабжена средством бурения льда снизу вверх. Причем, поскольку термопенетраторы типа [2], по-видимому, не могут служить прерогативой средств пронизывания льда с образованием отверстий, то представляется, что рассмотрение совокупности указанных первой и второй групп технологии с привлечением традиционной, но вполне эффективной практики бурения (сверления) льда, позволило бы расширить арсенал и увеличить функциональные возможности комбинированного средства (комплекса) указанного назначения и повысить информативность и достоверность получаемых данных.In the conditions of ice-covered water areas, the buoy station should be equipped with a means of drilling ice from the bottom up to bring the antenna into the hole above the ice surface. Moreover, since thermopenetrators of the type [2], apparently, cannot serve as the prerogative of the means of penetrating ice with the formation of holes, it seems that consideration of the combination of the first and second groups of technologies using the traditional, but quite effective practice of drilling (drilling) ice, would allow to expand the arsenal and increase the functionality of the combined means (complex) of the indicated purpose and increase the information content and reliability of the data obtained.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в съемной буровой коронке, используемой в самовсплывающих буях, имеющих подводную буровую систему для бурения льда снизу вверх, имеющей в своей конструкции антенны и проблесковый маяк.The essence of the proposed technical solution consists in a removable drill bit used in self-floating buoys with an underwater drilling system for drilling ice from the bottom up, having antennas and a beacon in its design.
Основной технический результат - увеличение функциональных возможностей и расширение арсенала устройств для исследования покрытых льдом акваторий Арктики посредством новой универсальной съемной буровой коронки, используемой для буровой системы разной длины с наличием съемного герметичного разъема, спутниковой антенны, радиоантенны и проблескового маяка.The main technical result is an increase in the functionality and expansion of the arsenal of devices for exploring the ice-covered waters of the Arctic by means of a new universal removable drill bit used for a drilling system of various lengths with a removable sealed connector, a satellite dish, a radio antenna and a beacon.
Технический результат достигается следующим образом:The technical result is achieved as follows:
Съемная буровая коронка общей длиной 25 см представляет собой трубу с вырезами, имеющую внутри запаянные в герметичную сплошную композитную радиопрозрачную бесцветную массу спутниковую и радиоантенну с проблесковым маячком, с одной стороны имеющую резьбовую втулку с проходящим через нее герметичным кабелем для вкручивания в буровую колонну и соединения с основным кабелем связи, а с другой стороны - несущую втулку с перьевым наконечником на винтовом несущем стержне, при этом по наружной поверхности проходит винтовой шнек.A removable drill bit with a total length of 25 cm is a pipe with cutouts, which has a satellite and radio antenna with a beacon beacon sealed inside into a sealed solid composite radio-transparent colorless mass, on one side having a threaded bushing with a sealed cable passing through it for screwing into the drill string and connections with with the main communication cable, and, on the other hand, a bearing sleeve with a feather tip on a screw bearing rod, while a screw auger runs along the outer surface.
Съемная буровая коронка бурит морской кристаллический лед с образованием отверстия диаметром 35 мм, являясь носителем спутниковой и высокочастотной радиоантенн с проблесковым маячком и в режиме ожидания в подводном положении выдерживает внешнее давление до 200 Мпа.A removable drill bit drills sea crystalline ice to form a hole with a diameter of 35 mm, being a carrier of satellite and high-frequency radio antennas with a beacon and in standby mode in a submerged position withstands external pressure up to 200 MPa.
Изобретение поясняется чертежом: на фиг. 1 представлен общий вид съемной буровой коронки самовсплывающего буя для бурения льда снизу вверх.The invention is illustrated by a drawing: FIG. 1 shows a general view of a detachable drill bit of a self-floating buoy for drilling ice from bottom to top.
На чертеже использованы следующие обозначения:The drawing uses the following designations:
1 - перьевой наконечник на винтовом несущем стержне; 2 - несущая втулка перьевого наконечника; 3 - полый корпус буровой коронки; 4 - винтовой шнек буровой коронки; 5 - несущая резьбовая втулка буровой коронки; 6 - кабель герметичный; 7 - герморазъем; 8 - спутниковая антенна типа «иридиум»; 9 - радиоантенна; 10 - оптический проблесковый маячок; 11 - герметичная сплошная композитная радиопрозрачная бесцветная заливка корпуса буровой коронки.1 - pen tip on a screw bearing rod; 2 - bearing sleeve of the feather tip; 3 - hollow body of the drill bit; 4 - screw auger drill bit; 5 - bearing threaded bushing of the drill bit; 6 - sealed cable; 7 - hermetic connector; 8 - satellite dish of the "iridium" type; 9 - radio antenna; 10 - optical flashing beacon; 11 - sealed solid composite radio-transparent colorless filling of the drill bit body.
Работа предложенного технического решения заключается в следующем.The work of the proposed technical solution is as follows.
В съемную буровую коронку в несущую втулку перьевого накончника (2) ввинчен перьевой наконечник на винтовом несущем стержне (1). К герморазъему (7) на герметичном кабеле (6) присоединяется основной передающий кабель буровой установки проходящий через буровую штангу, через резьбовую втулку (5) съемная буровая коронка ввинчивается в буровую штангу таким образом, что позволяет съемную буровую коронку устанавливать на буровую штангу любой длины.A feather tip is screwed into the removable drill bit into the feather nib bearing sleeve (2) on a screw bearing rod (1). The main transmission cable of the drilling rig passing through the drill rod is connected to the sealed connector (7) on the sealed cable (6), through the threaded bushing (5) the removable drill bit is screwed into the drill rod in such a way that allows the removable drill bit to be installed on the drill rod of any length.
Таким образом, изобретение реализует указанное назначение и осуществляется с достижением указанного технического результата, который находится в причинно - следственной связи с совокупностью существенных признаков формулы изобретения.Thus, the invention realizes the specified purpose and is carried out with the achievement of the specified technical result, which is in a causal relationship with the set of essential features of the claims.
ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИSOURCES BY TECHNOLOGY
I. Прототип и аналоги:I. Prototype and analogues:
1. US 2009/0269709 А1, 29.10.2009 (прототип).1. US 2009/0269709 A1, October 29, 2009 (prototype).
2. US 6183326/ В1, 06.02.2001 (аналог).2. US 6183326 / B1, 06.02.2001 (analogue).
3. US 20150346726 А1, 05.12.2015 (аналог).3. US 20150346726 A1, 05.12.2015 (analogue).
4. US 4651834 А, 24.03.1987 (аналог).4. US 4651834 A, 03.24.1987 (analogue).
II. Дополнительные источники по уровню техники:II. Additional prior art sources:
5. RU 2499280 С2, 20.11.2013.5. RU 2499280 C2, 20.11.2013.
6. RU 136414 U1, 10.10.2014.6. RU 136414 U1, 10.10.2014.
7. US 4924698 (А), 15.05.1990.7. US 4924698 (A), 15.05.1990.
8. RU 2569938 С2, 10.12.2015.8. RU 2569938 C2, 10.12.2015.
9. Морской энциклопедический справочник: в двух томах. Том 1/ Под ред. Н.Н. Исанина. - Л.: Судостроение, 1987 (Буйковая станция - с. 98).9. Marine encyclopedic reference book: in two volumes. Volume 1 / Ed. N.N. Isanina. - L .: Shipbuilding, 1987 (Buikova station - p. 98).
III. Источники по уровню техники приведены также в описании.III. References to the prior art are also given in the description.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018106906A RU2729762C2 (en) | 2018-02-26 | 2018-02-26 | Detachable drilling bit of self-floating buoy for ice drilling from bottom to top |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018106906A RU2729762C2 (en) | 2018-02-26 | 2018-02-26 | Detachable drilling bit of self-floating buoy for ice drilling from bottom to top |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018106906A RU2018106906A (en) | 2018-11-22 |
RU2018106906A3 RU2018106906A3 (en) | 2019-05-23 |
RU2729762C2 true RU2729762C2 (en) | 2020-08-12 |
Family
ID=64400957
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018106906A RU2729762C2 (en) | 2018-02-26 | 2018-02-26 | Detachable drilling bit of self-floating buoy for ice drilling from bottom to top |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2729762C2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4651834A (en) * | 1985-08-09 | 1987-03-24 | Trw Inc. | Ice penetrating method and apparatus |
US6183326B1 (en) * | 1999-09-27 | 2001-02-06 | Scientific Solutions, Inc. | Communication buoy with ice penetrating capabilities |
US20090269709A1 (en) * | 2008-04-28 | 2009-10-29 | Her Majesty In Right Of Canada As Represented By The Minister Of Fisheries And Oceans | Communication float |
RU2440479C1 (en) * | 2010-08-13 | 2012-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Mechanical ice drilling bit |
RU136414U1 (en) * | 2013-08-01 | 2014-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Ситекрим" | UNIVERSAL BUOY FOR MONITORING ICE COATED AREAS |
RU2609841C1 (en) * | 2015-11-03 | 2017-02-06 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Messenger buoy for use in ice conditions |
-
2018
- 2018-02-26 RU RU2018106906A patent/RU2729762C2/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4651834A (en) * | 1985-08-09 | 1987-03-24 | Trw Inc. | Ice penetrating method and apparatus |
US6183326B1 (en) * | 1999-09-27 | 2001-02-06 | Scientific Solutions, Inc. | Communication buoy with ice penetrating capabilities |
US20090269709A1 (en) * | 2008-04-28 | 2009-10-29 | Her Majesty In Right Of Canada As Represented By The Minister Of Fisheries And Oceans | Communication float |
RU2440479C1 (en) * | 2010-08-13 | 2012-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Mechanical ice drilling bit |
RU136414U1 (en) * | 2013-08-01 | 2014-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Ситекрим" | UNIVERSAL BUOY FOR MONITORING ICE COATED AREAS |
RU2609841C1 (en) * | 2015-11-03 | 2017-02-06 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Messenger buoy for use in ice conditions |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2018106906A (en) | 2018-11-22 |
RU2018106906A3 (en) | 2019-05-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20100242585A1 (en) | Nano-robots system and methods for well logging and borehole measurements | |
CN106895988A (en) | A kind of ultra-deep sea bottom sediment untethered gravity core system | |
JP3945809B2 (en) | Submarine gas hydrate mining method and system | |
CN203824784U (en) | Underwater vibration sampling device | |
CN108625827B (en) | Safe mining method for seabed shallow combustible ice | |
CN106351590B (en) | A kind of drilling machine people's bracket for deep earth sampling | |
CN104155695B (en) | Submersible type buoy earthquake data acquisition station | |
Freudenthal et al. | Scientific drilling with the sea floor drill rig MeBo | |
CN106869921A (en) | A kind of abyssal floor cone-type spiral fetches earth rig and method | |
CN105627980A (en) | Marine gas hydrate exploitation stratum deformation real-time monitoring device | |
RU2729762C2 (en) | Detachable drilling bit of self-floating buoy for ice drilling from bottom to top | |
CN102182414A (en) | Deep-sea sediment core pressure-maintaining device matched with submarine drilling rig and method for using deep-sea sediment core pressure-maintaining device | |
RU2681816C2 (en) | Autonomous subsurface oceanographic buoy station | |
Spagnoli et al. | First deployment of the underwater drill rig MeBo200 in the North Sea and its applications for the geotechnical exploration | |
CN204124318U (en) | A kind of portable deep-sea multisensor loading device | |
CN113775309B (en) | Core sampling and operating device of deep sea carrier | |
Spagnoli et al. | Underwater drilling rig for offshore geotechnical explorations for Oil & Gas structures | |
CN205189859U (en) | Abyssal floor conical spiral rig that fetches earth | |
KR101866607B1 (en) | Winterization system of marine structure for polar region and method of winterization using the same | |
Hickey et al. | Holocene core logs and site methods for modern reef and head-coral cores-Dry Tortugas National Park, Florida | |
CN217416057U (en) | Stable drilling platform with bottom column | |
US8692555B2 (en) | Subsea, vertical, electromagnetic signal receiver for a vertical field component and also a method of placing the signal receiver in uncompacted material | |
KR20170022668A (en) | Core Sampling System and Method | |
Carter et al. | The future of offshore site investigation–robotic drilling on the sea-bed | |
RU2019131114A (en) | REMOVABLE DRILL BIT OF SELF-FLOWING BUOY FOR DRILLING ICE BOTTOM UP |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20190909 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20200626 |