RU2740172C2 - Shear cage of underwater drill pipe to determine shear force in unbroken core of bottom sediments - Google Patents

Shear cage of underwater drill pipe to determine shear force in unbroken core of bottom sediments Download PDF

Info

Publication number
RU2740172C2
RU2740172C2 RU2019144183A RU2019144183A RU2740172C2 RU 2740172 C2 RU2740172 C2 RU 2740172C2 RU 2019144183 A RU2019144183 A RU 2019144183A RU 2019144183 A RU2019144183 A RU 2019144183A RU 2740172 C2 RU2740172 C2 RU 2740172C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ring
shear
shear force
drill pipe
cage
Prior art date
Application number
RU2019144183A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019144183A (en
RU2019144183A3 (en
Inventor
Владимир Владимирович Стоянов
Михаил Юрьевич Платонов
Ирина Владимировна Стоянова
Антон Юрьевич Плешков
Игорь Алексеевич Голубев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Маринн 3Д"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Маринн 3Д" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Маринн 3Д"
Priority to RU2019144183A priority Critical patent/RU2740172C2/en
Publication of RU2019144183A publication Critical patent/RU2019144183A/en
Publication of RU2019144183A3 publication Critical patent/RU2019144183A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2740172C2 publication Critical patent/RU2740172C2/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B25/00—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors
    • E21B25/10—Formed core retaining or severing means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK 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

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to shear barrel of underwater drill pipe to determine shear force in unbroken core of bottom sediments. Cutting shell allows determining force of single-plane cut in underwater conditions in compliance with standard procedure. Cut-off holder is part of drill pipe for determination of shear force in core of drilling column in underwater conditions without extraction of core according to standard procedure of unconsolidated single-plane section. Cage is made of metal which is non-corrosive in the marine medium, which is a cage with a groove having a magnetic ring inside. Groove force measurement ring is freely installed in the slot of the cage so that the inner diameter of the drill pipe remains constant throughout its length; the shear force measurement ring has a metal disc for attraction to the ring magnetic ring. Cutting force measurement ring is made with possibility of interaction with pusher with strain gage of measuring device.
EFFECT: technical result is classification of soils based on measurement data underwater conditions without core extraction and determining in-situ underwater conditions of single-plane section of bottom sediments.
1 cl, 1 dwg

Description

Устройство представляет собой срезную обойму подводной буровой трубы подводной буровой системы выполненную из нержавеющего материала длиной 180 мм и внутренним диаметром 96 мм с срезным кольцом свободно вставленного в срезную обойму и удерживаемого в пазе обоймы магнитным кольцом обоймы и металлическим диском на внешнем торце срезного кольца.The device is a shear clip of a subsea drill pipe of an underwater drilling system made of stainless material 180 mm long and an inner diameter of 96 mm with a shear ring loosely inserted into the shear clip and held in the cage groove by a magnetic ring of the cage and a metal disk on the outer end of the shear ring.

После выполнения операции бурения буровая колонна извлекается из скважины и устанавливается на посадочное место в буровой установке вплотную к ложементу таким образом, чтобы толкатели, управляемые электродвигателями установленными на ложементе располагались непосредственно перед отверстием в срезной обойме. Выталкивание в буровой колонне толкателем, приведенным в поступательное движение электродвигателем сдвигового кольца через отверстие в магнитном кольце обоймы позволяет замерить усилие требуемое для сдвига срезного кольца и, таким образом, определить сопротивление усилию сдвига донного грунта в подводных условиях без подъема на поверхность в естественных морских условиях с учетом требований ГОСТа.After the drilling operation is completed, the drill string is removed from the well and installed on a seat in the drilling rig close to the cradle so that the pushers controlled by electric motors mounted on the cradle are located directly in front of the hole in the shear cage. Pushing out in the drill string by a pusher set in translational motion by an electric motor of the shear ring through the hole in the magnetic ring of the cage allows to measure the force required to shift the shear ring and, thus, to determine the resistance to the shear force of the bottom soil in underwater conditions without lifting to the surface in natural sea conditions with taking into account the requirements of GOST.

Проведенный информационный поиск дал следующие результаты:The conducted information search gave the following results:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Приведенные выше технические решения также можно принять за ближайшие аналоги заявляемого объекта «Срезная обойма подводной буровой трубы для определения усилия среза в ненарушенном керне донных осадков», однако, подобных устройств для выполнения работ в подводных условиях не существуетThe above technical solutions can also be taken as the closest analogues of the proposed object "Shear clip of a subsea drill pipe to determine the shear force in an undisturbed bottom sediment core", however, there are no such devices for performing work underwater conditions.

Сущность предлагаемого устройства:The essence of the proposed device:

создание срезной обоймы являющейся частью буровой трубы для определения усилия среза в керне буровой колонки в подводных условиях без извлечения керна по стандартной методике неконсолидированного одноплоскостного срезаcreation of a shear clip, which is a part of the drill pipe, to determine the shear force in the core of the drill string in underwater conditions without core extraction using the standard unconsolidated single-plane shearing technique

Технический результат:Technical result:

проведение классификации грунтов по данным измерения в подводных условиях без извлечения керна и определения ин-ситу в подводных условиях усилия одноплоскостного среза донных осадковclassification of soils according to measurements in underwater conditions without core extraction and determination of in-situ in underwater conditions, efforts of a single-plane cut of bottom sediments

Технический результат достигается следующим образом:The technical result is achieved as follows:

Подводная буровая установка для определения инженерно-геологических свойств грунта осуществляет бурение скважины в толще донного осадка буровыми трубами длиной 2 м.An underwater drilling rig for determining the engineering and geological properties of the soil drills a well in the depth of the bottom sediment with 2 m long drill pipes.

В определенных интервалах трубы имеются вставки из некородирующего материала представляющие собой обойму кольца измерителя усилия среза обойму (1) с кольцом измерителя усилия среза (2). Обойма имеет паз (5) в который свободно помещается кольцо среза таким образом, чтобы внутренний диаметр буровой трубы на всем ее протяжении оставался с постоянным внутренним диаметром 96 мм. Кольцо имеет металлический диск (4) диаметром 18 мм установленный таким образом, чтобы при полном вхождении кольца в паз обоймы металлический диск притягивался магнитным кольцом (3) обоймы, что обеспечивает удерживание срезного кольца в обойме в процессе перемещения буровой колонны.In certain intervals of the pipe, there are inserts made of non-corrosive material, which are a cage of the shear force meter ring, a shear force meter ring (1) with a shear force meter ring (2). The cage has a groove (5) in which the shear ring is freely placed so that the inner diameter of the drill pipe throughout its entire length remains with a constant inner diameter of 96 mm. The ring has a metal disc (4) with a diameter of 18 mm installed in such a way that when the ring is fully inserted into the groove of the cage, the metal disc is attracted by the magnetic ring (3) of the cage, which ensures that the shear ring is retained in the cage during the movement of the drill string.

После выполнения операции бурения буровая колонна извлекается из скважины и устанавливается на посадочное место в буровой установке вплотную к измерительному устройству в подводном положении таким образом, чтобы толкатели с тензодатчиками измерительного устройства при выталкивании кольца измерителя усилия среза через отверстие в магнитном кольце обоймы (3), и производили замер усилия среза ненарушенного донного грунта в керне буровой трубы в естественных подводных условиях согласно методики предусмотренной нормативными документами (В.В. Фурсов, М.В. Балюра. Определение сопротивления грунтов сдвигу методом однополосного среза: методические указания к лабораторным работам по механике грунтов. Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2016-34 с. Протокол №8 от 28.05.2016 г; Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости ГОСТ 12248-2010).After the drilling operation is completed, the drill string is removed from the well and installed on a seat in the drilling rig close to the measuring device in the underwater position so that pushers with strain gauges of the measuring device when pushing the shear force meter ring through the hole in the magnetic ring of the cage (3), and The shear force of undisturbed bottom soil in the drill pipe core was measured in natural underwater conditions according to the methodology provided by the regulatory documents (VV Fursov, MV Balyura. Determination of the shear resistance of soils by the single-lane shear method: guidelines for laboratory work on soil mechanics. Tomsk: Publishing house of the State Architectural and Construction University, 2016-34 pp. Protocol No. 8 dated 28.05.2016; Methods for laboratory determination of strength and deformability characteristics GOST 12248-2010).

Указанное техническое решение поясняется рисунком:This technical solution is illustrated by the figure:

- на Фиг. 1 представлен общий вид срезной обоймы подводной буровой трубы для определения усилия среза в ненарушенном керне донных осадков.- in FIG. 1 shows a general view of the shear clip of a subsea drill pipe for determining the shear force in an undisturbed bottom sediment core.

На рисунке использованы следующие обозначения:The figure uses the following designations:

1 - кольцо измерителя усилия среза1 - shear force measuring ring

2 - обойма кольца измерителя среза2 - clip of the cut-off gauge ring

3 - магнитное кольцо3 - magnetic ring

4 - металлический диск4 - metal disc

5 - паз в обойме для кольца измерителя среза5 - groove in the cage for the shear gauge ring

Claims (1)

Срезная обойма подводной буровой трубы для определения усилия среза в ненарушенном керне донных осадков, характеризующаяся тем, что является частью буровой трубы и выполнена из некорродирующего в морской среде металла, представляющая собой обойму с пазом, имеющим внутри магнитное кольцо, в паз обоймы свободно установлено кольцо измерения усилия среза, таким образом, чтобы внутренний диаметр буровой трубы на всем ее протяжении оставался постоянным, кольцо измерения усилия среза имеет металлический диск, для притяжения к магнитному кольцу обоймы, причем кольцо измерения усилия среза выполнено с возможностью взаимодействия с толкателем с тензодатчиком измерительного устройства, что позволяет замерить усилие, требуемое для сдвига кольца измерителя усилия среза, и определить сопротивление усилию сдвига донного грунта в подводных условиях без подъема на поверхность в естественных морских условиях.Shear clip of a subsea drill pipe for determining the shear force in undisturbed bottom sediment core, characterized by the fact that it is a part of the drill pipe and is made of non-corrosive metal in the marine environment, which is a clip with a slot having a magnetic ring inside, a measurement ring is freely installed in the slot of the clip shear force, so that the inner diameter of the drill pipe remains constant throughout its entire length, the shear force measurement ring has a metal disk to attract to the magnetic ring of the cage, and the shear force measurement ring is designed to interact with the pusher with the strain gauge of the measuring device, which allows you to measure the force required to shift the shear force meter ring and to determine the resistance to the shear force of the bottom soil in underwater conditions without lifting to the surface in natural sea conditions.
RU2019144183A 2019-12-26 2019-12-26 Shear cage of underwater drill pipe to determine shear force in unbroken core of bottom sediments RU2740172C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019144183A RU2740172C2 (en) 2019-12-26 2019-12-26 Shear cage of underwater drill pipe to determine shear force in unbroken core of bottom sediments

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019144183A RU2740172C2 (en) 2019-12-26 2019-12-26 Shear cage of underwater drill pipe to determine shear force in unbroken core of bottom sediments

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019144183A RU2019144183A (en) 2020-02-28
RU2019144183A3 RU2019144183A3 (en) 2020-07-22
RU2740172C2 true RU2740172C2 (en) 2021-01-12

Family

ID=69767924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019144183A RU2740172C2 (en) 2019-12-26 2019-12-26 Shear cage of underwater drill pipe to determine shear force in unbroken core of bottom sediments

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2740172C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2833144A (en) * 1955-07-15 1958-05-06 Clarence E Miller Penetrometer for in situ measurements
SU1640398A1 (en) * 1989-03-17 1991-04-07 Донецкий политехнический институт Stand for examining stressed state of loose soil samples
RU2066752C1 (en) * 1993-03-31 1996-09-20 Специальное конструкторское бюро по геологоразведочной технике СКБ "Геотехника" Method for drilling and investigations of mechanical and physical properties of ground
WO2005090942A1 (en) * 2004-03-23 2005-09-29 Benthic Geotech Pty Ltd Improved ball penetrometer for soft soils testing
RU2275628C2 (en) * 2004-02-13 2006-04-27 Валерий Николаевич Кутергин Method and device for ground shearing test performing along with pore pressure determination
US8301383B2 (en) * 2008-06-02 2012-10-30 Schlumberger Technology Corporation Estimating in situ mechanical properties of sediments containing gas hydrates

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2833144A (en) * 1955-07-15 1958-05-06 Clarence E Miller Penetrometer for in situ measurements
SU1640398A1 (en) * 1989-03-17 1991-04-07 Донецкий политехнический институт Stand for examining stressed state of loose soil samples
RU2066752C1 (en) * 1993-03-31 1996-09-20 Специальное конструкторское бюро по геологоразведочной технике СКБ "Геотехника" Method for drilling and investigations of mechanical and physical properties of ground
RU2275628C2 (en) * 2004-02-13 2006-04-27 Валерий Николаевич Кутергин Method and device for ground shearing test performing along with pore pressure determination
WO2005090942A1 (en) * 2004-03-23 2005-09-29 Benthic Geotech Pty Ltd Improved ball penetrometer for soft soils testing
US8301383B2 (en) * 2008-06-02 2012-10-30 Schlumberger Technology Corporation Estimating in situ mechanical properties of sediments containing gas hydrates

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019144183A (en) 2020-02-28
RU2019144183A3 (en) 2020-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102725477B (en) For determining the method and system of the methane content of bottom sample
KR20180013939A (en) Method and apparatus for measuring downhole characteristics in an underground well
US20170114628A1 (en) Slickline deployed casing inspection tools
EP2317071A1 (en) Positioning tool
JP6707254B2 (en) Submarine underground condition monitoring device
AU2014353871B2 (en) Borehole logging methods and apparatus
EP3203209A1 (en) Downhole fluid property measurement
NO311880B3 (en) Device and method for judging an anchor bottom
Randolph New tools and directions in offshore site investigation
RU2740172C2 (en) Shear cage of underwater drill pipe to determine shear force in unbroken core of bottom sediments
CN101532373A (en) Multi-point oriented coring system and method for drill core
Vanneste et al. Shallow landslides and their dynamics in coastal and deepwater environments, Norway
JP2008039721A (en) Fixed azimuth sampling device and sampling method
Stark et al. Deployment of a dynamic penetrometer from manned submersibles for fine‐scale geomorphology studies
Funato et al. Laboratory verification of the Diametrical Core Deformation Analysis (DCDA) developed for in-situ stress measurements
CN101372890B (en) Creep determination technique
CN102183230A (en) An anchoring device of a datum mark in a boring
JP2006322175A (en) Sampler for soil sample
Christian et al. Lancelot—A seabed piezometric probe for geotechnical studies
JPH0988051A (en) In-situ permeability test method and permeability test device
Low Performance of penetrometers in deepwater soft soil characterisation
Dahlin et al. Mapping of quick clay by ERT and CPT-R in the Göta Älv river valley
Wang et al. Undrained Shear Strength Measurement for Deep-Sea Surficial Sediments in the West of South China Sea Using Miniature Full-Flow Penetrometer
Francis et al. Determination of in situ sediment shear strength from advanced piston corer pullout forces
Kiho et al. Development of Directional Drilling and Survey System-Results of the Drilling and In-situ Permeability Test