天然气水合物回转式保压取心器制造技术

本发明专利技术涉及一种天然气水合物回转式保压取心器，包括外管总成和安装在外管总成内部的内管总成，外管总成的底端设有钻头；所述内管总成包括内管总成a和内管总成b，内管总成b安装于内管总成a的内部且可沿着内管总成a轴向移动，内管总成a包括由上到下依次连接的打捞矛头、弹卡机构、配长管、中管短节、短接头、密封短节、连接管、中管和保压球阀翻转密封机构；内管总成b包括由上到下依次连接的提引装置、弹卡悬挂机构、弹性销短节、单动机构、转换接头、调节接头、连接管、密封机构、连接长管、连接长管短节和岩心管。本发明专利技术实现回转式保压取样，能够适应第四系沉积地层和基岩，应用范围更广。

Gas hydrate rotary pressure-holding corer

The invention relates to a gas hydrate rotary pressure-holding coring device, which comprises an outer tube assembly and an inner tube assembly installed inside the outer tube assembly, with a drill bit at the bottom of the outer tube assembly; the inner tube assembly includes an inner tube assembly a and an inner tube assembly b, which are installed inside the inner tube assembly a and can move along the axial direction of the inner tube assembly a, and the inner tube assembly a includes an upper-lower connection in turn. Connected fishing spearhead, cartridge clip mechanism, length matching pipe, middle pipe short joint, short joint, sealing short joint, connecting pipe, middle pipe and pressure retaining ball valve turnover sealing mechanism; inner pipe assembly B includes lifting device connected from top to bottom, cartridge clip suspension mechanism, elastic pin short joint, single-acting mechanism, transfer joint, adjusting joint, connecting pipe, sealing mechanism, connecting long pipe, connecting long pipe and short joint; and inner pipe assembly B includes lifting device, cartridge clip suspension mechanism, elastic pin short joint, single-acting mechanism, And core pipe. The invention realizes rotary pressure-holding sampling, can adapt to Quaternary sedimentary strata and bedrock, and has a wider application range.

【技术实现步骤摘要】
天然气水合物回转式保压取心器
本专利技术涉及钻探
，具体是一种天然气水合的天然气水合物回转式保压取心器。
技术介绍
天然气水合物是资源丰富的高效清洁能源，是未来全球能源发展的战略制高点，天然气水合物赋存于深海大陆坡海底以下或埋藏于极地地区的沉积物中，由于天然气水合物需要在稳定的保压状态下才能不被分解，因此需要采用保压的方式进行采集，而普通的取心器一般不具有密闭性，不能够保压，这样的取心器通常的取心效果都不理想。另外，普通的取心器结构复杂，零部件众多，导致维护困难不便，且使用寿命较短，同时，常见的取心器由于取心钻头的原因，而难以在硬质地层进行取心，应用范围小。因此提供一种保压效果良好、能适应硬质地层且维护方便的取心器是本领域内急需解决的一个问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种天然气水合物回转式保压取心器，其能够实现保压取心，且维护更方便和能适应硬质地层进行取心。本专利技术的技术方案为：一种天然气水合物回转式保压取心器，其特征在于：进一步地，所述内管总成包括内管总成a和内管总成b，内管总成b安装于内管总成a的内部且可沿着内管总成a向上轴向移动，通过弹卡悬挂机构轴向固定在内管总成a内，内管总成b轴向保持不移动，内管总成b完成脱卡后才可以向上轴向移动，内管总成a包括由上到下依次连接的打捞矛头、弹卡机构、配长管、中管短节、短接头、密封短节、连接管、中管和保压球阀翻转密封机构；内管总成b包括由上到下依次连接的提引装置、弹卡悬挂机构、弹性销短节、单动机构、转换接头、调节接头、连接管、密封机构、连接长管、连接长管短节和岩心管；所述弹卡机构和弹卡悬挂机构相互配合，使得岩心管在打捞取心之前保持轴向固定；所述岩心管位于中管内部；所述保压球阀翻转密封机构包括弹簧限位环、球阀驱动短节、弹簧、球阀驱动短节弹簧台肩、球阀管台肩、上球阀座密封圈、上球阀座、球阀管、球阀、球阀翻转驱动插销、球阀轴、球阀翻转滑动槽、球阀管长圆孔、球阀管窗口、下球阀座、下球阀座密封圈、承重弹簧和球阀下压盖；球阀上设有球阀轴和球阀翻转滑动槽，球阀上设有用于岩心管穿过的通孔；球阀管的上端与中管的下端连接，球阀管密封圈设置在球阀管与中管的连接处，球阀管的中空内部设有球阀管窗口，球阀管中部设有球阀管长圆孔，位于球阀管长圆孔内的球阀翻转驱动插销固定在球阀管上，球阀翻转驱动插销伸入至球阀上的球阀翻转滑动槽内；球阀通过球阀轴固定设置在球阀管上的球阀管窗口内，球阀轴的一端连接球阀，另一端伸入至球阀管长圆孔内，且可在球阀管长圆孔内转动和滑动；球阀管的内部设有上球阀座和下球阀座，上球阀座和下球阀座均可在球阀管内轴向滑动，球阀管的上端设有球阀管台肩，球阀管与中管连接；上球阀座的上端与球阀驱动短节的下端连接，上球阀座的下端与球阀的上端接触，球阀驱动短节位于连接长管短节的下方，且球阀驱动短节位于岩心管与中管之间，在球阀驱动短节与中管之间还设有弹簧，弹簧套设在球阀驱动短节上，弹簧的上端与弹簧限位环接触，弹簧限位环通过凹凸配合被中管台肩限制住，弹簧限位环位于岩心管与中管之间，弹簧的下端与球阀驱动短节弹簧台肩接触并被球阀驱动短节弹簧台肩顶住，球阀驱动短节弹簧台肩通过弹簧顶住弹簧限位环，球阀驱动短节弹簧台肩位于球阀管台肩的上方；保压球阀翻转密封机构与岩心管相互配合实现球阀向下滑动并翻转90°；所述单动机构位于中管短节的内部，且位于弹性销短节的下方，单动机构通过轴承外套与转换接头连接，转换接头与调节接头的上端连接，调节接头上套设有调节机构锁紧螺母，调节机构锁紧螺母设置在转换接头的下端，调节接头位于短接头的内壁，调节接头的下端与连接管的上端连接，连接管的下端与密封机构连接；所述密封机构位于连接管的内部且可以沿着连接管轴向移动。进一步地，所述保压球阀翻转密封机构与岩心管相互配合实现球阀向下滑动并翻转90°的具体实现过程是这样的：在还未取心及打捞之前，岩心管从球阀的通孔内向下穿过，球阀边缘紧贴岩心管，岩心管限制住球阀向下翻转，同时球阀被岩心管接触而使得球阀向上顶着上球阀座，上球阀座向上顶着球阀驱动短节向上移，球阀驱动短节上的球阀驱动短节弹簧台肩也相应的向上移，并使得弹簧限位环被中管上的中管台肩限位，弹簧被压缩而弹性势能增加；当取心完成并进行打捞，岩心管从球阀的通孔内向上提拉出来后，岩心管不再限制球阀向下翻转，具有足够弹性势能的弹簧，弹簧推力大于承重弹簧推力，使得此时球阀在弹簧给的推力下而整体沿着球阀管长圆孔下移，在球阀下移的过程中，促使球阀翻转滑动槽绕着球阀管上固定的球阀翻转驱动销进行滑动和转动的复合运动，同时给予球阀翻转扭矩并驱动球阀翻转90°，球阀到达下行极限位置时，承重弹簧被压缩至下球阀座与球阀下压盖接触。进一步地，所述保压球阀翻转密封机构的下端连接设有对岩心管进行冲洗的冲洗机构，出水流道为外管钻头与中管钻头间隙以及岩心管与中管钻头间隙。进一步地，所述密封机构包括快插单向阀测压接头、压力通道、密封接头密封圈、密封接头和密封接头台肩，密封接头的上端与连接管的下端连接，密封接头中部设有轴向的压力通道，快插单向阀测压接头伸入至压力通道内，密封接头上套设有密封接头密封圈，密封接头两侧设有密封接头台肩，密封接头的下端与连接长管的上端连接。进一步地，所述球阀管与上球阀座的贴合处设有上球阀座密封圈，球阀管与下球阀座的贴合处设有下球阀座密封圈；下球阀座从上至下设有承重弹簧和球阀下压盖，承重弹簧上下两端分别与下球阀座和球阀下压盖连接，下球阀座的上端与球阀的下端接触。进一步地，所述球阀与和下球阀座之间为浮动接触。进一步地，所述弹卡机构包括弹卡a、弹卡托架a、脱卡管、进水口、弹卡托架管长销孔、弹卡托架管a、脱卡管倾斜部，弹卡a设置在所述弹卡室内，且与弹卡托架a连接，弹卡托架a连接设置在脱卡管内部，脱卡管与打捞矛头固定连接，脱卡管的底端设有用于将弹卡从弹卡室脱卡出来的脱卡管倾斜部，脱卡管的侧壁上设有进水口，弹卡托架管长销孔设置在弹卡托架管a的中腔内部。进一步地，所述提引装置包括提引管、提引管长销孔和第一弹性销，提引管长销孔设置在提引管的内部；第一弹性销贯穿弹卡托架管长销孔和提引管长销孔后固定设置在脱卡管上，弹卡托架管长销孔和提引管长销孔的中心轴线在同一条直线上，提引管、弹卡托架管a和脱卡管之间为套装连接。进一步地，所述弹卡悬挂机构包括弹卡托架管b、弹卡托架管出水口、弹卡托架b、弹卡腔、弹片开孔、弹卡b、弹卡腔室、弹卡托架管倾斜部和剪切铜销；弹卡悬挂机构的上部设置在配长管的内部，下部设置在中管短节的内部。本专利技术的有益效果为：本专利技术具有以下有益技术效果：1、通告保压球阀翻转密封机构的球阀向下滑动并翻转90°，球阀与上球阀座密封接触，实现球阀上部区域的保压效果，此时岩心管位于球阀上方的保压区域，使得岩心管内的取心样品处于保压状态，实现取心器的保压取样，提高取心成功率；另外，实现球阀翻转90°的保压球阀翻转密封机构是通过弹簧和球阀驱动短节来实现，使得保压球阀翻转密封机构的结构大为简化，使得使用操作更加简略方便且可靠性大幅提高，并使得后续的维护也变得更加快速方便；通过钻头与中管钻头一起配合进行岩心样品取心，采用这种双钻头取心的方式，使得本专利技术能够适应第四系沉积地层和基岩，应用范围更广；通过弹卡机构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然气水合物回转式保压取心器，其特征在于：包括外管总成和安装在外管总成内部的内管总成，外管总成的底端设有钻头；所述内管总成包括内管总成a和内管总成b，内管总成b安装于内管总成a的内部且可沿着内管总成a向上轴向移动，通过弹卡悬挂机构轴向固定在内管总成a内，内管总成b轴向保持不移动，内管总成b完成脱卡后才可以向上轴向移动，内管总成a包括由上到下依次连接的打捞矛头、弹卡机构、配长管、中管短节、短接头、密封短节、连接管、中管和保压球阀翻转密封机构；内管总成b包括由上到下依次连接的提引装置、弹卡悬挂机构、弹性销短节、单动机构、转换接头、调节接头、连接管、密封机构、连接长管、连接长管短节和岩心管；所述弹卡机构和弹卡悬挂机构相互配合，使得岩心管在打捞取心之前保持轴向固定；所述岩心管位于中管内部；所述保压球阀翻转密封机构包括弹簧限位环、球阀驱动短节、弹簧、球阀驱动短节弹簧台肩、球阀管台肩、上球阀座密封圈、上球阀座、球阀管、球阀、球阀翻转驱动插销、球阀轴、球阀翻转滑动槽、球阀管长圆孔、球阀管窗口、下球阀座、下球阀座密封圈、承重弹簧和球阀下压盖；球阀上设有球阀轴和球阀翻转滑动槽，球阀上设有用于岩心管穿过的通孔；球阀管的上端与中管的下端连接，球阀管密封圈设置在球阀管与中管的连接处，球阀管的中空内部设有球阀管窗口，球阀管中部设有球阀管长圆孔，位于球阀管长圆孔内的球阀翻转驱动插销固定在球阀管上，球阀翻转驱动插销伸入至球阀上的球阀翻转滑动槽内；球阀通过球阀轴固定设置在球阀管上的球阀管窗口内，球阀轴的一端连接球阀，另一端伸入至球阀管长圆孔内，且可在球阀管长圆孔内转动和滑动；球阀管的内部设有上球阀座和下球阀座，上球阀座和下球阀座均可在球阀管内轴向滑动，球阀管的上端设有球阀管台肩，球阀管与中管连接；上球阀座的上端与球阀驱动短节的下端连接，上球阀座的下端与球阀的上端接触，球阀驱动短节位于连接长管短节的下方，且球阀驱动短节位于岩心管与中管之间，在球阀驱动短节与中管之间还设有弹簧，弹簧套设在球阀驱动短节上，弹簧的上端与弹簧限位环接触，弹簧限位环通过凹凸配合被中管台肩限制住，弹簧限位环位于岩心管与中管之间，弹簧的下端与球阀驱动短节弹簧台肩接触并被球阀驱动短节弹簧台肩顶住，球阀驱动短节弹簧台肩通过弹簧顶住弹簧限位环，球阀驱动短节弹簧台肩位于球阀管台肩的上方；保压球阀翻转密封机构与岩心管相互配合实现球阀向下滑动并翻转90°；所述单动机构位于中管短节的内部，且位于弹性销短节的下方，单动机构通过轴承外套与转换接头连接，转换接头与调节接头的上端连接，调节接头上套设有调节机构锁紧螺母，调节机构锁紧螺母设置在转换接头的下端，调节接头位于短接头的内壁，调节接头的下端与连接管的上端连接，连接管的下端与密封机构连接；所述密封机构位于连接管的内部且可以沿着连接管轴向移动。...

【技术特征摘要】
1.一种天然气水合物回转式保压取心器，其特征在于：包括外管总成和安装在外管总成内部的内管总成，外管总成的底端设有钻头；所述内管总成包括内管总成a和内管总成b，内管总成b安装于内管总成a的内部且可沿着内管总成a向上轴向移动，通过弹卡悬挂机构轴向固定在内管总成a内，内管总成b轴向保持不移动，内管总成b完成脱卡后才可以向上轴向移动，内管总成a包括由上到下依次连接的打捞矛头、弹卡机构、配长管、中管短节、短接头、密封短节、连接管、中管和保压球阀翻转密封机构；内管总成b包括由上到下依次连接的提引装置、弹卡悬挂机构、弹性销短节、单动机构、转换接头、调节接头、连接管、密封机构、连接长管、连接长管短节和岩心管；所述弹卡机构和弹卡悬挂机构相互配合，使得岩心管在打捞取心之前保持轴向固定；所述岩心管位于中管内部；所述保压球阀翻转密封机构包括弹簧限位环、球阀驱动短节、弹簧、球阀驱动短节弹簧台肩、球阀管台肩、上球阀座密封圈、上球阀座、球阀管、球阀、球阀翻转驱动插销、球阀轴、球阀翻转滑动槽、球阀管长圆孔、球阀管窗口、下球阀座、下球阀座密封圈、承重弹簧和球阀下压盖；球阀上设有球阀轴和球阀翻转滑动槽，球阀上设有用于岩心管穿过的通孔；球阀管的上端与中管的下端连接，球阀管密封圈设置在球阀管与中管的连接处，球阀管的中空内部设有球阀管窗口，球阀管中部设有球阀管长圆孔，位于球阀管长圆孔内的球阀翻转驱动插销固定在球阀管上，球阀翻转驱动插销伸入至球阀上的球阀翻转滑动槽内；球阀通过球阀轴固定设置在球阀管上的球阀管窗口内，球阀轴的一端连接球阀，另一端伸入至球阀管长圆孔内，且可在球阀管长圆孔内转动和滑动；球阀管的内部设有上球阀座和下球阀座，上球阀座和下球阀座均可在球阀管内轴向滑动，球阀管的上端设有球阀管台肩，球阀管与中管连接；上球阀座的上端与球阀驱动短节的下端连接，上球阀座的下端与球阀的上端接触，球阀驱动短节位于连接长管短节的下方，且球阀驱动短节位于岩心管与中管之间，在球阀驱动短节与中管之间还设有弹簧，弹簧套设在球阀驱动短节上，弹簧的上端与弹簧限位环接触，弹簧限位环通过凹凸配合被中管台肩限制住，弹簧限位环位于岩心管与中管之间，弹簧的下端与球阀驱动短节弹簧台肩接触并被球阀驱动短节弹簧台肩顶住，球阀驱动短节弹簧台肩通过弹簧顶住弹簧限位环，球阀驱动短节弹簧台肩位于球阀管台肩的上方；保压球阀翻转密封机构与岩心管相互配合实现球阀向下滑动并翻转90°；所述单动机构位于中管短节的内部，且位于弹性销短节的下方，单动机构通过轴承外套与转换接头连接，转换接头与调节接头的上端连接，调节接头上套设有调节机构锁紧螺母，调节机构锁紧螺母设置在转换接头的下端，调节接头位于短接头的内壁，调节接头的下端与连接管的上端连接，连接管的下端与密封机构连接；所述密封机构位于连接管的内部且可以沿着连接管轴向移动。2.根据权利要求1所述的天然气水合物回转式保压取心器，其特征在于：当所述岩心管从球阀的通孔内向下穿过，球阀边缘紧贴岩心管，岩...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶建良，卢秋平，邱海峻，陆敬安，寇贝贝，于彦江，匡增桂，杨承志，陈靓，
申请(专利权)人：广州海洋地质调查局，
类型：发明
国别省市：广东,44