本发明专利技术公开了一种和海底钻机配套的深海沉积物岩心保压装置及其使用方法。它包括上密封盖、金属空心钻杆、取样管、下密封盖；金属空心钻杆内设有取样管，金属空心钻杆通过细牙螺纹与上密封盖和下密封盖连接，上密封盖和下密封盖分别包括充气阀、顶盖、压力壳体、可膨胀气垫、O形圈，压力壳体内设有顶盖、可膨胀气垫，压力壳体与顶盖、可膨胀气垫之间设有O形圈，顶盖上设有充气阀。本发明专利技术与水下钻机配套使用，能使深海沉积物从海底提取到海面的过程保持原位压力，并保证甲烷等烃类气体不散失，水合物不融化。本发明专利技术适合于使用水下钻机队海洋沉积物的钻探取芯，将能广泛应用于海洋资源勘查，尤其是水合物和深水油气资源。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
对海底资源进行钻头取芯是海洋地质勘探的最终手段，也是获取地质储量的唯一手段。钻探取芯也是海洋工程地质调查的重要手段之一。使用大洋钻探船对海底进行钻探是目前海洋资源勘查的主要方式，但这种方式不够经济。海洋钻探船吨位大，消耗高。针对海底水合物资源调查，以及海洋工程地质调查的钻探深度一般进数十米至200米，这类钻探的发展趋势是使用通用型科考船搭载能在海底自主作业水下钻机进行钻探。为了解沉积物中是否有水合物，或者是烃渗漏，通常要求对深海沉积物岩心进行保压，即在岩心从海底提升到海面的过程中，使岩心保持海底压力不变，否则烃类气体会随压力降低而散发。以往的保压技术结构过于复杂，且自身重量大，而作为水下钻机母船的科考船通常吨位较小，甲板空间和吊车承重能力均十分有限。现有的保压技术不适合水下钻机岩心的保压。针对使用水下钻机进行海底资源勘探和工程勘探的需求提出了本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种。和海底钻机配套的深海沉积物岩心保压装置包括上密封盖、金属空心钻杆、取样管、下密封盖；金属空心钻杆内设有取样管，金属空心钻杆通过细牙螺纹与上密封盖和下密封盖连接，上密封盖和下密封盖分别包括充气阀、顶盖、压力壳体、可膨胀气垫、0形圈，压力壳体内设有顶盖、可膨胀气垫，压力壳体与顶盖、可膨胀气垫之间设有0形圈，顶盖上设有充气阀。所述的金属空心钻杆的内径为40 200毫米，壁厚5 20毫米，单节长度2至3 米，金属空心钻杆上端为外螺纹、下端为内螺纹。所述的取样管为薄壁管材，其外径、长度与金属空心钻杆的内径匹配，壁厚不超过 5毫米。和海底钻机配套的深海沉积物岩心保压装置的使用方法的步骤如下1)根据水深按如下经验公式计算上密封盖和下密封盖所需的预充气体压力，通过专用充气工具，向上密封盖和下密封盖内可膨胀气垫充氮气或空气，可膨胀气垫外顶，经验公式为Pi/Pb=l· 7X103XPb+0. 018，Pi是气垫预充气体的压力，Pb是海底压力，单位均为MPa ；2)海底钻机从海面到达海底后，上密封盖和下密封盖内可膨胀气垫受海水压缩，体积减至最小，可膨胀气垫贴近上密封盖和下密封盖；3 )将充满样品的取样管逐一提升至井口暂放钻探完成后，金属空心钻杆逐一被拔出， 每拔出一根，即将一节充满样品的取样管放入其中，并在金属空心钻杆两端拧入上密封盖和下密封盖；4)钻机从海底提升到海面时，容有样品和取样管的金属空心钻杆因海水温度增高，外压降低而膨胀，所形成的压降由上密封盖和下密封盖附设的可膨胀气垫内的压缩氮气或空气平衡，维持内压稳定，实现保压功能。本专利技术与水下钻机配套使用，能使深海沉积物从海底提取到海面的过程保持原位压力，并保证甲烷等烃类气体不散失，水合物不融化。本专利技术适合于使用水下钻机队海洋沉积物的钻探取芯，将能广泛应用于海洋资源勘查，尤其是水合物和深水油气资源，也适合于大型石油平台选址过程的工程地质勘探钻探取芯。附图说明图1为和海底钻机配套的深海沉积物岩心保压方案结构示意图； 图2为本专利技术的上密封盖结构示意图3为本专利技术的下密封盖结构示意图中上密封盖1、金属空心钻杆2、取样管3、下密封盖4、充气阀5、顶盖6、压力壳体7、 可膨胀气垫8、0形圈9。。具体实施例方式如图1、2、3所示，和海底钻机配套的深海沉积物岩心保压装置包括上密封盖1、金属空心钻杆2、取样管3、下密封盖4 ；金属空心钻杆2内设有取样管3，金属空心钻杆2通过细牙螺纹与上密封盖1和下密封盖4连接，上密封盖和下密封盖分别包括充气阀5、顶盖6、 压力壳体7、可膨胀气垫8、0形圈9，压力壳体7内设有顶盖6、可膨胀气垫8，压力壳体7与顶盖6、可膨胀气垫8之间设有0形圈9，顶盖6上设有充气阀5。所述的金属空心钻杆2兼做保压筒，金属空心钻杆2的内径为40 200毫米，壁厚5 20毫米，单节长度2至3米，金属空心钻杆2上端为外螺纹、下端为内螺纹。当取样时，金属空心钻杆2逐节相连；取芯完成后，将充满样品的取样管3置入金属空心钻杆2内， 金属空心钻杆2通过细牙螺纹与上密封盖1和下密封盖4连接，由0形圈9、上密封盖1和下密封盖4实现保压功能。所述的取样管3为薄壁管材，其外径、长度与金属空心钻杆O)的内径匹配，壁厚不超过5毫米。和海底钻机配套的深海沉积物岩心保压装置的使用方法的步骤如下1)根据水深按如下经验公式计算上密封盖ι和下密封盖4所需的预充气体压力，通过专用充气工具，向上密封盖1和下密封盖4内可膨胀气垫8充氮气或空气，可膨胀气垫8外顶，经验公式为=PiA3b=I. 7 X IO3 X Pb+0. 018，Pi是气垫预充气体的压力，Pb是海底压力，单位均为MPa ；2)海底钻机从海面到达海底后，上密封盖1和下密封盖4内可膨胀气垫8受海水压缩， 体积减至最小，可膨胀气垫8贴近上密封盖1和下密封盖4，外侧有充气阀5，使用前将可膨胀气垫8预充氮气或空气；3)钻探过程使用绳索取芯技术，将充满样品的取样管3逐一提升至井口暂放钻探完成后，金属空心钻杆2逐一被拔出，每拔出一根，即将一节充满样品的取样管3放入其中，并在金属空心钻杆2两端拧入上密封盖1和下密封盖4，该过程借助程序控制的机械手完成；4)钻机从海底提升到海面时，容有样品和取样管3的金属空心钻杆2因海水温度增高， 外压降低而膨胀，所形成的压降由上密封盖1和下密封盖4附设的可膨胀气垫8内的压缩氮气或空气平衡,因此能够维持内压稳定，实现保压功能。本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种和海底钻机配套的深海沉积物岩心保压装置，其特征在于包括上密封盖（１）、金属空心钻杆（２）、取样管（３）、下密封盖（４）；金属空心钻杆（２）内设有取样管（３），金属空心钻杆（２）通过细牙螺纹与上密封盖（１）和下密封盖（４）连接，上密封盖和下密封盖分别包括充气阀（５）、顶盖（６）、压力壳体（７）、可膨胀气垫（８）、Ｏ形圈（９），压力壳体（７）内设有顶盖（６）、可膨胀气垫（８），压力壳体（７）与顶盖（６）、可膨胀气垫（８）之间设有Ｏ形圈（９），顶盖（６）上设有充气阀（５）。
【技术特征摘要】
1.一种和海底钻机配套的深海沉积物岩心保压装置，其特征在于包括上密封盖(1)、 金属空心钻杆O)、取样管(3)、下密封盖；金属空心钻杆O)内设有取样管(3)，金属空心钻杆( 通过细牙螺纹与上密封盖(1)和下密封盖(4)连接，上密封盖和下密封盖分别包括充气阀(5)、顶盖(6)、压力壳体(7)、可膨胀气垫(8)、0形圈(9)，压力壳体(7)内设有顶盖(6)、可膨胀气垫(8)，压力壳体(7)与顶盖(6)、可膨胀气垫⑶之间设有0形圈(9)， 顶盖(6)上设有充气阀(5)。2.如权利要求1所述的一种和海底钻机配套的深海沉积物岩心保压装置，其特征在于所述的金属空心钻杆( 的内径为40 200毫米，壁厚5 20毫米，单节长度2至3米， 金属空心钻杆( 上端为外螺纹、下端为内螺纹。3.如权利要求1所述的一种和海底钻机配套的深海沉积物岩心保压方案，其特征在于所述的取样管⑶为薄壁管材，其外径、长度与金属空心钻杆⑵的内径匹配，壁厚不超过5毫米。4.一种如权利要求1所述的和海底钻机配套的深海沉积物岩心保压...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶瑛，秦华伟，叶葳，陈家旺，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86
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