[發(fā)明專利]一種天然氣水合物保壓取樣器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210344300.2
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN102866037A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣國盛;盧春華;吳翔;張濤;王榮璟
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 代理公司: 武漢華旭知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 42214
• 代理人: 周宗貴;劉榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鉆探領(lǐng)域，具體涉及一種天然氣水合物保壓取樣器，主要應(yīng)用于天然氣水合物勘探開發(fā)過程中的保壓取樣，也可用于其它能源勘探開的保壓取樣。

背景技術(shù)

天然氣水合物是由水和天然氣在高壓和低溫條件下混合時產(chǎn)生的一種固態(tài)物質(zhì)，它是一種新型高效能源，其成分與人們平時所使用的天然氣成分相近，但更為純凈，使用方便，燃燒值高，清潔無污染。迄今為止，全球至少有30多個國家和地區(qū)在進行天然氣水合物的研究與調(diào)查勘探。作為未來重要的新型能源礦藏，中國于2011年3月15日將天然氣水合物納入“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃，以加快加強勘探和科學(xué)研究，為未來開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。對天然氣水合物的研究，首先要進行取樣，并對天然氣水合物的巖樣進行一系列的物性、力學(xué)及化學(xué)成分分析等試驗，但天然氣水合物必須在特定的高壓條件下才能存在，壓力降低后天然氣水合物將分解成水和甲烷氣體。因此，要想獲取天然氣水合物巖樣，取樣過程中必須始終保證巖樣處于一定的高壓狀態(tài)下，常規(guī)取樣器一般不具密閉性，不能夠保壓。目前有一些采樣器在結(jié)構(gòu)中設(shè)置了低溫冷卻裝置，通過保持低溫來減緩天然氣水合物的分解，但是這些取樣器的實施效果都不理想，因為天然氣水合物的狀態(tài)維持更依賴于高壓環(huán)境，因此提供一種高密封性的保壓取樣器是本領(lǐng)域內(nèi)急需解決的一個問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于天然氣水合物勘探開發(fā)取樣的可以保壓的取樣器，該保壓取樣器解決了背景技術(shù)中的不足，在其開采及取樣的過程中能夠時刻保持高壓環(huán)境，有效的避免了天然氣水合物的分解。

實現(xiàn)本發(fā)明上述目的所采用的技術(shù)方案為：

一種天然氣水合物保壓取樣器，至少包括外管總成、中間管總成、內(nèi)管總成、打撈部件以及聯(lián)動機構(gòu)，外管總成安裝于鉆桿的底部，內(nèi)管總成位于外管總成內(nèi)，中間管總成位于外管總成和內(nèi)管總成之間，打撈部件位于內(nèi)管總成和中間管總成的上方且打撈部件的底部與內(nèi)管總成的頂部和中間管總成的頂部均固定連接；所述的外管總成由外管和安裝于外管下方的外鉆頭組成，外管的內(nèi)壁上設(shè)有彈卡槽；所述的內(nèi)管總成至少包括由下至上依次連接的管靴、巖心管、球閥座、密封接頭、分水接頭、提升管和換向管，其中球閥座內(nèi)安裝有單向球閥，且球閥座與密封接頭之間通過能夠使球閥座自由旋轉(zhuǎn)的軸承相連接，密封接頭上套有起密封作用的密封圈A，分水接頭上設(shè)有過水孔，換向管的底端朝內(nèi)和朝外均設(shè)有凸緣，換向管的下部位于提升管內(nèi)且提升管能夠沿換向管向上滑動，換向管位于提升管內(nèi)的部位上設(shè)有過水孔；所述的中間管總成至少包括由下至上依次連接的內(nèi)鉆頭、巖心外管、過度接頭以及懸掛接頭，其中過度接頭能夠與密封圈A相接觸實現(xiàn)上密封，懸掛接頭上與外管的彈卡槽相對應(yīng)的部位設(shè)有彈卡，彈卡位于彈卡槽內(nèi)，懸掛接頭上設(shè)有過水孔；所述的打撈部件由上接頭和安裝于上接頭內(nèi)的球夾器組成，上接頭的底部與懸掛接頭和換向管均固定連接；所述的聯(lián)動機構(gòu)位于巖心管與中間管總成之間，至少包括提升接頭、滑套、密封球閥以及安裝于滑套與密封球閥之間且能夠帶動密封球閥繞球鉸旋轉(zhuǎn)的連桿，提升接頭套在巖心管上且其頂部設(shè)有朝內(nèi)的凸臺，滑套套在巖心管上且固定連接于提升接頭的下方，密封球閥套在巖心管上且密封球閥與外鉆頭之間設(shè)有能夠與密封球閥共同形成下密封的密封圈B。

球閥座的下部設(shè)有上寬下窄的開放的腔室，且球閥座上設(shè)有過水孔，所述的過水孔通向腔室的上部，所述的單向球閥為球體，球體位于腔室內(nèi)。

所述的球夾器包括撈矛頭、彈簧、卡爪以及位于卡爪內(nèi)的鋼球，其中彈簧、卡爪及鋼球均位于上接頭內(nèi)，撈矛頭穿過上接頭與卡爪固定連接，彈簧套在撈矛頭上且位于卡爪與上接頭的頂蓋之間。

所述的上接頭上設(shè)有過水孔，上接頭的底部與懸掛接頭和換向管均通過螺紋固定連接。

所述的滑套的外表面上設(shè)有兩個相對稱的凸起，外鉆頭的內(nèi)壁上與凸起相對應(yīng)的部位朝上開有滑槽，滑套上的凸起位于滑槽內(nèi)且能夠沿著滑槽向上滑動。

本發(fā)明提供的天然氣水合物保壓取樣器與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點：本發(fā)明中當巖心管內(nèi)裝滿巖心需要將巖心取出時，內(nèi)管總成在沖洗液壓力作用下會向上移動，密封接頭上的密封圈A與過度接頭相接觸形成上密封；同時管靴向上移動帶動提升接頭向上移動，提升接頭帶動滑套向上移動，滑套通過連桿使密封球閥旋轉(zhuǎn)90度后與密封圈B接觸形成下密封。巖心在巖心管內(nèi)處于密封的狀態(tài)，時刻保持高壓環(huán)境，因此在取樣的過程中不會天然氣水合物因為外界的壓力變化而導(dǎo)致其分解。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的天然氣水合物保壓取樣器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為聯(lián)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；