[實(shí)用新型]液氮孔底冷凍繩索取心鉆具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220672177.2
• 申請日: 2012-12-08
• 公開（公告）號: CN203022668U
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭威;王元;孫友宏;賈瑞;李冰;劉華南;劉衛(wèi)衛(wèi);薛軍
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: E21B25/00
• 分類號: E21B25/00;E21B25/08
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 王立文

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種繩索取心鉆具及其取心方法，尤其適用于陸地永凍層天然氣水合物鉆探取心。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源的消耗也日益增長，石油、煤和天然氣等常規(guī)能源大量消耗，從其剩余儲(chǔ)量來看，常規(guī)能源已經(jīng)無法繼續(xù)長期支撐現(xiàn)代工業(yè)，而天然氣水合物的資源量極其豐富，是一種清潔能源，因此天然氣水合物被視為未來的主要能源。

天然氣水合物形成并賦存在高壓低溫的環(huán)境下。根據(jù)天然氣水合物穩(wěn)壓特性曲線，如果溫度或者壓力條件變化超過平衡條件，就會(huì)導(dǎo)致天然氣水合物分解。因此通過傳統(tǒng)的取樣器很難獲取保真的水合物巖心。目前國內(nèi)外的天然氣水合物取樣器主要由兩種設(shè)計(jì)思路：一種是孔底保壓取樣器，一種是孔底冷凍取樣器。孔底保壓取樣器的保壓方法是當(dāng)水合物巖心進(jìn)入保壓巖心室后，通過球閥關(guān)閉巖心管底部使巖心保持初始壓力，并利用壓力補(bǔ)償裝置控制壓力，以維持巖心壓力在提離孔底的整個(gè)過程中保持不變，提到地表后再進(jìn)行冷凍保存。孔內(nèi)巖心的保溫方法主要是采用保溫材料實(shí)現(xiàn)被動(dòng)式保溫方法。這種思路對于球閥的強(qiáng)度和密封性要求特別高，一旦球閥密封性下降，就會(huì)導(dǎo)致水合物分解，取心失敗。孔底冷凍取樣器的設(shè)計(jì)思路是將液氮保存在內(nèi)管總成的液氮腔內(nèi)，當(dāng)鉆進(jìn)回次完成，巖心充滿巖心管后，通過打開液氮保存腔的活塞，使液氮注入到巖心管的冷凍腔內(nèi)冷凍巖心，抑制水合物的分解。這種思路是將液氮保存在內(nèi)管總成內(nèi)，其缺點(diǎn)是液氮有可能在鉆具鉆進(jìn)過程中就由于鉆具震動(dòng)和散熱等原因而氣化，不能實(shí)現(xiàn)液氮的充分利用而導(dǎo)致取心失敗。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的第一個(gè)目的就在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠高效率的使用液氮，并通過液氮在孔底氣化進(jìn)而降低水合物巖心溫度來抑制天然氣水合物分解的液氮孔底冷凍繩索取心鉆具；

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

將液氮置于打撈器內(nèi)，采用液氮為冷凍劑，通過液氮?dú)饣鼰岬姆绞皆诳椎桌鋬鰩r心，抑制天然氣水合物的分解。

液氮孔底冷凍繩索取心鉆具包括打撈器、內(nèi)管總成和外管總成三部分。

打撈器包括：鋼繩套管1通過螺紋與連接軸2連接，圓螺母a?3通過螺紋與連接軸2連接，連接軸2與軸承座a?4之間為間隙配合，連接軸2與軸承座a?4之間的單動(dòng)是通過軸承6實(shí)現(xiàn)的，軸承座4通過螺紋與接手a?5連接，軸承a?6由軸承座a?4與軸套7夾持固定，軸套7由圓螺母b?9固定，圓螺母b?9與連接軸2通過螺紋連接，止動(dòng)墊圈8固定圓螺母b?9防止圓螺母b?9松動(dòng)，接手a?5與液氮腔體上接手11通過螺栓10連接，液氮腔堵頭12通過螺紋與液氮進(jìn)口管13連接，液氮進(jìn)口管13焊接在液氮腔體上接手11上，液氮腔體上接手11通過螺紋與液氮腔體管14連接，液氮腔體管14通過螺紋與液氮腔體下接手15連接，液氮腔體下接手15通過螺紋與擋環(huán)a?16連接，堵頭a?17由擋環(huán)a?16固定，彈簧a?18下端由堵頭a?17支撐，上端由閥芯19支撐，閥芯19預(yù)壓安裝在液氮腔體下接手15的閥口上，其下端由彈簧a?18支撐，上端由液氮腔體下接手的內(nèi)孔座15支撐，彈簧座a20通過螺紋與液氮腔體下接手15連接，鋼球堵頭23通過螺紋與彈簧座a?20連接，彈簧b?21上端由彈簧座a?20支撐，其下端由小鋼球22支撐，小鋼球22預(yù)壓緊在鋼球堵頭23上，小鋼球22上端由彈簧b?21支撐，其下端由鋼球堵頭23支撐。