[發明專利]一種繩索沖擊式保溫保壓取樣鉆具

有效

• 申請號: 201610973864.0
• 申請日: 2016-11-07
• 公開（公告）號: CN106568609B
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 蔡家品;阮海龍;趙義;賈美玲;劉海龍;劉協魯;陳云龍;梁濤;吳海霞;歐陽志勇;李春;張建元;梁秋平;沈立娜
• 申請（專利權）人: 北京探礦工程研究所
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 代理公司: 北京五月天專利商標代理有限公司 11294
• 代理人: 李永聯

本發明公開了一種繩索沖擊式保溫保壓取樣鉆具，具有取樣外管總成和取樣內管總成，其中取樣內管總成中的耐高壓保溫取樣管總成（13）利用真空保溫技術，并在樣品保壓管（33）內外表面涂覆納米隔熱保溫涂料實現對樣品的保溫；取樣內管總成中的板閥密封系統（14）和樣品保壓管（33）形成一個密閉保壓空間腔，提供對樣品的保壓。本發明通過設計簡單可靠的差動系統、壓力補償系統以及板閥密封系統，使天然氣水合物保溫保壓取樣成功率高，解決了天然氣水合物勘查取樣保溫保壓性能差、效率低的問題。

技術領域

本發明屬于鉆探領域，涉及一種繩索沖擊式保溫保壓取樣鉆具，適用于陸地、湖泊、江河、海洋等天然氣水合物鉆探取樣施工。

背景技術

目前，天然氣水合物在能源和環境方面所產生的重要影響而為世界許多國家所關注，由于我國天然氣水合物儲量豐富，如何實現含天然氣水合物地層樣品的有效勘查取樣，對于我國的能源發展具有十分重要的戰略意義。

在陸地、湖泊、江河、海洋等地域進行天然氣水合物鉆探取樣施工，要求在取樣過程中保持樣品的地層壓力和溫度，常規取樣器難以實現，目前國內的天然氣水合物取樣鉆具存在保溫保壓樣品采取率低及保溫保壓性能差的缺點。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術的缺陷，提供一種能有效解決深海含天然氣水合物地層的取樣難題并保證樣品溫度壓力的繩索沖擊式保溫保壓取樣鉆具。為實現上述目的本發明采取的技術方案是：

一種繩索沖擊式保溫保壓取樣鉆具，具有取樣外管總成和取樣內管總成，取樣內管總成通過鋼絲繩放入或提出外管總成，所述取樣內管總成包括繩索打撈系統、懸掛系統、液動錘沖擊系統、差動系統、壓力補償系統、耐高壓保溫取樣管總成、板閥密封系統以及樣品保壓管，懸掛系統、樣品保壓管及板閥密封系統依次連接成取樣內管總成的外部機構，液動錘沖擊系統、差動系統、壓力補償系統、耐高壓保溫取樣管總成依次連接成取樣內管總成的內部機構，通過利用液動錘沖擊系統提供的沖擊力及鉆井液的壓力推進將耐高壓保溫取樣管壓入到地層中，取得圓筒狀保溫保壓地質樣品。

其中，耐高壓保溫取樣管總成利用真空保溫技術，并在樣品保壓管內外表面涂覆納米隔熱保溫涂料實現對樣品的保溫。

其中，所述板閥密封系統包括：板閥上端蓋、板閥密封蓋、驅動彈簧、板閥密封口和板閥下端蓋，所述板閥上端蓋、板閥密封口、板閥下端蓋由上至下依次配合組裝，其中板閥密封蓋和驅動彈簧通過銷軸連接在板閥密封口上端的板閥支架上，板閥密封蓋可依靠驅動彈簧自行關閉，關閉的板閥密封系統和樣品保壓管形成一個密閉保壓空間腔。

其中，耐高壓保溫取樣管總成上部鑲嵌有環形密封圈，取樣時所述密封圈與樣品保壓管配合形成密閉保壓空間腔上部密封，板閥密封系統與樣品保壓管配合形成密閉保壓空間腔下部密封。

其中，所述壓力補償系統包括：蓄能器充氣頭、蓄能器高壓腔、蓄能器下接頭、壓力補償閥、測壓接頭、觸發開關閥、節流閥和單向閥，上述所有部件由上至下依次配合組裝，壓力補償系統將蓄能高壓腔的壓力補償給所述密閉保壓空間腔，維持腔內的壓力不變，實現對樣品的保壓。

其中，壓力補償系統通過蓄能器調節樣品保壓管中的壓力，蓄能器處于常閉狀態，當通過鋼絲繩將取樣器總成提出外管總成時，觸發開關閥將蓄能器與樣品管連接，蓄能器開始工作。

其中，板閥密封系統耐高壓，作為取樣鉆具的樣品管密封機構，其材質為高強度不銹鋼或合金鋼，耐壓范圍為0-30Mpa，利用驅動彈簧作為自動關閉動力。

其中，所述差動系統包括差動上矛頭、矛頭鎖、矛頭鎖座和剪切銷釘，差動上矛頭通過螺紋連接在液動錘沖擊系統下部，矛頭鎖通過開口彈性銷連接在矛頭鎖座上，剪切銷釘通過螺紋安裝在矛頭鎖座的剪切孔上，矛頭鎖座下端通過螺紋與蓄能器充氣頭上部連接。