[發明專利]基于遠程控制潛水器的取芯系統

在審

• 申請號: 201710211501.8
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106872211A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 斯邁·格萊迪奇
• 申請（專利權）人: 派格石油工程設備(大連)有限公司
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 楊飛

技術領域

本發明涉及一種用于采集海底樣本的取芯系統，尤其是涉及一種基于遠程控制潛水器的取芯系統。

背景技術

在對淺層水下天然氣水合物的沉積進行探測時，需要對海底沉積物進行取樣和測試，特別是取芯工作有利于獲取海底沉積物性質的知識。

為了能夠收集海底沉積物的樣品，通常是將一個大型的地質鉆探基盤通過絞車系統從水面船舶降到海底。一個鉆井管通過絞車從船舶上降低到海床執行取芯操作。使用地質鉆探基盤的主要目的是在海底地層鉆井和取芯作業中能夠抵消鉆井對其施加的反作用力。此操作需要大型和昂貴的船舶來實現操作。

鉆井和海底沉積物取芯的另一種方法是，一個較小的船舶利用絞車系統在海底部署一個小型自動鉆機，之后遠程控制潛水器(Remote Operated Vehicle)將這臺水下小型自動鉆機與水面船舶的動力和控制連接起來。

現如今海底巖芯取樣領域可以用于水平且長度較短的單筒取芯系統，取芯作業反力與ROV推進器的力抵消，這限制了只能在ROV能夠從松軟的海底沉積物中取回巖芯的地方使用。這樣的系統不能用于垂直海底沉積物取芯，除非是海床很軟的地方，因為ROV的垂直推力是有限的。ROV設計主要是在水中自然重量，或稍輕，所以垂直推力是唯一可用來抵消海底采樣反作用力。此外，由于ROV不固定在海床上，想要保持取芯作業在精確位置，是一個相當大的挑戰。

近期有一個改進的技術，ROV可以攜帶吸力錨下到海底，ROV安裝的海水泵可以使吸力錨內部和外部形成壓力差，周圍海水的壓力會迫使吸力錨進入到軟質海底。運用這種方法，ROV將能固定在海床上，可以提供額外的抵抗力來抵消取芯作業帶來的反作用力。這樣的吸力錨只能在海底沉積物足夠柔軟的情況下才能滲透海底沉積物的表層。

但是，目前位置，使用ROV在堅硬無比的海床進行垂直海底取芯作業是不可能的。除此之外，在海底取芯完成后。取芯樣本帶回到水面環境時，不能保持其深海壓力。此外，當ROV在失去動力或者控制的情況下，不能夠與其連接的取芯單元解鎖，對ROV的緊急海底回收造成很大的不便。要獲得一個深海壓力下的巖芯，當今唯一可能的辦法是，連續長度的取芯鉆桿的所有垂直和旋轉的力由水面船舶直接提供。

現如今，為了從堅硬的海底取得海底樣本，需要使用一根長度較長的連續的鉆管和一個包含保壓艙的取芯組件，并在船舶上對該鉆管和取芯組件進行控制。這個取芯組件隨著取芯管從水面船降落到海床面，現在可以利用這個技術獲取原壓的海底巖心。保壓艙是取芯管的一部分，保壓艙可以在鉆管內回收到海面船。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的上述缺陷中的至少一種，因此本發明提供一種基于遠程控制潛水器的取芯系統，該取芯系統能夠同時在軟質和硬質的海底順利地進行取芯作業，且能夠保持從海底取出的樣品(巖心)的原始狀態，且能夠在緊急情況下，對ROV進行緊急回收等。

根據本發明的一個方面，提供一種基于遠程控制潛水器的取芯系統，所述取芯系統包括：

一種基于遠程控制潛水器的取芯系統，包括：

遠程控制潛水器(ROV)，其適于被遠程地控制；

連接框架，其連接到所述遠程控制潛水器的底部；

取芯臺架，其可釋放地連接到所述連接框架的底部；

至少一個鉆錨，連接至所述取芯臺架，且與所述取芯臺架之間的夾角是可調節的，且被構造為被所述遠程控制潛水器控制，以在所述取芯臺架保持水平的狀態下，錨固在軟質和/或硬質海底中；

至少一個取芯組件，所述至少一個取芯組件垂直地連接至所述取芯臺架，且適于在所述至少一個鉆錨錨固在海底中之后，在所述遠程控制潛水器控制下從海底取得軟質和/或硬質海底的樣本。

根據本發明的一個優選實施例，所述至少一個鉆錨包括四個鉆錨，所述四個鉆錨設置在所述取芯臺架的兩個對角線的端部上，以使得在所述鉆錨的作業期間，所述取芯系統的自身重力以及海底巖心施加給所述鉆錨的反作用力能夠抵消了取芯過程中由海底產生的反作用力。

根據本發明的一個優選實施例，所述至少一個鉆錨中的任一個與水平的取芯臺架之間的夾角位于0°至90°的范圍內。

根據本發明的一個優選實施例，所述取芯系統還包括至少一個角度調整裝置，其被構造成驅動所述錨鉆相對于所述取芯臺架樞轉，從而調節所述錨鉆相對于所述取芯臺架的角度。

根據本發明的一個優選實施例，所述角度調整裝置包括：