[發(fā)明專利]一種繩索回轉(zhuǎn)式保溫保壓取樣鉆具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710706079.3
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107313732B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡家品;阮海龍;趙義;陳云龍;劉協(xié)魯;劉海龍;梁濤;李春;賈美玲;張建元;歐陽志勇;沈立娜;吳海霞;梁秋平
• 申請（專利權(quán)）人: 北京探礦工程研究所
• 主分類號: E21B25/00
• 分類號: E21B25/00;E21B25/08;E21B25/16
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

本發(fā)明公開了一種繩索回轉(zhuǎn)式保溫保壓取樣鉆具，具有取樣外管總成和取樣內(nèi)管總成，其中取樣內(nèi)管總成中的彈卡嵌入取樣外管總成中的彈卡室內(nèi)，鉆進(jìn)時(shí)，取樣外管總成通過彈卡帶動(dòng)取樣內(nèi)管總成同步回轉(zhuǎn)。取樣內(nèi)管總成中的耐高壓保溫取樣管總成(13)采用真空保溫技術(shù)，并在樣品保壓管(36)內(nèi)外表面涂覆納米隔熱保溫涂料加強(qiáng)對樣品的保溫。取樣內(nèi)管總成中的板閥密封系統(tǒng)(14)和樣品保壓管(36)及壓力補(bǔ)償系統(tǒng)(12)形成一個(gè)密閉保壓空間腔，提供對樣品的保壓。本發(fā)明通過設(shè)計(jì)簡單可靠的回轉(zhuǎn)系統(tǒng)(9)、壓力補(bǔ)償系統(tǒng)(12)以及板閥密封系統(tǒng)(14)，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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鉆探領(lǐng)域，涉及一種繩索回轉(zhuǎn)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(shù)

目前，天然氣水合物在能源和環(huán)境方面所產(chǎn)生的重要影響而為世界許多國家所關(guān)注。我國天然氣水合物儲量豐富，但海域天然氣水合物勘查取樣工作主要依靠國外技術(shù)完成，嚴(yán)重制約了我國天然氣水合物勘探工作，因此如何實(shí)現(xiàn)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(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

在陸地、湖泊、江河、海洋等地域進(jìn)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(guī)取樣器難以實(shí)現(xiàn)，目前國內(nèi)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(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)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持原有樣品溫度壓力的繩索回轉(zhuǎn)式保溫保壓取樣鉆具。為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種繩索回轉(zhuǎn)式保溫保壓取樣鉆具，具有取樣外管總成和取樣內(nèi)管總成，取樣內(nèi)管總成通過鋼絲繩放入或提出外管總成，所述取樣內(nèi)管總成包括繩索打撈系統(tǒng)(8)、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)(9)、懸掛系統(tǒng)(10)、差動(dòng)系統(tǒng)(11)、壓力補(bǔ)償系統(tǒng)(12)、耐高壓保溫取樣管總成(13)、板閥密封系統(tǒng)(14)以及鉆進(jìn)系統(tǒng)(15)。懸掛系統(tǒng)(10)、銷釘外管(24)、蓄能器外筒(29)、樣品保壓管(36)、板閥密封系統(tǒng)(14)和鉆進(jìn)系統(tǒng)(15)依次連接成取樣內(nèi)管總成的外部機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)系統(tǒng)(9)、差動(dòng)系統(tǒng)(11)、壓力補(bǔ)償系統(tǒng)(12)、耐高壓保溫取樣管總成(13)依次連接成取樣內(nèi)管總成的內(nèi)部機(jī)構(gòu)，通過利用回轉(zhuǎn)系統(tǒng)(9)，實(shí)現(xiàn)取樣內(nèi)管總成與取樣外管總成同步回轉(zhuǎn)，通過回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，取得圓柱狀保溫保壓地質(zhì)樣品。

其中，耐高壓保溫取樣管總成(13)利用真空保溫技術(shù)，并在樣品保壓管(36)內(nèi)外表面涂覆納米隔熱保溫涂料加強(qiáng)對樣品的保溫。

其中，所述板閥密封系統(tǒng)(14)包括：板閥上端蓋(38)、板閥密封蓋(39)、驅(qū)動(dòng)彈簧(40)、銷軸(41)、板閥密封口(42)和板閥底座(43)，其中板閥密封蓋(39)和驅(qū)動(dòng)彈簧(40)通過銷軸(41)連接在板閥密封口上端的板閥支架上，板閥密封蓋(39)可依靠驅(qū)動(dòng)彈簧(40)自行關(guān)閉。

其中，在壓力補(bǔ)償系統(tǒng)(12)中測壓接頭的外圓上鑲嵌有環(huán)形密封圈，與樣品保壓管(36)配合形成密封，連同壓力補(bǔ)償系統(tǒng)(12)形成密閉保壓空間腔上部密封，板閥密封系統(tǒng)(14)與樣品保壓管(36)配合形成密閉保壓空間腔下部密封，上部密封和下部密封共同構(gòu)成密閉保壓空間腔。

其中，所述壓力補(bǔ)償系統(tǒng)(12)，即蓄能器，包括：蓄能器上接頭(28)、蓄能器外筒(29)、蓄能器高壓腔(30)、蓄能器充氣閥(31)、壓力補(bǔ)償閥(32)、測壓接頭(33)、觸發(fā)開關(guān)閥(34)和單向閥(35)，蓄能器外筒(29)通過螺紋與上部銷釘外管(24)和下部樣品保壓管(36)連接，其余上述所有部件由上至下依次配合組裝，壓力補(bǔ)償系統(tǒng)(12)將蓄能高壓腔的壓力補(bǔ)償給所述密閉保壓空間腔，維持腔內(nèi)的壓力不變，實(shí)現(xiàn)對樣品的保壓。