[發明專利]一種用于冰層鉆進的新型熱水取芯鉆具

在審

• 申請號: 201811294402.1
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109025810A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 劉安;帕維爾達拉拉伊;楊陽;王如生;范曉鵬;張楠;洪嘉琳;陳艷吉;張晗
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E21B7/00
• 分類號: E21B7/00;E21B7/14;E21B25/00
• 代理公司: 長春市恒譽專利代理事務所(普通合伙) 22212
• 代理人: 鞠傳龍

本發明公開了一種用于冰層鉆進的新型熱水取芯鉆具，包括有壓力艙、鉆具殼體、電磁換向閥、開關電源和觸發器，其中鉆具殼體固定在壓力艙的下部，壓力艙的上部穿設有進水管，壓力艙的下部穿設有第一出水管和第二出水管，進水管的出水口與第一出水管和第二出水管的進水口處通過電磁換向閥相連接，鉆具殼體內設有第一循環管路和第二循環管路，第一出水管的出水口與第一循環管路相連通，第二出水管的出水口與第二循環管路相連通，第一循環管路的下端設有豎向噴嘴，第二循環管路的下端設有橫向噴嘴，有益效果：結構簡單，設計合理，在獲得一定長度的冰芯后能夠自動實現水道的轉換從而及時融斷冰芯，無論什么形狀不規則的冰芯均能夠被獲取。

技術領域

本發明涉及一種熱水取芯鉆具，特別涉及一種用于冰層鉆進的新型熱水取芯鉆具。

背景技術

目前，極地冰蓋和冰川包含著幾百萬年前隨雪花下落而有序聚集的古代冰層,這些古代冰層里包含的塵埃顆粒、可溶性化學物質以及冰中包裹的氣體通常用來研究過去氣候的變化情況。冰芯中含有豐富的氣候信息,能夠提供純正的過去的溫室氣體以及精確的古老的氣候信息。為了獲得冰層冰芯，各國科學家們設計了各種各樣的取芯鉆具，并先后在極地地區投入使用。熱水取芯鉆進技術，具有鉆進速度快，無鉆井液污染等特點，被廣泛應用在冰層取芯鉆進中。然而，熱水取芯鉆進的一個不足之處就是因為熱水對冰芯的熱作用影響，其獲得的冰芯表面非常不規則。常規的取芯鉆具采用卡斷器卡斷冰芯，然后鉆具攜帶冰芯被提拉至地表。但是采用熱水取芯鉆進技術獲得的冰芯，因為其表面凹凸不平，直徑變化較大，常常不能夠及時被卡斷器成功截斷，因此在提鉆時經常會出現冰芯管未滿或者冰芯管內沒有冰芯的現象。因此需要設計一種新型的取芯鉆具，克服不規則冰芯獲取困難問題，提高冰芯的收集效率。

發明內容

本發明的目的是為了解決常規熱水取芯鉆具在使用過程中不規則冰芯獲取困難以及取冰芯效率低的問題而提供的一種用于冰層鉆進的新型熱水取芯鉆具。

本發明提供的用于冰層鉆進的新型熱水取芯鉆具包括有壓力艙、鉆具殼體、電磁換向閥、開關電源和觸發器，其中鉆具殼體固定在壓力艙的下部，壓力艙的上部穿設有進水管，壓力艙的下部穿設有第一出水管和第二出水管，進水管的出水口與第一出水管和第二出水管的進水口處通過電磁換向閥相連接，鉆具殼體內設有第一循環管路和第二循環管路，第一出水管的出水口與第一循環管路相連通，第二出水管的出水口與第二循環管路相連通，第一循環管路的下端設有豎向噴嘴，第二循環管路的下端設有橫向噴嘴，鉆具殼體內設有取芯艙，觸發器設在取芯艙的頂部，開關電源設在壓力艙的內腔中，開關電源與觸發器和電磁換向閥相連接，開關電源控制電磁換向閥的開合。

電磁換向閥為二位三通電磁閥，裝配在壓力艙內，電磁換向閥由開關電源供電并由開關電源控制開合，電磁換向閥一端的進口與進水管的出水口連接，電磁換向閥另一端的兩個出口分別與第一出水管和第二出水管的進水口連接。

豎向噴嘴環狀分布在鉆具殼體的底端，豎向噴嘴用于冰芯的豎向切割，橫向噴嘴與豎向噴嘴垂直設置，橫向噴嘴環狀分布在鉆具殼體底端的內部，橫向噴嘴用于冰芯的橫向切割。

取芯艙的底部設有卡簧。

上述的電磁換向閥、開關電源和觸發器均為現有設備的組裝，因此，具體型號和規格沒有進行贅述。

本發明的工作原理：