[實用新型]一種小口徑保壓繩索取心鉆具的單向閥啟閉控制機構

有效

• 申請號: 201920504165.0
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN209942780U
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 王佳亮;萬步炎;黃筱軍;彭奮飛
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: E21B25/18
• 分類號: E21B25/18;E21B34/06
• 代理公司: 43108 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 顏昌偉

本實用新型公開了一種小口徑保壓繩索取心鉆具的單向閥啟閉控制機構，包括撈矛頭、彈卡組件、收卡筒、彈卡支架、主強力磁塊、副強力磁塊、非金屬壓套、單向閥蓋、芯軸。收卡筒的下部設有橫桿，橫桿的中部設置有拉桿，主強力磁塊設置在彈卡支架的通槽內，拉桿穿過主強力磁塊能夠沿軸向方向上下運動；拉桿的下端部設有副強力磁塊；彈卡支架的下端與芯軸連接，芯軸上端處設有沿芯軸軸向方向設置的單向閥孔，單向閥孔內設有單向閥芯，單向閥芯的上部設有強力磁環，強力磁環位于副強力磁塊正下方。本實用新型能夠實現保壓鉆具單向閥芯開啟位移行程的自由調整，同時降低在打撈內管總成過程中由于彈卡組件無法正常收縮，造成打撈失敗的風險。

技術領域

本實用新型屬于海洋勘探用鉆探工具技術領域，尤其是涉及一種小口徑保壓繩索取心鉆具的單向閥啟閉控制機構。

背景技術

天然氣水合物作為一種新型清潔能源，圍繞其展開的研究與開發已成為世界各國的熱點。由于天然氣水合物形成和存在低溫高壓環境下，其主要蘊藏于海底沉積層以及陸域凍土地層中。目前，針對海域天然氣水合物的勘探主要采用保壓取樣的方式以獲取高品質的水合物樣品，其主要分為鉆探船取樣和海底鉆機取樣兩種形式。由于海底鉆機取樣形式具有對母船的要求低、輔助作業時間少、鉆進效率高的特點，其在海底的淺孔至中深孔的鉆探作業中得到也廣泛認可。目前，在已經公開的繩索取心保壓取心鉆具方案中其鉆具下端部的密封與開啟是通過保壓帽并配合海底鉆機本體上的保壓帽擰卸裝置實現。鉆進開始前借助鉆機上的機械手及保壓帽的擰卸裝置將內管總成下端部的保壓帽擰開并置于鉆機上實現下端部敞開，鉆進結束后將內管總成提至鉆機本體上再利用保壓帽擰卸裝置將保壓帽擰至內管總成的下端部實現下端部的密封。鉆具上端部的密封與開啟主要是通過置于彈卡支架上的撥勾和單向閥芯相互配合實現。當正常工作的過程中，收卡筒上移一定距離，收卡筒利用其內壁尺寸對撥勾產生約束力迫使轉動一定角度，導致撥勾與單向閥芯相接觸使的單向閥芯能夠克服彈簧力處于開啟狀態，當鉆進結束后，收卡筒復位，其內壁對撥勾的約束解除，撥勾不與單向閥芯相接觸，在彈簧力的作用下單向閥芯處于關閉狀態，實現下端部的密封?，F有技術方案是利用撥勾與閥芯的剛性接觸實現開啟。受收卡筒內徑尺寸的限制，撥勾轉動的角度有限，其對應轉換為的單向閥芯運動位移行程較短，難以根據鉆進情況對閥芯的開啟量進行自由調整；遇泥沙卡阻或撥勾及單向閥芯相互磨損失效時易引起撥勾運轉靈活性下降，影響彈卡組件的正常收攏與張開，存在打撈失敗風險；受結構空間的限制影響，為獲取盡可能大的撥勾轉動角度以增加閥芯的運動位移行程，現有技術方案采取單向閥縱向布局方式，該布局形式改變了沖洗液的流向，對內管中沖洗液的水流通暢產生影響，增加了硬質泥屑及粗顆粒巖粉在單向閥腔內富集造成單向閥復位失效的風險。單向閥軸向布局方式雖然能夠減小上述風險的發生幾率，但現有技術方案受撥勾轉動角度的限制，軸向布局方式撥勾對單向閥芯產生的開啟位移行程小，影響了工作可靠性。

實用新型內容

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種結構簡單，操作方便，可靠性高的小口徑保壓繩索取心鉆具的單向閥啟閉控制機構。

本實用新型采用的技術方案是：一種小口徑保壓繩索取心鉆具的單向閥啟閉控制機構,包括撈矛頭、彈卡組件、收卡筒、橫桿、拉桿、彈卡支架、主強力磁塊、副強力磁塊、非金屬壓套、單向閥芯、強力磁環、單向閥蓋、芯軸；撈矛頭與收卡筒連接；彈卡組件銷接于彈卡支架內；收卡筒與彈卡組件銷接；芯軸的上部設置有單向閥蓋；彈卡支架的下部與芯軸連接；其特征在于：收卡筒的下部設有橫桿，橫桿的中部設有拉桿，拉桿沿著收卡筒軸向設置；主強力磁塊設置在彈卡支架的通槽內，拉桿下端穿過主強力磁塊的中心孔與副強力磁塊連接，拉桿能夠沿軸向方向上下運動；彈卡支架的下端與芯軸連接，所述的芯軸上端處設有沿芯軸軸向方向設置的單向閥孔，單向閥孔與芯軸的中心孔連通，單向閥孔內設有單向閥芯，單向閥芯的上部設有強力磁環，強力磁環位于副強力磁塊正下方。

上述的小口徑保壓繩索取心鉆具的單向閥啟閉控制機構中，彈卡支架的下端面上設有非金屬壓套；所述的非金屬壓套位于副強力磁塊正下方，強力磁環置于非金屬壓套中。