[發明專利]一種船載鉆機海洋沉積物貫入繩索取心裝置

在審

• 申請號: 202210879496.9
• 申請日: 2022-07-25
• 公開（公告）號: CN115341867A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 張會寅;田烈余;楊楠;林康;林鼎智
• 申請（專利權）人: 廣州海洋地質調查局
• 主分類號: E21B25/18
• 分類號: E21B25/18
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬

1.一種船載鉆機海洋沉積物貫入繩索取心裝置，包括鉆柱、BHA、其特征在于，還包括補償油缸、頂驅、液氣蓄能器、空壓機以及取心工具；其中，

所述液氣蓄能器包括腔體，在所述腔體內設置有活塞，以將腔體分隔為壓縮空氣腔和液壓油腔；

所述空壓機連接蓄能器的壓縮空氣腔，液壓油腔的液壓油通過油管連接到補償油缸的活塞桿腔，空壓機至補償油缸所連接起來的氣路到油路部分組成液氣系統；補償油缸的活塞桿連接頂驅，頂驅下方連接鉆柱及BHA，取心工具通過鉆柱及BHA驅動。

2.如權利要求1所述的船載鉆機海洋沉積物貫入繩索取心裝置，其特征在于，還包括壓力傳感器，用于監測所述液氣系統中液壓油的壓力大小，以換算成補償油缸的提升力；所述補償油缸的提升力的調節通過空壓機泵氣來實現，提升力與補償油缸懸掛的頂驅和鉆柱的重量之和的關系根據工況不同調節，非工作狀態下，提升力與頂驅和鉆柱的重量之和應相同；貫入取樣時，提升力應小于頂驅和鉆柱的重量之和，兩者的差值為貫入取樣的貫入壓力。

3.如權利要求2所述的船載鉆機海洋沉積物貫入繩索取心裝置，其特征在于，還包括游車、舉升油缸、繩索；所述舉升油缸設置有兩，分別垂直設置在游車橫向相對兩端的外側，舉升油缸的活塞桿頂端安裝有滑輪；所述補償油缸安裝于游車，游車連接繩索，繩索通過纏繞于舉升油缸上的滑輪，連接于甲板。

4.如權利要求3所述的船載鉆機海洋沉積物貫入繩索取心裝置，其特征在于，在所述舉升油缸和液氣系統中均設置有編碼器，以實時計算頂驅和鉆具向下運動的行程。

5.如權利要求3所述的船載鉆機海洋沉積物貫入繩索取心裝置，其特征在于，所述舉升油缸舉升油缸通過井架固定于豎直位置。

6.如權利要求5所述的船載鉆機海洋沉積物貫入繩索取心裝置，其特征在于，所述補償油缸設置有兩。

7.如權利要求4所述的船載鉆機海洋沉積物貫入繩索取心裝置，其特征在于，所述繩索為鋼絲繩。

8.如權利要求1所述的船載鉆機海洋沉積物貫入繩索取心裝置，其特征在于，所述取心工具部分超出BHA。

9.如權利要求4所述的船載鉆機海洋沉積物貫入繩索取心裝置，其特征在于，所述取心工具包括打撈部、單向閥和巖心管部；所述打撈部設置有張開狀的彈卡，以用于卡接于BHA中；所述巖心管部包括巖心管，巖心管和所述單向閥相連接，巖心進入巖心管時，巖心管里面的水通過單向閥排出。

10.一種船載鉆機海洋沉積物貫入繩索取心工藝，基于權利要求9所述的裝置，其特征在于，包括：

將鉆柱及BHA接駁接近海底、投下取心工具；然后開啟空壓機，往液氣蓄能器壓縮空氣腔打壓，壓力通過蓄能活塞傳遞到液壓油腔，蓄能器液壓油腔的液壓油通過油管輸送到補償油缸，壓力會通過壓力傳感器換算成補償油缸的提升力；

起初補償油缸完全伸出，蓄能器的液壓油輸入補償的活塞桿腔；當空壓機一直打壓，補償油缸提升力等于頂驅、鉆柱及BHA、取心工具的重量之和時，補償油缸開始回縮，當打壓至補償油缸縮回至中位時，停止打壓；然后舉升油缸回縮，滑輪下落，游車以及補償油缸連接的頂驅、鉆柱及BHA也隨之下降，當取心工具接觸沉積物地層地面時，地面反力通過鉆柱及BHA、頂驅反饋到補償油缸，補償油缸提升力大于鉆柱及BHA、頂驅之和減地面反力，補償油缸回縮；此時釋放壓縮空氣，減小補償油缸提升力，使補償油缸提升力小于鉆柱及BHA、頂驅之和，兩者差值為鉆柱貫入地層的壓力，鉆柱貫入沉積物地層；貫入一定深度后，巖心管部完全貫入沉積物地層，回收取心工具。