[發(fā)明專利]鎧裝電纜懸吊型保壓球閥翻轉(zhuǎn)式保壓取心海洋鉆探鉆具

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310225830.3
• 申請(qǐng)日: 2023-03-10
• 公開（公告）號(hào): CN116291208A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李星辰;盧秋平;于彥江;謝文衛(wèi);宮達(dá);范曉鵬;史浩賢;楊欣至
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局
• 主分類號(hào): E21B7/12
• 分類號(hào): E21B7/12;E21B17/00;E21B49/00
• 代理公司: 廣州專理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44493
• 代理人: 王允輝

本發(fā)明公開了一種鎧裝電纜懸吊型保壓球閥翻轉(zhuǎn)式保壓取心海洋鉆探鉆具，包括鎧裝電纜、電纜連接部件、滑環(huán)組件、反扭裝置、高壓密封艙體、配重裝置、驅(qū)動(dòng)循環(huán)裝置、巖屑管、提升機(jī)構(gòu)、緩沖機(jī)構(gòu)、保壓巖心取樣管、保壓球閥裝置、外管和底部取心鉆頭。該發(fā)明可以代替常規(guī)鉆桿下放和提升，同時(shí)可進(jìn)行保壓取心的電動(dòng)機(jī)械鉆具。本發(fā)明結(jié)合極地用鎧裝電纜式電動(dòng)機(jī)械鉆具的結(jié)構(gòu)以及深海科學(xué)鉆探的要求和特點(diǎn)，以電纜代替鉆桿，并與保壓球閥相結(jié)合，具有保壓取心功能的同時(shí)，還節(jié)約了鉆具提升和下放的時(shí)間，從而節(jié)省施工時(shí)間，節(jié)約施工成本，提高了施工效率，為實(shí)現(xiàn)中國(guó)的大洋科學(xué)鉆探目標(biāo)提供了更多的技術(shù)支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及深海鉆探取心技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種保壓取心海洋鉆探鉆具。

背景技術(shù)

全球陸地面積總共不到地球表面積的三成，其余均為海洋，對(duì)于地球的可持續(xù)發(fā)展，僅通過陸地的研究已經(jīng)不夠，接下來更偏向于對(duì)深海領(lǐng)域的研究。而通過對(duì)深海的研究，認(rèn)識(shí)海底擴(kuò)張，探清大陸山系的由來，解讀海底沉積過程，找到氣候演變的根源，而大洋鉆探是目前直接獲取地球深部實(shí)物資料的唯一方法。

自1968年以來，國(guó)際大洋鉆探相繼實(shí)施了“深海鉆探計(jì)劃（DSDP，1968-1983）”、“大洋鉆探計(jì)劃（ODP，1985-2003）”、“綜合大洋鉆探計(jì)劃（IODP，2003-2013）”和“國(guó)際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃（IODP，2013-2023）”四個(gè)階段。世界海洋科學(xué)鉆探實(shí)施近50余年以來，在全球各大洋鉆井近四千口，獲取了六十多萬米巖心和大量數(shù)據(jù)。這些地質(zhì)資料為驗(yàn)證海底擴(kuò)張和板塊構(gòu)造、揭示氣候演化規(guī)律、研究海底沉積作用和海底礦產(chǎn)分布、發(fā)現(xiàn)深部生物圈和可燃冰等提供了重要參考。但巖心樣品往往在隨著鉆具提升至甲板的過程中，內(nèi)部氣泡或某些成分會(huì)隨著壓力的減低不斷地分解，從而導(dǎo)致巖心樣品內(nèi)部的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，不能準(zhǔn)確反應(yīng)相應(yīng)的地球科學(xué)信息，因此海底保壓巖心的獲取極為關(guān)鍵。

同時(shí)，在大洋科學(xué)鉆探實(shí)施保壓巖心取樣過程中，經(jīng)常會(huì)面對(duì)在北半球的10月份至第二年的2月份作業(yè)的情況（對(duì)應(yīng)南半球海域4月份至8月份），這個(gè)階段的臺(tái)風(fēng)較多，海上施工的窗口期較短，常常只有幾天的時(shí)間，對(duì)于2000米水深的海底鉆探作業(yè)，采用常規(guī)鉆具進(jìn)行鉆進(jìn)往往光是下放和提升鉆桿就要消耗至少三天的時(shí)間，惡劣的環(huán)境及較短的作業(yè)窗口期造成作業(yè)難度增加，甚至導(dǎo)致作業(yè)被迫終止，導(dǎo)致任務(wù)只能第二年再擇期進(jìn)行。此外，海上施工作業(yè)每天的成本都要達(dá)到幾百萬人民幣。因此，節(jié)省下放和提升鉆桿的作業(yè)時(shí)間，可以大幅節(jié)省作業(yè)成本。

因此在大洋科學(xué)鉆探中，尤其是面對(duì)在北半球海域10月份至2月份（對(duì)應(yīng)南半球海域4月份至8月份）期間作業(yè)窗口期較短，作業(yè)水深較深（1000m以上），且海底鉆進(jìn)深度較淺（500m以下）的情況，常規(guī)的海底鉆進(jìn)取樣和常規(guī)保壓取心方法由于鉆桿連接、下放和提升的時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致鉆探作業(yè)大概率無法順利完成，因此有必要設(shè)計(jì)一套以電纜代替鉆桿將取心裝置送至海底，同時(shí)可以驅(qū)動(dòng)底部鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)，待保壓取樣完成后可隨著取樣管一同提離孔底至操作平臺(tái)的鉆具設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種鎧裝電纜懸吊型保壓球閥翻轉(zhuǎn)式保壓取心海洋鉆探鉆具，以解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問題，至少提供一種有益的選擇或創(chuàng)造條件。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：