[发明专利]冰阀式保压保温取样器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种钻探取样机具，尤其是天然气水合物钻探取样用的保压保温 取样钻具。

背景技术

天然气水合物具有分布广、储量巨大、能量密度高等特点，是人类未来的潜 在洁净新能源，对全球环境和海洋钻井生产安全有重要影响。专家初步估算我国 天然气水合物蕴含的总能量约为境内已知石油、天然气和煤炭能量之和的1倍以 上，勘探开发天然气水合物意义重大。

天然气水合物的特殊形态决定了其稳定存在需要高压低温条件，要求钻探取 样钻具具有保压保温功能。国内外现有保压钻具采用球阀或板阀等机械结构关闭 取样钻具下部端口，从而实现保压功能，存在的突出问题是，球阀或板阀常常难 以正常关闭，从而不能正常发挥保压功能，发挥保压功能的次数占总取样次数的 比例不到60％，可靠性差；而且，球阀或板阀在设计上占用较大的径向尺寸，因 而天然气水合物岩心直径较小而容易被破坏，造成岩心采取率较低，往往不到 50％，不能很好地满足天然气水合物勘探要求和科学研究需要。

发明内容：

本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种具有良好保压保温功 能的冰阀式保压保温取样器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

保压功能依靠机械密封和冷冻液循环制冷在岩心管下方形成的冰阀来实现。 保温则通过在内循环管下51外壁表面涂覆多孔泡沫塑料、保温漆和反射膜实现。

冰阀式保压保温取样器包括：钻进与取样切换机构、冷冻液循环系统、岩心 管提升和定位机构、上部机械密封机构、冰阀形成机构、岩心管单动机构和通道 I-VIII构成。

本发明的目的还可以通过以下技术方案实现：

钻进与取样切换机构包括：异径接头1通过螺纹与分流阀座2连接，分流阀 座2通过螺纹与折返接头8连接，折返接头8通过螺纹与外管17连接，分流阀 阀心6插入分流阀座2，分流阀阀心6通过挡圈3和分流阀弹簧7定位，弹子球 4置于分流阀阀心6中心通道上部。

冷冻液循环系统包括：外缸14插入折返接头8内并用密封圈密封，外缸14 通过螺纹与外泵体20连接，下缸盖16、缸体13、上缸盖12、射流元件11和垫 片10自下而上依次插入外缸14中并用密封圈密封，潜孔锤上接头9通过螺纹与 外缸14的最上部连接，隔管18插接到折返接头8上并用密封圈密封，潜孔锤活 塞15沿缸体13、下缸盖16、外泵体20内壁滑动形成滑动副；由往复泵活塞19 插入外泵体20内形成滑动副，往复泵活塞19与外泵体20间用密封圈密封，堵 头21通过螺纹与外泵体20连接，排液阀阀心24插入到排液阀阀座25中构成排 液阀，进液阀阀心27插入到进液阀阀座28中构成进液阀，内泵体22、排液阀 阀座25、进液阀阀座28自上而下依次插入外泵体20中并通过外泵体20的凸台 定位，排液阀阀座25插入内泵体22，排液阀阀心24通过排液阀弹簧23压接在 内泵体22上，进液阀阀心27通过进液阀弹簧26压接在排液阀阀座25上，进液 阀阀座28通过螺纹与内泵体22连接构成潜孔往复泵；吸液管30通过螺纹与进 液阀阀座28连接，冷冻液容器32通过螺纹与外泵体20连接，外泵体20通过螺 纹与外循环管上29连接，外泵体20通过螺纹与内循环管上31连接构成，内循 环管上31插接到循环管上接头33上并用密封圈密封，外循环管上29、隔管18 通过螺纹与循环管上接头33连接，循环管上接头33通过螺纹与外循环管中35 连接，中间循环管II36插接到循环管上接头33上并用密封圈密封，外循环管中 35、中间循环管II36通过螺纹与循环管下接头48连接。