[实用新型]一种绳索冲击式保温保压取样钻具

说明书

技术领域

本实用新型属于钻探领域，涉及一种绳索冲击式保温保压取样钻具，适用于陆地、湖泊、江河、海洋等天然气水合物钻探取样施工。

背景技术

目前，天然气水合物在能源和环境方面所产生的重要影响而为世界许多国家所关注，由于我国天然气水合物储量丰富，如何实现含天然气水合物地层样品的有效勘查取样，对于我国的能源发展具有十分重要的战略意义。

在陆地、湖泊、江河、海洋等地域进行天然气水合物钻探取样施工，要求在取样过程中保持样品的地层压力和温度，常规取样器难以实现，目前国内的天然气水合物取样钻具存在保温保压样品采取率低及保温保压性能差的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种能有效解决深海含天然气水合物地层的取样难题并保证样品温度压力的绳索冲击式保温保压取样钻具。为实现上述目的本实用新型采取的技术方案是：一种绳索冲击式保温保压取样钻具，包括取样内管总成,所述取样内管总成包括悬挂系统、液动锤冲击系统、差动系统、压力补偿系统、所述耐高压保温取样管总成、板阀密封系统以及样品保压管，悬挂系统、样品保压管及板阀密封系统依次连接成取样内管总成的外部机构，液动锤冲击系统、差动系统、压力补偿系统、耐高压保温取样管总成依次连接成取样内管总成的内部机构，耐高压保温取样管总成采用真空保温，在样品保压管内外表面涂覆纳米隔热保温涂料实现对样品的保温。

其中，所述板阀密封系统包括：板阀上端盖、板阀密封盖、驱动弹簧、板阀密封口和板阀下端盖，所述板阀上端盖、板阀密封口、板阀下端盖由上至下依次配合组装，其中板阀密封盖和驱动弹簧通过销轴连接在板阀密封口上端的板阀支架上，板阀密封盖可依靠驱动弹簧自行关闭，关闭的板阀密封系统和样品保压管形成一个密闭保压空间腔。

其中，耐高压保温取样管总成上部镶嵌有环形密封圈，取样时所述密封圈与样品保压管配合形成密闭保压空间腔上部密封，板阀密封系统与样品保压管配合形成密闭保压空间腔下部密封。

其中，所述压力补偿系统包括：蓄能器充气头、蓄能器高压腔、蓄能器下接头、压力补偿阀、测压接头、触发开关阀、节流阀和单向阀，上述所有部件由上至下依次配合组装。

其中，板阀密封系统耐高压，作为取样钻具的样品管密封机构，其材质为高强度不锈钢或合金钢，耐压范围为0-30Mpa，利用驱动弹簧作为自动关闭动力。

其中，所述差动系统包括差动上矛头、矛头锁、矛头锁座和剪切销钉，差动上矛头通过螺纹连接在液动锤冲击系统下部，矛头锁通过开口弹性销连接在矛头锁座上，剪切销钉通过螺纹安装在矛头锁座的剪切孔上，矛头锁座下端通过螺纹与蓄能器充气头上部连接。

其中，所述悬挂系统包括：悬挂环和悬挂管，悬挂环和悬挂管由上至下通过螺纹依次连接。

其中，还包括取样外管总成，所述取样外管总成包括钻杆接头、座环室、座环、座环联接头、外管、扶正器和PDC取芯钻头，上述所有部件由上至下依次连接，座环设置在座环室内，所述钻杆接头的上端通过螺纹与钻杆相连，所述取样内管总成悬挂系统坐落在外管总成的座环上，实现内管总成与外管总成的配合和定位。

本实用新型通过设计简单可靠的差动系统、压力补偿系统以及板阀密封系统，使天然气水合物保温保压取样成功率高，解决了天然气水合物勘查取样保温保压性能差、效率低的问题。

附图说明

图:本实用新型绳索冲击式保温保压取样钻具外管总成结构示意图；

图2:本实用新型绳索冲击式保温保压取样钻具外管总成；

图3:本实用新型绳索冲击式保温保压取样钻具内管总成结构示意图；

图4A:本实用新型绳索冲击式保温保压取样钻具板阀密封系统结构示意图；

图4B:本实用新型绳索冲击式保温保压取样钻具板阀关闭示意图；

图4C:本实用新型绳索冲击式保温保压取样钻具板阀打开示意图。

附图标记说明：

1-钻杆接头； 2-座环室；3-座环；

4-座环联接头； 5-外管；6-扶正器；

7-PDC取芯钻头；8-绳索打捞系统；9-悬挂系统；

10-液动锤冲击系统；11-差动系统； 12-压力补偿系统；

13-耐高压保温取样管总成；14-板阀密封系统；

15-绳索打捞矛头；16-矛头座； 17-连接座；

18-导向管；19-悬挂环； 20-悬挂管；

21-差动上矛头；22-矛头锁； 23-矛头锁座；