[发明专利]一种海洋自给进式取样钻具及取样方法

权利要求书

1.一种海洋自给进式取样钻具，其特征在于：包括外管总成(1)和内管总成(2)，所述内管总成(2)活动套接于外管总成(1)的内部并通过弹卡(2-2)固定，所述外管总成(1)的一端具有钻头(1-7)，位于钻头(1-7)的同侧，所述内管总成(2)一端具有切入刀头(2-14)，外管总成(1)和内管总成(2)固定后，所述切入刀头(2-14)通过内管总成(2)内置的螺杆马达转子(2-6)驱动回转并切入地层获取岩心。

2.根据权利要求1所述的海洋自给进式取样钻具，其特征在于：所述内管总成(2)包括螺杆马达定子(2-5)和活动伸缩于螺杆马达定子(2-5)内的螺杆马达转子(2-6)，所述螺杆马达定子(2-5)内部形成有双螺旋腔体，所述螺杆马达转子(2-6)采用单螺旋结构，通过向螺杆马达定子(2-5)内注入钻井液驱动螺杆马达转子(2-6)回转并向下运动。

3.根据权利要求2所述的海洋自给进式取样钻具，其特征在于：所述内管总成(2)由打捞组件(2-1)、弹卡(2-2)、进水管(2-3)、悬挂环(2-4)、螺杆马达定子(2-5)、螺杆马达转子(2-6)、导向杆(2-7)、止动接头(2-8)、回水接头(2-9)、调节螺母(2-10)、调节接头(2-11)、取样筒(2-12)、爪簧(2-13)和切入刀头(2-14)组成；打捞组件(2-1)连接在弹卡管的上端，进水管(2-3)连接在弹卡管的下端，悬挂环(2-4)套装于进水管(2-3)和螺杆马达定子(2-5)连接螺纹外；所述螺杆马达定子(2-5)的上端依次与进水管(2-3)和打捞组件(2-1)连接，最终通过弹卡(2-2)实现固定在外管总成内，并承受螺杆马达转子(2-6)在转动过程中产生的反扭矩；所述螺杆马达转子(2-6)的下端依次与回水接头(2-9)、调节螺母(2-10)、调节接头(2-11)、取样筒(2-12)、爪簧(2-13)和切入刀头(2-14)连接，驱动切入刀头(2-14)回转并切入地层获取岩心。

4.根据权利要求3所述的海洋自给进式取样钻具，其特征在于：所述悬挂环(2-4)上放置有密封圈(2-4-1)，密封圈(2-4-1)与外管总成的内孔配合。

5.根据权利要求4所述的海洋自给进式取样钻具，其特征在于：所述外管总成(1)由弹卡挡头(1-1)、弹卡室(1-2)、座环(1-3)、连接管(1-4)、扶正环(1-5)、扩孔器(1-6)、钻头(1-7)组成，其中弹卡挡头(1-1)、弹卡室(1-2)、连接管(1-4)、扩孔器(1-6)和钻头(1-7)依次通过螺纹连接，座环(1-3)嵌装于弹卡室(1-2)和连接管(1-4)之间的螺纹中，扶正环(1-5)嵌装于连接管(1-4)和扩孔器(1-6)连接螺纹内。

6.根据权利要求5所述的海洋自给进式取样钻具，其特征在于：所述座环(1-3)上形成有内孔。

7.使用权利要求6所述的海洋自给进式取样钻具的取样方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、先将外管总成(1)随着钻杆下放到海底泥线附近；

S2、然后将内管总成(2)投放到钻杆的内孔中自由下落，直至内管总成(2)上的悬挂环(2-4)坐落于座环(1-3)的内台阶上，此时弹卡(2-2)张开，并卡固在弹卡室(1-2)内；

S3、然后向钻杆内孔泵入钻井液，此时钻杆不回转，当钻井液在特定的流道设计下进入螺杆马达转子(2-6)，驱动其回转并向下运动，进而将取样筒钻进至地层中，获取岩心；

S4、当螺杆马达转子(2-6)向下运动到导向杆(2-7)的上端凸台与止动接头(2-8)的上台阶接触时，此时达到螺杆马达的极限行程，无法再向下钻进；

S5、最后通过绳索打捞的方式将内管总成(2)提拉到钻探船上获取岩心。

8.根据权利要求7所述的海洋自给进式取样钻具的取样方法，其特征在于：步骤S3所述的钻井液的特定流道为：弹卡挡头(1-1)、弹卡室(1-2)与打捞组件(2-1)的环状间隙→进水管(2-3)内孔→螺杆马达转子(2-6)→螺杆马达定子(2-5)下端与导向杆(2-7)之间的环状间隙→止动接头(2-8)和回水接头(2-9)的间隙→外管总成(1)下端和内管总成(2)下端的环状间隙→钻头流出。