[实用新型]一种海底钻机用天然气水合物主动保压取芯钻具

说明书

本实用新型公开了一种海底钻机用天然气水合物主动保压取芯钻具，包括外管组件、芯管组件和主动保压机构，芯管组件安装在外管组件内；芯管组件包括捞矛头、弹卡板、保压阀、安全阀、单动机构、岩芯管、卡簧和卡簧座；捞矛头与收卡筒连接，收卡筒与弹卡架连接，弹卡板和扭簧设置在收卡筒内，保压阀和安全阀设置在弹卡架上，弹卡架外壁上设有悬挂环，悬挂环置于外管内的座环上；单动机构与内管接头连接；内管接头与内管的上端连接，岩心管套装在内管中；内管的下端内管的下端与卡簧座连接，卡簧座能够与主动保压机构连接。本实用新型采用主动保压机构可实时对海底天然气水合物岩芯样品进行补压，具有结构简单紧凑、操作快速和便利、可靠性高等优点。

技术领域

本实用新型涉及一种天然气水合物取芯钻具，尤其是涉及一种海底钻机用天然气水合物主动保压取芯钻具。

背景技术

海底天然气水合物作为一种新型的海底能源资源，储量十分巨大。全球海底天然气水合物的储量是现有天然气、石油储量的两倍，在我国海域蕴藏量也十分丰富，具有广阔的开发前景。我国作为一个石油资源紧缺的发展中大国，勘探开发海底天然气水合物资源作为替代能源，已成为国家的一项重大战略决策。获取高质量的海底天然气水合物岩芯样品是开展天然气水合物品位和成分分析的关键。然而，目前使用的海底天然气水合物保压取芯钻具主要是针对钻探船塔架式钻机而设计的，并且主要采用球阀或翻版阀的结构形式进行海底天然气水合物非主动保压密封，受球阀和翻版阀自身结构、开启和关闭方式的影响，使得每根保压取芯钻具的结构十分复杂且质量和体积均比较大，同时，在将保压取芯钻具从海底提升至水面钻探船的过程中，由于保压取芯钻具外部压力不断地减小，使得保压取芯钻具受海底天然气水合物汽化而膨胀变形，导致保压取心钻具内部压力降低，进而影响后续的海底天然气水合物高精度分析。随着海底钻机的快速发展，利用海底钻机实施海底天然气水合物保压取芯钻探较钻探船塔架式钻机而言在钻探成本、取芯质量和取芯效率、机动性和作业隐蔽性等方面更具竞争性，但是海底钻机用取心钻具的研制还很不成熟，为了获取高质量海底天然气水合物岩芯样品，突破海底钻机主动保压取心钻具设计及取心工艺，研制适用于海底钻机的具有主动保压功能的结构紧凑型海底水合物保压取芯钻具是一个亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、可靠性高，且可以对所取样品的进行主动保压密封的海底钻机用天然气水合物主动保压取芯钻具。

本实用新型采用的技术方案是：一种海底钻机用天然气水合物主动保压取芯钻具，包括外管组件、芯管组件和主动保压机构，所述外管组件包括外管接头、弹卡室、座环、外管、扩孔器和钻头；外管接头与弹卡室连接，弹卡室与外管连接，外管与扩孔器连接，扩孔器与钻头连接；所述芯管组件安装在外管组件内；芯管组件包括捞矛头、收卡筒、弹卡板、弹卡架、保压阀、安全阀、单动机构、内管、岩芯管、卡簧和卡簧座；捞矛头与收卡筒连接，收卡筒与弹卡架连接，弹卡板和扭簧设置在收卡筒内，保压阀和安全阀设置在弹卡架上，保压阀能连通弹卡架的导流孔与收卡筒内腔，安全阀能连通弹卡架的导流孔与弹卡架和外管之间的腔隙，弹卡架外壁上设有悬挂环，悬挂环置于外管内的座环上；单动机构与内管接头连接；内管接头的下端与内管的上端连接，岩心管套装在内管中；所述弹卡架导流孔、芯轴内孔、内管接头的内孔及岩芯管之间分别连通，内管接头的内孔中设有回水球阀；内管的下端内管的下端与卡簧座连接，卡簧设置在卡簧座内，卡簧座能够与主动保压机构连接。

上述的海底钻机用天然气水合物主动保压取芯钻具中，所述的弹卡架上设有保压阀孔，保压阀设置在保压阀孔内，保压阀包括阀芯和推杆，推杆一端与阀芯连接，推杆的另一端设有推杆滚轮，推杆滚轮的圆柱面与弹卡板底部接触。

上述的海底钻机用天然气水合物主动保压取芯钻具中，所述弹卡板底部设有弧形凹槽，推杆滚轮置于弧形凹槽内。