[实用新型]一种小口径保压绳索取心钻具的单向阀启闭控制机构

说明书

本实用新型公开了一种小口径保压绳索取心钻具的单向阀启闭控制机构，包括捞矛头、弹卡组件、收卡筒、弹卡支架、主强力磁块、副强力磁块、非金属压套、单向阀盖、芯轴。收卡筒的下部设有横杆，横杆的中部设置有拉杆，主强力磁块设置在弹卡支架的通槽内，拉杆穿过主强力磁块能够沿轴向方向上下运动；拉杆的下端部设有副强力磁块；弹卡支架的下端与芯轴连接，芯轴上端处设有沿芯轴轴向方向设置的单向阀孔，单向阀孔内设有单向阀芯，单向阀芯的上部设有强力磁环，强力磁环位于副强力磁块正下方。本实用新型能够实现保压钻具单向阀芯开启位移行程的自由调整，同时降低在打捞内管总成过程中由于弹卡组件无法正常收缩，造成打捞失败的风险。

技术领域

本实用新型属于海洋勘探用钻探工具技术领域，尤其是涉及一种小口径保压绳索取心钻具的单向阀启闭控制机构。

背景技术

天然气水合物作为一种新型清洁能源，围绕其展开的研究与开发已成为世界各国的热点。由于天然气水合物形成和存在低温高压环境下，其主要蕴藏于海底沉积层以及陆域冻土地层中。目前，针对海域天然气水合物的勘探主要采用保压取样的方式以获取高品质的水合物样品，其主要分为钻探船取样和海底钻机取样两种形式。由于海底钻机取样形式具有对母船的要求低、辅助作业时间少、钻进效率高的特点，其在海底的浅孔至中深孔的钻探作业中得到也广泛认可。目前，在已经公开的绳索取心保压取心钻具方案中其钻具下端部的密封与开启是通过保压帽并配合海底钻机本体上的保压帽拧卸装置实现。钻进开始前借助钻机上的机械手及保压帽的拧卸装置将内管总成下端部的保压帽拧开并置于钻机上实现下端部敞开，钻进结束后将内管总成提至钻机本体上再利用保压帽拧卸装置将保压帽拧至内管总成的下端部实现下端部的密封。钻具上端部的密封与开启主要是通过置于弹卡支架上的拨勾和单向阀芯相互配合实现。当正常工作的过程中，收卡筒上移一定距离，收卡筒利用其内壁尺寸对拨勾产生约束力迫使转动一定角度，导致拨勾与单向阀芯相接触使的单向阀芯能够克服弹簧力处于开启状态，当钻进结束后，收卡筒复位，其内壁对拨勾的约束解除，拨勾不与单向阀芯相接触，在弹簧力的作用下单向阀芯处于关闭状态，实现下端部的密封。现有技术方案是利用拨勾与阀芯的刚性接触实现开启。受收卡筒内径尺寸的限制，拨勾转动的角度有限，其对应转换为的单向阀芯运动位移行程较短，难以根据钻进情况对阀芯的开启量进行自由调整；遇泥沙卡阻或拨勾及单向阀芯相互磨损失效时易引起拨勾运转灵活性下降，影响弹卡组件的正常收拢与张开，存在打捞失败风险；受结构空间的限制影响，为获取尽可能大的拨勾转动角度以增加阀芯的运动位移行程，现有技术方案采取单向阀纵向布局方式，该布局形式改变了冲洗液的流向，对内管中冲洗液的水流通畅产生影响，增加了硬质泥屑及粗颗粒岩粉在单向阀腔内富集造成单向阀复位失效的风险。单向阀轴向布局方式虽然能够减小上述风险的发生几率，但现有技术方案受拨勾转动角度的限制，轴向布局方式拨勾对单向阀芯产生的开启位移行程小，影响了工作可靠性。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单，操作方便，可靠性高的小口径保压绳索取心钻具的单向阀启闭控制机构。

本实用新型采用的技术方案是：一种小口径保压绳索取心钻具的单向阀启闭控制机构,包括捞矛头、弹卡组件、收卡筒、横杆、拉杆、弹卡支架、主强力磁块、副强力磁块、非金属压套、单向阀芯、强力磁环、单向阀盖、芯轴；捞矛头与收卡筒连接；弹卡组件销接于弹卡支架内；收卡筒与弹卡组件销接；芯轴的上部设置有单向阀盖；弹卡支架的下部与芯轴连接；其特征在于：收卡筒的下部设有横杆，横杆的中部设有拉杆，拉杆沿着收卡筒轴向设置；主强力磁块设置在弹卡支架的通槽内，拉杆下端穿过主强力磁块的中心孔与副强力磁块连接，拉杆能够沿轴向方向上下运动；弹卡支架的下端与芯轴连接，所述的芯轴上端处设有沿芯轴轴向方向设置的单向阀孔，单向阀孔与芯轴的中心孔连通，单向阀孔内设有单向阀芯，单向阀芯的上部设有强力磁环，强力磁环位于副强力磁块正下方。

上述的小口径保压绳索取心钻具的单向阀启闭控制机构中，弹卡支架的下端面上设有非金属压套；所述的非金属压套位于副强力磁块正下方，强力磁环置于非金属压套中。