[发明专利]振动式海洋水合物保压取样器

摘要

本发明公开了一种振动式海洋水合物保压取样器，其是由定位机构、振动取心机构、液力提升机构、冲洗机构和保压机构组成。天然气水合物稳定存在于高压低温的海底及冻土带，对温度压力变化敏感，非保压的水合物取样会造成水合物的分解。海洋水合物一般存在于海底浅层沉积砂岩的孔隙中，固结程度不高，松散易遭受冲刷，取心困难。本发明针对海底泥质粉砂型水合物，采用铠装电缆提供动力、振动方式取心、清洗液消除固相颗粒、翻板阀保压的方式进行水合物层的原位保压取心。

主权项

一种振动式海洋水合物保压取样器，其特征在于：是由定位机构、振动取心机构、提升机构、冲洗机构和保压机构组成；定位机构是由外管(1)、弹卡(31)、弹卡销(6)、张簧(5)、悬挂环(7)、座环(8)组成；钻遇含水合物目的层后，投入该取样器进行取心，弹卡在张簧(5)作用下张开，由外管(1)组成的弹卡室限制弹卡(31)上移，防止取样器向上窜动；悬挂环(7)坐落于座环(8)上，防止取样器向下窜动；取样器在弹卡(31)和悬挂环(7)的上下限制作用下保持稳定；振动取心机构是由铠装电缆(2)、电缆接头(3)、激振器(12)、偏振片(13)、密封室(21)、承冲砧(14)、取心管(15)、排液孔(20)组成；激振器(12)通过密封室(21)与外界隔绝；铠装电缆(2)中集成有动力电线(35)，通过电缆接头(3)与取样器主体连接，取样器到达指定位置后，通过动力电线(35)向激振器(12)输送动力，带动偏振片(13)旋转，产生激振力，通过冲击承冲砧(14)，将冲击力作用在取心管(15)上，取心管(15)下行，击入水合物沉积层，完成取心；液力提升机构是由铠装电缆(2)及其中的冲洗介质通道(36)、第一冲洗孔(24)、第一电机(9)、第一球阀(28)、第二电机(10)、第二球阀(23)、提升管(25)、滑轨(26)组成；含水合物岩心进入取心管(15)之后通过第二电机(10)关闭第二球阀(23)，通过第一电机(9)开启第二球阀(28)，铠装电缆(2)中集成有冲洗介质通道(36)，向冲洗介质通道(36)中泵入冲洗介质，通过第一冲洗孔(24)流至提升管(25)和滑轨(26)组成的腔体中，随着压力的升高，推动提升管(25)上行，提升管(15)带动下部取心管(15)上行，完成提升过程；冲洗机构是由铠装电缆(2)及其中的冲洗介质通道(36)、第二冲洗孔(11)、止位弹卡(27)组成；铠装电缆(2)泵出的冲洗介质除了用于液力提升取心管(15)的作用外，还可用于在取样器中形成清洁的流场，消除固相颗粒对取样器密封件的影响；第一球阀(28)和第二球阀(23)处于开启状态，冲洗介质经第二冲洗孔(11)流至保压腔(22)中，对保压腔(22)及翻板阀(19)进行清洗；保压机构是由第一电机(9)、第一球阀(28)、保压腔(22)、阀堵(16)、扭簧(18)、翻板(19)组成；取心管(15)提升至翻板(19)上部时，翻板(19)在扭簧(18)作用下旋转，覆盖在阀堵(16)上，形成密封。