| 主权项 |
一种酒精与液氮混合制冷的孔底冷冻绳索取芯钻具，是由内管总成和外管总成组成；所述的内管总成是由捞矛头(1)、第一弹性销(2)和弹卡回收管(3)组成，捞矛头(1)通过第一弹性销(2)与弹卡回收管(3)铰接形成打捞机构，在钻进结束后通过打捞机构实现回收内管总成的功能，同时开通酒精与液氮混合通道；弹卡回收管(3)与弹卡架(9)通过第二弹性销(4)铰接，弹卡回收管(3)可在自身重力和打捞器拉力作用下沿竖直方向移动固定的距离；弹卡(7)为两片，弹卡(7)可通过第三弹性销(8)进行转动，扭簧(6)保持弹卡(7)在弹卡架(9)内保持张开，第三弹性销(8)与弹卡架(9)形成固定连接，两片弹卡(7)卡在弹卡挡头(5)上，保证在钻进过程中内管总成不会因为岩芯进入岩芯管时产生的上顶力使内管总成向上移动导致取芯失败；内接手(11)与弹卡架(9)通过螺纹连接，内接手(11)通过螺纹与悬挂环(12)连接，内接手(11)上下均有四个斜孔，当悬挂环(12)与座环(13)接触后，内管总成与外管之间间隙流动的泥浆通道被阻断，泥浆通过内接手(11)上部的斜孔进入，从内接手(11)下部的斜孔流出完成泥浆循环；悬挂环(12)与座环(13)的接触式连接使内管总成悬挂在外管总成内，使卡簧座(48)与钻头(49)之间保持3～4毫米间隙，保证外岩芯管(44)不会因为与钻头接触而转动并保证外岩芯管(44)的通水性能；上轴承座(15)与内接手(11)通过螺纹连接，当岩芯在内岩芯管(45)内卡住时，第一轴承(14)作为易损件承受上顶力，第二轴承(17)上部与下轴承座(18)接触，第二轴承(17)下部与上轴承座(15)接触，第二轴承(17)提供上顶力使下轴承座(18)不向下移动，油嘴(16)与下轴承座(18)通过螺纹接触；第一轴承(14)与上轴承座(15)构成上单动机构，下轴承座(18)和第二轴承(17)构成下单动机构，第一轴承(14)与第二轴承(17)实现了内管总成的单动功能，保证在钻进过程中岩芯管中的水合物岩芯不会受到扰动；第一弹簧(19)上部与第二轴承(17)接触并提供上顶力使第二轴承(17)能够保持下轴承座(18)不动，第一弹簧(19)下部与档环(20)接触，档环(20)与上轴承座(15)接触，垫片(21)上部与档环(20)连接，第一弹簧(19)下部与圆螺母(22)连接，圆螺母(22)为第一弹簧(19)提供上顶力，圆螺母(22)将第二轴承(17)和下轴承座(18)连接起来；在内管总成投入到孔内时，悬挂环(12)坐落在座环(13)上，内管总成下部的机构由于自身重力会向下移动，第一弹簧(19)可起到缓冲作用；在卡断岩芯时，卡簧(47)带动卡簧座(48)下移压缩第一弹簧(19)，卡簧座(48)与钻头(49)接触将拔断岩芯的力传递到外管上；回收管(24)与下轴承座(18)通过螺纹连接，酒精腔体(23)位于回收管(24)内，酒精腔体(23)整体为焊接件；酒精保冷层(25)位于酒精腔体(23)内部，在低温氮气对酒精进行预冷的过程中对酒精进行保冷，第一排气阀球(26)通过第一弹簧(19)预紧在酒精腔体(23)的排气孔外，当酒精腔体(23)内部压力大于第一排气阀球(26)预紧力时氮气排出酒精腔内；第一排气阀座(27)与酒精腔体(23)通过螺纹连接，控制阀座(28)为第一弹簧(19)提供上顶力，控制阀座(28)底部为斜面结构与回收管(24)的斜面结构接触，当回收管(24)上行时，回收管(24)上的斜面会将控制阀座(28)压入第一排气阀座(27)的空腔内并将氮气的排除通道堵死，此时液氮无法排气酒精腔内压力升高；第二排气阀球(32)由第二弹簧(31)堵在酒精腔体(23)的下部排气孔上，第二排气阀座(30)与酒精腔体(23)通过螺纹连接，第二弹簧(31)下部与第二排气阀座(30)接触，液氮腔体(35)内的液氮在存储过程中会因为传热管(36)的导热作用而产生大量氮气使液氮腔体(35)内的压力升高，当液氮腔体(35)内的压力大于第二弹簧(31)的预紧力时，第二弹簧(31)受到第二排气阀球(32)的压力而收缩，氮气从液氮腔体(35)的排气孔排出进入到酒精腔体(23)对酒精腔体(23)内的酒精进行混合前的预冷却；第二堵头(34)与回收管(24)通过螺纹连接，第一堵头(33)与液氮腔体(35)通过螺纹连接，当回收内管总成时，回收管(24)随打捞器上行将酒精腔体(23)上部的排气通道堵死；液氮腔体(35)在在重力作用下下行，酒精腔体(23)的下行距离小于液氮腔体(35)的下行距离，此时液氮腔与酒精腔连通，被预冷的酒精进入液氮腔与液氮进行混合；液氮保冷层(37)位于液氮腔和冷冻腔内部对液氮和低温酒精进行保冷；聚四氟阀套(38)与液氮保冷层(37)及液氮腔体(35)为过盈配合连接，控制阀球(39)位于聚四氟阀套(38)内部阶梯结构的上部阻止液氮向下流动，当回收管(24)上行后，酒精腔体(23)上部排气通道堵死，酒精腔体(23)与液氮腔体(35)内部压力增大导致控制阀球(39)从聚四氟阀套(38)内挤出，低温酒精向下流动的通道被打开，低温酒精作为冷源进入冷冻腔对水合物岩心进行冷冻；止逆阀体(40)与内岩芯管(45)通过螺纹连接，外岩芯管(44)通过螺纹与液氮腔体(35)连接；止逆阀球(41)座于止逆阀座(42)的上部，在岩芯进入岩芯管内部时岩芯管内部的冲洗液顶开止逆阀球从止逆阀体(40)上的泄流口流入内管总成和外管的间隙中，同时保证外部的泥浆冲洗液不会流回岩芯管内；卡簧(47)于卡簧座(48)的锥形孔中，在钻进结束后卡簧(47)抱死岩芯柱带动卡簧座(48)下移与钻头接触，将拔断岩芯的力传递到外管上保证内管总成不受力；外管总成的结构是，弹卡挡头(5)与第一外管(10)通过螺纹连接，第一外管(10)通过螺纹与第二扩孔器(50)连接，第二扩孔器(50)与第二外管(43)通过螺纹连接，第二外管(43)通过螺纹与第一扩孔器(46)连接，第一扩孔器(46)与钻头(49)通过螺纹连接。 |
