发明名称 干冰升华孔底冷冻保压取样器
摘要 本实用新型涉及一种干冰升华孔底冷冻保压取样器。主要由悬挂差动机构、单动机构、控制机构、冷冻机构和保压机构构成。采用干冰为冷冻剂,酒精为助冷催化剂和载冷剂,利用低温酒精在孔底冷冻岩心;并通过关闭球阀进行岩样保压,从而抑制水合物岩心分解。取样时卸下上卡位管和钻头,卸下卡簧及卡簧座,将半合管连同岩心从岩心管内抽出,岩心样品用液氮储存罐或高压容器保存。钻进取心时外管和钻头回转,内管总成不回转,因而在较大程度上避免了因钻具回转产生的机械力对水合物岩心的破坏,更有效地提高了岩心采取率、完整度和代表性,既能单纯冷冻取样,也能冷冻取样和保压岩心,与现有技术相比工艺简单,操作简便,极大地降低了成本。
申请公布号 CN201417221Y 申请公布日期 2010.03.03
申请号 CN200920093325.3 申请日期 2009.04.02
申请人 吉林大学 发明人 孙友宏;郭威;陈晨;张祖培;薛军
分类号 G01N1/08(2006.01)I 主分类号 G01N1/08(2006.01)I
代理机构 长春吉大专利代理有限责任公司 代理人 王立文
主权项 1、一种天然气水合物干冰升华孔底冷冻保压取样器,其特征在于,外接手(1)与上部钻杆螺纹连接,外接手(1)通过螺纹与外六方接手(6)连接,挡套(2)通过螺钉与外六方接手(6)螺纹连接,滑套(5)与外六方接手(6)间隙配合,挡套(2)限制滑套(5)不向外滑动,内六方接手(7)与外管(12)螺纹连接,外六方接手(6)与内六方接手(7)间通过六个棱面回转传动,钻杆将回转力传递给外六方接手(6),通过六个棱面将回转力传递给内六方接手(7),内六方接手(7)再将回转力传递给外管(12),内六方接手(7)的六个棱面上径向方向均设有球套(9),球套(9)外侧呈锥面,每个球套(9)中装有两个钢球(8),球套(9)与外六方接手(6)紧密配合,滑套弹簧(10)上端由滑套(5)经挡套(2)支撑,滑套弹簧(10)下端由垫圈(11)坐在外六方接手(6)内孔的台阶上,内六方接手(7)和外六方接手(6)之间设有轴向中空距离200mm-210mm,限制内六方接手(6)向下移动的距离,内六方接手(7)连同外管(12)和钻头(68)推动球阀(56)向下运动至岩心管(47)的下端,使球阀(56)脱离开岩心管(47)的束缚,使球阀(56)翻转后密封岩心管(47);外六方接手(6)通过螺纹与轴(13)连接,轴(13)与接手(14)之间的单动是通过轴承来实现的,轴(13)回转,而接手(14)不回转,轴(13)通过垫圈(15)与接手(14)连接,接手(14)通过螺纹与活塞腔体(18)连接;活塞腔体(18)上端设置堵头(16),堵头(16)通过螺纹与活塞腔体(18)连接,泄流弹簧(17)预压安装在泄流通道中,其上端由堵头(16)支撑,下端由钢球(19)支撑,活塞腔体(18)底端通过螺纹与接头(22)连接,活塞弹簧(21)预压安装在活塞腔体(18)中,其上端由活塞(20)支撑,下端由接头(22)支撑,控制杆(25)套装在活塞弹簧(21)的空腔中,确保活塞(20)在弹簧作用下始终处于上位,控制杆(25)的上端与活塞(20)通过螺母连接,下端与阀体(28)连接,活塞(20)与活塞腔体(18)滑动配合,活塞(20)带动控制杆(25)及阀体(28)移动,阀体(28)通过螺纹与控制杆(25)连接,活塞腔体(18)通过螺纹与酒精腔体(24)连接,酒精腔体活塞(23)的内外圈分别与酒精腔体(24)和控制杆(25)间用O型密封圈密封,洒精腔体(24)通过螺纹与酒精腔体连接件(27)连接,阀体(28)采用锥面和O型密封圈与酒精腔体连接件(27)密封,并通过螺母压紧,酒精腔体连接件(27)侧面设有螺塞(26),连接管(29)通过螺纹与酒精腔体连接件(27)连接,二者之间采用胶垫(30)压紧密封;连接管(29)通过螺纹与干冰腔体上接手(31)连接,二者之间采用胶垫(30)压紧密封;干冰腔体上接手(31)与干冰腔体管(37)螺纹连接,单向排气阀(42)与干冰腔体上接手(31)通过螺纹连接,酒精注入管(36)与干冰腔体上接手(31)间紧密配合,干冰腔体管(37)与干冰腔体下接手(41)间螺纹连接,保温上盖(33)与干冰腔体上接手(31)静接触,保温上盖(33)与干冰腔体管(37)间隙配合,干冰保温衬管(35)与保温上盖(33)静接触,保温套(34)与干冰腔体管(37)间隙配合,保温套(34)与干冰保温衬管(35)间为胶粘接,干冰保温层(38)在干冰保温衬管(35)、干冰腔体管(37)及保温套(34)之间的环状空腔内,干冰保温层(38)与干冰保温衬管(35)、干冰腔体管(37)及保温套(34)间均为静接触,保温下盖(39)与干冰保温衬管(35)和保温套(34)间为静接触,保温下盖(39)与干冰腔体管(37)间隙配合,保温上盖(33)、保温下盖(39)与干冰保温衬管(35)之间的圆柱形空间为干冰存储仓,套(40)与保温下盖(39)间为静接触,套(40)与干冰腔体管(37)间隙配合,套(40)与干冰腔体下接手(41)间为静接触,干冰腔体管(37)与干冰腔体下接手(41)螺纹连接,干冰腔体下接手(41)与岩心管(47)和衬管(45)螺纹连接,底盖(63)通过螺纹与衬管(45)连接,底盖(63)与岩心管(47)之间O形圈密封,胶垫(61)和底部保温套(62)通过底盖(63)与衬管(45)和岩心管(47)压紧,保温衬管(57)与干冰腔体下接手(41)和胶垫(61)为静接触,保温衬管(57)与衬管(45)间隙配合,干冰腔体下接手(41)、岩心管(47)、保温衬管(46)和胶垫(50)间的环状空间为酒精注入至干冰存储仓形成的低温酒精的储存空间,排水阀体(55)通过螺纹与干冰腔体下接手(41)连接,上保压弹簧(64)预压安装,下端通过钢球(65)支撑,上端通过干冰腔体下接手(41)支撑,岩心管(47)通过螺纹与卡簧座(66)连接,卡簧座(66)与卡簧(67)锥面接触,半合管(59)与岩心管(47)间隙配合,半合管(58)上端与干冰腔体下接手(41)静接触,半合管(58)下端通过卡簧座(66)内台阶支撑;扩孔器(60)通过螺纹与外管(12)连接,上卡位管(53)通过螺纹与扩孔器(60)连接,上卡位管(53)的内突出部分与保压腔外壳(54)间的轴向距离为5-10mm,上卡位管(53)通过螺纹与下卡位管(63)连接,下卡位管(63)通过螺纹与钻头(68)连接,保压腔外壳(54)与底盖(52)间静接触,保压腔外壳(54)通过螺纹与球阀底盖(64)连接,球阀底盖(64)通过螺纹与防水罩(65)连接,密封环(55)压紧球阀(56),密封环(55)坐在保压腔外壳(54)上紧密配合,保压腔球阀(56)通过螺纹与卡位销(57)连接,球阀轴(59)的一端通过平键(58)与球阀(56)连接,球阀轴(59)的另一端座在螺节螺母(61)内,扭簧(60)套在球阀轴(59)上,扭簧(60)一端与球阀(56)固定,另一端与调节螺母(61)固定,调节螺母(61)通过螺纹与保压腔外壳(54)连接,限位件(62)在保压腔外壳(54)和球阀(56)间的环状空间内,卡簧座(66)通过螺纹与岩心管(47)连接,卡簧(67)带有外锥面,卡簧座(66)带有内锥面,卡簧(67)通过锥面与卡簧座(66)配合连接,在上提取样器时,卡簧(67)抱紧岩心,并通过锥面位移拉断岩心,钻头(68)连接在下卡位管(63)上。
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