專利名稱：天然氣水合物深水淺孔保溫保壓取芯鉆具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種天然氣水合物深水淺孔保溫保壓取芯鉆具，用于在3000m或以下的深海進(jìn)行天然氣水合物的鉆取，屬于海洋，特別是深海資源調(diào)查技術(shù)裝備的制造技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有技術(shù)在現(xiàn)有技術(shù)中，目前為了進(jìn)行海洋天然氣水合物資源調(diào)查，需要能在3000m或者以下水深獲取海底沉積物巖芯的機(jī)械裝備，但是，國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有這類設(shè)備，因此只能借用國(guó)外相關(guān)的技術(shù)裝備進(jìn)行這項(xiàng)工作，國(guó)際上現(xiàn)有的這類裝備叫保壓器，采用的是重力方式對(duì)海底的天然氣水合物進(jìn)行取芯，目前國(guó)際上的這種保壓器，是在取芯工具內(nèi)裝一套保壓筒，將從海底取得的沉積物巖芯裝在保壓筒內(nèi)并提出海面，現(xiàn)有國(guó)際上的保壓器只能從海底獲取2-6米長(zhǎng)的天然氣水合物；現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是由于是重力的方式取芯，獲取的沉積物巖芯的長(zhǎng)度與設(shè)備的重量有關(guān)，所以，取芯長(zhǎng)度較短，最長(zhǎng)的6米，不能滿足對(duì)海洋深處資源研究的需要，而且這種保壓器只能保壓，不能保溫，在從海底上升到海面的過(guò)程中，取得的原位巖芯溫度就失去了，由于溫度的變化，會(huì)導(dǎo)致巖芯的重大變化，使研究工作不能在原始巖芯的狀態(tài)下進(jìn)行，并因此導(dǎo)致對(duì)海底資源的誤判斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，利用液壓的原理采用液壓驅(qū)動(dòng)獲得向下的動(dòng)力，并利用真空保溫的原理，設(shè)計(jì)一種在交變液壓油缸往復(fù)裝置的驅(qū)動(dòng)下使取芯管交替向下和雙層真空保溫的天然氣水合物深水淺孔保溫保壓取芯鉆具。
本發(fā)明包括三角機(jī)架、保溫保壓裝置、交變液壓驅(qū)動(dòng)裝置和沉積物取芯裝置；三角機(jī)架上部與保溫保壓筒連接，其下部設(shè)置有支撐液壓缸，支撐腳和支撐板，在三角機(jī)架的中間設(shè)置有交變液壓驅(qū)動(dòng)裝置、控制倉(cāng)、和能源倉(cāng)，控制倉(cāng)內(nèi)有信號(hào)接收、處理和發(fā)出指令的處理器，能源倉(cāng)內(nèi)裝鋰電池組，為控制倉(cāng)和電磁閥提供電源；保溫保壓裝置包括保溫保壓筒、取芯管和帶導(dǎo)流孔的平板閘閥，保溫保壓筒和取芯管形成雙層結(jié)構(gòu)，夾層中抽真空、內(nèi)表面噴涂隔熱漆、外表面涂防紫外線涂層以便達(dá)到保溫的目的，保溫保壓裝置的上部連接吊裝提升機(jī)構(gòu)，吊裝提升機(jī)構(gòu)的頂面設(shè)置有限位傳感器、鎖緊螺栓、滑輪、鋼纜、提升繩和繩卡，在取芯管的上端內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)活塞，活塞通過(guò)繩卡、鎖緊螺栓與提升繩連接，為了密封，在活塞與取芯管、取芯管與保溫保壓筒的接觸面上設(shè)置有多個(gè)密封圈，在每一根取芯管的外壁上設(shè)置有承力塊；保溫保壓裝置的下部設(shè)置有一個(gè)帶導(dǎo)流孔的平板閘閥，平板閘閥的上部由連接卡與保溫保壓筒的下部密封連接；交變液壓驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在三角機(jī)架的中部，包括一個(gè)液壓工作站，液壓工作站分別由液壓管路與支撐腿液壓缸、推進(jìn)油缸、推進(jìn)機(jī)匣、抱緊裝置和升繩絞車連接，推進(jìn)油缸由固定卡連接在保溫保壓筒的下端，保溫保壓筒由多節(jié)構(gòu)成，保溫保壓筒由連接卡連接，在每一節(jié)保溫保壓筒的接頭處都有向外橫向突出的連接斜面，在保溫保壓筒接頭的底平面上還設(shè)置有密封圈槽，以便達(dá)到連接后的密封，連接卡由兩個(gè)半圓并帶有V型槽的卡子構(gòu)成，其V型槽與兩個(gè)保溫保壓筒接頭合攏后的斜面相吻合，兩個(gè)半圓的V型槽卡子由螺栓擰緊后，在相應(yīng)斜面的壓迫下密封固定；沉積物取芯裝置包括取心管、推進(jìn)機(jī)匣和抱緊裝置，在推進(jìn)機(jī)匣中設(shè)置有刮泥器、長(zhǎng)度傳感器和小鎖，推進(jìn)機(jī)匣與推進(jìn)油缸由插銷連接，抱緊裝置連接在三角機(jī)架的最下端，在抱緊裝置中設(shè)置有鎖緊片、鎖緊油缸和鎖緊電磁閥，鎖緊電磁閥由能源倉(cāng)提供電力，在控制倉(cāng)的指揮下工作；操作時(shí)先在船上按照順序安裝好本裝置，將取芯鉆頭連接在取芯管的下端，將提升繩穿過(guò)滑輪、鎖緊螺栓、由繩卡將提升繩固定在鎖緊螺栓的下端，然后將鎖緊螺栓擰緊在活塞的上部凸出的內(nèi)孔中，提升繩的另一端連接在提升絞車上，連接完后將取芯管從保溫保壓筒的上端向下穿過(guò)打開的平板閘閥、推進(jìn)機(jī)匣和設(shè)置在三角機(jī)架最下端的抱緊裝置，鉆具從甲板上下放前，將推進(jìn)機(jī)匣中的小鎖卡在裝好鉆頭的取心管的最下面一道承力槽中，然后在船上的吊車幫助下用鉆具收放裝置吊著放到海里，為了從船上放下和收回的方便，下放時(shí)本發(fā)明的三個(gè)支撐腿是收攏的，當(dāng)三角機(jī)架下到設(shè)定的深度時(shí)，控制倉(cāng)中的處理器得到壓力傳感器的信號(hào)，啟動(dòng)程序，將三角機(jī)架的三個(gè)支撐腿張開，一直到海底；由于海底不是平坦的，所以，到達(dá)海底后，為便于鉆具穩(wěn)定，將三角機(jī)架的三個(gè)支撐腿的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)到足夠長(zhǎng)，在坡度20℃范圍，鉆具能穩(wěn)定地固著在海底上；鉆具穩(wěn)定固著在海底后，在各個(gè)傳感器的監(jiān)測(cè)下，控制倉(cāng)指揮預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行海底沉積物巖心的取心工作，順序如下1.啟動(dòng)液壓工作站，使推進(jìn)油缸向下運(yùn)動(dòng)，并將取芯鉆頭推進(jìn)海底的沉積物巖芯中，2.取芯鉆頭的彈簧花瓣被推開，使獲取的巖芯進(jìn)入取芯筒，3.當(dāng)推進(jìn)油缸到達(dá)下死點(diǎn)時(shí)，控制倉(cāng)命令設(shè)置在底部的抱緊裝置將取芯管卡住而不能回縮，4.命令設(shè)置在推進(jìn)機(jī)匣的小鎖打開，推進(jìn)油缸收回到達(dá)上死點(diǎn)，5.命令小鎖卡在取心筒的上一道承力槽中、同時(shí)打開下部的抱緊裝置，6.向推進(jìn)油缸注液壓油，再一次推動(dòng)鉆頭更深的插入海底的沉積物中，進(jìn)入鉆頭的巖芯再次被推入取心筒中，以此多次反復(fù)，直到將取芯管裝滿；7.取芯管裝滿后，小鎖卡在取芯管的最上一道承力槽中，推進(jìn)油缸向上運(yùn)動(dòng)，取芯鉆頭的彈簧花瓣合攏，8.當(dāng)推進(jìn)油缸到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)，控制倉(cāng)命令設(shè)置在底部的抱緊裝置將取芯管卡住而不能下落，9.命令設(shè)置在推進(jìn)機(jī)匣的小鎖打開，推進(jìn)油缸下行到達(dá)下死點(diǎn)，10.命令小鎖卡在取心筒的下一道承力槽中、同時(shí)打開下部的抱緊裝置，以此多次反復(fù)，直到小鎖卡在取心筒的最下一道承力槽中；在取芯管上提過(guò)程中，程序?qū)?dòng)提升絞車將活塞同步向上提升，最后帶動(dòng)取芯筒的最下一道承力槽以下部分上提，當(dāng)取芯管的下端全部進(jìn)入保溫保壓筒下部的平板閘閥以后，其上端也到達(dá)了上死點(diǎn)，設(shè)置在取芯管上端的鎖緊螺栓將頂開限位傳感器，控制倉(cāng)的處理器得到信號(hào)后，停止提升絞車的工作，同時(shí)關(guān)閉設(shè)置在下部的平板閘閥，將已經(jīng)獲得巖芯的取芯管完全密封在保溫保壓筒中，這時(shí)海面將得到信號(hào)，啟動(dòng)船上的吊車通過(guò)鉆具收放裝置將本鉆具整體提升到海面；在向海面提升的過(guò)程中，取芯管內(nèi)巖芯的溫度會(huì)隨著上升時(shí)水溫的升高而升高，這時(shí)設(shè)置的溫度傳感器會(huì)將信號(hào)傳給控制倉(cāng)，由于保溫保壓筒雙層真空結(jié)構(gòu)，加之其內(nèi)外壁均涂了隔熱漆，這種多道隔熱的處理方式，最大限度地減少原位巖芯溫度變化，其溫升不超過(guò)5℃；為了在巖芯上升的過(guò)程中能保持海底的壓力狀態(tài)，本發(fā)明還設(shè)置了壓力存儲(chǔ)瓶，當(dāng)取芯管內(nèi)的壓力下降到設(shè)定壓力時(shí)，控制裝置會(huì)通過(guò)傳感器獲得信號(hào)，并打開電磁閥，將壓力存儲(chǔ)瓶中的壓力傳遞給取芯管以便保持海底的壓力。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是利用液壓的原理采用液壓驅(qū)動(dòng)可以獲得向下的推動(dòng)力，因此可以獲取更長(zhǎng)的海底沉積物巖芯，設(shè)計(jì)的取芯管是雙層結(jié)構(gòu)而且抽真空可以達(dá)到保溫的目的，在取芯管的上端設(shè)計(jì)的活塞和保溫保壓筒下部的平板閘閥在取芯管完成取芯任務(wù)被收入保溫保壓筒后將保溫保壓筒內(nèi)完全密封起來(lái)，達(dá)到了保壓的目的，在本發(fā)明上還設(shè)置有壓力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，當(dāng)壓力低于設(shè)定值時(shí)，壓力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)會(huì)自動(dòng)打開氣瓶向內(nèi)補(bǔ)充壓力，以便達(dá)到保壓的目的。
圖例說(shuō)明

圖1是本發(fā)明局部剖視總裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明推進(jìn)機(jī)匣11、平板閘閥10的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明吊裝機(jī)構(gòu)的放大剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明保溫保壓筒連接卡4的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明取芯鉆頭12的局部放大剖視結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明由三角機(jī)架6、保溫保壓裝置、交變液壓驅(qū)動(dòng)裝置9、能源倉(cāng)8、控制倉(cāng)7和提升絞車45構(gòu)成三角機(jī)架6的上部與保溫保壓裝置連接，三角機(jī)架6的下部由液壓缸13、支撐腿15、觸地板16和抱緊裝置21構(gòu)成；
保溫保壓裝置從三角機(jī)架6中間穿過(guò)，保溫保壓裝置由保溫保壓筒2和取芯管3構(gòu)成，取芯管3設(shè)置在保溫保壓筒2的中間，保溫保壓筒2和取芯管3形成雙層結(jié)構(gòu)，夾層抽真空，以便達(dá)到保溫的目的，保溫保壓筒2由連接卡4連接，在每一節(jié)保溫保壓筒2的接頭處都設(shè)置有向外橫向突出的連接斜面33，在保溫保壓筒2接頭的底平面上還設(shè)置有密封圈43，以便達(dá)到連接后的密封，連接卡4是兩個(gè)半圓并帶有V型槽44的卡子，其V型槽44與兩個(gè)保溫保壓筒接頭合攏后的斜面33相吻合，兩個(gè)半圓的帶V型槽的卡子由螺栓34擰緊后，在相應(yīng)斜面的壓迫下密封固定；取芯管3的上端內(nèi)部設(shè)置有活塞32，活塞32的上端為凸型結(jié)構(gòu)，活塞32左右兩邊的肩部與取芯管接頭25向下的抬肩相配合，因此不能從取芯管3的上部滑出，活塞32向上凸出的部分穿過(guò)取芯管接頭25上部的開口，由鎖緊螺栓27、繩卡29與鋼索31連接，形成取芯管回收裝置；交變液壓驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在三角機(jī)架6的中部，包括一個(gè)液壓工作站，液壓工作站分別由液壓管路與支撐腿油缸13、推進(jìn)油缸14、推進(jìn)機(jī)匣11、抱緊裝置21和提升絞車45連接，在取芯管3和保溫保壓筒2的上部設(shè)置有吊裝提升機(jī)構(gòu)，在吊裝提升機(jī)構(gòu)的頂面設(shè)置有限位傳感器26，吊裝提升機(jī)構(gòu)包括一個(gè)取芯管接頭25、保溫保壓筒接頭42、吊裝蓋1、吊裝鋼索28、彈簧41、吊裝蓋固定螺栓38和保溫保壓筒接頭固定螺栓39，取芯管接頭25由絲扣與取芯管3的上端相連接，在取芯管接頭25的外面套有一個(gè)保溫保壓筒接頭42，保溫保壓筒接頭42由絲扣連接在保溫保壓筒2的上端，并由固定螺栓39固定，在保溫保壓筒接頭42與取芯管接頭25的縱向接觸面上和與保溫保壓筒2上部端面的接觸面上都設(shè)置有密封圈，起到對(duì)溫度和壓力的密封作用，吊裝蓋1直接套在保溫保壓筒接頭42的外面，由固定螺栓38固定，為了起吊過(guò)程中的安全和減震，在吊裝蓋1的四個(gè)邊上設(shè)置有四根吊裝鋼纜28和四個(gè)減震彈簧41，取芯管回收裝置由鋼索31與提升絞車45連接，鋼索31的上端穿過(guò)滑輪30、鎖緊螺栓27，被繩卡29固定在鎖緊螺栓27的下部，鎖緊螺栓27由絲扣與取芯管3上部活塞32的突出部連接；取芯管3設(shè)置在外套2內(nèi)，在取芯管3的外壁上每隔0.5～1.0米設(shè)置一道承力槽40，外套2的下部末端由槽形卡18連接一個(gè)平板閘閥10，在槽形卡18的上部，由固定卡17連接推進(jìn)油缸14，固定卡17的兩端固定在三角機(jī)架上，推進(jìn)油缸14的下端與推進(jìn)機(jī)匣11連接，推進(jìn)機(jī)匣11中設(shè)置有由油缸驅(qū)動(dòng)的小鎖20和刮泥器19；取芯管3的最末端與取芯鉆頭12連接，取芯鉆頭12中設(shè)置有彈簧花瓣24和壓力平衡孔37，彈簧花瓣24可以合攏切割獲取的巖芯并防止獲取的巖芯樣品掉回海里，其上部的接頭36與取芯管3的下部連接；本發(fā)明的工作流程如下在船上將本發(fā)明的取芯裝置安裝好，將取芯鉆頭12連接在取芯管3的下端，并從保溫保壓筒2的上端向下穿過(guò)打開的平板閘閥10、并穿過(guò)推進(jìn)機(jī)匣11和設(shè)置在三角機(jī)架最下端的抱緊裝置21，抱緊裝置21是設(shè)置在機(jī)架底座22上的，然后由船上的吊車通過(guò)鉆具收放裝置吊著吊裝機(jī)構(gòu)放到海里，為了從船上放下和收回的方便，在控制倉(cāng)7中設(shè)置有支撐腿15收攏和張開的程序，當(dāng)三角機(jī)架6下到設(shè)定的深度時(shí)，控制程序得到壓力傳感器的信號(hào)，程序啟動(dòng)液壓工作站向液壓缸13的下端供油，拉動(dòng)三角機(jī)架6的三個(gè)支撐腿15張開，一直到海底；三角機(jī)架6穩(wěn)定固著在海底后，取芯工作就在控制倉(cāng)7的指揮下按照預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行海底沉積物巖心的取心工作控制倉(cāng)啟動(dòng)交變液壓驅(qū)動(dòng)裝置9中的液壓工作站，并向小鎖20的電磁閥供電，使設(shè)置在推進(jìn)機(jī)匣11中的小鎖20卡在取芯管3上設(shè)置的承力槽40中，推進(jìn)油缸14得到推力后向下運(yùn)動(dòng)，由于小鎖是卡在取芯管3的承力槽40內(nèi)的，所以當(dāng)推進(jìn)油缸14推動(dòng)向下時(shí)，取芯鉆頭12也就被推進(jìn)海底的沉積物巖芯中，取芯鉆頭12的彈簧花瓣24被推開，使獲取的巖芯進(jìn)入取心筒，當(dāng)推進(jìn)油缸14到達(dá)下死點(diǎn)時(shí)，控制倉(cāng)通過(guò)傳感器會(huì)獲得一個(gè)信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后，向鎖緊電磁閥供電，打開液壓油路，使抱緊裝置21的鎖緊片46將插入海底的取芯管3卡住而不能回縮，同時(shí)斷開小鎖20的電磁閥的電源，使設(shè)置在推進(jìn)機(jī)匣11的小鎖20打開，然后指揮推進(jìn)油缸14收回，到達(dá)上死點(diǎn)后，控制倉(cāng)7又會(huì)得到信號(hào)，按照順序接通能源倉(cāng)給小鎖電磁閥供電，使小鎖20伸出卡在取芯管3的上一道承力槽40中、斷開下部鎖緊電磁閥的電源，切斷液壓管路，使鎖緊片46松開、向推進(jìn)油缸14注液壓油，再一次推動(dòng)取芯鉆頭12更深的插入海底的沉積物中，進(jìn)入取芯鉆頭12的巖芯再次被推入取芯管3中；以此多次反復(fù)，直到將取芯管3裝滿；設(shè)置在取芯鉆頭12中的彈簧花瓣24只能向上推開而不能自動(dòng)向下打開并能起到切割巖芯和密封的作用，所以進(jìn)入的巖心在彈簧花瓣24的阻擋下不會(huì)落入海中；當(dāng)取芯管3裝滿以后，設(shè)置在推進(jìn)機(jī)匣11上的計(jì)米傳感器23會(huì)向控制倉(cāng)7發(fā)出信號(hào)，控制倉(cāng)7得到裝滿的信號(hào)后，小鎖卡在取心管3的最上一道承力槽40中，推動(dòng)油缸14向上運(yùn)動(dòng)，取芯鉆頭12的彈簧花瓣24合攏，當(dāng)推進(jìn)油缸14到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)，控制倉(cāng)7命令設(shè)置在底部的抱緊裝置21的鎖緊片46將取芯管3卡住而不能回縮，命令設(shè)置在推進(jìn)機(jī)匣11的小鎖打開，推進(jìn)油缸14下行到達(dá)下死點(diǎn)，命令小鎖卡在取芯管3的下一道承力槽40中、同時(shí)松開下部抱緊裝置21中的鎖緊片46，以此多次反復(fù)，直到小鎖卡在取芯管3的最下一道承力槽40內(nèi)；在取芯管3上提過(guò)程中，程序?qū)?dòng)提升絞車45將活塞同步向上提升，由于絞車的上端由鋼索31通過(guò)活塞32將取芯管3連接在一起，所以，當(dāng)小鎖20卡在取芯管3的最下一道承力槽40內(nèi)時(shí)，設(shè)置在推進(jìn)機(jī)匣11中的小鎖電磁閥和下部鎖緊裝置中的電磁閥斷電，小鎖20和抱緊裝置21的鎖緊片46松開，這樣，取芯管3就可以自由的向上運(yùn)動(dòng)，回收取芯筒最下一道承力槽以下部分；當(dāng)取芯管3被提升通過(guò)平板閘閥10時(shí)，設(shè)置在吊裝蓋1上的到位傳感器26被上升并穿過(guò)吊裝蓋1的活塞32的凸出部頂開，使控制倉(cāng)7獲得取芯管3提升到位的信號(hào)，命令停止提升絞車45的工作，并關(guān)閉平板閘閥10；由于取芯筒上部到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)，與設(shè)置在吊裝機(jī)構(gòu)內(nèi)面的密封圈完全密封，所以當(dāng)下部的平板閘閥10關(guān)閉，上部到達(dá)頂端后，獲取的巖芯就被密閉在取芯管3中，因此可以達(dá)到保壓的目的，取芯管3的雙層真空結(jié)構(gòu)對(duì)獲取的巖芯具有保溫的作用，因此就達(dá)到了保溫和保壓的目的；完成海底的作業(yè)以后，設(shè)置的傳感器會(huì)將完成工作的信號(hào)通過(guò)水聲通信裝置傳到海上的工作船上，這時(shí)，就可以啟動(dòng)船上的升降機(jī)通過(guò)鉆具收放裝置將已經(jīng)裝滿巖芯的保溫保壓取心鉆機(jī)一起提升到海面的工作船上；在向海面提升的過(guò)程中，取芯管內(nèi)巖芯的溫度由于水溫的上升而升高，為了保持原樣的溫度，溫度傳感器將信號(hào)傳給控制倉(cāng)，由于保溫保壓筒是雙層結(jié)構(gòu)，夾層中抽真空、內(nèi)表面噴涂保溫層、外表面涂防紫外線涂層這種多道隔熱的處理方式，最大限度地減少原位巖芯溫度變化，其溫升不超過(guò)5℃；為了保持海底巖樣的壓力狀態(tài)，通過(guò)設(shè)置在保溫保壓筒上的壓力傳感器接頭35可以獲得筒內(nèi)的壓力變化情況，當(dāng)取芯管3內(nèi)的壓力低于設(shè)定值時(shí)，控制裝置會(huì)通過(guò)傳感器獲得信號(hào)，并打開電磁閥，將壓力存儲(chǔ)瓶5中的壓力傳遞給取芯管3以便保持海底的壓力。
權(quán)利要求
1.一種天然氣水合物深水淺孔保溫保壓取芯鉆具，包括機(jī)架、驅(qū)動(dòng)裝置和取芯裝置，其特征在于本發(fā)明由三角機(jī)架、保溫保壓裝置、交變液壓驅(qū)動(dòng)裝置、能源倉(cāng)、控制倉(cāng)構(gòu)成a.所述三角機(jī)架的下部有液壓缸、支撐腿、觸地板和抱緊裝置，三角機(jī)架的上部與保溫保壓裝置連接，保溫保壓裝置由保溫保壓筒和取芯管構(gòu)成，取芯管設(shè)置在保溫保壓筒的中間，保溫保壓筒由連接卡連接，在取芯管的上端內(nèi)部設(shè)置有活塞，活塞左右兩邊的肩部與取芯管接頭向下的抬肩相配合；b.在取芯管和保溫保壓筒的上部設(shè)置有吊裝提升機(jī)構(gòu)，在吊裝提升機(jī)構(gòu)的頂面設(shè)置有限位傳感器，吊裝提升機(jī)構(gòu)包括一個(gè)取芯管接頭、保溫保壓筒接頭、吊裝蓋、吊裝鋼索、彈簧，取芯管接頭由絲扣與取芯管的上端連接，保溫保壓筒接頭套在取芯管接頭的外面，吊裝蓋套在保溫保壓筒接頭的外面，在吊裝蓋的四個(gè)邊上設(shè)置有彈簧，取芯管的最末端與取芯鉆頭連接，取芯鉆頭中設(shè)置有彈簧花瓣和壓力平衡孔；c.所述保溫保壓筒的下部末端由槽形卡連接平板閘閥，槽形卡的上部由固定卡連接推進(jìn)油缸，固定卡的兩端固定在三角機(jī)架上，推進(jìn)油缸的下端與推進(jìn)機(jī)匣連接，推進(jìn)機(jī)匣中設(shè)置有小鎖和刮泥器；d.所述交變液壓驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在三角機(jī)架的中部，包括一個(gè)液壓工作站，液壓工作站由液壓管路分別與支撐腿油缸、推進(jìn)油缸、推進(jìn)機(jī)匣、抱緊裝置和提升絞車連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然氣水合物深水淺孔保溫保壓取芯鉆具，其特征在于在保溫保壓筒接頭與取芯管接頭的縱向接觸面上和與保溫保壓筒上部端面的接觸面上都設(shè)置有密封圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然氣水合物深水淺孔保溫保壓取芯鉆具，其特征在于在取芯管的外壁上每隔0.5-1.0米設(shè)置一道承力槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然氣水合物深水淺孔保溫保壓取芯鉆具，其特征在于在每一節(jié)保溫保壓筒的接頭處都設(shè)置有向外橫向突出的連接斜面，在保溫保壓筒接頭的底平面上還設(shè)置有密封圈，保溫保壓筒與取芯管之間的夾層抽真空。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然氣水合物深水淺孔保溫保壓取芯鉆具，其特征在于連接卡是兩個(gè)半圓并帶有V型槽的卡子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然氣水合物深水淺孔保溫保壓取芯鉆具，其特征在于活塞的上端為凸型結(jié)構(gòu)，由鎖緊螺栓、繩卡與鋼索連接。
全文摘要
一種天然氣水合物深水淺孔保溫保壓取芯鉆具，用于在3000m或以下的深海進(jìn)行天然氣水合物的鉆取，屬于深海資源調(diào)查技術(shù)裝備的制造技術(shù)領(lǐng)域；本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種在交變液壓油缸往復(fù)裝置的驅(qū)動(dòng)下使取芯管交替向下和雙層真空保溫的天然氣水合物深水淺孔保溫保壓取芯鉆具，包括三角機(jī)架、保溫保壓裝置、交變液壓驅(qū)動(dòng)裝置和沉積物取芯裝置；本發(fā)明解決了國(guó)內(nèi)沒(méi)有能在深海鉆取沉積物巖芯的機(jī)械裝備，解決了國(guó)外保壓器靠重力方式只能從海底獲取長(zhǎng)度較短的天然氣水合物巖芯而且不能保溫保壓的問(wèn)題；本發(fā)明采用液壓驅(qū)動(dòng)，可以獲取更長(zhǎng)的海底沉積物巖芯，雙層結(jié)構(gòu)而且抽真空可以達(dá)到保溫的目的，本發(fā)明的壓力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)可以自動(dòng)補(bǔ)充壓力，可以達(dá)到從海底到海面上升過(guò)程保壓的目的。
文檔編號(hào)E21B25/00GK1818323SQ200610020518
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2006年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月20日
發(fā)明者張德玉, 姜正陸, 余平, 俞祖英, 陶軍, 王東浩, 鄧衛(wèi)平, 劉方蘭, 徐著華, 段向前 申請(qǐng)人:國(guó)家海洋局第一海洋研究所, 四川海洋特種技術(shù)研究所, 廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局