[发明专利]一种用于天然气水合物带压转移系统的岩心衬管抓捕装置

说明书

本发明公开了一种用于天然气水合物带压转移系统的岩心衬管抓捕装置，该岩心衬管抓捕装置用于在天然气水合物带压转移系统中实现对岩心衬管的抓取、拖动、定位和释放动作，并为天然气水合物岩心的切割、转移和参数测试服务；该岩心衬管抓捕装置包括端面密封与驱动部件、抓捕头部件、外管总成；外管总成为中空的管状结构，内部用于放置岩心衬管和岩心，岩心位于岩心衬管内；端面密封与驱动部件位于外管总成的左侧，用于左端面的密封并驱动抓捕头部件；抓捕头部件位于外管总成的右侧，用于抓捕岩心衬管。本发明结构简单、性能可靠，可实现精准定位和快速抓取释放。

技术领域

本发明属于天然气水合物勘探开发技术领域，具体涉及一种用于天然气水合物带压转移系统的岩心衬管抓捕装置。

背景技术

天然气水合物的外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”。它燃烧后几乎不产生任何残渣，是一种可替代清洁能源。近年来，世界各国均加大了对天然气水合物勘探开发力度。

天然气水合物必须在高压和低温的环境中才能稳定存在，如果压力降低或温度升高都可能导致天然气水合物的分解。因此，在水合物的勘探过程中必须保持高压低温环境，这对天然气水合物的勘探开发带来很大的挑战。目前，水合物的勘探主要通过钻进方法获得岩心样品，同时在保持压力状态下把岩心管及岩心管内的水合物岩心一起提至地表。再将带压岩心管与地面的带压转移系统对接，带压转移系统的岩心抓取定位装置将岩心管内的岩心及岩心衬管拖入带压转移系统内腔中，实现岩心的切割、转移、参数测试等操作。

现有技术中存在的主要问题包括：

由于岩心抓取是在岩心管内进行，从外面看不见，同时岩心样品和抓捕器都处于高压液体中，岩心衬管与岩心管之间的间隙非常小，抓捕器只能从岩心衬管的内部进行抓取，因此，岩心抓取定位装置的结构设计、精准定位、快速抓取和释放都存在较大的难度。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种用于天然气水合物带压转移系统的岩心衬管抓捕装置，其结构简单、性能可靠，可实现精准定位和快速抓取释放。

为此，本发明采用了以下技术方案：

一种用于天然气水合物带压转移系统的岩心衬管抓捕装置，该岩心衬管抓捕装置用于在天然气水合物带压转移系统中实现对岩心衬管的抓取、拖动、定位和释放动作，并为天然气水合物岩心的切割、转移和参数测试服务；该岩心衬管抓捕装置包括端面密封与驱动部件、抓捕头部件、外管总成；所述外管总成为中空的管状结构，内部用于放置岩心衬管和岩心，所述岩心位于岩心衬管内；所述端面密封与驱动部件位于外管总成的左侧，用于左端面的密封并驱动抓捕头部件；所述抓捕头部件位于外管总成的右侧，用于抓捕岩心衬管。

进一步地，所述外管总成包括外管、快速接头、切割器、球阀和岩心管，所述外管、快速接头、切割器、球阀和岩心管依次连接；所述岩心衬管位于岩心管内。

进一步地，所述端面密封与驱动部件包括第二螺母、手轮、第一齿轮、第二齿轮、步进电机、端盖、轴卡、轴承、组合密封、第一法兰、第一螺栓、第二法兰、丝杆；所述丝杆的左端设有2个光面台阶，丝杆穿过第一法兰和第二法兰，丝杆的光面与第二法兰之间设有组合密封；丝杆上安装有轴承，轴承支撑在第一法兰的中心孔内，轴卡对轴承的左侧限位，轴承的左侧设有端盖；丝杆的左端的中间部位安装有第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮安装在步进电机的输出轴上，步进电机固定在第一法兰上；丝杆的最左端通过第二螺母固定有手轮；第一法兰和第二法兰通过第一螺栓连接。

优选地，所述外管和第二法兰通过焊接方式连接。