[发明专利]一种取样用球阀及天然气水合物保真取样器、取样方法

权利要求书

1.一种取样用球阀，包括相互匹配的壳体与阀芯（801），其特征在于，所述阀芯（801）上固定连接局部位于壳体外的插销（802），所述插销（802）位于壳体外的部分与转向头（803）配合；还包括用于驱动所述转向头（803）转动的第一活塞（804）；

所述第一活塞（804）上设置凸台（810），所述壳体上设置与所述凸台（810）相匹配的螺旋轨道，所述凸台（810）滑动配合在螺旋轨道内；所述第一活塞（804）的输出端连接轴承（811），轴承（811）上固定导柱（812），所述转向头（803）上设置与导柱（812）相匹配的腰型孔（813），所述导柱（812）滑动配合在腰型孔（813）内。

2.根据权利要求1所述的一种取样用球阀，其特征在于，所述插销（802）一端与阀芯（801）固定连接、另一端伸出至壳体外；且插销（802）位于壳体外的一端呈多边形，所述转向头（803）上包括与所述多边形相匹配的方孔；转向头（803）套设在插销（802）外。

3.根据权利要求1所述的一种取样用球阀，其特征在于，所述壳体的两端内壁均设置与阀芯（801）相匹配的密封胶圈（805）。

4.基于权利要求1~3任一所述的一种取样用球阀的天然气水合物保真取样器，包括套筒（9）、位于套筒（9）下端的导向钻头（7）、位于套筒（9）内部的内筒（4），所述内筒（4）下端依次连接卡爪（5）、阀门（6），其特征在于，所述套筒（9）内部设置压力蓄能器（3），所述阀门（6）为所述取样用球阀，所述第一活塞（804）由压力蓄能器（3）提供动力。

5.根据权利要求4所述的天然气水合物保真取样器，其特征在于，所述卡爪（5）包括一缺口（501）、用于使所述缺口（501）合拢的锁紧机构，所述锁紧机构由压力蓄能器（3）进行驱动。

6.根据权利要求5所述的天然气水合物保真取样器，其特征在于，所述锁紧机构包括弹性卡扣（502）、与弹性卡扣（502）相匹配的卡槽（503），所述卡槽（503）包括正对弹性卡扣（502）的第一敞口面和位于卡爪（5）外侧壁的第二敞口面；还包括位于缺口（501）两侧的斜面（504）、与两个斜面（504）相匹配的锁紧件（505）、用于驱动锁紧件（505）沿卡爪（5）轴向移动的第二活塞（506），所述第二活塞（506）由压力蓄能器（3）提供动力；所述斜面（504）自上而下向远离缺口（501）的方向倾斜，所述锁紧件（505）与两个斜面（504）滑动配合。

7.基于权利要求6所述的天然气水合物保真取样器的取样方法，其特征在于，包括：

S1、入井取样，取得样品后用卡爪（5）锁紧样品；

S2、拧断样品；

S3、压力蓄能器（3）施压推动第一活塞（804）下行、带动转向头（803）转动，转向头（803）带动插销（802）同步转动，插销（802）带动阀芯（801）转动至球阀关闭密封状态；

S4、使用压力蓄能器（3）补偿内筒（4）压力；起钻或打捞保真取样器，开启卡爪（5）与球阀。

8.根据权利要求7所述的取样方法，其特征在于，

步骤S3中，第一活塞（804）下行过程中，通过其上的凸台（810）沿着壳体上的螺旋轨道旋转下行，通过第一活塞（804）底部的轴承（811）使得导柱（812）竖直向下，导柱（812）在腰型孔（813）内移动，带动转向头（803）转动90°；

步骤S4中，开启球阀的方法为：将第一活塞（804）逆向旋转，直至带动转向头（803）反向转动90°。

9.根据权利要求7所述的取样方法，其特征在于，

步骤S1中，用卡爪（5）锁紧样品的方法为：

S101、压力蓄能器（3）施压推动第二活塞（506）下行，带动锁紧件（505）沿两侧斜面下行；

S102、锁紧件（505）下行过程中卡爪（5）上的缺口（501）逐渐合拢，同时挤压弹性卡扣（502）产生弹性变形，弹性卡扣（502）自第一敞口面进入卡槽（503）内；

S103、弹性卡扣（502）在卡槽（503）内复原，局部自第二敞口面向外伸出；

步骤S4中，开启卡爪（5）的方法为：

S401、使第二活塞（506）上行，带动锁紧件（505）沿第二活塞（506）轴向上行，解除锁紧件（505）对卡爪（5）的限制；

S402、自第二敞口面按压弹性卡扣（502），使弹性卡扣（502）从第一敞口面脱离卡槽（503），解除弹性卡扣（502）对卡爪（5）的限制。