[发明专利]一种静压恒速取芯工具及方法

说明书

本发明公开一种静压恒速取芯工具及方法，所述工具包括外管和安装在外管内的内管总成，外管从上至下依次安装有座环、水眼和钻头，座环固定安装在外管上端的内壁上，水眼位于外管下端且将外管的内腔与外部连通，钻头位于外管最下端且固定安装在外管的外壁上，内管总成包括打捞矛头、恒速阀、剪切销、剪切销内套、长袖密封套、外管密封座、长袖、岩心管、内管、活塞头、卡簧和压入管鞋，打捞矛头下端与恒速阀固定连接，恒速阀悬挂在所述座环上，以使得整个内管总成悬挂安装在外管内。本发明既能保证取芯样品(即岩心)的原状性，避免对岩心的扰动，又能大幅度减少能量的消耗，提高能量的利用率，取芯方式效率高，节省作业时间。

技术领域

本发明涉及海洋取样装置技术领域，具体是一种静压恒速取芯工具及方法。

背景技术

随着对海洋资源勘探需求，通过钻探船等科考船进行取芯(即取样)工作量也日益增加，取芯质量的好坏直接关系到对样品成分分析研究的准确性和科学性。现有的取芯装置中，通常采用整根钻柱转动方式来进行取芯，取芯装置的能量(动力)来源与井口动力装置，井口动力装置提供的能量在钻柱上进行传递。在能量传递过程中，能量沿行程损失大，当地层位置较深时，钻柱深入至地层的能量利用率较低，造成额外能量消耗或者无法进行更深层的地层勘探。同时，回转式钻探取芯方式容易对地层造成扰动，进而对样品造成扰动，影响取芯质量。现有的取芯装置中，对样品造成扰动的现象普遍存在，亟需改善。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种静压恒速取芯工具，其能够解决消耗更少能量且避免对样品造成扰动的问题。

实现本发明的目的的技术方案为：一种静压恒速取芯工具，包括外管和安装在外管内的内管总成，

外管从上至下依次安装有座环、水眼和钻头，座环固定安装在外管上端的内壁上，水眼位于外管下端且将外管的内腔与外部连通，钻头位于外管最下端且固定安装在外管的外壁上，

内管总成包括打捞矛头、恒速阀、剪切销、剪切销内套、长袖密封套、外管密封座、长袖、岩心管、内管、活塞头、卡簧和压入管鞋，打捞矛头下端与恒速阀固定连接，恒速阀悬挂在所述座环上，以使得整个内管总成悬挂安装在外管内，恒速阀下端与长袖的上端固定连接，长袖的下端与活塞头固定连接，

所述剪切销内套通过剪切销与长袖连接，剪切销内套的下端与长袖密封套的上端固定连接，长袖密封套的下端与外管密封座的上端固定连接，外管密封座的下端分别与岩心管和内管固定连接，岩心管位于内管内，长袖穿过岩心管，岩心管的下端和内管的下端均与卡簧固定连接，活塞头位于岩心管和内管内，活塞头紧贴于岩心管的内壁，卡簧位于活塞头下方且位于外管下端，卡簧的下端固定安装在压入管鞋内。

进一步地，所述外管的外壁上还固定安装有扶正器，扶正器位于座环和水眼之间。

进一步地，所述剪切销沿剪切销内套的径向方向设置并穿过长袖，剪切销的两端与剪切销内套固定连接。

进一步地，在所述长袖密封套与长袖接触之间设置有第一密封圈。

进一步地，在所述长袖密封套与外管密封座之间设置有第二密封圈。

进一步地，在所述活塞头与岩心管接触处设置有第三密封圈。

进一步地，所述卡簧与压入管鞋通过螺纹连接。

本发明同时还提供一种基于所述静压恒速取芯工具的使用方法，包括以下步骤：

将部件连接安装完成后，通过打捞矛头将整个静压恒速取芯工具送到孔底，送至孔底后，将外管上端进行密封，以使得外管内部形成密封空间，