[发明专利]化学保温保压取芯器

说明书

本发明涉及化学保温保压取芯器，包括中心杆和钻机外筒，钻机外筒的筒壁内有夹层，中装有部分反应物，反应物遇水可发生吸热反应或放热反应；夹层有进液口，夹层的进液口处装有单向阀，单向阀的入口与触发阀的出口相连，触发阀包括触发活塞，阀门关闭时，触发活塞的一端伸到触发阀的外部；中心杆上有用于触发所述触发活塞的凸起部，当向上提升中心杆至一定高度，凸起部可推动所述触发活塞向内移动继而打开所述触发阀，使得取芯器内的液体可经所述触发阀、单向阀进入夹层。本发明可使岩芯保持在低温或高温环境中；其结构设计巧妙、科学合理，化学反应的触发依靠中心杆原本的动作以及机械阀门来实现，不仅操作方便，而且可降低能耗。

技术领域

本发明涉及取芯装置技术领域，尤其涉及化学保温保压取芯器。

背景技术

天然气水合物是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。形成可燃冰有三个基本条件：温度、压力和原材料。首先，低温：可燃冰在0—10℃时生成，超过20℃便会分解。海底温度一般保持在2—4℃左右；

其次，高压：可燃冰在0℃时，只需30个大气压即可生成，而以海洋的深度，30个大气压很容易保证，并且气压越大，水合物就越不容易分解。

最后，充足的气源：海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物转化，可产生充足的气源。海底的地层是多孔介质，在温度、压力、气源三者都具备的条件下，可燃冰晶体就会在介质的空隙间中生成。

专利文献CN209228327U公开了一种取岩芯装置，这也是目前比较成熟的保压取芯器。其通过各部件的相互协同配合，实现岩芯的钻进、抓取及移送至取芯保真舱，能高稳定、高性能、高效率地完成岩芯的钻取。然而，专利文献CN209228327U公开的取岩芯装置未设置冷冻装置，无法使钻取的岩心处于低温环境，不能用于钻取可燃冰。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供化学保温保压取芯器。

本发明通过下述技术方案实现：

化学保温保压取芯器，包括中心杆和钻机外筒，所述钻机外筒的筒壁内设有夹层，夹层中装有部分反应物，所述反应物遇水可发生吸热反应或放热反应；

所述夹层有进液口，所述夹层的进液口处装有单向阀，所述单向阀的入口与触发阀的出口相连，所述触发阀包括触发活塞，阀门关闭时，所述触发活塞的一端伸到触发阀的外部；

所述中心杆上有用于触发所述触发活塞的凸起部，当向上提升中心杆至一定高度，所述凸起部可推动所述触发活塞向内移动继而打开所述触发阀，使得取芯器内的液体可经所述触发阀、单向阀进入所述夹层。

进一步的，所述单向阀与触发阀的阀体一体制造；所述阀体为与所述钻机外筒适配的圆筒状，阀体同轴装在钻机外筒内壁的环形槽中；阀体的中心孔道构成主流道，阀体的侧壁内设有至少一个分流道，所述分流道包括第一流道和第二流道，在第二流道中装有单向阀芯构成所述单向阀，所述单向阀芯只允许介质从第一流道流向所述第二流道；

所述第一流道的进口与阀体的主流道连通，所述第二流道的进口与第一流道连通，第二流道的出口与所述夹层连通，将所述触发活塞装在所述第一流道中构成所述触发阀；

当触发活塞位于第一位置时，触发活塞封闭住第一流道的进口和/或密封住所述第二流道的进口；

当触发活塞位于第二位置时，所述第一流道的进口和所述第二流道的进口均打开，液体可经第一流道流入第二流道；

当触发活塞位于第一位置时，触发活塞的一端外凸于所述主流道的侧壁；当向上提升中心杆至一定高度，所述凸起部可推动所述触发活塞从所述第一位置移动至所述第二位置。

进一步的，所述触发活塞的端部有引导面。