[发明专利]不提钻孔底冷冻绳索取心钻具及取心方法

摘要

本发明涉及一种不提钻孔底冷冻绳索取心钻具及取心方法。由打捞器、内管总成和外管总成构成，通过将液氮置于打捞器的液氮腔内，当回次终了时向外管内投入打捞器，通过打捞器与内管总成的连接将液氮注入冷冻腔内，通过液氮吸热气化实现对水合物岩心的冷冻。避免了钻进过程中液氮因散热和震动等原因而气化，提高了液氮的冷冻效率。本发明在内管总成上安装小钻头，通过大钻头带动小钻头共同钻进，获得所需的岩心尺寸，不用从孔内整体提出钻柱，实现不提钻连续钻进取心。取样时卸下小钻头和卡簧座，将半合管连同岩心从岩心管内抽出，岩心样品用液氮储存罐或高压容器保存。

主权项

一种不提钻孔底冷冻绳索取心钻具，包括打捞器、内管总成和外管总成，其特征在于：打捞器是由钢绳套管(1)通过螺纹与连接轴(2)连接，圆螺母(3)通过螺纹与连接轴连接，轴承座(4)与连接轴(2)之间为间隙配合，连接轴(2)轴承座(4)间的单动是通过轴承(6)现的，轴承座(4)与接手(5)通过螺纹连接，轴承(6)通过轴承座(4)与轴套(6)夹持固定，轴套(7)由圆螺母(9)固定，圆螺母(9)与连接轴(2)通过螺纹连接，止动垫圈(8)固定圆螺母(9)防止圆螺母(9)松动，接手(5)与液氮腔体上接手(13)通过螺栓(10)连接，液氮腔堵头(11)通过螺纹与液氮进口管(12)连接，液氮进口管(12)焊接在液氮腔体上接手(13)上，液氮腔体上接手(13)与液氮腔体管(14)通过螺纹连接，液氮腔体管(14)通过螺纹与液氮腔体下接手（15）连接，液氮腔体下接手(15)与挡环a (16)通过螺纹连接，堵头a (17)由挡环a (16)固定，堵头a (17)上设有的四个液氮注入孔，弹簧a (18)下端由堵头a (17)支撑，上端由阀芯(19)支撑，阀芯(19)预压安装在液氮腔体下接手(15)上，其下端由弹簧a (18)支撑，上端由液氮腔体下接手(15)支撑，弹簧座(20)通过螺纹与液氮腔体下接手(15)连接，钢球堵头(23)与弹簧座(20)通过螺纹连接，弹簧b (21)上端由弹簧座(20)支撑，其下端由小钢球(22)支撑，小钢球(22)上端由弹簧b (21)支撑，其下端由钢球堵头(23)支撑构成；内管总成是由阀体(24)通过螺纹与内接手(34)连接，弹簧c (25)上端由冲击阀芯(28)支撑，其下端由堵头支撑，堵头b (26)由挡环b (27)固定，挡环b (27)与阀体(24)通过螺纹连接，冲击阀芯(28)由弹簧c (25)预压紧在阀体(24)上，其下端由弹簧c (25)支撑，保温套(29)上端与挡环(27)静接触，其下端与轴承座(35)静接触，钢球套筒(30)通过螺纹与内接手(34)连接，钢球(31)压入外管(53)的环形沟槽内，由六件钢球共两处组成双钢球定位结构，使内管总成处于悬挂状态，钢球(31)上端由钢球套筒(30)支撑，其下端由弹簧支撑，弹簧d (32)上端由钢球支撑，其下端由弹簧座(33)支撑，弹簧座(33)通过螺纹与钢球套筒(30)连接，内接手(34)与轴承座(35)通过螺纹连接，轴承座(35)通过螺纹与空心轴(43)连接，密封圈(36)由内接手(37)和轴承座(35)压紧，确保无杂质进入到轴承内，轴承座(35)与接手(37)之间的单动是有轴承(39)实现的，接手(37)与内接手(44)通过螺纹连接，轴承(39)由接手(37)和套筒(40)固定，套筒(40)由圆螺母(42)压紧，止动垫圈(41)防止圆螺母(42)松动，空心轴(43)与内接手(44)之间是间隙配合，密封圈(45)由空心轴(43)与内接手(44)压紧，保证液氮通道的密封性，阀 体(46)通过螺纹与内接手(44)连接，弹簧座(47)与阀体(46)通过螺纹连接，弹簧(48)上端由小钢球(49)支撑，其下端由弹簧座(47)支撑，小钢球(49)预压安装在阀体(46)上，其下端由弹簧(48)支撑，弹簧e (50)下端由内接手(44)支撑，其上端由止逆球阀(51)支撑，止逆球阀(51)预压安装在止逆阀座(52)上，其下端由弹簧e (50)支撑，岩心管(54)与内接手(44)通过螺纹连接，内接手(55)通过螺纹与岩心管(54)连接，内接手(55)与卡簧座(59)通过螺纹连接，挡环c (56)与卡簧座(59)将轴承(57)固定，挡环c (56)与小钻头(61)通过螺纹连接，卡簧座(59)与半合管(64)通过螺纹连接，半合管(64)同堵头(52)之间为静接触，大钻头(63)与小钻头(61)由六方连接，大钻头(63)通过六方带动小钻头(61)旋转钻进，小钻头(61)由大钻头(63)带动回转，卡簧座(59)不回转，小钻头(61)与卡簧座(59)之间的单动是通过轴承(57)实现的，轴承(57)由卡簧座(59)和挡环c (56)固定,卡簧(60)坐于卡簧座(59)下部锥形内壁构成；外管总成是由外管(53)通过螺纹与扩孔器(58)连接，扩孔器(58)与外接手(62)通过螺纹连接，外接手(62)通过螺纹与大钻头(63)连接构成。