件、阀柄、第二扭簧、销轴和Y形曲柄组成，球阀连接方式与普通球阀相同，不同点在于本球阀有对称的两套启闭阀杆和阀柄，且添加了 Y形曲柄、销轴和第二扭簧，Y形曲柄通过销轴与阀柄铰接，第二扭簧套装在销轴上，扭簧两臂分别固定在阀柄与Y曲柄杆上且有一定预紧力使Y形曲柄与阀柄保持张开状态；其中第一快速接头和第二快速接头结构相同，都是由接头外套、阳接头、阴接头组成，阳接头与阴接头接触连接，接头外套与阴接头通过螺纹连接并将阳接头与阴接头的连接锁紧；其中环隙密封接头由环封外套、压环、环封底座、环封密封圈组成，环封底座焊接在储冷腔端盖体上，密封圈坐于环封底座内，压环与环隙底座插接并压在环隙密封圈上，环封外套与环封底座通过螺纹连接并压紧压环以实现密封。第二连接管与酒精腔端盖体通过螺纹连接，球阀与第二连接管通过螺纹连接，第三连接管与球阀通过螺纹连接，储冷腔端盖体与第三连接管通过螺纹连接，下连通管与储冷腔端盖体插接并穿过储冷腔和冷冻腔上接手的圆孔伸入到冷冻腔的底部，下连通管与环隙密封接头插接，第二快速接头与下连通管焊接，中连通管与第二接头焊接，第一快速接头与中连通管焊接，上连通管与第一快速接头焊接，上连通管与酒精腔端盖体焊接并伸入酒精腔顶部，上、下连通管选择刚性大的材料使其维持在工作位置，中连通管选刚性小的材料且留有长度余量以适应安装需求。通过上述连接，钻具形成了酒精循环流动通道和气体单向流动通道，其中:酒精循环流动通道由酒精腔、第二连接管、球阀、第三连接管、单向阀、储冷腔、冷冻腔上接手、冷冻腔、下连通管、中连通管、上连通管、组成，酒精由酒精腔出发经循环通道可流回酒精腔，通过单向阀实现酒精的单向流动；气体单向流动通道由单向阀、储冷腔、冷冻腔上接手、冷冻腔、下连通管、中连通管、上连通管、酒精腔、排气阀组成，气体从气体发生地(储冷腔)出发经气体单向流动通道后最终由排气阀排出，该过程通过单向阀实现气体单向流动；沿流体流动方向，两条通道在单向阀之后开始重合，到酒精腔时通道分开。下放内管总成时，球阀保持关闭状态，Y形曲柄经过开阀挡环时压缩第二扭簧并顺利通过；提升内管总成时Y形曲柄末端与开阀挡环挡接触处形成铰接，至此，以Y形曲柄为曲柄、阀柄为连杆、内管总成为滑块、外管总成为机架形成曲柄滑块机构；继续牵引内管总成上升，阀柄带动阀杆、阀芯转动，球阀被打开，至Y形曲柄转至水平，开阀挡环处铰接失效，第二扭簧张开、Y形曲柄通过开阀挡环。冷冻岩心的过程从球阀被打开时开始，酒精由酒精腔经单向阀流入储冷腔与冷源干冰混合，干冰吸热产生大量二氧化然气体，高压气体关闭了单向阀、酒精被冷冻并在重力作用下流入冷冻腔对岩心进行冷冻，气体在气压推动下流入冷冻腔，高压气体将冷冻腔底部的酒精压入下连通管并推动管内酒精沿下连通管—中连通管一上连通管上行流入酒精腔，重力作用下酒精下行、气体则在酒精腔上部聚集，到酒精腔内气压大于钻井液液柱压力后排气阀被打开并排气且压力维持不变，随着储冷腔产生的气体逐渐排出，储冷腔与酒精腔的压差逐渐减小，直到单向阀再次打开。在上述的流体流动过程中，流体流动的动力来自储冷腔与酒精腔之间的压力差:储冷腔内高压产生原因是干冰气化产生的二氧化碳气体在储冷腔内的积累，假设储冷腔全封闭，则随着储冷腔压力升高，产气速率逐渐下降，腔内压力趋于一稳定值，即“干冰酒精最大混合压力”；酒精腔内的压力产生原因是由储冷腔流动来的二氧化碳气体的积累，但其上限受排气阀(液柱压力)控制，因此储冷腔最大气压为液柱压力加上排气阀开启压力，所以当“干冰酒精最大混合压力”与“储冷腔最大气压”的压力差大于“与酒精上行通道竖直高度等高的酒精液柱压力”时，上文所述酒精循环与气体流动便可持续发生，直到干冰消耗完，循环(流动)速度与该压力差值呈正相关，且根据循环(流动)速度的大小不同，一到多个酒精循环可能同时存在。
[0017]外管总成由弹卡挡头、第一外管、第一扩孔器、第二外管、第三外管、第四外管、第二扩孔器和钻头组成，弹卡挡头与第一外管通过螺纹连接，第一外管通过螺纹与第一扩孔器连接，第二外管通过螺纹与第一扩孔器连接，第三外管通过螺纹与第二外管连接，第四外管通过螺纹与第三外管通过螺纹连接，第四外管与第二扩孔器通过螺纹连接，第二扩孔器通过螺纹与钻头连接。
[0018]本发明之气动循环冷冻式天然气水合物绳索取心方法，包括以下步骤:
[0019]a、在地表向由酒精腔上接手、酒精腔体管、酒精腔端盖体组成酒精腔内装酒精腔一半容积的酒精；根据不同孔深所需的冷量在储冷腔端盖体、储冷腔体管和冷冻腔上接手组成的干冰腔内放入一定量的干冰，将内管总成组装完毕。使用打捞器或直接将内管总成通过钻杆送入到孔内，内管总成到达孔底之后开钻；
[0020]b、回次结束，岩心充满岩心管，停泵，投入打捞器将内管总成上提；
[0021]C、上提一定距离，使弹卡被回收、内管总成上行、Y形曲柄卡在开阀挡环上并推开球阀；
[0022]d、酒精与干冰在储冷腔内混合形成低温酒精并产生高压气体，低温酒精流经冷冻腔实现冷冻岩心，高压气体推动酒精一起上行回到酒精腔并通过排气阀排气，如此循环即实现气动循环制冷岩心；
[0023]e、根据钻孔深度确定冷冻时间，之后将内管总成从孔内提出；
[0024]f、将岩心样品用液氮储存罐或者高压容器保存。
[0025]本发明的有益效果:
[0026]本发明采用干冰为冷源，酒精为载冷剂，设计了酒精腔、储冷腔、冷冻腔和循环控制机构，形成了酒精循环流动通道和气体单向流动通道，利用干冰酒精混合产生的高压二氧化碳气体推动低温酒精循环制冷，具有较高的可行性与冷冻效率；将绳索取心与孔底冷冻结合，实现不提钻快速取心，且钻进时内管总成不回转，因而在较大程度上避免了因钻具回转产生的机械力对水合物岩心的破坏，更有效地提高了岩心采取率、完整度和代表性。
【附图说明】
[0027]图1是本发明的整体结构示意图。
[0028]图2是本发明的上段部分示意图。
[0029]图3是本发明的中段部分示意图。
[0030]图4是本发明的下段部分示意图。
[0031]图5是图3中的A-A截面图。
[0032]图6是图3中的B处局部放大图。
[0033]图7是图3中的C处局部放大图。
[0034]图8是图4中的D-D截面图
[0035]其中:1 一弹卡挡头；2—捞矛头；3第一弹性销；4一弹卡回收管；5—弹卡架；6—第二弹性销；7—第一扭簧；8—弹卡；9一第三弹性销—第一外管；11 一第一连接管；12—悬挂环；13—座环；14一第一扩孔器；15—上轴承座；16—第一单动轴承；17—油嘴；18—第二外管；19一下轴承座；20—第二单动轴承；21—弹費；22—挡环；23—防松垫片；24 —圆螺母；25—排气接手；26—酒精腔上接手；27—排气阀座；28—排气阀弹簧；29—排气阀球；30—酒精腔上保温垫片；31—酒精腔保温管；32—酒精腔体管；33—酒精腔下保温垫片；34—上连通管；35—酒精腔端盖外套；36—酒精腔端盖体；37—第二连接管；38第一快速接头；39—开阀挡环；40—球阀；40a—阀座；40b—阀体；40c—阀心；40d—阀座密封圈；40e—启闭阀杆；40f—密封件；40g—阀柄；40h—第二扭費；40i—销轴；40j ；Y形曲柄；41 一中连通管；42—第三连接管；43—第二快速接头；43a—接头外套；43b—阳接头；43c—阴接头；44 ;环隙密封接头；44a—环封外套；44b—压环；44c一环封底座；44d—环封密封圈；45—储冷腔端盖体；46—储冷腔端盖外套；47—单向阀球；48—单向阀弹簧；49一单向阀座；50—储冷腔上保温垫片；51—储冷腔体管；52—储冷腔保温管；53—下连通管；54—第三外管；55—储冷腔下保温垫片；56—冷冻腔上接手；57—止逆阀球；58—止逆阀座；59—密封圈；60—岩心管上接手；61—限位螺钉；62—冷冻腔保温管；63—第四外管；64—岩心管；64a—岩心管外管；64b—岩心管内管；64c—岩心管座；65—第二扩孔器；66—卡簧；67—卡簧座；68—钻头。
【具体实施方式】
[0036]本发明之气动循环冷冻式天然气水合物绳索取心钻具采用干冰为冷源，酒精为载冷剂和助冷催化剂；
[0037]如图1至图8所示，本发明之气动循环冷冻式天然气水合物绳索取心钻具由内管总成和外管总成组成，其中内管总成包括有打捞机构、弹卡定位机构、悬挂机构、单动机构、调节机构、酒精存储机构、储冷机构、孔底冷冻机构和气动循环控制机构；
[0038]打捞机构是由捞矛头2、第一弹性销3和弹卡回收管4组成，捞矛头2与弹卡回收管4通过第一弹性销3连接；打捞器下入孔内后与捞矛头2连接，通过打捞器与打捞机构的连接实现将钻具内管总成放入孔内和回收的过程；同时通过打捞器提起打捞机构时带动岩心管向上移动，捞矛头2可带动弹卡回收管4向上移动，从而实现绳索取心的过程。
[0039]弹卡定位机构由弹卡挡头1、弹卡回收管4、弹卡架5、第二弹性销6、第一扭簧7、弹卡8和第三弹性销9组成。弹卡回收管4与弹卡架5通过