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37、球阀40、第三连接管42、单向阀、储冷腔、冷冻腔上接手56、冷冻腔、下连通管53、中连通管41、上连通管34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56、冷冻腔、下连通管53、中连通管41、上连通管34、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40保持关闭状态，Y形曲柄40J经过开阀挡环39时压缩第二扭簧40h并顺利通过；提升内管总成时Y形曲柄40J末端与开阀挡环39挡接触处形成铰接，至此，以Y形曲柄40J为曲柄、阀柄40g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40g带动阀杆、阀芯40c转动，球阀40被打开，至Y形曲柄40J转至水平，开阀挡环39处铰接失效，第二扭簧40h张开、Y形曲柄40J通过开阀挡环39。冷冻岩心的过程从球阀40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53并推动管内酒精沿下连通管53 —中连通管41 —上连通管34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。
[0047]外管总成由弹卡挡头1、第一外管10、第一扩孔器14、第二外管18、第三外管54、第四外管63、第二扩孔器65和钻头68组成，弹卡挡头I与第一外管10通过螺纹连接，第一外管10通过螺纹与第一扩孔器14连接，第二外管18通过螺纹与第一扩孔器14连接，第三外管54通过螺纹与第二外管18连接，第四外管63通过螺纹与第三外管54通过螺纹连接，第四外管63与第二扩孔器65通过螺纹连接，第二扩孔器65通过螺纹与钻头68连接。
[0048]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:
[0049]a、在地表向由酒精腔上接手26、酒精腔体管32、酒精腔端盖体36组成的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45、储冷腔体管51和冷冻腔上接手56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；
[0050]b、回次结束，岩心充满岩心管64，停泵，投入打捞器将内管总成上提；
[0051]C、上提一定距离，使弹卡8被回收、内管总成上行、Y形曲柄40J卡在开阀挡环39上并推开球阀40 ;
[0052]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；
[0053]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；
[0054]f、将岩心样品用液氮储存罐或者高压容器保存。
【主权项】
1.一种气动循环冷冻式天然气水合物绳索取心钻具，其特征在于: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； 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； 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通过第二弹性销6铰接，第二弹性销6与弹卡架5的连接为可动连接，第二弹性销6与弹卡回收管4之间为固定连接，弹卡回收管4可在自身重力和打捞器拉力作用下延竖直方向移动固定的距离；弹卡8为两片通过第二弹性销6形成可转动的连接，第一扭簧7保持弹卡8在弹卡架5内保持张开，弹卡回收管4与弹卡架5通过第三弹性销9形成固定连接，两片弹卡8卡在弹卡挡头I上； 悬挂机构由弹卡架5、第一连接管11、悬挂环12、座环13和上轴承座15组成；第一连接管11与弹卡架5通过螺纹连接，悬挂环12与第一连接管11通过螺纹连接，第一连接管11上开有均匀分布的八个斜孔，分别位于悬挂环12上部和下部相对的位置，当悬挂环12与座环13接触后，内管总成与外管之间的泥浆通道被堵死，泥浆通过第一连接管11上部的斜孔进入，从第一连接管11下部的斜孔流出实现泥浆向下流动；悬挂环12与座环13的连接方式为接触式连接，这种连接方式使内管总成克服自身重力悬挂在外管总成内，使卡簧座67与钻头68之间保持2-4毫米间隙，以防止损坏卡簧座67和钻头68，并保证岩心管64不会因为与钻头68接触而转动和堵塞泥浆通道； 单动机构由上轴承座15、第一单动轴承16、下轴承座19、油嘴17和第二单动轴承20组成；第一连接管11与上轴承座15通过螺纹连接，第一单动轴承16上部与上轴承座15接触，并随上轴承座15转动，第一单动轴承16下部与下轴承座19接触保持不动，当岩心在岩心管64内卡住时，第一单动轴承16作为易损件承受上顶力，第二单动轴承20上部与下轴承座19接触，第二单动轴承20下部与上轴承座15接触，第二单动轴承20提供上顶力使下轴承座19不向下移动，油嘴17与下轴承座19通过螺纹连接，每次钻进开始前通过油嘴17上的小口将润滑油加入上轴承座15和下轴承座19的间隙内，润滑油可对转动的第一单动轴承16和第二单动轴承20起到润滑、散热和防水的作用；第一单动轴承16与第二单动轴承20实现了岩心管64、储冷机构、孔底冷冻机构和循环控制机构的单动功能，保证在钻进过程中岩心管64中的水合物岩心不会受到扰动； 调节机构上轴承座15、弹簧21、挡环22、防松垫片23、圆螺母24和排气接手25 ;弹簧21上部与第二单动轴承20接触并提供上顶力使第二单动轴承20能够保持下轴承座19不动，弹簧21下部与档环22接触，挡环22与上轴承座15接触，防松垫片23上部与挡环22连接，弹簧21下部与圆螺母24连接，圆螺母24为弹簧21提供上顶力，将单动机构上部的机构与下部的机构连接起来；上轴承座15通过螺纹与排气接手25连接；在内管总成投入到孔内时，悬挂环12坐落在座环13上，内管总成下部的机构由于自身重力会向下移动，弹簧21可起到缓冲作用；在卡断岩心时，卡簧66带动卡簧座67下移压缩弹簧21，卡簧座67坐于钻头68内的台阶上，进而将拔断岩心的力传递到外管上，保证内管在整个取样过程中不受力； 酒精存储机构由酒精腔上接手26、排气阀座27、排气阀弹簧28、排气阀球29、酒精腔上保温垫片、酒精腔体管32、酒精腔保温管31、酒精腔下保温垫片33、酒精腔端盖外套35、酒精腔端盖体36组成；酒精腔上接手26通过螺纹与酒精腔体管32连接，酒精腔体管32与酒精腔端盖体36接触连接，酒精腔端盖外套35通过螺纹与酒精腔体管32连接并压紧酒精腔端盖体36，酒精腔上接手26、酒精腔体管32、酒精腔端盖体36共同组成了酒精腔；排气阀座27与酒精腔上接手26通过螺纹连接，排气阀弹簧28坐于排气阀座27内并通过一定预紧力将排气阀球29顶在酒精腔上接手26上，酒精腔上接手26、排气阀、排气阀球29和有一定预紧力的排气阀弹簧28组成排气阀，当酒精腔内压力大于一定值时排气阀被打开，将腔内气体排至钻井液中；酒精腔上保温垫片30与酒精腔上接手26接触连接，酒精腔下保温垫片33与酒精腔端盖体36接触连接，酒精腔保温管31与酒精腔体管32接触连接，酒精腔上保温垫片30、酒精腔保温管31和酒精腔下保温垫片33共同组成了酒精腔保温系统； 储冷机构由储冷腔端盖体45、单向阀球47、单向阀弹簧48、单向阀座49、储冷腔端盖外套46、储冷腔上保温垫片5