专利名称：一种钻柱式水合物钻探取样装置的制作方法
技术领域：
本发明属于水合物勘探开发特殊装置，主要适用于海洋或陆地的硬 岩层保压保温取样作业。
背景技术：
目前国内利用的深海取样装置都是非钻探式的，取样深度仅有10
米，主要是对海底浅层的沉积物取样，对海底硬岩层实施钻探取样还未
开展研究；国外使用的有些是钻探型的，但都结构复杂，取样效果不理 想，多数不具有保温保压功能，即使有保温保压功能也没有压力温度记 录装置，大多数水合物取样装置都需要特殊钻具，不能满足今后深海水 合物勘探取样的需要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种钻柱式水合物钻探取样装置， 在进行深海钻探时，利用该取样装置可以实现取得硬岩层中的水合物样 品，不受岩层深浅的影响，只要需要就可利用钻探船进行取样，当取样 作业结束，起出钻具，使岩样快速从井底达到地面进入实验室。本发明 的目的就是提供一种钻柱式水合物钻探取样装置。
为解决上述问题，本发明的一种钻柱式水合物钻探取样装置包括上 接头、过渡接头、差动装置、连接杆、外套、球挂机构、拉杆、活塞、 控制系统、压力补偿装置、保温保压筒、球阀、割样机构和保样筒，其特征是上接头与连接杆、球挂机构、拉杆、活塞、保温保压筒连接组 成内部组合，上接头与过渡接头、差动装置、外套连接组成外部组合， 控制系统、压力补偿装置、保样筒和球阀设置在保温保压筒内。
当进行取样作业时，从井口将取样装置与钻具连接好，利用常规 钻杆将取样装置下到井底取样层位，开泵循环钻井液进行取样作业。当 取样结束，从井口投入一钢球坐到挡球塞处，开泵憋压剪断固定挡球塞 的销钉，使挡球塞下落，球挂机构释放拉杆和保温保压筒，上提钻具， 差动装置差动，外套下落，连接杆、拉杆、活塞、保样筒及割样机构一 起上行，保温保压筒随着外套不动，当活塞到达保温保压筒顶部，保样 筒及割样机构已经进入到球阀上边，设置在保温保压筒内的控制系统发 出指令，球阀关闭，使保样筒处于密封腔室内，起到保温保压的作用。 采用钻柱式水合物钻探取样装置可以实现在硬岩层中的连续取样，不受
岩层深浅的限制。取样结束利用上提钻具提出取样装置，在上提过程中，
当保样筒内的压力降低时，压力补偿装置进行补偿压力，使岩样处于接
近地层的压力，对岩样进行保温保压。该取样装置不仅具有压力补偿机
构，而且在保压保温筒下边设置了温度压力记录仪，真实地反应出岩样
在海底的温度压力状况。由于在该装置的保温保压筒的顶部设有悬挂轴
承结构，在钻具带动取样钻头旋转时，保温保压筒及保样筒相对不转，
有利于岩样收获率的提高。
图1. 一种钻柱式水合物钻探取样装置示意图1.上接头 2.过渡接头 3.差动装置 4.连接杆5.外套 6.球挂机构 7.拉杆 8.活塞9.控制系统 10.压力补偿 装置 ll.保温保压筒 12.球阀 13.割样机构 14.保样筒 15.挡球塞16.悬挂轴承 17.取样钻头
具体实施例方式
现结合说明书附图对本发明作进一步的描述。
当进行取样作业时，将上接头1与连接杆4、球挂机构6、拉杆7、 活塞8、保温保压筒ll连接组成内部组合，上接头1与过渡接头2、差 动装置3、外套5及取样钻头17连接组成外部组合，控制系统9、压力 补偿装置10、保样筒14和球阀12设置在保温保压筒内。从井口将取样 装置与钻具连接好，利用常规钻杆将取样装置下到井底取样层位，开泵 循环钻井液进行取样作业。当取样结束，从井口投入一钢球坐到挡球塞 15处，开泵憋压剪断固定挡球塞15的销钉，使挡球塞15下落，球挂机 构6释放拉杆7和保温保压筒11，上提钻具，差动装置3差动，外套5 下落，连接杆4、拉杆7、活塞8、保样筒14及割样机构13—起上行， 保温保压筒ll随着外套5不动，当活塞8到达保温保压筒11顶部，保 样筒14及割样机构13已经进入到球阀12上边，设置在保温保压筒11 内的控制系统9发出指令，球阀12关闭，使保样筒14处于密封腔室内， 起到保温保压的作用。
采用钻柱式水合物钻探取样装置可以实现在硬岩层中的连续取样，不受岩层深浅的限制。取样结束利用上提钻具提出取样装置，在上提过 程中，当保样筒14内的压力降低时，压力补偿装置10进行补偿压力， 使岩样处于接近地层的压力，对岩样进行保温保压。该取样装置不仅具 有压力补偿机构，而且在保压保温筒11下边设置了温度压力记录仪， 真实地反应出岩样在海底的温度压力状况。由于在该装置的保温保压筒
11的顶部设有悬挂轴承16结构，在钻具带动取样外套5旋转时，保温 保压筒11及保样筒14相对不转，有利于岩样收获率的提高。
权利要求
1. 一种钻柱式水合物钻探取样装置包括上接头(1)、过渡接头(2)、差动装置(3)、连接杆(4)、外套(5)、球挂机构(6)、拉杆(7)、活塞(8)、控制系统(9)、压力补偿装置(10)、保温保压筒(11)、球阀(12)、割样机构(13)和保样筒(14)，其特征是上接头(1)与连接杆(4)、球挂机构(6)、拉杆(7)、活塞(8)、保温保压筒(11)连接组成内部组合，上接头(1)与过渡接头(2)、差动装置(3)、外套(5)连接组成外部组合，控制系统(9)、压力补偿装置(10)、保样筒(14)和球阀(12)设置在保温保压筒(11)内。
2. 根据权利要求1所述的一种钻柱式水合物钻探取样装置，其 特征在于所述保温保压筒(11)内设置控制系统(9)、压力补偿 装置(10)、保样筒(14)和球阀(12)，当活塞(8)运行到保温 保压筒(11)上端时控制系统(9)指令球阀(12)关闭。
3. 根据权利要求1所述的一种钻柱式水合物钻探取样装置， 其特征在于所述球挂机构(6)通过钢球固定保温保压筒(11) 与拉杆(7)，在拉杆(7)内设置挡球塞(15)。
全文摘要
本发明涉及一种钻柱式水合物钻探取样装置，所述的上接头与连接杆、球挂机构、拉杆、活塞、保温保压筒连接组成内部组合，上接头与过渡接头、差动装置、外套连接组成外部组合，控制系统、压力补偿装置、保样筒和球阀设置在保温保压筒内。当进行钻探取样作业时，通过地面设备带动钻具旋转，钻探钻头工作，达到钻探取样的目的，使用钻柱式水合物钻探取样装置可以使用常规钻具进行钻探取样，主要适用在硬岩层进行保温保压取样作业，不仅能够获取硬岩层中水合物样品，而且也适应油层的钻探取样。使用方便，适用范围广，不用来回更换钻具，节约钻探成本。
文档编号G01N1/08GK101435749SQ20071011432
公开日2009年5月20日 申请日期2007年11月15日 优先权日2007年11月15日
发明者朱杰然, 薄万顺, 许俊良 申请人:中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院