超弹性储能自触发保压控制器及可任意角度钻进的取芯器

1.本发明涉及深部保压取样技术领域，尤其涉及超弹性储能自触发保压控制器及可任意角度钻进的取芯器。


背景技术：

2.随着人口膨胀、人类生产力的发展，资源短缺问题越来越受到人们的重视。持续几十年甚至上百年的大规模资源开采使得地球浅部资源已趋于枯竭，深部资源开发成为常态，例如，目前煤炭开采深度已达1500m，金属矿开采深度超过4350 m，地热开采深度超过5000 m，油气资源开采深度超过 8800 m，向地球深部要资源已上升为世界各国的重大战略需求。
3.加大对深部资源的开发利用可以有效缓解资源紧张问题。通过保压取样的方式可以对深部油气、矿产资源和生物资源进行探索，同时对于研究大洋板块移动、未来气候变化和预测地震等具有重要的价值。在对深部高压强环境下的样品进行钻取时，需要保持样品始终处于环境压强。否则样品的物化属性无法得到保持，样品中的嗜压微生物失去正常生理状态，样品的力学行为遭到破坏，从而失去研究价值。所以要保证样品的原位环境压强。保压是现代深部取样器的必备功能，保压装置是实现保压性能的关键装置。通过密封保压舱端口使样品始终处于原位压强环境中，现阶段主要采用球阀与翻板阀两种密封保压形式。翻板阀较于球阀，加工工艺简单，也能承受更高的保压压力，因而适用范围更大。
4.中国专利文献cn106932223a公开了一种保压筒下部密封装置及保压取芯密封设备，其密封盖依靠弹簧片触发并依靠阀瓣自身重力实现关闭动作。这种需要密封盖自身重力配合关闭的取芯器只能在近于垂直条件下钻进，而对于水平钻进、倾斜钻进等难以借助重力配合关闭的情况，密封盖关闭动作不可靠，影响取芯器的密封性能。


技术实现要素：

5.本技术为了解决上述技术问题提供超弹性储能自触发保压控制器及可任意角度钻进的取芯器。
6.本技术通过下述技术方案实现：本技术提供的超弹性储能自触发保压控制器，包括套筒和密封盖，密封盖一端与套筒上端连接，在套筒与密封盖之间设有弹性件，弹性件与密封盖的内表面连接，在弹性件的拉力作用下，套筒有与套筒闭合的趋势。
7.特别的，密封盖一端通过转轴与套筒上端转动连接。
8.特别的，密封盖与套筒之间有两个方向的弹性件，所述两个方向的弹性件一体制造或不一体制造。两个方向的弹性件一体制造，说明采用一根弹性件实现两个方向的拉力；两个方向的弹性件不一体制造，说明采用两根弹性件分别实现两个方向的拉力。
9.可选的，所述密封盖的内表面和套筒上均设有孔洞，弹性件的两端分别与密封盖和套筒的孔洞处连接。
10.可选的，弹性件为弹性筋或弹簧。
11.特别的，弹性筋与密封盖、套筒的连接方式可为穿孔连接，或穿孔打结连接，或螺栓联接，或铆接，或膨胀螺钉连接，或胶接，或打结方式与螺栓紧固结合，或打结方式与膨胀螺钉的结合，或打结方式与胶接结合。
12.可选的，弹性件为皮筋。
13.特别的，所述弹性筋为橡皮筋。
14.本技术提供的可任意角度钻进的取芯器，该取芯器采用上述超弹性储能自触发保压控制器替换原来的保压控制器。
15.与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术的保压控制器通过弹性件提供内拉力，可用于任意角度的自触发，具有更加稳定的闭合性能；本技术的取芯器密封性能可靠，具有良好的保压能力，能适用于垂直井、水平井与倾斜井等工况下的保压取芯。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本技术实施方式的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施方式的限定。
17.图1是密封盖闭合时超弹性储能自触发保压控制器的结构示意图；图2是实施例一中第一视角下密封盖打开时超弹性储能自触发保压控制器的结构示意图；图3是第二视角下密封盖打开时超弹性储能自触发保压控制器的结构示意图；图4是第三视角下密封盖打开时超弹性储能自触发保压控制器的结构示意图；图5是结头位于沉头孔中时的示意图；图6是结头与螺栓或膨胀螺钉结合时的示意图；图7是实施例二中密封盖闭合时超弹性储能自触发保压控制器的仰视图（未示出弹性件）；图8是实施例二中密封盖的三维图；图9是实施例二中一根弹性件与密封盖的连接示意图；图10是实施例二中两个根弹性件与密封盖的连接示意图；图11是实施例三中密封盖闭合时超弹性储能自触发保压控制器的仰视图（未示出弹性件）；图12实施例五中密封盖打开时超弹性储能自触发保压控制器的结构示意图。
具体实施方式
18.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
19.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领
域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
20.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
22.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.实施例一如图1-图4所示，本实施例公开的超弹性储能自触发保压控制器，包括套筒1和密封盖2，密封盖2一端通过转轴3与套筒1上端转动连接。
24.在套筒1与密封盖2之间设有用于拉动所述密封盖2以使密封盖2关闭的弹性件4。弹性件4可为松紧带、皮筋等弹性筋。
25.为便于与弹性件4连接，如图2所示，在密封盖2内表面开有一个第一通孔21，第一通孔21的两个开口左右布置。特别的，第一通孔21左右贯通密封盖2内表面。如图3、图4所示，在套筒1下部开有两个第二通孔11。特别的，两个第二通孔11左右布置，第二通孔11一端开口于套筒1内壁的下部，另一端开口于套筒1的下端面。
26.本实施例中弹性件4为一根橡皮筋，本实施例中橡皮筋通过孔和打结的方式与套筒1和密封盖2连接。具体的，橡皮筋的穿过第一通孔21，并在第一通孔21的两个开口处分别打一个结头，形成第一结头41和第二结头42，第一结头41和第二结头42的均大于第一通孔21；橡皮筋的左端从上往下穿过左侧的第二通孔11，橡皮筋的右端从上往下穿过右侧的第二通孔11，橡皮筋的左端与右端打结连接，形成第三结头43。或者，橡皮筋的左端从上往下穿过左侧的第二通孔11后打结形成大于第二通孔11的结头44，橡皮筋的右端从上往下穿过右侧的第二通孔11后打结形成大于第二通孔11的另一结头44，避免橡皮筋从第二通孔11中脱出，也可实现橡皮筋与套筒1的连接。
27.当然，也可采用了两根橡皮筋，其中一根橡皮筋的上端通过第一通孔21与密封盖2打结连接，下端穿过左侧的第二通孔11；另一根橡皮筋的上端通过第一通孔21与密封盖2打结连接，下端穿过右侧的第二通孔11；两根橡皮筋的下端可相互打结连接，也可分别打成大于第二通孔11的结头44，避免橡皮筋从第二通孔11中脱出。
28.值得一提的是，若弹性件4的端部采用打结头方式避免从第二通孔11中脱出时，结头44处可涂胶水固化，防止结头44松散。
29.特别的，如图5所示，第二通孔11在套筒1下端面的开口为沉头孔，这样弹性件4的结头44也陷入孔内。
30.当然，弹性件4也可采用胶接方式与套筒1、密封盖2连接，优选ab胶。
31.当然，如图6所示，弹性件4也可采用打结与螺栓紧固/膨胀螺钉结合的方式与套筒1和/或密封盖2连接。结头4内置于套筒1和密封盖2的孔洞中，外部由螺栓或膨胀螺钉封堵。
32.当密封盖2处于图2、图3所示状态时，橡皮筋被拉伸，密封盖2在橡皮筋的弹力作用下与套筒1闭合，如图1所示。通过调整橡皮筋的长度、粗细和材质，可以调节密封盖与套筒闭合时的初始力。使得套筒1和密封盖2在任意角度均能实现闭合。
33.实施例二如图7、图8所示，本实施例在密封盖2内表面开有两个第一通孔21，两个第一通孔21左右布置。第一通孔21的两端贯通密封盖2内表面。特别的，第一通孔21两个开口上下布置。
34.如图3、图9所示，将一整根弹性件4的一端从下往上穿过左侧的第二通孔11，然后通过左侧的第一通孔21与密封盖2打结连接，随后在通过右侧的第一通孔21与密封盖2打结连接，随后再从上往下穿过右侧的第二通孔11，最后将弹性件4的两端打结连接，或将弹性件4的两端分别打成大于第二通孔11的结头44，避免橡皮筋从第二通孔11中脱出。
35.或者，如图3、图10所示，采用了两根橡皮筋，其中一根橡皮筋的上端通过左侧的第一通孔21与密封盖2打结连接，下端穿过左侧的第二通孔11；另一根橡皮筋的上端通过第一通孔21与密封盖2打结连接，下端穿过右侧的第二通孔11；两根橡皮筋的下端可相互打结连接，也可分别打成大于第二通孔11的结头44，如图5所示。
36.当然，弹性件4也可采用胶接方式与套筒1、密封盖2连接。
37.实施例三本实施例与实施例一或实施例二的区别在于：弹性件4与套筒1、密封盖2螺纹联接、或铆接，或膨胀螺钉连接。
38.若采用螺纹联接：如图11所示，在密封盖2的内表面开两个第一螺纹孔22，在套筒1上开两个第二螺纹孔12，第一螺纹孔22为盲孔。通过螺栓将弹性件4与密封盖2、套筒1锚固。
39.若采用铆接方式，则将螺纹孔改为铆钉孔，通过铆钉将弹性件4与密封盖2、套筒1铆紧。
40.若采用膨胀螺钉，则将螺纹孔改为膨胀螺钉，通过膨胀螺钉将弹性件4与密封盖2、套筒1铆紧。
41.实施例四本实施例中弹性件4采用拉簧等弹簧，弹簧与套筒1和密封盖2的连接方式可为钩接、螺纹联接等。
42.本发明相对于已有的保压控制器，可用于任意角度的自触发。以及更加稳定的闭合。
43.实施例五如图12所示，本实施例在密封盖2内表面开有两个第一通孔21，两个第一通孔21左右布置。第一通孔21的两端贯通密封盖2内表面。
44.将一整根弹性件4的穿过两个第二通孔11，弹性件4的两端与套筒1连接固定。
45.以上的具体实施方式，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。