一种绳索打捞式取样装置

1.本发明涉及天然气水合物的钻探取样装置技术领域，特别是涉及一种绳索打捞式取样装置。


背景技术：

2.目前，天然气水合物在能源和环境方面所产生的重要影响而为世界许多国家所关注。我国天然气水合物储量丰富，但海域天然气水合物勘查取样工作主要依靠国外技术完成，严重制约了我国天然气水合物勘探工作，因此如何实现含天然气水合物地层样品的有效勘查取样，对于我国的能源发展具有十分重要的战略意义。
3.在陆地、湖泊、江河、海洋等地域进行天然气水合物钻探取样施工，要求在取样过程中保持样品的地层压力和温度。现有技术中存在一些用于进行钻探取样的设备，如申请号为“200710114323.3”，名称为“绳索转动式水合物钻探取样装置”的发明专利，其技术方案中，通过取样钻头的提拉将水合物吸入保样管，并进一步将保样管送入保温保压筒中，最后通过旋转底部的球阀封闭保温保压筒的筒口进行保温保压。另一申请号为“201611157552.9”，名称为“一种绳索打捞式保压取心钻具”的发明专利中，通过翻板阀进行密封。由此可见，现有的水合物取样钻具大多以板阀或球阀等机械结构的闭合实现保压性能，但由于在取样过程中经常会受到岩屑等杂物的干扰，造成板阀或球阀关闭不严密或无法关闭的问题，从而难以取得良好的保压效果。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种绳索打捞式取样装置，以解决现有技术存在的问题，本发明通过向一侧开启盖板，在盖板复位的过程中能够将岩屑杂质自采样筒的筒口推出，而不会对盖板的闭合造成干扰，使得其密封、保压效果更好。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种绳索打捞式取样装置，包括采样筒和位于所述采样筒端部的盖板，所述采样筒端部还设置有固定块，所述盖板上沿其径向方向设置有第一滑槽，所述固定块与所述第一滑槽滑动配合，所述盖板上还设置有环形凹槽，所述第一滑槽位于所述环形凹槽的内侧，所述环形凹槽中设置有密封圈和若干第一压缩弹簧，所述第一压缩弹簧顶端与所述密封圈的底部连接，底端与所述环形凹槽固定连接，在所述第一压缩弹簧的作用下，所述密封圈与所述采样筒的端部抵接；所述环形凹槽中还设置有在所述盖板打开过程中向下拉动所述密封圈的下拉部。
6.优选的，所述下拉部包括连接绳，所述连接绳的一端固定在所述固定块上，另一端自所述环形凹槽穿出并固定在所述密封圈的底部。
7.优选的，所述密封圈的顶部为锥形面，所述锥形面与所述采样筒的端部外边沿抵接。
8.优选的，所述第一滑槽中还设置有第二压缩弹簧，所述第二压缩弹簧一端与所述固定块连接，另一端与所述第一滑槽的端部内壁连接。
9.优选的，所述采样筒内部滑动设置有活塞，所述活塞的端部连接有活塞杆，所述活塞杆自所述采样筒的顶部穿出。
10.优选的，所述活塞的侧壁上设置有限位槽，所述采样筒的内壁设置有容纳槽，所述容纳槽中设置有卡接部，所述卡接部能够卡入所述限位槽中。
11.优选的，所述卡接部包括沿所述采样筒周向设置在所述容纳槽中的旋转轴，所述旋转轴上固定有拨动板，所述拨动板伸入所述采样筒内部腔体中，并位于所述活塞的上升路径上；所述拨动板的底部连接有固定杆，所述固定杆底部滑动连接有卡接块，所述拨动板与所述卡接块之间设置有第三压缩弹簧，所述卡接块与所述限位槽的形状相适配；所述卡接块上还设置有复位杆，所述复位杆贯穿所述采样筒的侧壁，端部位于所述采样筒外部。
12.优选的，所述采样筒的侧壁上设置有向下弯曲的限位杆，所述限位杆上沿所述盖板的径向设置有第二滑槽，所述第二滑槽中沿所述盖板的径向滑动设置有第一滑动杆，所述第一滑动杆的端部与所述盖板固定连接。
13.优选的，所述限位杆上沿所述采样筒的轴向还设置有第三滑槽，所述第三滑槽中设置有第二滑动杆，所述第二滑动杆的端部位于所述盖板的一侧，并靠近所述盖板的侧壁；所述第二滑动杆上还设置有挡板，所述挡板与所述限位杆之间设置有第四压缩弹簧。
14.优选的，所述盖板的底部设置有钻头，所述钻头呈锥形结构，所述锥形结构的锥形面上设置有若干钻齿。
15.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
16.1、本发明通过向一侧开启盖板，在盖板复位的过程中能够将岩屑杂质自采样筒的筒口推出，而不会对盖板的闭合造成干扰，使得其密封、保压效果更好；
17.2、本发明中环形凹槽中设置有密封圈、第一弹簧和下拉部，下拉部的设置能够保证盖板移动时不会受到密封圈的阻碍，并且密封圈在第一弹簧的作用下能够对采样筒的筒口处实现动密封，在保证密封性能的同时，还避免了密封圈挤压密封导致的密封圈磨损严重，使用寿命低的问题；
18.3、本发明中设置有转动轴、拨动板、固定杆和卡接块组成的卡接部，能够将活塞进行卡紧限位，保证采样筒中压力稳定。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明中取样装置的整体结构示意图；
21.图2为图1的侧剖视图；
22.图3为图1的局部放大示意图；
23.图4为图2的局部放大示意图；
24.图5为本发明中取样装置的部分结构示意图；
25.图6为卡接部的结构示意图；
26.其中，1、采样筒；2、盖板；3、固定块；4、第一滑槽；5、环形凹槽；6、密封圈；7、第一压
缩弹簧；8、连接绳；9、第二压缩弹簧；10、活塞；11、活塞杆；12、限位槽；13、卡接部；14、旋转轴；15、拨动板；16、固定杆；17、卡接块；18、第三压缩弹簧；19、限位杆；20、第一滑动杆；21、第二滑动杆；22、挡板；23、第四压缩弹簧；24、钻头；25、钻齿；26、复位杆。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.本发明的目的是提供一种绳索打捞式取样装置，以解决现有技术存在的问题，本发明通过向一侧开启盖板，在盖板复位的过程中能够将岩屑杂质自采样筒的筒口推出，而不会对盖板的闭合造成干扰，使得其密封、保压效果更好。
29.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
30.如图1～图5所示，本实施例提供一种绳索打捞式取样装置，包括采样筒1和位于采样筒1端部的盖板2，采样筒1端部还设置有固定块3，盖板2上沿其径向方向设置有第一滑槽4，固定块3与第一滑槽4滑动配合，盖板2上还设置有环形凹槽5，第一滑槽4位于环形凹槽5的内侧，环形凹槽5中设置有密封圈6和若干第一压缩弹簧7，第一压缩弹簧7顶端与密封圈6的底部连接，底端与环形凹槽5固定连接，在第一压缩弹簧7的作用下，密封圈6与采样筒1的端部抵接；环形凹槽5中还设置有在盖板2打开过程中向下拉动密封圈6的下拉部。
31.使用过程中，将取样装置置入需要进行取样的岩层中，然后沿盖板2的径向拉动盖板2，使盖板2在固定块3的限位作用下向一侧进行移动，进而打开盖板2，打开盖板2后，采样筒1对岩层中的天然气水合物进行采样，采样结束后，盖板2在固定块3的限位作用下返回原位置闭合，对采样筒1进行保温保压，最后将取样装置取出即可。
32.由此，本实施例通过向一侧开启盖板2，在盖板2复位的过程中能够将岩屑杂质自采样筒1的筒口推出，而不会对盖板2的闭合造成干扰，使得其密封、保压效果更好；并且，本实施例中环形凹槽5中设置有密封圈6、第一弹簧和下拉部，下拉部的设置能够保证盖板2移动时不会受到密封圈6的阻碍，并且密封圈6在第一弹簧的作用下能够对采样筒1的筒口处实现动密封，在保证密封性能的同时，还避免了密封圈6挤压密封导致的密封圈6磨损严重，使用寿命低的问题。
33.本实施例中密封圈6的顶部为锥形面，锥形面与采样筒1的端部外边沿抵接，下拉部包括连接绳8，连接绳8的一端固定在固定块3上，另一端自环形凹槽5穿出并固定在密封圈6的底部，盖板2中预设容纳连接绳8的通道，盖板2在开启过程中，位于密封圈6底部的连接绳8一端距固定块3上连接绳8一端的距离逐渐增大，而连接绳8的长度是不变的，因此，连接绳8会向下拉动密封圈6，从而使得盖板2的打开过程不会受到密封圈6的阻碍。
34.进一步的，本实施例中固定块3与第一滑槽4的截面均为t型，保证采样筒1与盖板2的轴向限位，同时第一滑槽4中还设置有第二压缩弹簧9，第二压缩弹簧9一端与固定块3连接，另一端与第一滑槽4的端部内壁连接，在第二压缩弹簧9的作用下，盖板2能够自动复位。
35.进一步的，本实施例中采样筒1内部滑动设置有活塞10，活塞10的端部连接有活塞
杆11，活塞杆11自采样筒1的顶部穿出，通过活塞杆11拉动活塞10，使采样筒1中产生负压将天然气水合物吸入采样筒1中。
36.本实施例中，活塞10的侧壁上设置有限位槽12，采样筒1的内壁设置有容纳槽，容纳槽中设置有卡接部13，卡接部13能够卡入限位槽12中，对活塞10进行限位锁止，保证了采样筒1中压力恒定。具体的，卡接部13包括沿采样筒1周向设置在容纳槽中的旋转轴14，旋转轴14上固定有拨动板15，拨动板15伸入采样筒1内部腔体中，并位于活塞10的上升路径上；拨动板15的底部连接有固定杆16，固定杆16底部滑动连接有卡接块17，拨动板15与卡接块17之间设置有第三压缩弹簧18，卡接块17与限位槽12的形状相适配；卡接块17上还设置有复位杆26，复位杆26贯穿采样筒1的侧壁，端部位于采样筒1外部，如图6所示。向上拉动活塞10采样时，当活塞10顶端与拨动板15产生干涉后，则带动旋转轴14向上转动，固定板及卡接块17则自容纳槽中伸出，并且在第三压缩弹簧18的作用下，卡接块17进一步向外伸出进入活塞10上的限位槽12中，对活塞10进行限位，采样过程结束；当取出采样装置后，拉动复位杆26，则可以将卡接块17自限位槽12中拉出，可以推出活塞10排出天然气水合物样本。
37.采样筒1的侧壁上设置有向下弯曲的限位杆19，限位杆19上沿盖板2的径向设置有第二滑槽，第二滑槽中沿盖板2的径向滑动设置有第一滑动杆20，第一滑动杆20的端部与盖板2固定连接，可通过第一滑动杆20打开盖板2。当然并不限于使用第一滑动杆20将盖板2开启。限位杆19上沿采样筒1的轴向还设置有第三滑槽，第三滑槽中设置有第二滑动杆21，第二滑动杆21的端部位于盖板2的一侧，并靠近盖板2的侧壁；第二滑动杆21上还设置有挡板22，挡板22与限位杆19之间设置有第四压缩弹簧23，通过设置第二滑动杆21可以对盖板2进行限位，防止其在不进行采样时打开造成采样失败的情况。
38.进一步的，本实施例中盖板2的底部设置有钻头24，钻头24呈锥形结构，锥形结构的锥形面上设置有若干钻齿25。
39.根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。
40.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。