本發(fā)明涉及石油、天然氣、天然氣水合物鉆探取心工具領(lǐng)域，更具體的說是天然氣水合物鉆探必備的取心工具中的一種繩索取心工具保壓筒。

背景技術(shù)：

天然氣水合物（natural gas hydrates,NGH），俗稱可燃冰，由天然氣中小分子氣體(如甲烷、乙烷等)在較低溫度（0~10°C）和較高的壓力（大于10MPa）條件下和水作用生成的；天然氣水合物能量密度高（1m3天然氣水合物能釋放164m3天然氣），是一種新型的替代能源。

原始天然氣水合物形成的三個必要條件：溫度低、壓力高、天然氣源。目前已發(fā)現(xiàn)天然氣水合物的賦存地區(qū)是：高緯度地區(qū)的永久凍土帶；極地的陸上地區(qū)；海洋沉積層中。天然氣水合物賦存地區(qū)的溫度、壓力滿足于天然氣水合物的結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定；因此保持天然氣水合物的賦存溫度和壓力是獲取天然氣水合物樣品的途徑。

研究表明，繩索取心作業(yè)方式是縮短天然氣水合物樣品與周圍環(huán)境的熱量交換時間；保溫取心工具是隔絕天然氣水合物與周圍環(huán)境的熱量交換；保壓取心工具是保持天然氣水合物原始壓力的最佳方式。

然而目前的取心工具中的鉆進內(nèi)筒組件結(jié)構(gòu)相對簡單，主要是應用在巖石、巖土取心作業(yè)，普遍缺少保溫和保壓的結(jié)構(gòu)和措施，并且保壓筒的內(nèi)通徑小，不能滿足對天然氣水合物樣品取心作業(yè)對時間、溫度和壓力的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)應用在天然氣水合物樣品取心作業(yè)所存在的作業(yè)周期長、保溫保壓效果差、取心通徑小的缺陷，提供一種繩索取心工具保壓筒，以解決有限的鉆具水眼直徑獲取較大的巖心直徑；維持天然氣水合物巖心的賦存條件到地面；提高獲取原始狀態(tài)的天然氣水合物樣品的成功率；定位裝置結(jié)構(gòu)緊湊，并具有帶壓轉(zhuǎn)移水合物巖心的功能。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種繩索取心工具保壓筒，包括：由內(nèi)筒上接頭1、內(nèi)筒8、殼體9和閥座12自上而下依次連接組成內(nèi)筒組合，并在殼體9和閥座12連接處上部預設環(huán)形腔，環(huán)形腔內(nèi)設置閥芯11，閥芯11在垂直狀態(tài)時貼靠在環(huán)形腔外壁，閥芯11在水平狀態(tài)時與閥座12的上端口構(gòu)成水平向密封配合；由補償筒上接頭13、補償筒6、限位接頭5和巖心管7自上而下依次連接組成中空的巖心管組合，巖心管組合整體套裝在內(nèi)筒組合內(nèi)部，并在補償筒6與內(nèi)筒上接頭1之間通過滑套軸向滑動密封配合，在滑套2與內(nèi)筒上接頭1的結(jié)合部設置鎖定機構(gòu)；巖心管組合上端由補償筒上接頭13連接并密封，巖心管組合的下端與閥芯11、閥座12構(gòu)成間隔密封配合。

上述方案還包括：

在補償筒6內(nèi)設有活塞14，在限位接頭5設有貫通內(nèi)外的壓力傳遞孔。

所述鎖定機構(gòu)包括：在內(nèi)筒上接頭1與滑套2之間沿徑向設置的鎖定銷釘3，或者是沿內(nèi)筒上接頭1和滑套2結(jié)合部相切于圓周方向的鎖定銷釘3，位于鎖定銷釘3上下的內(nèi)筒上接頭1與滑套2之間分別設有密封件。

內(nèi)筒上接頭1、內(nèi)筒8、殼體9和閥座12均通過螺紋連接，并在各連接處設置密封件；補償筒上接頭13、補償筒6、限位接頭5和巖心管7均通過螺紋連接，并在各連接處設置密封件。

本發(fā)明的優(yōu)點是：內(nèi)筒組合與巖心管組合穿插配合使用，可以最大限度提高巖心管的通徑，實現(xiàn)有限的空間獲取盡量大的巖心直徑；巖心管組合的上部自密封，下部通過內(nèi)筒組合的翻蓋式閥芯與閥座配合實現(xiàn)封堵，確保巖心管內(nèi)取樣物保持在壓力狀態(tài)；繩索取心工具保壓筒整體結(jié)構(gòu)設計緊湊，鎖定（限位）密封機構(gòu)結(jié)構(gòu)巧妙，實現(xiàn)巖心管的限位、密封、帶壓巖心管移出的功能；同時滿足較簿壁厚的內(nèi)筒上接頭安全強度，且鎖定（限位）密封機構(gòu)抗剪強度、抗擠強度安全系數(shù)高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提出的一種繩索取心工具保壓筒的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所提出的一種繩索取心工具保壓筒的內(nèi)筒上接頭鎖定銷釘出口處的A-A截面示意圖。

圖中：1-內(nèi)筒上接頭、2-滑套、3-鎖定銷釘、4 -O型密封件（圈）、5-限位接頭、6-補償筒、7-巖心管、8-內(nèi)筒、9-殼體、10-導向架、11-閥芯、12-閥座、13-補償筒上接頭、14-活塞、15-螺塞、16-凹槽。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖和具體實施方式，對本發(fā)明作進一步描述。

參照說明書附圖1，內(nèi)筒上接頭1、內(nèi)筒8、殼體9、閥座12依次以螺紋連接的方式組成內(nèi)筒組合；補償筒上接頭13、補償筒6、限位接頭5、巖心管7依次以螺紋連接的方式組成巖心管組合；同時，內(nèi)筒上接頭1、滑套2、鎖定銷釘3、O型密封圈4、限位接頭5組成限位密封機構(gòu)；殼體9、導向架10、閥芯11、閥座12組成壓力封閉機構(gòu)。其中，內(nèi)筒上接頭1呈圓筒狀，上下兩端加工螺紋；中部沿相切于圓周的方向設計成對稱的兩個異形孔，直徑較大的孔設計螺紋能與螺塞15配合、直徑較小的孔與在內(nèi)腔設計的半圓形的凹槽16貫通，凹槽16內(nèi)插入鎖定銷釘3。滑套2呈圓筒狀，外部設計半圓形的凹槽與鎖定銷釘3插接限位配合，并在凹槽的上下兩邊設計O型密封圈槽；鎖定銷釘3呈圓柱狀，一端加工螺紋。限位接頭5外部是變徑結(jié)構(gòu)，兩端加工螺紋，中部設計O型密封圈槽。

閥座12的通孔上端設有錐面，閥芯11為圓盤狀，并且設有與閥座12通孔密封配合的錐面。閥芯11立于閥座12上端面并夾在內(nèi)筒8和巖心管7之間的環(huán)形腔，巖心管7上移后，直立狀態(tài)的閥芯11會倒落成水平狀態(tài)，并蓋在閥座12上端面上并密封閥座12通孔。

在補償筒6內(nèi)設有活塞14，在限位接頭5設有貫通內(nèi)外的壓力傳遞孔。補償筒6內(nèi)預充的惰性氣體，巖心入巖心管7時，活塞14可以在補償筒6內(nèi)孔內(nèi)上下運動，補償起出保壓筒過程中的壓力損失。

閥座12下端用螺紋連接下部裝置、補償筒上接頭13連接打撈裝置并定位巖心管組合以便組成完整的取心工具。

本發(fā)明的保壓筒組裝：補償筒上接頭13、補償筒6、限位接頭5、巖心管7依次以螺紋連接的方式組成巖心管組合?；?上安裝O型密封圈4后從補償筒6上端套入巖心管組合，并裝入以螺紋依次連接的內(nèi)筒上接頭1、內(nèi)筒8、殼體9；鎖定銷釘3從內(nèi)筒上接頭1的異形孔插入滑套2與內(nèi)筒上接頭1的半圓形凹槽后旋入螺塞。導向架10安裝在閥座12上端，閥芯11安裝在導向架10上后從巖心管組合的下端套入，并將閥座12與殼體9螺紋連接；補償筒上接頭13連接打撈裝置并定位巖心管組合組成完整的取心工具。

本發(fā)明的繩索取心工具保壓筒是配合取心鉆具使用的，完整的繩索取心工具保壓筒安裝正確后，用繩索提起保壓筒，下入鉆具水眼內(nèi)即可取心鉆進。取心鉆進時，閥芯11、導向架10隱藏于巖心管7與殼體9之間的環(huán)形腔。取心鉆進結(jié)束，下入繩索接頭與補償筒上接頭13連接并上提，巖心管組合隨之上提。當巖心管組合下緣超過閥芯上緣時，閥芯11由直立反倒變?yōu)樗?，并與閥座12錐面密封，封閉保壓筒下端內(nèi)腔；繼續(xù)上提巖心管，限位接頭5的臺肩與滑套2的端面接觸，帶動內(nèi)筒提離井底，同時限位接頭5的O型密封圈4與內(nèi)筒上接頭1配合密封內(nèi)筒上端內(nèi)腔。保壓筒到達地面后，拆除螺塞15，專用工具通過螺紋連接鎖定銷釘3后拉出鎖定銷釘3，安裝螺塞密封鎖定銷釘出口即可帶壓轉(zhuǎn)移巖心管7內(nèi)的巖心。