保真取樣器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及海洋勘探領(lǐng)域，特別是一種保真取樣器。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來，隨著海洋開發(fā)的升溫，海洋地質(zhì)勘探活動日益頻繁。相對于地球物理，原位靜力觸探等手段，鉆探取樣是唯一的直觀勘探手段。以最常見的海上工程地質(zhì)鉆探為例，常規(guī)的技術(shù)工藝是在海上平臺或者工作船上架設鉆機，通過下鉆-轉(zhuǎn)進-提鉆3個步驟完成一個取樣回次，限于開放性的巖心管(取樣管)，在需要保壓保溫樣品，例如海底淺層氣勘探、沉積物生物取樣時，樣品中的氣體和溫度會在提鉆過程中散失，無法得到令研究人員滿意的原狀樣品。
[0003]現(xiàn)有的保真取樣器，如中國專利公告號CN2903961Y，名為“煤田鉆探瓦斯保真取樣器”的實用新型專利，其公開了由彈卡接頭、外彈卡室、打撈機構(gòu)、彈性銷、外回收管、外彈卡定位機構(gòu)、外彈卡架、中連管、內(nèi)彈卡架、內(nèi)回收管、內(nèi)彈卡定位機構(gòu)、內(nèi)連軸，其改進在于內(nèi)連軸通過銷軸與待測汽閥的樣品容納室連接，樣品容納室下端與帶球閥通道的球閥連接，球閥與帶內(nèi)進入口和內(nèi)密封套通道的內(nèi)密封套連接，中連管與內(nèi)彈卡室連接，內(nèi)彈卡室通過座環(huán)與中間測壓采樣接頭連接，懸掛環(huán)坐在座環(huán)上端，帶測口和槽口的中間測壓采樣接頭與外密封套連接，外密封套與引導接頭連接，引導接頭下端開有外進入口組成。
[0004]雖然上述實用新型專利可以實現(xiàn)保真取樣的目的，但是依然具有一定的缺陷，如結(jié)構(gòu)較為復雜，成本高；密封的可靠性不能得到保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能夠提高樣品原狀性、減輕勞動強度的保真取樣器。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]保真取樣器，包括鉆桿、巖心管、保真艙，巖心管、保真艙分別設置于鉆桿內(nèi)部，巖心管頂部設有第一半球閥與第一水孔，底部依次設置卡簧擋圈、卡簧和卡簧座；保真艙包括艙體、艙頂和下艙蓋總成，艙頂和下艙蓋總成分別設置于艙體的頂部與底部，用于對保真艙進行密封，艙頂設有第二水孔、第二半球閥和彈卡，鉆桿內(nèi)壁上設有彈卡室，下艙蓋總成包括扭簧、底部艙蓋、第二鎖扣組、密封圈和密封圈脫離裝置。
[0008]首先，本發(fā)明通過設置保真艙，不僅能在鉆進完畢尚未提鉆前對普通的巖心管進行保壓保溫密封，從而得到令研究人員滿意的原狀樣品，而且本發(fā)明通過繩索取心工藝免去了重復的提下鉆工程，減輕了勞動強度；另一方面，取樣器主體結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，通用性強。
[0009]作為優(yōu)選，鉆桿設有扶正環(huán)、鉆頭；鉆桿與巖心管之間設有套筒。其優(yōu)點在于，扶正環(huán)對保真艙艙體起扶正作用；套筒用于在鉆進過程中對巖心管與鉆桿之間的縫隙進行填充穩(wěn)定，從而保證鉆進和取樣的順利進行。
[0010]作為優(yōu)選，巖心管通過剛性桿于保真艙內(nèi)外上下活動。其優(yōu)點在于，剛性桿可通過保真艙艙頂?shù)牡诙走B接巖心管，從而帶動巖心管的下放與上提，而保真艙的艙頂和剛性桿的打撈矛頭則對巖心管上下活動的范圍進行限制。
[0011]作為優(yōu)選，鉆進完畢后，巖心管被提入保真艙中。其優(yōu)點在于，當巖心管被提入保真艙后，下艙蓋總成對保真艙底部進行密封，艙頂與巖心管頂部在剛性桿的上提作用力和重力作用下對保真艙頂部進行密封，從而得到保壓保溫密封的樣品。
[0012]作為優(yōu)選，巖心管頂部通過第一半球閥、第二半球閥與保真艙艙頂密封連接。其優(yōu)點在于，待巖心管在保真艙內(nèi)到位后，兩對半球閥組剛好也頂住了水孔，此時保真艙、巖心管與剛性桿呈一整體被吊在鉆桿內(nèi)，無論上提與下放，半球閥組始終會在剛性桿上提力與重力的作用下緊緊頂在一起起到密封作用。
[0013]作為優(yōu)選，密封圈脫離裝置與密封圈連接，密封圈與底部艙蓋連接，底部艙蓋通過扭簧、鎖扣、密封圈與保真艙底部密封連接。其優(yōu)點在于，通過扭簧的作用力可使在巖心管在保真艙內(nèi)到位后將底部艙蓋閉合，從而可以自動地進行密封；而且設有密封圈、鎖扣，使得密封效果更好。
[0014]作為優(yōu)選，保真艙艙體底部還設有凸起，即保真艙底部開口突出于艙體。其優(yōu)點在于，能在不影響密封效果的同時對艙體增大外徑設置隔層，獲得更好的保溫效果。
[0015]作為優(yōu)選，密封圈使用壓縮系數(shù)大于底部艙蓋的材料，能實現(xiàn)上提后對保真艙底部開口的膨脹密封。其優(yōu)點在于，能夠得到更好的密封效果，從而使得樣品的保真程度更尚O
[0016]作為優(yōu)選，還包括打撈矛頭，打撈矛頭上設有第一鎖扣，打撈矛頭通過剛性桿與巖心管連接。其優(yōu)點在于，鎖扣安裝于打撈矛頭上，用于鎖住下放來的繩索打撈裝置。
[0017]作為優(yōu)選，還設有到位報信裝置。其優(yōu)點在于，巖心管進入套筒接鉆頭后，到位報信裝置發(fā)出到位信號。
[0018]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點及效果:
[0019]1、由于本發(fā)明在普通取樣器的基礎上增設保真艙，并且保真艙可在巖心管上提到其內(nèi)部時進行密封，從而可以方便地得到保溫、保壓的原狀樣品，而且操作簡單，成本較低。
[0020]2、由于本發(fā)明采用扭簧的結(jié)構(gòu)使得巖心管在進入保真艙后，下艙蓋可以自動閉合并通過鎖扣、密封圈進行密封；而巖心管和保真艙的頂部通過兩個半球閥及上提力和重力的作用下實現(xiàn)密封，因此操作簡單，無需通過額外的人力介入以實現(xiàn)密封。
[0021]3、由于本發(fā)明設有鉆桿、保真艙、巖心管，因此結(jié)構(gòu)強度較大，及時在海底高壓、惡劣的環(huán)境下依然能夠順利工作，因此可靠性高，實用性好。
[0022]4、由于本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，只要稍加改裝就可運用于陸地鉆探，通用性較強。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本發(fā)明實施例1的分解結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2為本發(fā)明實施例1在鉆進時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3為本發(fā)明實施例1的巖心管進入保真艙后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]標號說明:
[0028]1、打撈矛頭 2、剛性桿3、第一半球閥
[0029]4、第二半球閥 5、鉆桿6、巖心管
[0030]7、套筒8、卡簧擋圈9、卡簧
[0031]10、卡簧座 11、鉆頭12、彈卡室
[0032]13、彈卡14、第一水孔15、第二水孔
[0033]16、扶正環(huán) 17、扭簧18、底部艙蓋
[0034]19、密封圈 20、凸起21、第二鎖扣
[0035]22、第一鎖扣 23、密封圈脫離裝置 24、樣品
[0036]25、保真艙
【具體實施方式】
[0037]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0038]實施例1:
[0039]由于常見的鉆探繩索取芯設備只有巖心管6，因此它有個缺陷就是無法保真(保壓，保溫)取樣，譬如在進行海底淺層天然氣鉆探作業(yè)中，原本沉積物樣品24中的氣體會在巖心管6中發(fā)生大量逸散，等在海面封裝完畢時，樣品24中的氣體已經(jīng)所剩無多了，所以這個缺陷對于海底含氣地層取樣，海底微生物取樣等需要較好原狀樣品24的科學研究來說是無法忽視的。
[0040]本發(fā)明主要針對海底沉積物鉆探特點，能夠在鉆探完畢后直接在原環(huán)境下對樣品24進行保壓保溫密封，盡可能地減少對原狀樣的破壞，同時結(jié)構(gòu)盡可能地簡單可靠以適應惡劣的井下環(huán)境。
[0041]如圖1至3所示，本實施例主要包括鉆桿5、巖心管6、保真艙25、剛性桿2和打撈矛頭1，巖心管6、保真艙25分別設置在鉆桿5內(nèi)部，巖心管6的孔徑比保真艙25小，因此，其可以被提入保真艙25內(nèi)。
[0042]鉆桿5設有扶正環(huán)16、鉆頭11，扶正環(huán)16對保真艙25的艙體起扶正作用。鉆桿5與巖心管6之間設有用于填充穩(wěn)定的套筒7，套筒7在本實施例中的作用為:a.縮小孔徑以穩(wěn)定直徑較小的巖心管6 ;b.靠自身重量壓制多余的土樣進入巖心管6與鉆桿5的空隙中；c.在巖心管6下放時起導向作用。鉆桿5內(nèi)壁上還設有彈卡室12。