化学保温保压取芯器制造技术

本发明专利技术涉及化学保温保压取芯器，包括中心杆和钻机外筒，钻机外筒的筒壁内有夹层，中装有部分反应物，反应物遇水可发生吸热反应或放热反应；夹层有进液口，夹层的进液口处装有单向阀，单向阀的入口与触发阀的出口相连，触发阀包括触发活塞，阀门关闭时，触发活塞的一端伸到触发阀的外部；中心杆上有用于触发所述触发活塞的凸起部，当向上提升中心杆至一定高度，凸起部可推动所述触发活塞向内移动继而打开所述触发阀，使得取芯器内的液体可经所述触发阀、单向阀进入夹层。本发明专利技术可使岩芯保持在低温或高温环境中；其结构设计巧妙、科学合理，化学反应的触发依靠中心杆原本的动作以及机械阀门来实现，不仅操作方便，而且可降低能耗。而且可降低能耗。而且可降低能耗。

【技术实现步骤摘要】
化学保温保压取芯器


[0001]本专利技术涉及取芯装置
，尤其涉及化学保温保压取芯器。

技术介绍

[0002]天然气水合物是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。形成可燃冰有三个基本条件：温度、压力和原材料。首先，低温：可燃冰在0—10℃时生成，超过20℃便会分解。海底温度一般保持在2—4℃左右；其次，高压：可燃冰在0℃时，只需30个大气压即可生成，而以海洋的深度，30个大气压很容易保证，并且气压越大，水合物就越不容易分解。
[0003]最后，充足的气源：海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物转化，可产生充足的气源。海底的地层是多孔介质，在温度、压力、气源三者都具备的条件下，可燃冰晶体就会在介质的空隙间中生成。
[0004]专利文献CN209228327U公开了一种取岩芯装置，这也是目前比较成熟的保压取芯器。其通过各部件的相互协同配合，实现岩芯的钻进、抓取及移送至取芯保真舱，能高稳定、高性能、高效率地完成岩芯的钻取。然而，专利文献CN209228327U公开的取岩芯装置未设置冷冻装置，无法使钻取的岩心处于低温环境，不能用于钻取可燃冰。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决上述技术问题提供化学保温保压取芯器。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：化学保温保压取芯器，包括中心杆和钻机外筒，所述钻机外筒的筒壁内设有夹层，夹层中装有部分反应物，所述反应物遇水可发生吸热反应或放热反应；所述夹层有进液口，所述夹层的进液口处装有单向阀，所述单向阀的入口与触发阀的出口相连，所述触发阀包括触发活塞，阀门关闭时，所述触发活塞的一端伸到触发阀的外部；所述中心杆上有用于触发所述触发活塞的凸起部，当向上提升中心杆至一定高度，所述凸起部可推动所述触发活塞向内移动继而打开所述触发阀，使得取芯器内的液体可经所述触发阀、单向阀进入所述夹层。
[0007]进一步的，所述单向阀与触发阀的阀体一体制造；所述阀体为与所述钻机外筒适配的圆筒状，阀体同轴装在钻机外筒内壁的环形槽中；阀体的中心孔道构成主流道，阀体的侧壁内设有至少一个分流道，所述分流道包括第一流道和第二流道，在第二流道中装有单向阀芯构成所述单向阀，所述单向阀芯只允许介质从第一流道流向所述第二流道；所述第一流道的进口与阀体的主流道连通，所述第二流道的进口与第一流道连通，第二流道的出口与所述夹层连通，将所述触发活塞装在所述第一流道中构成所述触发阀；当触发活塞位于第一位置时，触发活塞封闭住第一流道的进口和/或密封住所述
第二流道的进口；当触发活塞位于第二位置时，所述第一流道的进口和所述第二流道的进口均打开，液体可经第一流道流入第二流道；当触发活塞位于第一位置时，触发活塞的一端外凸于所述主流道的侧壁；当向上提升中心杆至一定高度，所述凸起部可推动所述触发活塞从所述第一位置移动至所述第二位置。
[0008]进一步的，所述触发活塞的端部有引导面。
[0009]进一步的，触发活塞可径向移动，所述第一流道为阶梯孔，阶梯孔的小端与所述主流道贯通；所述触发活塞为与第一流道匹配的阶梯状。
[0010]进一步的，所述触发活塞与第一流道间设有两道密封圈；当触发活塞位于第一位置时，所述第二流道的进口位于所述两道密封圈之间；当触发活塞位于第二位置时，两道密封圈位于第二流道的进口的外侧。
[0011]其中，所述钻机外筒包括同轴的内筒与外筒，内筒与外筒的环空构成所述夹层。
[0012]进一步的，内筒、外筒之间环空的上端口由所述组合阀封堵，所述环空的下端口由由密封装置密封。
[0013]进一步的，所述夹层的外侧设有保温层。
[0014]其中，阀体外侧壁与所述钻机外筒之间设有密封圈。
[0015]优选地，所述夹层中装的反应物为固态氢氧化钡与固态氯化铵的混合物。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术在取芯器筒壁内预存化学反应物，通过化学反应来实现低温或高温环境；本专利技术的阀门结构简单，设计巧妙，化学反应的触发依靠中心杆原本的提升动作来实现，操作方便。
附图说明
[0017]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施方式的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施方式的限定。
[0018]图1是中心杆未提升时本专利技术的结构示意图；图2是图1中A1处的局部放大图；图3是图2中A2处的局部放大图；图4是图3中C处的局部放大图；图5是图2中B处的局部放大图；图6是本专利技术中组合阀的三维图；图7是本专利技术中组合阀的端面视图；图8是触发活塞位于第一位置时组合阀的剖视图；图9是触发活塞位于第二位置时组合阀的剖视图；图10是中心杆提升至上止点时本专利技术的结构示意图；图11是图10中A3处的局部放大图；图12是图11中C1处的局部放大图。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0020]如图1、2、3、4所示，本专利技术公开的化学保温保压取芯器，包括中心杆3、钻机外筒1和岩心筒4，钻机外筒1下部设有保压阀5。钻机外筒1的筒壁内设有夹层13，夹层13位于保压阀5的上方。
[0021]夹层13中装有部分反应物16，反应物16遇水可发生吸热反应或放热反应。本实施方式中反应物16选用固态氢氧化钡与固态氯化铵的混合物。固态氢氧化钡与固态氯化铵的混合物混合在一起不会发生化学反应，当遇水后会才会发生吸热反应。
[0022]夹层13有进液口，夹层的进液口处装有单向阀，单向阀的入口与触发阀的出口相连，触发阀包括触发活塞24，阀门关闭时，触发活塞24的一端伸到触发阀的外部。
[0023]中心杆3上有用于触发触发活塞24的凸起部31，当向上提升中心杆3至一定高度，凸起部31可推动触发活塞24向内移动继而打开触发阀，使得取芯器内的液体可经触发阀、单向阀进入夹层13，从而使得反应物16与水发生吸热反应，达到冷冻的目的。
[0024]本实施例方式中，单向阀与触发阀的阀体一体制造。如图4、6、7、8、9所示，阀体21为与钻机外筒1适配的圆筒状，阀体21同轴装在钻机外筒1内壁的环形槽中；阀体21的中心孔道构成主流道20，阀体21的侧壁内设有至少一个分流道，分流道包括第一流道211和第二流道212，在第二流道212中装有单向阀芯构成单向阀，单向阀芯只允许介质从第一流道211流向第二流道212；第一流道211的进口与阀体21的主流道20连通，第二流道212的进口213与第一流道211连通，第二流道212的出口与夹层13连通，将触发活塞24装在第一流道211中构成触发阀。
[0025]如图4、8所示，当触发活塞24位于第一位置时，触发活塞24封闭住第一流道211的进口和/或密封住第二流道212的进口213；如图9、11、12所示，当触发活塞24位于第二位置时，第一流道211的进口和第二流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.化学保温保压取芯器，包括中心杆和钻机外筒，其特征在于：所述钻机外筒的筒壁内设有夹层，夹层中装有部分反应物，所述反应物遇水可发生吸热反应或放热反应；所述夹层有进液口，所述夹层的进液口处装有单向阀，所述单向阀的入口与触发阀的出口相连，所述触发阀包括触发活塞，阀门关闭时，所述触发活塞的一端伸到触发阀的外部；所述中心杆上有用于触发所述触发活塞的凸起部，当向上提升中心杆至一定高度，所述凸起部可推动所述触发活塞向内移动继而打开所述触发阀，使得取芯器内的液体可经所述触发阀、单向阀进入所述夹层。2.根据权利要求1所述的化学保温保压取芯器，其特征在于：所述单向阀与触发阀的阀体一体制造；所述阀体为与所述钻机外筒适配的圆筒状，阀体同轴装在钻机外筒内壁的环形槽中；阀体的中心孔道构成主流道，阀体的侧壁内设有至少一个分流道，所述分流道包括第一流道和第二流道，在第二流道中装有单向阀芯构成所述单向阀，所述单向阀芯只允许介质从第一流道流向所述第二流道；所述第一流道的进口与阀体的主流道连通，所述第二流道的进口与第一流道连通，第二流道的出口与所述夹层连通，将所述触发活塞装在所述第一流道中构成所述触发阀；当触发活塞位于第一位置时，触发活塞封闭住第一流道的进口和/或密封住所述第二流道的进口；当触发活塞位于第二位置时，所述第一流道的进口和所述第二流道的进口均打开，液体可经第一流道流入第二流道；当触发活塞位于第一位置时...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢和平，高明忠，陈领，吴年汉，李聪，李佳南，何志强，胡云起，余波，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：