一种三弹卡式提拉关闭球阀水合物保压取样钻具，其包括设于管状件内的提升定位机构、在线检测机构和球阀机构，其中提升定位机构由上限位弹卡机构、动力弹卡机构、下限位弹卡机构三个弹卡机构组成，能实现提升、定位和传递扭矩功能，在线检测机构和球阀机构之间由岩芯管连接，可形成一个密封的腔体。该三弹卡式提拉关闭球阀水合物保压取样钻具在天然气水合物钻取过程中，实现了对天然气水合物岩芯保压密封，为陆地实验室提供天然气水合物原状样品，具有结构简单、性能可靠、能够实现岩芯原位取心的优点。取心的优点。取心的优点。
【技术实现步骤摘要】
一种三弹卡式提拉关闭球阀水合物保压取样钻具
[0001]本技术属于天然气水合物技术勘探试采领域，具体涉及一种三弹卡式提拉关闭球阀水合物保压取样钻具。
技术介绍
[0002]天然气水合物是烃类气体分子与水在高压低温环境下形成的，因为其外表似冰，可以燃烧，俗称可燃冰，以清洁、能源密度髙、能源储量大等特点成为了潜在的替代能源。
[0003]天然气水合物是在低温高压的环境中形成的，想要保持原样状态也必须是低温高压的环境，如果压力降低或温度升高都会导致天然气水合物的分解。因此，在水合物的勘探过程中必须保持低温高压的原样储存环境，这对天然气水合物的勘探开发带来巨大的挑战。
[0004]目前，对于天然气水合物的开采主要是通过钻进的方法获得岩芯样品的，在开采的过程中，保压是最为关键的，在钻具强度满足条件的前提下，钻具的密封性保证成为了当前研究的技术难题和重点。
技术实现思路
[0005]为了解决上述问题，本技术提供一种三弹卡式提拉关闭球阀水合物保压取样钻具，其在天然气水合物钻取过程中，实现了对天然气水合物岩芯保压密封，为陆地实验室提供天然气水合物原状样品。
[0006]本技术是通过以下技术方案实现的，提供一种三弹卡式提拉关闭球阀水合物保压取样钻具，其通过由上至下依次螺纹连接的外管接头、外管上部接头、变径接头、外管、外管下部接头、外钻头以及中层管形成一管状件，还包括：由上至下依次设于管状件内的提升定位机构、在线检测机构、球阀机构，所述提升定位机构包括依次设置的上限位弹卡机构、动力弹卡机构、下限位弹卡机构，所述球阀机构下方设有一球阀，所述提升定位机构通过钢丝绳拉动下限位弹卡机构内的捞矛头沿轴向移动，并带动在线检测机构内的内岩芯管和球阀内的阀体向上移动，使球阀关闭，与在线检测机构形成一个密封的腔体。
[0007]特别的，所述上限位弹卡机构包括：由上至下依次同轴设于外管接头与外管上部接头内的端盖、端口卡簧、肩盖，所述端盖剖面为T型的空心柱，所述肩盖中心位置插设一牵引轴颈，且所述端盖与肩盖一端螺纹连接后形成一用于容纳端口卡簧的空间，所述肩盖远离端盖的一端内壁向外延伸形成一容纳间隙，该容纳间隙内设有一弹卡弹簧。
[0008]特别的，所述动力弹卡机构包括：弹卡体以及依次设于弹卡弹簧另一端的弹卡挡圈、动力弹卡、弹卡接头，所述弹卡体一端外壁与外管接头内壁螺纹连接，另一端插入外管上部接头内部，所述弹卡挡圈、动力弹卡、弹卡接头均位于弹卡体内壁，其中动力弹卡在弹卡挡圈和弹卡接头的限制下镶嵌在弹卡体内，所述牵引轴颈与动力弹卡之间形成一空隙，且该牵引轴颈另一端于弹卡接头中心穿过后通过一限位销进行定位，所述弹卡接头远离动力弹卡的一端外壁连接一弹卡下接头。
[0009]特别的，所述所述下限位弹卡机构包括：朝向外管接头侧的打捞架、捞矛头、弹卡室、张簧、下限位弹卡、回收管、弹卡架，所述弹卡室设于外管内，其一端与弹卡下接头外壁螺纹连接、另一端与中层管连接，所述回收管一端插设于弹卡室内，所述打捞架与捞矛头连接为一体，所述捞矛头通过销钉一与回收管连接，所述张簧设于捞矛头远离打捞架的一侧，所述下限位弹卡共两组，与张簧通过销钉二固定在弹卡架上，所述下限位弹卡相对内管位置固定，在张簧的作用下处于张开状态，镶嵌在回收管和弹卡室内，所述弹卡架另一端通过销钉三连接一活塞杆，该活塞杆与在线检测机构铰接在一起。
[0010]特别的，所述在线检测机构设于中层管内部，其包括：两组气体快速测试接头、单向球阀、内岩芯管，所述气体快速测试接头远离活塞杆的一端侧壁径向开设有排气孔，所述单向球阀设于气体快速测试接头远离活塞杆的一端，所述气体快速测试接头一端与活塞杆连接为一体、另一端与内岩芯管连接，该内岩芯管内设有第一空心通道，该第一空心通道连接至单向球阀，在采取岩芯的过程中起到排气的作用，所述内岩芯管通过中层管下部接头与球阀机构连接。
[0011]特别的，所述内岩芯管内设有第二空心通道，所述气体快速测试接头上径向开设有测压锥阀孔、原位取样孔，所述测压锥阀孔内设有锥阀，所述第二空心通道与测压锥阀孔连通。
[0012]特别的，所述球阀机构还包括：两个O型密封圈、岩芯捞取器壳体、内钻头，所述O型密封圈设于内岩芯管与球阀的接触位置，所述岩芯捞取器壳体设于球阀远离内岩芯管的一侧，所述内钻头设于岩芯捞取器壳体另一端，该内钻头端部于外钻头中心伸出。
[0013]特别的，所述球阀包括：接头体、阀体、阀座、工作球、齿轮，所述接头体一端与内岩芯管螺纹连接，另一端与岩芯捞取器壳体螺纹连接，所述工作球设于阀体内，所述阀座对称设于工作球的两端，所述齿轮向工作球侧延伸出一阀杆，该阀杆设于工作球上，所述中层管下部接头上设有与齿轮相啮合的齿条。
[0014]本技术提供一种三弹卡式提拉关闭球阀水合物保压取样钻具，其在天然气水合物钻取过程中，实现了对天然气水合物岩芯保压密封，为陆地实验室提供天然气水合物原状样品，执行机构更为可靠，工作状态更为流畅，操作简便，可广泛应用于天然气水合物勘探开发领域，具有结构简单、性能可靠、能够实现岩芯原位取心等优点。
【附图说明】
[0015]图1为本技术一种三弹卡式提拉关闭球阀水合物保压取样钻具的剖面图；
[0016]图2为本技术一种三弹卡式提拉关闭球阀水合物保压取样钻具中上限位弹卡机构的剖面放大图；
[0017]图3为本技术一种三弹卡式提拉关闭球阀水合物保压取样钻具中下限位弹卡机构的剖面放大图；
[0018]图4为本技术一种三弹卡式提拉关闭球阀水合物保压取样钻具中在线检测机构的剖面放大图；
[0019]图5为本技术一种三弹卡式提拉关闭球阀水合物保压取样钻具中球阀机构的剖面放大图；
[0020]图6为本技术一种三弹卡式提拉关闭球阀水合物保压取样钻具中球阀的剖面
放大图；
[0021]图7为本技术一种三弹卡式提拉关闭球阀水合物保压取样钻具中球阀的另一截面放大图。
【具体实施方式】
[0022]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本技术进一步详细说明，需要说明的是，本技术使用的“上”、“下”等指示方位或位置关系均是基于图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，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专利技术的限制。
[0023]请参阅图1
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图7，本技术提供一种三弹卡式提拉关闭球阀水合物保压取样钻具，包括：由上至下依次螺纹连接的外管接头1、外管上部接头10、变径接头14、外管31、外管下部接头33、外钻头42以及中层管26形成的管状件，还包括：由上至下依次设置管状件内的提升定位机构A、在线检测机构B、球阀机构C，所述提升定位机构A包括依次设置的上限位弹卡机构D、动力弹卡机构E、下限位弹卡机构F，所述球阀机构C下方设有一球阀G，所述提升定位机构A通过钢丝绳拉动下本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种三弹卡式提拉关闭球阀水合物保压取样钻具，其通过由上至下依次螺纹连接的外管接头(1)、外管上部接头(10)、变径接头(14)、外管(31)、外管下部接头(33)、外钻头(42)以及中层管(26)形成一管状件，其特征在于，还包括：由上至下依次设于管状件内的提升定位机构(A)、在线检测机构(B)、球阀机构(C)，所述提升定位机构(A)包括依次设置的上限位弹卡机构(D)、动力弹卡机构(E)、下限位弹卡机构(F)，所述球阀机构(C)下方设有一球阀(G)，所述提升定位机构(A)通过钢丝绳拉动下限位弹卡机构(F)内的捞矛头(16)沿轴向移动，并带动在线检测机构(B)内的内岩芯管(32)和球阀(G)内的阀体(37)向上移动，使球阀(G)关闭，与在线检测机构(B)形成一个密封的腔体。2.根据权利要求1所述的一种三弹卡式提拉关闭球阀水合物保压取样钻具，其特征在于，所述上限位弹卡机构(D)包括：由上至下依次同轴设于外管接头(1)与外管上部接头(10)内的端盖(3)、端口卡簧(4)、肩盖(5)，所述端盖(3)剖面为T型的空心柱，所述肩盖(5)中心位置插设一牵引轴颈(2)，且所述端盖(3)与肩盖(5)一端螺纹连接后形成一用于容纳端口卡簧(4)的空间，所述肩盖(5)远离端盖(3)的一端内壁向外延伸形成一容纳间隙，该容纳间隙内设有一弹卡弹簧(6)。3.根据权利要求2所述的一种三弹卡式提拉关闭球阀水合物保压取样钻具，其特征在于，所述动力弹卡机构(E)包括：弹卡体(7)以及依次设于弹卡弹簧(6)另一端的弹卡挡圈(8)、动力弹卡(9)、弹卡接头(11)，所述弹卡体(7)一端外壁与外管接头(1)内壁螺纹连接，另一端插入外管上部接头(10)内部，所述弹卡挡圈(8)、动力弹卡(9)、弹卡接头(11)均位于弹卡体(7)内壁，其中动力弹卡(9)在弹卡挡圈(8)和弹卡接头(11)的限制下镶嵌在弹卡体(7)内，所述牵引轴颈(2)与动力弹卡(9)之间形成一空隙，且该牵引轴颈(2)另一端于弹卡接头(11)中心穿过后通过一限位销(12)进行定位，所述弹卡接头(11)远离动力弹卡(9)的一端外壁连接一弹卡下接头(13)。4.根据权利要求3所述的一种三弹卡式提拉关闭球阀水合物保压取样钻具，其特征在于，所述所述下限位弹卡机构(F)包括：朝向外管接头(1)侧的打捞架(15)、捞矛头(16)、弹卡室(18)、张簧(19)、下限位弹卡(20)、回收管(21)、弹卡架(23)，所述弹卡室(18)设于外管(31)内，其一端与弹卡下接头(13)外壁螺纹连接、另一端与中层管(26)连接，所述回收管(21)一端插设于弹卡室(18)内，所述打捞架(15...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢春华，黄柳松，赵慧斌，王子航，张峰瑜，张鹏，朱志浩，苏董超，陈宇湘，陈智龙，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：新型
国别省市：
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