用于沉积物地层无干扰均速绳索钻探取样装置及取样方法

技术领域

本发明涉及沉积物地层无干扰均速绳索钻探取样领域，具体为一种用于沉积物地层无干扰均速绳索钻探取样装置及取样方法。

背景技术

海洋沉积物地层虽然还没成岩，但里面赋存丰富的资源，如天然气水合物、海底锰结核、海底金属软泥等。而且在建设海底构筑物前，对海底沉积层物理特性也要有深入调查，所以需要对海底沉积物进行必要的取样，尽量保持其原位特性。但现在的深海钻探取样方法，一般以钻探船为载体，采用旋转取样方式，这样取得的岩样，由于船体浮动和工具旋转，破坏了样品的很多特性，所以需要一种以钻探船为载体，可进行快速提取，对沉积物地层干扰很小的钻探取样方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种用于沉积物地层无干扰均速绳索钻探取样装置。

其技术方案如下：

一种用于沉积物地层无干扰均速绳索钻探取样装置，包括钻探船、井架、绳索绞车、控压恒流系统、钻杆、无干扰均速绳索钻探取样工具、钻头等。无干扰均速绳索钻探取样工具包括外筒、打捞矛头、拉杆、锁定装置、密封接头、外密封、内密封、排水接头、取样管、衬管、钻头、钻鞋、底密封、密封塞。

钻探船配备井架、绳索绞车、控压恒流系统，外筒通过外筒连接扣与钻杆连接，下部连接钻头，先旋转钻杆带动钻头钻进到沉积物地层取样层位，开始取样。无干扰均速绳索钻探取样工具由绳索绞车的绳索从钻杆内部下放到外筒抬肩，开启控压恒流系统，钻井液以恒定的流量驱动无干扰均速绳索钻探取样工具下压进行取样。取样工具在钻井液压力作用下，首先锁定装置解锁，外密封和内密封使工具在外筒中形成活塞，活塞沿着拉杆匀速下压，底密封上部腔内液体同时从排水孔排出，取样管和衬管在活塞作用下匀速伸出钻头中心孔，直到密封塞限位，完成取样。然后钻探船上的绳索绞车控制绳索下入，抓住无干扰均速绳索钻探取样工具的打捞矛头，上提工具，取样管和衬管包裹的样品由于密封塞上移，在样品上部形成低压，抽吸样品防止样品掉出取样管。最终无干扰均速绳索钻探取样工具提出井口，完成取样作业。

本发明的有益效果是：

即采用钻探船为载体，由控压恒流系统提供恒定流量的钻井液，驱动采用绳索方式经钻杆下入的取样工具匀速下压进行取样，取样结束后，绳索打捞工具出井筒完成取样，可进行快速提取，对沉积物地层干扰很小。

附图说明

图1一种用于沉积物地层无干扰均速绳索钻探取样装置示意图

1.钻探船2.井架3.绳索绞车4.控压恒流系统5.绳索6.钻杆7.无干扰均速绳索钻探取样工具8.沉积物地层9. 海水

图2无干扰均速绳索钻探取样工具示意图

10.外筒连接扣11.外筒12.打捞矛头13.拉杆14.锁定装置15.密封接头16.外密封17.内密封18.排水接头19.取样管20.衬管21.钻头22.钻鞋23.底密封24.密封塞101.排水孔。

具体实施方式

请参阅图1和2，一种用于沉积物地层无干扰均速绳索钻探取样装置，包括钻探船（1）、井架（2）、绳索绞车（3）、控压恒流系统（4）、绳索（5）、钻杆（6）、无干扰均速绳索钻探取样工具（7）、沉积物地层（8）、海水（9），无干扰均速绳索钻探取样工具（7）包括外筒连接扣（10）、外筒（11）、打捞矛头（12）、拉杆（13）、锁定装置（14）、密封接头（15）、外密封（16）、内密封（17）、排水接头（18）、取样管（19）、衬管（20）、钻头（21）、钻鞋（22）、底密封（23）、密封塞（24）、排水孔（101）。

钻探船1配备井架2、绳索绞车3、控压恒流系统4，外筒11通过外筒连接扣10与钻杆6连接，下部连接钻头22，先旋转钻杆6带动钻头22钻进到沉积物地层8取样层位，开始取样。无干扰均速绳索钻探取样工具7由绳索绞车3的绳索5从钻杆6内部下放到外筒11抬肩，开启控压恒流系统4，钻井液以恒定的流量驱动无干扰均速绳索钻探取样工具7下压进行取样。取样工具在钻井液压力作用下，首先锁定装置14解锁，外密封16和内密封17使工具在外筒11中形成活塞，活塞沿着拉杆13匀速下压，底密封23上部腔内液体同时从排水孔101排出，取样管19和衬管20在活塞作用下匀速伸出钻头22中心孔，直到密封塞24限位，完成取样。然后钻探船1上的绳索绞车3控制绳索5下入，抓住无干扰均速绳索钻探取样工具7的打捞矛头12，上提工具，取样管19和衬管20包裹的样品由于密封塞24上移，在样品上部形成低压，抽吸样品防止样品掉出取样管19。最终无干扰均速绳索钻探取样工具7提出井口，完成取样作业。