CN102052478A - 紧凑型内置高压取样球阀 - Google Patents

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赵宏宇
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Abstract

本发明公开了一种紧凑型内置高压取样球阀，其特征是：设置有阀体，阀体内有阀座和钢球，钢球内有通孔；在钢球两端固连有齿轮轴；齿轮轴上的齿轮和齿条啮合。本发明的效果在于：本发明利用特殊的硬密封结构紧凑型内置高压球阀设计，在3000米海水下能使海底原位气密样芯采样设备具有良好的密封特性，在抽取样本时可以进行密封操作，实现了原位气密样芯的无污染、无泄漏采集，保证了从海底取回的样本在实验室试验时需要的原始状态和信息，从而获得真实满意的试验结果。

Description

紧凑型内置高压取样球阀
技术领域
本发明涉及一种球阀，尤其适用于海底原位钻探取样设备中，属于海底天然气水合物和海洋油气调查样本的钻探采集装置的设计制造技术领域。
背景技术
海底沉积物、岩心的原位采集及现场分析技术，可快速探测样品中CH4、H2S等气体和Cl-、SO42-等离子的异常及其分布特征，为天然气水合物和油气资源探查提供快速、高效的地球化学证据。但现有的海洋沉积物采集技术主要是用重力活塞采集沉积物之后，再在实验室通过压榨、离心和真空过滤抽提等一些手段进行孔隙水的提取，但是由于从海底到实验室的过程中，压力在不断变化，会导致孔隙水中的溶解气体逃逸或者消失，因此不能准确反映孔隙水的原始成分和信息，并且不能实现岩心的原位采集。通过国内技术人员的不断努力，现已经成功研制出海底沉积物、岩心的原位采集沉积物、岩心样品，并能够保压保气的采样设备，本专利的发明目的主要是解决这一原位气密沉积物、岩心采样设备中取样阀的难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种可靠耐用的紧凑型内置高压取样球阀以弥补现有技术之不足。
实现本发明的技术方案：紧凑型内置高压取样球阀，其特征是：设置有阀体，阀体内有阀座和钢球，钢球内有通孔；在钢球两端固连有齿轮轴；齿轮轴上的齿轮和齿条啮合。
本发明的有益效果在于：本发明利用特殊的硬密封结构紧凑型内置高压球阀设计，在3000米海水下能使海底原位气密样芯采样设备具有良好的密封特性，在抽取样本时可以进行密封操作，实现了原位气密样芯的无污染、无泄漏采集，保证了从海底取回的样本在实验室试验时需要的原始状态和信息，从而获得真实满意的试验结果；同时紧凑型内置高压取样球阀还设置了两处紧凑型齿轮、齿条驱动方式并装入钻套内，可以在钻井液压差控制下，准确高效地进行阀的关闭。本发明可应用于海底天然气水合物和海洋油气资源等的调查与开采及水下环境监测等，已可用于陆地油气资源和天然气水合物等的调查与开采及地下环境监测等，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合附图，通过具体实施例，对本发明做进一步的说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的B-B剖面视图；
图3是立体结构示意图。
实施例：
使用时，将阀体1的螺纹连接在原位钻探密封采样设备保压取芯管上，在不锈钢弹簧2作用下将硬密封阀座3压在钢球4上，将装有本球阀的原位钻探密封采样设备保压取芯管装入接在海底原位钻探设备钻套内，使紧凑型内置高压取样球阀为打开状态(通孔5轴向和阀体1轴向一致)；然后将海底原位钻探密封采样设备插入海底钻井内，钻到3000米海水下取样层使海底原位气密样芯通过本球阀的通孔5进入采样储样室，后收集样芯装满后，关闭紧凑型内置高压取样球阀的阀门，取出海底原位气密样芯采样设备，这样就完成了一次海底原位气密样芯的无污染采集。
本球阀的具体关闭步骤为：样芯进入到足够程度后，外设的拨断装置将样芯拨断，并使样芯的末端位于钢球4之上(以确保钢球4可以自由转动)，就在海底原位置，海面之上增大采样设备的钻井液的压力，这个压力驱动齿条5移动，齿条5移动后带动与之啮合的齿轮6转动，齿轮轴7同步转动，最后导致钢球4转动，通孔5处于横向位置，使整个阀体封闭，处于保水保压状态。(齿条5和齿轮6的参数预先设计好，以确保齿条5运动到止点后本球阀能完全关闭)。
将整个封闭的取芯管及本球阀提出海面，可以送到任何地点取出化验，其内的压力始终保持，所以样品的分析结果是最科学和客观的。
密封圈8起到密封作用。

Claims (1)

1.紧凑型内置高压取样球阀，其特征是：设置有阀体，阀体内有阀座和钢球，钢球内有通孔；在钢球两端固连有齿轮轴；齿轮轴上的齿轮和齿条啮合。
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