CN102943642B - 不提钻孔底冷冻绳索取心钻具及取心方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不提钻孔底冷冻绳索取心钻具及取心方法。由打捞器、内管总成和外管总成构成，通过将液氮置于打捞器的液氮腔内，当回次终了时向外管内投入打捞器，通过打捞器与内管总成的连接将液氮注入冷冻腔内，通过液氮吸热气化实现对水合物岩心的冷冻。避免了钻进过程中液氮因散热和震动等原因而气化，提高了液氮的冷冻效率。本发明在内管总成上安装小钻头，通过大钻头带动小钻头共同钻进，获得所需的岩心尺寸，不用从孔内整体提出钻柱，实现不提钻连续钻进取心。取样时卸下小钻头和卡簧座，将半合管连同岩心从岩心管内抽出，岩心样品用液氮储存罐或高压容器保存。

Description

不提钻孔底冷冻绳索取心钻具及取心方法

技术领域

本发明涉及一种钻探机具，尤其适用于陆地永冻层天然气水合物取心钻具及取心方法。

背景技术

随着现代工业对能源需求的日益增长，石油、煤和天然气等常规能源已无法满足需求，天然气水合物以其丰富的资源量，已成为世界公认的可以在将来成为石油、煤和天然气等常规能源的替代能源。

天然气水合物形成并赋存在高压低温的环境下。根据天然气水合物稳压特性曲线，如果温度或者压力条件变化超过平衡条件，就会导致天然气水合物分解。目前国内外的天然气水合物取样器主要由两种设计思路：一种是孔底保压取样器，一种是孔底冷冻取样器。孔底保压取样器的设计思路是当水合物岩心进入保压岩心室后，通过球阀关闭岩心管底部使岩心保持初始压力，并利用压力补偿装置控制压力，以维持岩心压力在提离孔底的整个过程中保持不变，提到地表后再进行冷冻保存。孔内岩心的保温方法主要是采用保温材料实现被动式保温方法。这种思路对于球阀的强度和密封性要求特别高，一旦球阀密封性下降，就会导致水合物分解，取心失败。孔底冷冻取样器的设计思路是将液氮保存在内管总成的液氮腔内，当钻进回次完成，岩心充满岩心管后，通过打开液氮保存腔的活塞，使液氮注入到岩心管的冷冻腔内冷冻岩心，抑制水合物的分解。这种思路是将液氮保存在内管总成内，其缺点是液氮有可能在钻具钻进过程中就由于钻具震动和散热等原因而气化，不能实现液氮的充分利用而导致取心失败。

另外无论是孔底保压取样器还是孔底冷冻取样器都是在到达水合物储层前使用普通的取样器而在到达水合物储层后再更换取样器，由于岩心管增加了冷冻腔体导致岩心管所能容纳的岩心尺寸变小，所以这时就要提钻，提出孔内全部钻杆，更换钻头以减小岩心尺寸，然而这样会浪费工时。

发明内容

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种通过结构的改变使在更换内管总成后不必提钻就可继续钻进的不提钻孔底冷冻绳索取心钻具；

本发明的目的是提供一种不提钻孔底冷冻绳索取心方法

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

采用液氮为冷冻剂，通过液氮气化吸热的方式在孔底冷冻岩心，抑制天然气水合物的分解。并通过在内管总成上安装小钻具实现在更换内管总成后不必提钻，同时提高钻进效率。

不提钻孔底冷冻绳索取心钻具包括打捞器、内管总成和外管总成三部分。

打捞器包括：钢绳套管1与连接轴2通过螺纹连接，圆螺母3通过螺纹与连接轴连接，轴承座4与连接轴2之间的配合为间隙配合，连接轴2与轴承座4之间的单动是通过轴承6实现的，轴承座4与接手5通过螺纹连接，轴承6通过轴承座4与轴套6夹持固定，轴套7由圆螺母9固定，圆螺母9与连接轴2通过螺纹连接，止动垫圈8固定圆螺母9防止圆螺母9松动，接手5与液氮腔体上接手13通过螺栓10连接，液氮腔堵头11通过螺纹与液氮进口管12连接，液氮进口管12焊接在液氮腔体上接手13上，液氮腔体上接手13与液氮腔体管14通过螺纹连接，液氮腔体管14通过螺纹与液氮腔体下接手15连接，液氮腔体下接手15与挡环a 16通过螺纹连接，堵头a 17由挡环a 16固定，堵头a 17上设有四个液氮注入孔，弹簧a 18下端由堵头a17支撑，上端由阀芯19支撑，阀芯19预压安装在液氮腔体下接手15上，其下端由弹簧a 18支撑，上端由液氮腔体下接手15支撑，弹簧座20通过螺纹与液氮腔体下接手15连接，钢球堵头23与弹簧座20通过螺纹连接，弹簧b 21上端由弹簧座20支撑，其下端由小钢球22支撑，小钢球22上端由弹簧b 21支撑，其下端由钢球堵头23支撑。

内管总成包括：阀体24通过螺纹与内接手34连接，弹簧c 25上端由冲击阀芯28支撑，其下端由堵头b26支撑，堵头b 26由挡环b 27固定，挡环b 27与阀体24通过螺纹连接，冲击阀芯28由弹簧25预压紧在阀体24上，其下端由弹簧c 25支撑，保温套29上端与挡环b 27静接触，其下端与轴承座35静接触，钢球套筒30通过螺纹与内接手34连接，钢球31压入外管53的环形沟槽内，由六件钢球共两处组成双钢球定位结构，使内管总成处于悬挂状态，钢球31上端由钢球套筒30支撑，其下端由弹簧d32支撑，弹簧d 32上端由钢球支撑，其下端由弹簧座33支撑，弹簧座33通过螺纹与钢球套筒30连接，内接手34与轴承座35通过螺纹连接，轴承座35通过螺纹与空心轴43连接，密封圈36由内接手37和轴承座35加紧，确保无杂质进入到轴承内，轴承座35与接手37之间的单动是有轴承39实现的，接手37与内接手44通过螺纹连接，轴承39由接手37和套筒40固定，套筒40由圆螺母42压紧，止动垫圈41防止圆螺母42松动，空心轴43与内接手44之间是间隙配合，密封圈45由空心轴43与内接手44压紧，保证液氮通道的密封性，阀体46通过螺纹与内接手44连接，弹簧座47与阀体46通过螺纹连接，弹簧48上端由小钢球49支撑，其下端由弹簧座47支撑，小钢球49预压安装在阀体46上，其下端由弹簧48支撑，弹簧50下端由内接手44支撑，其上端由止逆球阀51支撑，止逆球阀51预压安装在止逆阀座52上，其下端由弹簧e 50支撑，岩心管54与内接手44通过螺纹连接，内接手55通过螺纹与岩心管54连接，内接手55与卡簧座59通过螺纹连接，挡环c 56与小钻头61通过螺纹连接，卡簧座59与半合管64通过螺纹连接，半合管64同堵头52之间为静接触，小钻头61与卡簧座59之间的单动是通过轴承57实现的，小钻头61由大钻头63带动回转，小钻头61与大钻头63配合处为外六方结构，大钻头63与小钻头61配合处为内六方结构，卡簧座59不回转，轴承57由卡簧座59和挡环56固定,卡簧60坐于卡簧座59下部锥形内壁。

外管总成包括：外管53通过螺纹与扩孔器58连接，扩孔器58与外接手62通过螺纹连接，外接手62通过螺纹与大钻头63连接。

不提钻孔底冷冻绳索取心方法，包括以下步骤：

a、当钻进到达水合物储层前，把非水合物取心器的内管总成取出，直接将不提钻孔底冷冻绳索取心钻具的内管总成通过钻杆送入孔内，到达孔底之后小钻头61由大钻头63带动共同开始钻进；在钻进过程中大钻头63与小钻头61共同钻进所取岩心的尺寸由小钻头61的取心直径所决定；

b、组装打捞器，通过液氮进口管12向由液氮腔体上接手13、液氮腔体管14、液氮腔体下接手15组成的液氮腔体内注入占腔体容积80-90%的液氮，旋紧液氮腔堵头11，确保液氮不会溢出，回次结束，岩心充满岩心管，停泵，提动钻杆，使取样器提离孔底1m的距离；

c、投入打捞器，打捞器的下端与内管总成的上端碰撞，钢球22由于弹簧21的预紧作用压紧在内接手34的环形凹槽内，阀芯19由冲击阀芯28顶开，液氮经由阀芯19和冲击阀芯28碰撞作用而形成的空隙空间进入内管总成，再通过内接手34、轴承座35、空心轴43、内接手44的空心通道注入到岩心管54的环腔内，通过液氮的气化吸热作用，实现对岩心管内的水合物岩心的冷冻；

d、在孔底冷冻5-10分钟后，将取样器内管总成提出至地表；卸下小钻头61和卡簧座59，将半合管64连同岩心从岩心管54内抽出。

e、将半合管64两端用胶塞密封，岩心样品连同半合管64用液氮储存罐或者高压容器保存。

有益效果：本发明将液氮置于打捞器内，当回次结束后将打捞器投入孔内钻杆内，通过打捞器与内管总成的碰撞接触后形成的通道空间将液氮注入到岩心管的冷冻腔内，避免了因液氮在内管总成内由于钻具的震动和散热而气化的缺点，提高了液氮的利用率，进而使水合物岩心的冷冻效果得到了加强。同时在内管总成下端安装小钻头，由大钻头带动小钻头共同回转钻进，实现了在更换了孔底冷冻钻具的内管总成后，不用从孔内整体提出钻柱，再更换大钻头，节省了工时，可以实现不提钻连续钻进取心。同时双钻头共同钻进提高了钻进效率。将绳索取心与孔底冷冻结合，实现不提钻快速取心；钻进时内管总成不回转，因而在较大程度上避免了因钻具回转产生的机械力对水合物岩心的破坏，更有效地提高了岩心采取率、完整度和代表性，并采用半合管式快速地表取样，可快速在地表获得岩心。

附图说明

图1为不提钻孔底冷冻绳索取心钻具结构图；

图1a的右端连接图1b的左端，图1b的右端连接图1c的左端。

图2为附图1中a图A—A截面俯视图

图3为附图1中b图B—B截面俯视图

图4为附图1中c图C—C截面俯视图

图5为附图1中c图D—D截面俯视图

1钢绳套管，2连接轴，3圆螺母，4轴承座，5接手，6轴承，7轴套，8止动垫圈，9圆螺母，10螺栓，11液氮腔堵头，12液氮进口管，13液氮腔体上接手，14液氮腔体管，15液氮腔体下接手，16挡环a，17堵头a，18弹簧a，19阀芯，20弹簧座，21弹簧b，22小钢球，23钢球堵头，24阀体，25弹簧c，26堵头b，27挡环b，28冲击阀芯，29保温套，30钢球套筒，31钢球，32弹簧d，33弹簧座，34内接手，35轴承座，36密封圈，37接手，38端接，39轴承，40套筒，41止动垫圈，42圆螺母，43空心轴，44内接手，45密封圈，46阀体，47弹簧座，48弹簧，49小钢球，50弹簧e，51止逆球阀，52止逆阀座，53外管，54岩心管，55端盖，56挡环c，57轴承，58扩孔器，59卡簧座，60卡簧，61小钻头，62外接手，63大钻头，64半合管。

具体实施方式

下面结合附图和实例作进一步的详细说明：

附图1中a图的右端连接b图的左端， 图b的右端连接c图的左端构成不提钻孔底冷冻绳索取心钻具整体结构图。

实施例

该钻具由三部分组成，分别为打捞器、内管总成、外管总成，在钻进时先采用普通的取心钻具进行钻进，达到水合物储层前将钻具的内管总成取出，投入不提钻孔底冷冻绳索取心钻具的内管总成，由内管总成上的小钻头61与外管总成的大钻头63共同钻进获取水合物岩心；回次终了后投入不提钻孔底冷冻绳索取心钻具的打捞器，将打捞器内的液氮注入到岩心管内冷冻岩心，然后用打捞器将内管总成打捞至地表获取水合物岩心。

本发明中冷冻水合物岩心所用的液氮保存在打捞器中，当回次终了后再投入孔内与内管总成连接实现液氮的注入，在组装打捞器时将钢绳穿过钢绳套管1的内孔，然后将钢绳打成死结，然后将钢绳套管1通过螺纹与连接轴2连接，再通过圆螺母3实现对钢绳套管1的定位防松，连接轴2与轴承座4之间为间隙配合，轴承座4与轴套7将轴承6固定 ，圆螺母9通过螺纹与连接轴2连接，并对轴套7进行固定，止动垫圈8防止圆螺母9松动，轴承座4与接手5通过螺纹连接为一个整体，使轴承座4由于与接手5相连接的其它零件的重力作用而压紧在轴承6上，接手5与液氮腔体上接手13通过4个螺栓10连接。

液氮进口管12与液氮腔体上接手13焊接为一个整体，通过液氮进口管12将液氮注入由液氮腔体上接手13、液氮腔体管14、液氮腔体下接手15三个零件组成的液氮腔内，当注入的液氮约占液氮腔体体积80-90%后，停止注入，用液氮腔堵头11通过螺纹与液氮进口管12连接，防止液氮溢出，并且液氮腔堵头11上开有小孔，使在腔内气化产生的氮气排出，挡环a 16与液氮腔体下接手15通过螺纹连接，同时将堵头a17固定在液氮腔体下接手15内孔的卡座上，堵头a 17上开有四个孔作为液氮的注入通道，阀芯19由弹簧a 18预压紧在液氮腔体下接手15的内孔座上，使液氮腔内的液氮不能溢出。

液氮腔体下接手15上连接有4副由弹簧座20、弹簧b 21、小钢球22、钢球堵头23组成的钢球定位夹紧机构，钢球22由弹簧b 21压紧在堵头23上，在地表进行装配时要设置弹簧b 21的预紧压力，当打捞器与内管总成接触后，钢球22拥有足够的压力压紧在内接手34的环状槽内，从而实现打捞器与内管总成的连接。在连接后内管总成中的冲击阀芯28顶开阀芯19使液氮的注入通道打开液氮进入内管总成。

内管总成主要包括定位悬挂机构、单动机构、冷冻机构、钻进机构四部分组成，其工作过程为：阀体24与内接手34通过螺纹连接为一个整体，冲击阀芯28由弹簧c 25预压紧在阀体24上，弹簧c 25拥有一定的预紧压力，能够在打捞器与内管总成连接后拥有足够的压力打开液氮通道,堵头26由挡环27压紧在阀体24的内孔座上，堵头26上开有四个孔作为液氮的通道，当冲击阀芯28与阀芯19相互作用后液氮通道打开，液氮经堵头26b和挡环b 27的内孔进入保温套29，保温套29能在液氮经过时不因温度变化而气化，在地表装配时先将保温套29装入内接手34的内孔内，然后将已装配好的由阀体24、弹簧c 25、堵头b 26、挡环b 27、冲击阀芯28组成的冲击阀与内接手34通过螺纹连接，保温套29与挡环27为静接触。

钢球套筒30、钢球31、弹簧d 32、弹簧座33、内接手34共同组成钢球定位系统，在地表装配时实现计算好弹簧d 32的预紧压力，以便钢球拥有足够的压力起到定位的作用，先将钢球31和弹簧d 32装入钢球套筒30中，将堵头33通过螺纹与钢球套筒30连接，再将钢球套筒30通过螺纹与内接手34连接，在外管53开有两道环状槽，当内管总成到达相应位置后，钢球31顶在外管53的环状槽内实现悬挂定位，钢球定位机构共六副确保足够的压力以实现定位。

保温套29与轴承座35的内孔座为静接触，轴承座35与内接手34通过螺纹连接，轴承座35、密封圈36、接手37、轴承39、套筒40、圆螺母42组成单动结构，轴承39由轴承座35和接手37固定，密封圈36由轴承座35和接手37压紧，保证由接手37与轴承座35形成的轴承装配腔的密封性，确保无杂质进入轴承内，影响轴承工作，轴承39由接手37和套筒40固定，套筒40由圆螺母42紧固，止动垫圈41防止圆螺母42松动，在钻进时内接手34带动轴承座35，轴承座35带动空心轴43转动，空心轴43与内接手44为间隙配合，接手37通过螺纹与内接手44连接，接手37与内接手44不转动，实现了单动，密封圈45由空心轴43与内接手44压紧保证液氮通道的密封性。

液氮通过空心轴43进入内接手44内，经过内接手44上的四个液氮注入口进入岩心管54的冷冻腔内，为增强岩心管54的导热性，其材料采用黄铜材料，其结构中有真空腔，用于对冷冻腔进行保温，避免钻进过程中产生的热量使冷冻腔内的液氮气化降低冷冻效率，止逆阀球51与止逆阀座52安装在内接手44的螺纹孔内，阀体46、弹簧座47、弹簧48、小钢球49组成排气阀，在冷冻过程中，液氮吸热气化体积膨胀，当压力达到弹簧48的预紧压力时氮气从内接手44的排气口经由排气阀排入外管与内管总成的间隙内。

阀体46通过螺纹与内接手44连接，弹簧座47与阀体46通过螺纹连接，弹簧48上端由小钢球49支撑，其下端由弹簧座47支撑，小钢球49预压安装在阀体46上，其下端由弹簧48支撑，弹簧50下端由内接手44支撑，其上端由止逆球阀51支撑，止逆球阀51预压安装在止逆阀座52上，其下端由弹簧e 50支撑，岩心管54与内接手44通过螺纹连接，内接手55通过螺纹与岩心管54连接，内接手55与卡簧座59通过螺纹连接，挡环c 56与小钻头61通过螺纹连接，卡簧座59与半合管64通过螺纹连接，半合管64同堵头52之间为静接触，小钻头61与卡簧座59之间的单动是通过轴承57实现的。

为实现在地表快速获取岩心，设置半合管64。在取样器提取地表后，卸下卡簧座59后即可将半合管64连同岩心样品一并从岩心管54内快速抽出，从而减少水合物岩心的地表处理停留时间，进一步提高岩心保真程度。

端盖55、挡环56、轴承57、卡簧座59、小钻头61组成单动机构，岩心管54与端盖55通过螺纹连接，端盖55通过螺纹与卡簧座59连接，挡环56与小钻头61通过螺纹连接，轴承57由挡环56和卡簧座59固定，钻进时大钻头63带动小钻头61转动钻进，卡簧座59不转动，实现了小钻头相对于内管总成的单动，小钻头61与大钻头63通过六方连接，装配时先将轴承57套在卡簧座59，上再将卡簧座59连同轴承57放入小钻头61的内孔内，然后将挡环装在56与小钻头61的内螺纹孔内，最后通过螺纹将卡簧座59与岩心管55和半合管64连接，在设计小钻头61内孔的尺寸时，要使卡簧座59与小钻头61内孔之间留有2—3mm间隙。

外管总成包括：外管53通过螺纹与扩孔器58连接，扩孔器58与外接手62通过螺纹连接，外接手62通过螺纹与大钻头63连接，大钻头63与小钻头61连接处为内六方，小钻头61为外六方，大钻头63带动小钻头61共同钻进。

达到水合物储层前，将先前非水合物钻具的内管总成提出，投入本发明的内管总成，本发明的内管总成带有小钻头61，其所钻取岩心的尺寸符合增加了冷冻腔的岩心管的尺寸要求，因此不用因需要更换大钻头而提出孔内全部钻杆，可实现连续钻进。

不提钻孔底冷冻绳索取心方法，包括以下步骤：

a、当钻进到达水合物储层前，把非水合物取心器的内管总成取出，直接将不提钻孔底冷冻绳索取心钻具的内管总成通过钻杆送入孔内，到达孔底之后小钻头61由大钻头63带动共同开始钻进；在钻进过程中大钻头63与小钻头61共同钻进所取岩心的尺寸由小钻头61的取心直径所决定；

b、组装打捞器，通过液氮进口管12向由液氮腔体上接手13、液氮腔体管14、液氮腔体下接手15组成的液氮腔体内注入占腔体容积80-90%的液氮，旋紧液氮腔堵头11，确保液氮不会溢出，回次结束，岩心充满岩心管，停泵，提动钻杆，使取样器提离孔底1m的距离；

c、投入打捞器，打捞器的下端与内管总成的上端碰撞，钢球22由于弹簧21的预紧作用压紧在内接手34的环形凹槽内，阀芯19由冲击阀芯28顶开，液氮经由阀芯19和冲击阀芯28碰撞作用而形成的空隙空间进入内管总成，再通过内接手34、轴承座35、空心轴43、内接手44的空心通道注入到岩心管54的环腔内，通过液氮的气化吸热作用，实现对岩心管内的水合物岩心的冷冻；

d、在孔底冷冻10分钟后，将取样器内管总成提出至地表；卸下小钻头61和卡簧座59，将半合管64连同岩心从岩心管54内抽出。

e、将半合管64两端用胶塞密封，岩心样品连同半合管64用液氮储存罐或者高压容器保存。

Claims (5)

1.一种不提钻孔底冷冻绳索取心钻具，包括打捞器、内管总成和外管总成，其特征在于：

打捞器是由钢绳套管(1)通过螺纹与连接轴(2)连接，圆螺母(3)通过螺纹与连接轴连接，轴承座(4)与连接轴(2)之间为间隙配合，连接轴(2)轴承座(4)间的单动是通过轴承(6)实现的，轴承座(4)与接手(5)通过螺纹连接，轴承(6)通过轴承座(4)与轴套(7)夹持固定，轴套(7)由圆螺母(9)固定，圆螺母(9)与连接轴(2)通过螺纹连接，止动垫圈(8)固定圆螺母(9)防止圆螺母(9)松动，接手(5)与液氮腔体上接手(13)通过螺栓(10)连接，液氮腔堵头(11)通过螺纹与液氮进口管(12)连接，液氮进口管(12)焊接在液氮腔体上接手(13)上，液氮腔体上接手(13)与液氮腔体管(14)通过螺纹连接，液氮腔体管(14)通过螺纹与液氮腔体下接手（15）连接，液氮腔体下接手(15)与挡环a (16)通过螺纹连接，堵头a (17)由挡环a (16)固定，堵头a (17)上设有四个液氮注入孔，弹簧a (18)下端由堵头a (17)支撑，上端由阀芯(19)支撑，阀芯(19)预压安装在液氮腔体下接手(15)上，其下端由弹簧a (18)支撑，上端由液氮腔体下接手(15)支撑，弹簧座(20)通过螺纹与液氮腔体下接手(15)连接，钢球堵头(23)与弹簧座(20)通过螺纹连接，弹簧b (21)上端由弹簧座(20)支撑，其下端由小钢球(22)支撑，小钢球(22)上端由弹簧b (21)支撑，其下端由钢球堵头(23)支撑构成；

内管总成是由阀体(24)通过螺纹与内接手(34)连接，弹簧c (25)上端由冲击阀芯(28)支撑，其下端由堵头b(26)支撑，堵头b(26)由挡环b (27)固定，挡环b (27)与阀体(24)通过螺纹连接，冲击阀芯(28)由弹簧c (25)预压紧在阀体(24)上，其下端由弹簧c (25)支撑，保温套(29)上端与挡环b(27)静接触，其下端与轴承座(35)静接触，钢球套筒(30)通过螺纹与内接手(34)连接，钢球(31)压入外管(53)的环形沟槽内，由六件钢球共两处组成双钢球定位结构，使内管总成处于悬挂状态，钢球(31)上端由钢球套筒(30)支撑，其下端由弹簧d(32)支撑，弹簧d (32)上端由钢球支撑，其下端由弹簧座(33)支撑，弹簧座(33)通过螺纹与钢球套筒(30)连接，内接手(34)与轴承座(35)通过螺纹连接，轴承座(35)通过螺纹与空心轴(43)连接，密封圈(36)由内接手(37)和轴承座(35)压紧，确保无杂质进入到轴承内，轴承座(35)与接手(37)之间的单动是由轴承(39)实现的，接手(37)与内接手(44)通过螺纹连接，轴承(39)由接手(37)和套筒(40)固定，套筒(40)由圆螺母(42)压紧，止动垫圈(41)防止圆螺母(42)松动，空心轴(43)与内接手(44)之间是间隙配合，密封圈(45)由空心轴(43)与内接手(44)压紧，保证液氮通道的密封性，阀体(46)通过螺纹与内接手(44)连接，弹簧座(47)与阀体(46)通过螺纹连接，弹簧f(48)上端由小钢球(49)支撑，其下端由弹簧座(47)支撑，小钢球(49)预压安装在阀体(46)上，其下端由弹簧f(48)支撑，弹簧e (50)下端由内接手(44)支撑，其上端由止逆球阀(51)支撑，止逆球阀(51)预压安装在止逆阀座(52)上，其下端由弹簧e (50)支撑，岩心管(54)与内接手(44)通过螺纹连接，内接手(44)通过螺纹与岩心管(54)连接，内接手(44)与卡簧座(59)通过螺纹连接，挡环c (56)与卡簧座(59)将轴承(57)固定，挡环c (56)与小钻头(61)通过螺纹连接，卡簧座(59)与半合管(64)通过螺纹连接，半合管(64)同止逆阀座 (52)之间为静接触，大钻头(63)与小钻头(61)由六方连接，大钻头(63)通过六方带动小钻头(61)旋转钻进，小钻头(61)由大钻头(63)带动回转，卡簧座(59)不回转，小钻头(61)与卡簧座(59)之间的单动是通过轴承(57)实现的，轴承(57)由卡簧座(59)和挡环c (56)固定,卡簧(60)坐于卡簧座(59)下部锥形内壁构成；

外管总成是由外管(53)通过螺纹与扩孔器(58)连接，扩孔器(58)与外接手(62)通过螺纹连接，外接手(62)通过螺纹与大钻头(63)连接构成。

2.按照权利要求1所述的不提钻孔底冷冻绳索取心钻具，其特征在于，液氮腔堵头(11)通过螺纹与液氮进口管(12)连接，液氮进口管(12)与液氮腔体上接手(13)焊接在一起，液氮腔体上接手(13)通过螺纹与液氮腔体管(14)连接，液氮腔体管(14)通过螺纹与液氮腔体下接手(15)连接构成液氮腔体，液氮置于液氮腔体中，而不是置于内管总成中。

3.按照权利要求1所述的不提钻孔底冷冻绳索取心钻具，其特征在于，液氮腔体下接手(15)与挡环a (16)通过螺纹连接，堵头a (17)由挡环a (16)压紧在液氮腔体下接手(15)的内孔座上，弹簧a (18)将阀芯(19)压紧在液氮腔体下接手(15)的阀口上，使液氮腔内液氮不能流出，当与内管总成连接后由冲击阀芯(28)将阀芯(19)顶开，从而打开液氮注入通道。

4.按照权利要求1所述的不提钻孔底冷冻绳索取心钻具，其特征在于，弹簧座(20)与液氮腔体下接手(15)通过螺纹连接，弹簧b (21)将小钢球(22)压紧在钢球堵头(23)上，钢球堵头(23)与弹簧座(20)通过螺纹连接，组成钢球定位机构，当打捞器与内管总成接触后，钢球(22)压紧在内接手(34)的环状槽内，实现打捞器与内管总成的连接。

5.按照权利要求1所述的不提钻孔底冷冻绳索取心钻具，其特征在于，钢球套筒(30)与内接手(34)通过螺纹连接，钢球(31)被弹簧d (32)压紧在钢球套筒(30)的内孔上，弹簧座(33)钢球套筒(30)通过螺纹连接，钢球(31)压紧在外管(53)的环状槽内，使内管总成处于悬挂状态，实现对内管总成的定位。

6、一种不提钻孔底冷冻绳索取心方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、当钻进到达水合物储层前，把非水合物取心器的内管总成取出，直接将不提钻孔底冷冻绳索取心钻具的内管总成通过钻杆送入孔内，到达孔底之后小钻头(61)由大钻头(63)带动共同开始钻进；在钻进过程中大钻头(63)与小钻头(61)共同钻进所取岩心的尺寸由小钻头(61)的取心直径所决定；

b、组装打捞器，通过液氮进口管(12)向由液氮腔体上接手(13)、液氮腔体管(14)、液氮腔体下接手(15)组成的液氮腔体内注入占腔体容积80-90%的液氮，旋紧液氮腔堵头(11)，确保液氮不会溢出，回次结束，岩心充满岩心管，停泵，提动钻杆，使取样器提离孔底1m的距离；

c、投入打捞器，打捞器的下端与内管总成的上端碰撞，钢球(22)由于弹簧b(21)的预紧作用压紧在内接手(34)的环形凹槽内，阀芯(19)由冲击阀芯(28)顶开，液氮经由阀芯(19)与冲击阀芯(28)碰撞作用而形成的空隙进入内管总成，再通过内接手(34)、轴承座(35)、空心轴(43)、内接手(44)的空心通道注入到岩心管(54)的环腔内，实现对岩心管内的水合物岩心的冷冻；

d、在孔底冷冻5-10分钟后，将取样器内管总成提出至地表；卸下小钻头(61)和卡簧座(59)，将半合管(64)连同岩心从岩心管(54)内抽出；

e、将半合管(64)两端用胶塞密封，岩心样品连同半合管(64)用液氮储存罐或者高压容器保存。