现在大多勘探机构均是通过采集海底表层的沉积物来分析是否存在天然气水合物，但是由于天然气水合物特殊的物理学性质，当岩心提升到常温常压的海面时，其中含有的天然气水合物组分会全部或大部分分解，达不到原位勘探目的。为了能获取保持在原始条件下的沉积物岩心，科学家们开始研制新型勘探设备——保真取样器。 本论文通过对海底沉积物特性、高压容器特性、保温方法、样品转移等的分析，提出了高取样率低扰动技术、保真取样准则及取样器安全性准则；并在此基础上，设计出了一种新型的天然气水合物保真取样器。海试结果表明，按此设计的取样设备，完全能满足我国天然气水合物保真取样的需要。 全文共分七章。 第一章介绍了天然气水合物资源背景，分析了天然气水合物保真取样技术及其勘探取样设备在国内外的发展现状，以及发展趋势。最后介绍了课题研究的目的、主要内容和意义。 第二章通过对海底沉积物地质特性的分析，了解了沉积物特性对取样的影响；并在此基础上，对样品取样率及扰动进行研究，提出了采用活塞式取样、冲击式取样、取样管结构优化，提高了取样率，减小了对样品的扰动。 第三章主要分析了保真取样器在取样过程中的保压原理；提出压力补偿器的主动补压设计准则；及保温技术。 第四章介绍了取样器安全性准则，主要包括保真取样器稳定性理论及取样器释放参数的定性分析及新型销轴式连接方式。 第五章介绍了天然气水合物保真取样器的结构，原理，关键技术。 第六章主要是保真取样器的试验分析研究。 第七章总结全文，给出了本课题的研究成果，提出了进一步研究的方向。