天然气水合物是一种在低温和高压条件(一般为0℃,10MPa)下形成的具有能量密度大、储量大和分布广等特点的新型洁净替代能源。天然气水合物研究以成为当代能源工业发展的又一大热点。天然气水合物的取样技术是实施其勘探与开发的关键性技术。本文通过研究天然气水合物的性质,建立天然气水合物保温保压绳索取心取样方法的理论基础,进而设计出天然气水合物保温保压绳索取心钻具样机。本文研究的主要内容: 1、对天然气水合物的研究,介绍天然气水合物的赋存的特性、分布区域、物理力学性质、温压特性等。2、通过对天然气水合物的特性分析得出其对勘探的特殊要求,既在一定温度及压力下取心。保证岩心的完整,防止天然气水合物的分解。3、调研国内外有关天然气水合物保真取样器的理论基础、应用范围、技术优势、工艺方法、关键技术、发展现状及不足等。4、通过以上的分析研究制定总体方案,包括保温与保压的方法选择、取心钻进方法的选择、对现有绳索取心钻具的改进、需达到的设计参数、功能部件的组成、钻具适用条件等。5、整个取心钻具的机构设计,包括每个机构的零件及其尺寸确定。6、保温保压绳索钻具关键部位的计算校核,包括冲击机构的计算校核、悬挂环的计算校核、控制弹簧的计算校核、排气阀弹簧的计算校核、取样筒耐压校核。7、半导体制冷过程的数值模拟,通过ANSYS有限元模拟软件模拟在半导体制冷过程中温度随制冷时间的变化在岩心中的温度分布图。以此来指导半导体制冷元件的设计及进一步优化。8、总结构图,零件图的绘制。本文研究所取得的保温保压绳索取心钻具对提高天然气水合物取心质量有一定借鉴意义。