为了实现海底水合物的原样取心,论文在调研了国内外不同取心保真器的基础上,结合课题组多年的研究经验,主要从取样长度,保温分析和保压研究方面入手,运用理论分析、实验和模拟研究的方法对海底天然气水合物保真器进行了结构研究。论文将取样管贯入海底进行取样的过程模拟为球形孔扩张过程,基于球形孔扩张理论,通过对“桩效应”影响下能够取得的海底天然气水合物样品长度进行理论的研究,得到了基于球形孔扩张理论的可取样品长度的数学表达式,提出改善“桩效应”的建议论文综合考虑各种传热方式对水合物取样过程进行了热量计算,结果表明所提出的高真空绝热结构能够满足海底取样需求,并进行了验证实验。在此基础上完成了对保真器的数值模拟,结果表明高真空杜瓦结构能够满足保温要求,但是保真器两端冷量流失比较严重,应该引起足够重视。论文以O型圈为研究对象,利用有限元模拟软件ANSYS对O型圈的材料特性以及预紧时的压缩率进行了模拟研究,得出了不同材质O型圈在不同压缩率下的最大初始接触压力和其分布规律。并且通过对数据的处理得到了一般情况下求解初始最大接触压力的数学表达式,完善了O型圈最大接触压力理论,为保真器橡胶O型密封圈选材和设计提供了理论支持。论文结合课题组多年研究经验提出了新型海底水合物钻探取心保真器结构。