Правильна ли граматически фраза "i think i may, i think i might"?

Да. Согласен с дедом Иваном. Предполагаю, что это именно поэтической строчкой и является.
В данном случае неуместно говорить о might, как о прошедшей форме глагола may.
Разница в значении "I think I may" и "I think I might" не слишком существенна. "I think I might" выражает меньшую вероятность, что действие произойдет в будущем. Сравните:

- What are you planning to do this weekend?
- I may go to London to see my brother. ("Я могу поехать"... -по сути, с большой вероятностью)

- Darling, I love you, I love you, I love you, will you marry me?!
- I might. ("Возможно" - по сути, не факт) .

Я бы перевел так:
"Может быть, быть может". Или наоборот. Что звучит вероятнее? :)
Кокетство, сплошное кокетство:))

Вполне.
как поэтическая строчка...

Оба выражения грамматически верны. Можно рассматривать might и как форму прошедшего времени
от may (permition - разрешение). - Я думаю, мне можно было пользоваться их компьютером, но я не решалась. ;
и как форму прош. времени may в значении possibility ( возможности по обстоятельствам) - Я думаю, что могла встретить ее вчера, но точно не помню. I think I might have seen her yesterday, but don`t remember exactly.
Might может выражать и значения, не связанные с прошедшим временем: uncertanty ( неопределенность) и
reproach ( упрек или просьбу с оттенком упрека. Зависит от инфинитива, который идет за этим глаголом) .
Я думаю, может быть, они навестят нас. - I think they might visit us. Здесь даже лучше перевести как "вдруг навестят".
Я думаю, ты могла бы мне помочь. - I think you might help me.

Я думаю, могу,
Я думаю, могла бы.. .
Об этом ни гу-гу!
А то - не вышло как бы...

Да, абсолютно.
I think, I may - я думаю, я могу
I think, I might - я думаю, я бы смог (ла)