[發(fā)明專利]一種模塊化的巖心保護設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710080433.6
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN107664017A
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余恩曉
• 申請（專利權(quán)）人: 河北坤石科技有限公司
• 主分類號: E21B25/00
• 分類號: E21B25/00;B65B53/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種自動對地質(zhì)鉆井獲取的巖心進行清洗、標記、圖像掃描和封裝的設(shè)備。

背景技術(shù)

目前地質(zhì)鉆井獲取巖心后，第一步：人工搬運巖心至平臺使用水槍進行沖洗(圖1)，晾干后再由人工進行標記和裝箱(圖2)。第二步：運輸至圖像掃描儀室獲取巖心圖像。第三步：直接辦理入庫，以供科研觀察和取樣使用。該過程中人工搬運過程較多，對巖心完整性影響較大。

在前期礦業(yè)取心工作中，巖心以火山巖和砂巖為主。巖心硬度較大，較難破碎。采用現(xiàn)有工作方法對巖心影響不大。隨著頁巖油氣的開采和對古氣候領(lǐng)域研究等方面的興起，頁巖等細粒沉積物巖心不斷被開采出來。由于細粒沉積物的易碎性，巖心取出后經(jīng)過傳統(tǒng)的三步處理后，巖心破碎較重(圖3)，對后期巖心的觀察研究造成極大負面影響。急需新的巖心保護措施對該類巖心進行處理，以保證獲取相應數(shù)據(jù)的同時對巖心進行有效保護。

使用傳統(tǒng)巖心處理方法處理細粒、易碎巖心時，存在以下幾個問題：

1耗時較長

10m長的取心筒，出心環(huán)節(jié)會用去1小時左右；清洗及標記環(huán)節(jié)會用去1小時左右；人工搬運至圖像掃描室進行圖像掃描，用時約24小時；巖心入庫前需要由出心井場經(jīng)長途車運輸至巖心庫，需要約1個月的時間。易碎巖心出取心筒后，在風化作用和應力釋放等作用下，約5小時后即開始破碎。故傳統(tǒng)的巖心處理方案無法有效保護易碎巖心。

2人工參與多

巖心出筒至巖心入庫后的科學研究，一直有人工參與。對于較輕的巖心(如直徑10cm左右)，人工參與時，可以盡量予以保護。但對于較粗巖心(如直徑大于20cm)，一米長的巖心重量達到90kg，人工搬運中容易發(fā)生碰撞等意外，很難給以相應保護。

3標記為粘貼不勞

巖心錄井信息由標簽紙直接粘貼于巖心表面，長時間保存時，標簽紙上的膠容易失去粘性，導致標簽紙脫落，巖心破碎過程也易導致標簽紙脫落，不利于后期巖心的觀察。

發(fā)明內(nèi)容

為了保證獲取易碎巖心相應數(shù)據(jù)的同時有效保護巖心，本發(fā)明提供了一套自動化設(shè)備。巖心從取心筒出來時直接進入巖心保護儀的巖心傳動平臺，自動完成清洗、標記、圖像掃描、熱縮膜封裝等巖心保護步驟，完成傳統(tǒng)巖心處理中前三步的所有工作內(nèi)容極大程度地節(jié)省人力，杜絕人工參與時造成的搬運等過程中引起的破碎。在巖心表面直接打印上錄井標記，確保巖心在后期保存過程中標記完整，不會輕易脫落，最大程度保存巖心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在巖心外包裹熱縮膜，可有效防止后期巖心風化和應力釋放引起的破碎，也可以降低后期搬運過程中造成的巖心破碎和錯位，極大程度節(jié)省人力和處理時間，降低巖心破碎程度。

巖心保護儀共包括傳動平臺、清洗模塊、烘干模塊、標記模塊、封裝模塊和裝盒模塊六個部分(圖1 和圖2)。本設(shè)備與取心筒通過調(diào)整支架高度，使傳動平臺與取心筒處于同一高度，且保證傳動平臺水平。調(diào)整傳動平臺位置，使之與取心筒間緊密接觸。使用固定卡子把巖心傳動平臺與取心筒進行連接和固定，保證巖心出取心筒后順利滑入傳動平臺。

巖心進入傳動平臺(圖3)后，在電機拉動下，巖心動力撥片撥動巖心在傳動平臺上運動，依次通過清洗模塊、烘干模塊、標記模塊、封裝模塊和裝盒模塊。裝盒后由人工把封裝好的巖心搬走。

巖心清洗模塊(圖4)由三組高壓水槍組成，每組由四個高壓水槍向巖心不同方向噴水，高壓水槍沖水方向與巖心運動方向相反，且水流方向與巖心表面呈30°-45°夾角，對巖心進行清洗。每組高壓水槍后均有一組海棉刷擦拭巖心表面，海棉刷與巖心表面接觸處轉(zhuǎn)動方向也與巖心運動方向相反，以保巖心表面的污漬補徹底清除。烘干模塊與清洗模塊類似，但使用高壓氣槍，吹加熱過的空氣。海棉用來擦干巖心表面的水漬。

萬能打印機(圖5)用來在巖心表面直接打印上井名、刻度線、深度和塊號等巖心基本信息，替代巖心表面原來人工粘貼上的標簽紙。后期巖心保存過程中，即使巖心發(fā)生破碎等意外，錄井標記仍可完整保留在巖心表面。

圖像掃描模塊巖主要由掃描頭滑軌、掃描頭、主動軸、從動軸和支架五部分組成(圖6)，主動軸與從動軸起支撐巖心的作用。巖心經(jīng)巖心滑動軌道進入圖像掃描模塊的支撐軸上，由主動軸帶動巖心旋轉(zhuǎn)，從動軸跟隨巖心旋轉(zhuǎn)，形成三個軸同步旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。圖像掃描頭在巖心旋轉(zhuǎn)的過程中，記錄巖心360°的圖像。

使用較厚的、強度高的熱縮膜對巖心進行封裝，保證巖心在后期搬運、切割和取樣等環(huán)節(jié)中，巖心不會因小的外力作用發(fā)生破碎和相對位移。在長期保存過程中，巖心也不會因為應力釋放等導致巖心嚴重破碎或相對位移。