[發明專利]原位巖芯移位艙及巖芯移位方法

在審

• 申請號: 201811060605.4
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109184608A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 高明忠;彭高友;劉強;陳海亮;陸彤;王明耀;王飛
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: E21B25/10
• 分類號: E21B25/10;E21B25/00
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

原位巖芯移位艙及巖芯移位方法，包括儲芯艙，儲芯艙為中空腔體，儲芯艙的左右兩端分別與第一轉接管、第二轉接管相連，儲芯艙內設置有巖芯室和支撐架，巖芯室為用于放置巖芯的中空腔體，支撐架的一端與巖芯室外壁固定連接，其另一端通過滑輪與儲芯艙內壁相連,使得巖芯室能夠在儲芯艙內滑動，第二轉接管的右端通過快速連接器與密封球閥相連，密封球閥在驅動機構作用下旋轉以實現儲芯艙的密封，密封球閥的右側與轉接頭相連；第一轉接管內設置有翻板閥及其驅動件，翻板閥與其驅動件相連，通過驅動件實現翻板閥的翻轉，從而實現儲芯艙的密封；儲芯艙還與壓力平衡控制單元及溫度平衡控制單元相連；適用于進行各類保壓取芯作業。

技術領域

本發明屬于巖體原位力學研究領域，涉及一種具有保壓保溫功能的原位巖芯移位艙及巖芯移位方法。

背景技術

持續、安全、綠色的能源供應是我國經濟高速發展的基本保障。隨著淺部資源的逐漸枯竭，資源開發不斷走向地球深部，深部資源的開采成為新常態，因此，圍繞提升深部資源獲取能力而開展的基礎理論研究已成為世界采礦強國的重要標志。

對于深部煤巖特征的研究，現階段研究手段均是利用取芯技術進行深部取樣，進行室內試驗分析研究。但由于采樣需要經過現場采集及地面轉運兩個主要過程，歷經時間長。而深部巖體的物理、化學穩定性都大大依賴于溫度和壓力狀態，若取樣器和轉運設備不具備保溫保壓功能，樣品的理化性質將在取樣及地面轉運過程中發生許多不可逆變化。此外，在實際操作中，不管取樣管多么薄，也不管操作人員的取樣技術多么熟練，貫入的取樣器對原位的樣品總會產生一些擾動；同樣在巖芯轉運的過程中，外部因素對轉運設備的影響也會使巖芯的原位性大打折扣，因此原狀樣品實際上是不存在的，獲得的只是形狀低擾動的樣品。

因此，亟需一種巖芯移位艙及巖芯移位方法，能夠在巖芯轉運的過程中最大程度地保證巖芯的原位性，實現巖芯的帶壓保溫轉移，進而為深部基礎理論的研究提供物質基礎。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是為了克服在深部鉆探取芯過程中現有的巖芯轉運設備不能有效保證巖芯原位性的不足，提供一種原位巖芯移位艙及巖芯移位方法，可以使巖芯在取樣后轉運過程中一直處于帶壓狀態，同時對巖芯進行實時保溫，從最大程度上保證巖芯原位狀態，進而使巖芯后處理測得的數據都是最接近原位狀態的。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：原位巖芯移位艙，包括儲芯艙，儲芯艙為中空腔體，儲芯艙的左右兩端分別與第一轉接管、第二轉接管相連，儲芯艙內設置有巖芯室和支撐架，巖芯室為用于放置巖芯的中空腔體，支撐架的一端與巖芯室外壁固定連接，其另一端通過滑輪與儲芯艙內壁相連,使得巖芯室能夠在儲芯艙內滑動，第二轉接管的右端通過快速連接器與密封球閥相連，密封球閥在驅動機構作用下旋轉以實現儲芯艙的密封，密封球閥的右側與轉接頭相連；第一轉接管內設置有翻板閥及其驅動件，翻板閥與其驅動件相連，通過驅動件實現翻板閥的翻轉，從而實現儲芯艙的密封；儲芯艙還與壓力平衡控制單元及溫度平衡控制單元相連，壓力平衡控制單元包括蓄能器以及用于監測儲芯艙內壓力值的壓力表，蓄能器下端通過帶有截止閥的液壓管路與儲芯艙相通；溫度平衡控制單元包括電源、中央處理模塊、輔熱裝置、冷卻裝置及溫度傳感器，電源分別與中央處理模塊、輔熱裝置、冷卻裝置及溫度傳感器相連，中央處理模塊分別與輔熱裝置、冷卻裝置及溫度傳感器相連，輔熱裝置均勻環設在巖芯室外壁，冷卻裝置用于降低儲芯艙內的溫度，溫度傳感器用于探測儲芯艙內的溫度；儲芯艙的頂部和底部分別設置有進水口及出水口，進水口與出水口分別通過連接管與巖芯室相連，巖芯室內壁與放置于巖芯室的巖芯表面共同組成原位地層水儲藏腔，在原位巖芯移位過程中，原位地層水儲藏腔內充盈著原位地層水。

轉移艙前端的轉接管內設置有翻板閥及與其相連的驅動機構；轉移艙還與壓力平衡控制單元相連，壓力平衡控制單元包括安全閥、截止閥、蓄能器以及壓力表，壓力表與轉移艙相連，蓄能器通過截止閥與轉移艙相連，截止閥的又一端與安全閥相連，蓄能器用于對轉移艙進行壓力補償。