[發(fā)明專利]一種震擊密閉取心氣含量測(cè)定裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010158537.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111305837B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙繼展;孫四清;張儉;龍威成;陳志勝;王彬;王晨陽(yáng);方秦月;戴楠;張靜非
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21B49/02
• 分類(lèi)號(hào): E21B49/02;E21B25/10
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 李婷;趙中霞

本發(fā)明公開(kāi)了，本實(shí)施例給出一種震擊密閉取心氣含量測(cè)定裝置及方法，震擊密閉取心氣含量測(cè)定裝置包括鉆探取心外系統(tǒng)、取心密閉內(nèi)系統(tǒng)、能將取心密閉內(nèi)系統(tǒng)送入鉆探取心外系統(tǒng)內(nèi)的送入器以及震擊打撈總成；取心密閉內(nèi)系統(tǒng)與鉆探取心外系統(tǒng)配合能完成鉆探取心作業(yè)，震擊打撈總成與取心密閉內(nèi)系統(tǒng)配合能完成取心密閉和取心密閉內(nèi)系統(tǒng)打撈作業(yè)，并打撈至地面即可進(jìn)行所取樣品的解吸氣含量測(cè)定。本發(fā)明密閉取心效率高且保證了樣品的完整性，能有效提高解析氣含量測(cè)定精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦安全及煤層氣勘探與開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種震擊式地面密閉取心氣含量測(cè)定裝置及方法。

背景技術(shù)

煤層氣含量是表征煤儲(chǔ)層特征的重要參數(shù)，是煤層氣資源估算、產(chǎn)能預(yù)測(cè)和井網(wǎng)布置設(shè)計(jì)的重要依據(jù)；亦是表征礦井瓦斯危險(xiǎn)程度的一項(xiàng)重要指標(biāo)。煤礦生產(chǎn)和煤層氣開(kāi)發(fā)的實(shí)踐均已表明，煤層氣資源勘探和煤田地質(zhì)勘探期間采用解吸法進(jìn)行氣含量測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果明顯低于煤層中實(shí)際氣含量。其測(cè)試氣含量由損失氣含量、解吸氣含量和殘余氣含量三部分組成。分析認(rèn)為造成煤層氣含量測(cè)試偏低的原因主要是，采用傳統(tǒng)的取心方法中煤、巖心管多為敞開(kāi)式或半封閉式，在獲取的煤心從井底上提至地面，以及在地面從巖心管取心裝入煤層氣解吸罐的過(guò)程，煤層暴露，造成氣體大量逸散，損失氣含量估算不準(zhǔn)；而要提高地面煤層氣含量測(cè)試精度，要求縮短取心時(shí)間和煤心的暴露時(shí)間，以求最大限度地減少取心過(guò)程中的瓦斯損失，而密閉取心裝備能夠在煤層取心過(guò)程中保持巖性的完整性，并能對(duì)煤心進(jìn)行完全密閉，防止了煤層氣體的逸散，并與繩索取心相結(jié)合，能夠快速、簡(jiǎn)便的完成取心工作。已研究報(bào)道的地面密閉取心裝備機(jī)械式的主要是采用動(dòng)力彈簧提供割心動(dòng)力或采用液壓推動(dòng)提供動(dòng)力機(jī)構(gòu)配合實(shí)現(xiàn)密封，需要專用的加力機(jī)構(gòu)；另外采用彈簧反復(fù)加載其壽命受限，液壓推動(dòng)除了需要配套液壓系統(tǒng)外，液壓推動(dòng)的動(dòng)密封壽命也難于保證。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷和不足，本發(fā)明提供了一種震擊密閉取心氣含量測(cè)定裝置及方法，以克服上述缺陷。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案：

一種震擊密閉取心氣含量測(cè)定裝置，包括鉆探取心外系統(tǒng)、取心密閉內(nèi)系統(tǒng)、能將取心密閉內(nèi)系統(tǒng)送入鉆探取心外系統(tǒng)內(nèi)的送入器以及震擊打撈總成；

所述鉆探取心外系統(tǒng)包括取心外筒、設(shè)在取心外筒上部?jī)?nèi)壁的定位孔、設(shè)在取心外筒中上部?jī)?nèi)壁的上關(guān)閥卡臺(tái)、設(shè)在取心外筒中下部?jī)?nèi)壁的下關(guān)閥卡臺(tái)以及安裝在取心外筒下端并與取心外筒同軸的外筒取心鉆頭；

所述取心密閉內(nèi)系統(tǒng)包括取心內(nèi)筒、安裝在取心內(nèi)筒上端的懸掛定位器、設(shè)在取心內(nèi)筒上部的內(nèi)嵌式單向排氣解析閥、安裝在取心內(nèi)筒下端的內(nèi)筒取心鉆頭、設(shè)在取心內(nèi)筒上的上部密封球閥和下部密封球閥以及位于下部密封球閥上方且內(nèi)置于取心內(nèi)筒中的止煤卡箍；所述懸掛定位器能彈出定位銷(xiāo)鍵卡入定位孔以將取心密閉內(nèi)系統(tǒng)懸掛固定在鉆探取心外系統(tǒng)內(nèi)，內(nèi)筒取心鉆頭能隨外筒取心鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)且取心內(nèi)筒不隨鉆探取心外系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)，使取心密閉內(nèi)系統(tǒng)與鉆探取心外系統(tǒng)配合完成鉆探取心；所述懸掛定位器上部能與送入器或震擊打撈總成掛接；

所述震擊打撈總成包括震擊加重座以及通過(guò)儲(chǔ)能安全彈簧連接在震擊加重座下方的震擊撈帽；震擊撈帽能鎖住懸掛定位器并使其與鉆探取心外系統(tǒng)解掛，震擊加重座能震擊震擊撈帽使取心密閉內(nèi)系統(tǒng)下降，從而通過(guò)上關(guān)閥卡臺(tái)和下關(guān)閥卡臺(tái)將上部密封球閥和下部密封球閥關(guān)閉實(shí)現(xiàn)密閉取心并能通過(guò)震擊打撈總成打撈取心密閉內(nèi)系統(tǒng)。

本發(fā)明還包括如下技術(shù)特征：

具體的，所述懸掛定位器包括上腔體、下腔體、設(shè)在上腔體頂部的卡槽、設(shè)在上腔體內(nèi)的打撈解卡鍵、雙絞十字傳動(dòng)連桿以及設(shè)在下腔體內(nèi)的所述定位銷(xiāo)鍵；所述卡槽的開(kāi)口小于槽內(nèi)截面寬度以實(shí)現(xiàn)與送入器掛接；

所述打撈解卡鍵有兩個(gè)，兩個(gè)打撈解卡鍵能水平穿出上腔體兩側(cè)且對(duì)稱布設(shè)；所述定位銷(xiāo)鍵有兩個(gè)，兩個(gè)定位銷(xiāo)鍵能水平穿出下腔體兩側(cè)且對(duì)稱布設(shè)并與兩個(gè)打撈解卡鍵位于同一豎向平面內(nèi)；兩個(gè)定位銷(xiāo)鍵之間設(shè)有水平的定位銷(xiāo)鍵彈簧，使定位銷(xiāo)鍵常態(tài)處于彈出狀態(tài)；