[發明專利]一種用于天然氣水合物帶壓轉移系統的巖心切割裝置

有效

• 申請號: 202010381657.2
• 申請日: 2020-05-08
• 公開（公告）號: CN111561282B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 盧春華;蔣國盛;寧伏龍;張凌;張濤;劉志超;鄭君
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）;廣州海洋地質調查局
• 主分類號: E21B25/10
• 分類號: E21B25/10;E21B43/01;E21B47/002
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本發明公開了一種用于天然氣水合物帶壓轉移系統的巖心切割裝置，該巖心切割裝置為天然氣水合物帶壓轉移系統的一個相關部件，其右側通過球閥與帶壓巖心管連接；該巖心切割裝置包括外管總成、鍘刀機構、監視機構、抓捕器、巖心和巖心襯管，外管總成為中空的管狀結構，用于容納巖心和巖心襯管，巖心位于巖心襯管內；抓捕器位于外管總成的內部，用于抓取巖心襯管；鍘刀機構位于與外管總成中心軸線相垂直的方向，用于切割巖心和巖心襯管；監視機構位于外管總成的管壁處，用于監視外管總成內部的畫面并進行顯示和存貯。本發明結構簡單、可視化操作、可實現精準定位、快速切割、對巖心擾動小。

技術領域

本發明屬于天然氣水合物開發技術領域，具體涉及一種用于天然氣水合物帶壓轉移系統的巖心切割裝置。

背景技術

天然氣水合物又稱“可燃冰”，是分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質。因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰”。其資源密度高，全球分布廣泛，具有極高的資源價值，因而成為油氣工業界的長期研究熱點。

天然氣水合物是一種優質高效的燃料。21世紀以來，天然氣水合物的勘探和開發利用已成為全球性競爭的焦點，研究及實現天然氣的有效采集，對我國具有巨大的經濟及戰略意義。天然氣水合物只能在高壓、低溫環境中穩定存在，現有技術條件下很難進行原位地層參數測試，目前國內外通常的做法是，通過鉆進取心獲取水合物地層巖心再對其物理化學及力學性能參數進行測試與分析。由于水合物從地層中取至地面時，隨著壓力的降低會發生分解，因此，鉆進取心過程和地面水合物巖心轉移系統都必須在高壓環境中進行。

目前，現有技術中存在的問題和難點包括：

天然氣水合物帶壓轉移系統是研究水合物性能參數的重要工具，目前，國外有少數幾家單位的產品相對成熟，我國對天然氣水合物帶壓轉移系統研究起步較晚，目前還沒有相對成熟的帶壓轉移系統。巖心切割裝置是天然氣水合物帶壓轉移系統的關鍵部件之一，需要在很高的液壓環境中同時切割巖心襯管和巖心，其主要技術難點是切割裝置的密封、襯管和巖心快速準確切割等問題。由于帶壓轉移系統壓力較高，帶壓轉移系統的巖心切割裝置的實現非常困難。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題和難點，本發明提供了一種用于天然氣水合物帶壓轉移系統的巖心切割裝置，該巖心切割裝置可實現襯管和巖心的快速準確切割，結構簡單，操作方便。

為此，本發明采用了以下技術方案：

一種用于天然氣水合物帶壓轉移系統的巖心切割裝置，該巖心切割裝置為天然氣水合物帶壓轉移系統的一個相關部件，其右側通過球閥與帶壓巖心管連接；該巖心切割裝置包括外管總成、鍘刀機構、監視機構、抓捕器、巖心和巖心襯管，所述外管總成為中空的管狀結構，用于容納巖心和巖心襯管，所述巖心位于巖心襯管內；所述抓捕器位于外管總成的內部，用于抓取巖心襯管；所述鍘刀機構位于與外管總成中心軸線相垂直的方向，用于切割巖心和巖心襯管；所述監視機構位于外管總成的管壁處，用于監視外管總成內部的畫面并進行顯示和存貯。

進一步地，所述外管總成主要由左外管、左法蘭、右法蘭和右外管組成，其內部形成一個圓形的中心通道，用于容納巖心和巖心襯管；中心通道內部充滿高壓鹽水；所述左外管和左法蘭通過第一接頭卡箍連接，二者之間設有第一密封墊；所述右法蘭和右外管通過第二接頭卡箍連接，二者之間設有第二密封墊；所述左法蘭和右法蘭通過螺栓連接，二者之間設有第三密封墊。

優選地，所述左法蘭和右法蘭的形狀相同，均為圓形和方形的組合；所述左法蘭與左外管連接的部分為圓形，所述右法蘭與右外管連接的部分為圓形，所述左法蘭和右法蘭連接的部分為方形；方形部分的截面尺寸大于圓形部分的截面尺寸。

優選地，所述螺栓共有10個，沿方形的中心線對稱布置。