[發明專利]一種天然氣水合物帶壓轉移和參數檢測系統

在審

• 申請號: 202010433161.5
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111521685A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 盧春華;蔣國盛;夏留榮;張凌;張濤;鄭君;劉志超;趙慧斌
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07;G01N27/04;G01N3/24;G01N1/28;G01N1/08;G01K1/02;G01D21/02
• 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

本發明公開了一種天然氣水合物帶壓轉移和參數檢測系統，包括巖心抓捕和切割單元、取樣器保壓單元、巖心樣品參數測試單元、巖心樣品存儲單元、溫度維持模塊、壓力維持模塊、數據采集模塊；巖心抓捕和切割單元為主體單元，通過快速接頭分別與取樣器保壓單元、巖心樣品參數測試單元及巖心樣品存儲單元對接，完成相應的功能；溫度維持模塊通過低溫水浴和水夾套來維持系統低溫，壓力維持模塊通過雙缸恒速恒壓泵來維持系統的高壓。本發明采用模塊化設計，可以設計更多的性能參數測試模塊與巖心抓捕和切割單元對接；能夠同時實現低溫、高壓的精準控制，能夠全面監測和采集溫度、壓力等參數，同時對數據進行存貯、顯示和反饋；系統結構簡單、操作方便。

技術領域

本發明屬于天然氣水合物開發技術領域，具體涉及一種天然氣水合物帶壓轉移和參數檢測系統。

背景技術

天然氣水合物是一種清潔能源，廣泛賦存于陸地永凍區和大陸邊緣海底的多孔沉積地層中，被認為極有可能成為未來最有遠景的新型凈潔性接替能源，引起了世界各國的廣泛關注。

由于天然氣水合物需要在高壓、低溫的環境下才能穩定存在，否則會發生分解。目前這種潛在新能源的勘探與開發仍面臨諸多挑戰。例如水合物鉆探及開采會影響海底地層中水合物穩定性，進而改變井壁周圍水合物所賦存地層的物理力學性質，可能引起附近海底及海底以下地層中地質和生態環境的動態變化，甚至誘發海底滑坡及大陸邊緣坍塌等復雜情況。因此，準確地掌握水合物地層孔隙度、地層中水合物飽和度以及物理力學性質等參數就顯得尤為重要。為了快速獲取盡可能接近原位狀態下的天然氣水合物的各種性能參數，目前國內外普遍采用帶壓轉移和參數檢測系統在鉆井現場完成水合物特性的綜合分析。

現有技術中存在的主要問題和缺陷包括：

中國對天然氣水合物帶壓轉移和參數檢測系統的研究起步較晚，目前還沒有成熟產品?，F有技術還未能同時實現對低溫、高壓的精準控制，巖心的采樣及切割存在一定的困難，對巖心各種性能參數的檢測和采集不夠全面，操作復雜，系統的通用性不強。本發明旨在提供一種用于鉆井現場快速帶壓轉移和測試巖心參數的系統。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題和缺陷，本發明提供了一種天然氣水合物帶壓轉移和參數檢測系統，能夠在鉆井現場完成天然氣水合物特性的綜合分析，快速獲取接近原位狀態下天然氣水合物的各種性能參數，結構簡單，操作方便，通用性強。

為此，本發明采用了以下技術方案：

一種天然氣水合物帶壓轉移和參數檢測系統，包括巖心抓捕和切割單元、取樣器保壓單元、巖心樣品參數測試單元、巖心樣品存儲單元、溫度維持模塊、壓力維持模塊、數據采集模塊；

所述巖心抓捕和切割單元是整個系統的主體單元，其內部為圓筒形腔體，用于在一定的溫度、壓力條件下進行包括抓捕、移動和切割巖心在內的操作；

所述取樣器保壓單元是天然氣水合物保壓取心鉆具的一個部件，用于取心結束后從井底打撈至地面；

所述巖心樣品參數測試單元用于在穩定的低溫、高壓條件下測試天然氣水合物巖心樣品的性能參數，這些性能參數包括縱波波速、電阻率和剪切強度；

所述巖心樣品存儲單元用于長時間的存放天然氣水合物巖心樣品或者把天然氣水合物巖心樣品從鉆井現場轉移至室內實驗室；

所述溫度維持模塊用于維持低溫；

所述壓力維持模塊用于維持腔體內的高壓；

所述數據采集模塊用于傳輸、處理、存貯、顯示和反饋天然氣水合物巖心樣品的性能參數數據。