[發明專利]一種超高壓高溫巖芯樣品存儲和轉移裝置

有效

• 申請號: 202110618148.1
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113358400B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 劉浩;盧寶雷;周超;李玲瓏;楊申申
• 申請（專利權）人: 中國船舶科學研究中心
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

一種超高壓高溫巖芯樣品存儲和轉移裝置，包括呈環形耐壓艙室結構的轉移艙，轉移艙的兩端分別螺接有入口封蓋和出口封蓋，入口封蓋的下方開有第一階梯孔，出口封蓋的下方開有第二階梯孔，第一階梯孔和第二階梯孔位于同一軸線位置，還包括一根長桿，長桿依次從入口封蓋的外部穿入轉移艙內部，然后穿出出口封蓋；轉移艙的內部還安裝有引導套，引導套上還安裝有抓取機構，抓取機構的頂部與長桿匹配；引導套的兩端分別安裝有入口關斷裝置和出口關斷裝置；位于入口封蓋的第一階梯孔的外端密封安裝有取芯艙，取芯艙內部放置巖芯，巖芯前端部設置有階梯頭，階梯頭與第一階梯孔對應，巖芯的后部為尾部平面；工作可靠性好，滿足使用要求。

技術領域

本發明涉及存儲和轉移裝置技術領域，尤其是一種超高壓高溫巖芯樣品存儲和轉移裝置。

背景技術

持續、安全、綠色的能源供應是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成為采礦的重要標志。

現有技術中，對于深部煤巖特征的研究方法是利用取芯技術進行深部取樣，而后在實驗室內進行分析研究，這個過程分為三個步驟：井內采集、轉運至實驗室、實驗室內樣品分割研究。而我們知道，地球深部高溫高壓，而深部巖體的物理和化學性能大大依賴于溫度和壓力狀態，因此在“井內采集、轉運至實驗室、實驗室內樣品分割研究”這三個步驟實施過程中，如不能保障巖芯樣品的溫度和壓力狀態，則巖芯樣品的理化性質將會發生不可逆變化。

“轉運至實驗室”這一步驟包含兩個過程：將取芯艙(深井采集巖芯樣品的裝置)內巖芯取出并保溫保壓存放，將保溫保壓狀態的巖芯樣品放進實驗室試驗裝置內切割研究。

在高溫高壓狀態下完成上述兩個操作，技術難度極高，現有技術中，公開的保壓巖芯轉移裝置及方法是解決這一問題的嘗試，但存在如下問題：

(1)無法應用于超高壓狀態的巖芯(比如140MPa)，原因是超高壓狀態下，巖芯從保真艙從推出需要克服極高的密封件摩擦力(可能重達一噸)，因此前推拉桿和后推拉桿需具備一定的橫截面積以保障強度，但由于巖心處于超高壓環境下，因此前推拉桿和后推拉桿將會承受極大的超高壓環境產生的軸向推力，這使得前推拉桿和后推拉桿在移動時需克服密封件摩擦力和環境力，對于超高壓狀態的巖芯樣品，這種方案并不具有工程可實現性；

(2)轉移艙兩側的密封閥件為翻板閥，同樣不適用于超高壓工況。

公開的一種天然氣水合物巖心樣品保壓轉移裝置是解決這一問題的另一種嘗試，但存在的問題是：

(1)采用磁耦合聯軸器將動力傳送至保壓筒內，受限于磁耦合的傳遞功率小的局限性，其無法滿足超高壓狀態下巖芯從保真艙內推出所需克服的巨大密封件摩擦力。

從地面向巖層，每下降100米，壓力平均增加2.5MPa，溫度平均升高3℃，因此解決超高壓力下(100MPa以上)高溫巖芯樣品的存儲和轉移，實現其“轉運至實驗室”變得非常具有挑戰性。

發明內容

本申請人針對上述現有生產技術中的缺點，提供一種超高壓高溫巖芯樣品存儲和轉移裝置，從而能在超高壓、高溫狀態下，實現巖芯樣品的密封存儲和轉移，工作可靠性好，滿足使用要求。

本發明所采用的技術方案如下：