[發(fā)明專(zhuān)利]一種深層原位巖心的密閉保壓轉(zhuǎn)移與存儲(chǔ)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011213179.0
• 申請(qǐng)日: 2020-11-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112389889B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 赫建明;張召彬;霍健;武艷芳;李守定;李曉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類(lèi)號(hào): E21B25/00
• 分類(lèi)號(hào): E21B25/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王富強(qiáng)

1.一種深層原位巖心的密閉保壓轉(zhuǎn)移與存儲(chǔ)裝置，其特征在于，包括：

壓力容器，所述壓力容器包括第一筒體和第一端部密封活塞，所述第一端部密封活塞安裝于所述第一筒體的第一端，且能在所述壓力容器內(nèi)滑動(dòng)；

密封儲(chǔ)存容器，所述密封儲(chǔ)存容器包括第二筒體和第二端部密封活塞，所述第二端部密封活塞安裝于所述第二筒體的第一端；

至少一個(gè)球形閥，所述至少一個(gè)球形閥連接在所述第一筒體與所述第二筒體之間；

壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)所述第二筒體內(nèi)的水量；

控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和控制器，所述第一壓力傳感器用于感應(yīng)所述第一筒體內(nèi)的壓力，所述第二壓力傳感器用于感應(yīng)所述第二筒體內(nèi)的壓力，所述第一壓力傳感器、所述第二壓力傳感器均與所述控制器的輸入端電連接，所述控制器的輸出端與所述壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)電連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述深層原位巖心的密閉保壓轉(zhuǎn)移與存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述球形閥為兩個(gè)，包括與所述壓力容器相鄰的第一球形閥和與所述密封儲(chǔ)存容器相鄰的第二球形閥。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述深層原位巖心的密閉保壓轉(zhuǎn)移與存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括第一壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述第一壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括第一閥門(mén)、第二閥門(mén)、第三閥門(mén)、溢流閥、柱塞式伺服泵和承壓去離子水箱，所述第一閥門(mén)安裝于第一管路上，所述第二閥門(mén)安裝于第二管路上，所述第三閥門(mén)和所述溢流閥安裝于第三管路上，所述第一管路的第一端與所述第二筒體連通，所述第二管路的第一端和所述第三管路的第一端均與所述第一管路的第二端連通，所述第二管路的第二端與所述柱塞式伺服泵的出水口相連，所述柱塞式伺服泵進(jìn)水口與所述承壓去離子水箱通過(guò)第四管路相連，所述第三管路的第二端與所述承壓去離子水箱連通，所述溢流閥相比于所述第三閥門(mén)更靠近所述承壓去離子水箱，所述柱塞式伺服泵的輸入端與所述控制器的輸出端電連接，所述第二壓力感應(yīng)器用于感應(yīng)所述柱塞式伺服泵出水口的壓力。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述深層原位巖心的密閉保壓轉(zhuǎn)移與存儲(chǔ)裝置，其特征在于，還包括第二壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述第二壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括第三壓力傳感器、第四閥門(mén)和高壓蓄能器，所述第四閥門(mén)安裝于第四管路上，所述第四管路的第一端與所述第二筒體連通，所述第四管路的第二端與所述高壓蓄能器的底部連通，所述第三壓力傳感器用于感應(yīng)所述第二筒體內(nèi)的壓力。

5.一種深層原位巖心的密閉保壓轉(zhuǎn)移與存儲(chǔ)方法，使用如權(quán)利要求2～4中任意一項(xiàng)所述的深層原位巖心的密閉保壓轉(zhuǎn)移與存儲(chǔ)裝置，其特征在于，包括如下步驟：

S1、壓力容器與第一球形閥組成的結(jié)構(gòu)從整體結(jié)構(gòu)中分離，將取自深部地層的壓力狀態(tài)原位巖心放入壓力容器內(nèi)，并且使第一球形閥內(nèi)充滿與原位巖心相同壓力狀態(tài)的地下水，關(guān)閉第一球形閥，將第一球形閥與第二球形閥恢復(fù)連接，使壓力容器與第一球形閥組成的結(jié)構(gòu)重新連入整體結(jié)構(gòu)；

S2、打開(kāi)第一閥門(mén)，第二閥門(mén)和第四閥門(mén)，通過(guò)控制器控制柱塞式伺服泵將承壓去離子水箱中的承壓去離子水泵入第二筒體中，使得第二壓力傳感器的壓力達(dá)到并維持第一壓力傳感器的壓力值；壓力平衡后依次打開(kāi)第二球形閥和第一球形閥，繼續(xù)通過(guò)控制器控制柱塞式伺服泵將承壓去離子水箱中的承壓去離子水泵入第二筒體中，使得第二壓力傳感器的壓力達(dá)到并維持第一壓力傳感器的壓力值，使得第二筒體和第一筒體實(shí)現(xiàn)壓力平衡下的連通；

S3、關(guān)閉第二閥門(mén)和第四閥門(mén)，打開(kāi)第三閥門(mén)，推動(dòng)第一端部密封活塞并帶動(dòng)原位巖心移動(dòng)，原位巖心依次經(jīng)過(guò)第一球形閥和第二球形閥之后進(jìn)入密封儲(chǔ)存容器中，第二筒體中的承壓去離子水通過(guò)第一閥門(mén)、第三閥門(mén)和溢流閥回流進(jìn)承壓去離子水箱中，繼續(xù)推進(jìn)第一端部密封活塞使得原位巖心完全進(jìn)入第二筒體中，關(guān)閉第一球形閥和第二球形閥，關(guān)閉第一閥門(mén)；

S4、移除壓力容器、第一球形閥、第一管路、第二管路和第三管路，保持第二筒體與高壓蓄能器連通，打開(kāi)第四閥門(mén)，通過(guò)觀察第三壓力傳感器所感應(yīng)的第二筒體內(nèi)的壓力，控制高壓蓄能器對(duì)第二筒體進(jìn)行供水增壓，使第二筒體內(nèi)保持原位巖心放入壓力容器時(shí)的初始?jí)毫Α?/p>