[發明專利]一種高地應力環境鉆進中可拆卸式保應力巖心容納裝置

有效

• 申請號: 202110597871.6
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN113187422B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 鄭明明;王曉宇;王凱;韋猛;張廣澤;馮濤;徐正宣;王棟
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: E21B25/00
• 分類號: E21B25/00;E21B25/10;E21B10/02
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 何志欣

1.一種高地應力環境鉆進中可拆卸式保應力巖心容納裝置，至少包括巖心管（2），其特征在于，所述巖心管（2）至少包括巖心內管（3）和保應力部（4），所述巖心內管（3）的開口端與所述保應力部（4）的外環開口相連接構成具有封閉腔室且能夠向保應力部（4）施加圍壓的高壓流體腔（41）；

在所述高壓流體腔（41）充入高壓流體的情況下，所述高壓流體能夠按照向所述保應力部（4）的巖心容納腔（42）的腔壁施加圍壓的方式使得所述巖心容納腔（42）向其腔室內的巖心施加壓力，從而實現對采收到的巖心應力保真；

所述巖心容納腔（42）的側腔壁按照其能夠在所述高壓流體腔（41）內高壓液流產生的壓力的作用下而發生形變的方式構成所述高壓流體腔（41）的彈性腔壁；所述巖心容納腔（42）按照其內壁能夠貼覆包裹柱形巖心側壁的方式對巖心施加相當于其所處的初始地層的壓力的圍壓；

所述巖心容納腔（42）的面向巖心一側的腔壁表面設置有能夠與巖心表面接觸的限位模塊（421），所述限位模塊（421）按照能夠避免腔壁與巖心接觸而摩擦破損的方式有序排列分布在所述巖心容納腔（42）的面向巖心一側的側腔壁表面上；由截面為三角形、四邊形、五邊形或其他多邊形的塊狀的所述限位模塊（421）按照一體模壓成型的方式與所述巖心容納腔（42）的腔膜連接；

所述保應力部（4）可拆卸地連接在所述巖心內管（3）的端部，使得所述巖心管（2）以更換與所述巖心內管（3）所連接的所述保應力部（4）的方式進行多次取樣操作。

2.如權利要求1所述的巖心容納裝置，其特征在于，所述保應力部（4）可拆卸地連接在所述巖心內管（3）構成高壓流體腔（41）部分密封腔室的一端，從而實現所述保應力部（4）與巖心內管（3）連接構成具有封閉腔室且可調節地充入高壓流體的高壓流體腔（41），在所述保應力部（4）采取出巖心的情況下，所述保應力部（4）能夠在高壓流體排出所述高壓流體腔（41）后與所述巖心內管（3）分離拆卸，從而方便取出采取的巖心樣本。

3.如權利要求2所述的巖心容納裝置，其特征在于，所述保應力部（4）遠離所述巖心內管（3）的端面按照凹陷延伸到所述高壓流體腔（41）內部的方式構成單向密封的巖心容納腔（42），所述巖心容納腔（42）的軸線與所述高壓流體腔（41）的軸線相互重合。

4.如權利要求3所述的巖心容納裝置，其特征在于，所述巖心內管（3）遠離所述保應力部（4）的一端還設置有向所述高壓流體腔（41）內輸送高壓流體的儲液倉（5），所述儲液倉（5）通過設置在其與所述高壓流體腔（41）相互連通的輸送管道（6）的管路上的驅動部（7）控制其腔室內的高壓流體的流出或回流。

5.如權利要求4所述的巖心容納裝置，其特征在于，所述驅動部（7）按照電磁繼電器控制電力的通斷的方式實現其工作狀態的轉換和其提供的驅動力的驅動方向的調節，其中，在進行巖心采取的過程中，受電磁繼電器控制的所述驅動部（7）根據需求向所述高壓流體腔（41）輸送高壓液流，從而輸入的高壓液流對所述巖心容納腔（42）的腔壁施加圍壓。

6.如權利要求5所述的巖心容納裝置，其特征在于，在鉆頭（1）帶動所述巖心管（2）完成巖心采取的情況下，設置于巖心管（2）軸向上端的巖心轉移系統（9）能夠拉動巖心管（2）從鉆桿（12）中移出，從而將位于地層中的巖心管（2）轉移到地面。