[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

本發明涉及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)，巖心管(2)至少包括巖心內管(3)和保應力部(4)，巖心內管(3)的開口端與所述保應力部(4)的徑向外側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)；保應力部(4)是能夠在其容納有巖心樣本的情況下選擇性地從所述巖心內管(3)的開口端上分離，使得所述巖心管(2)能夠不間斷地進行二次巖心采樣。本發明通過設置易于拆卸的保應力部，使得巖心采取過程中，操作人員僅需簡單地更換已完成巖心樣本采集的保應力部即可再次利用同一巖心管進行二次巖心采集，操作方便、快捷，大大節省操作人員的部件更換時間。

本發明是申請號為202110000615.4，申請日為2021年01月04日，申請類型為發明，申請名稱為一種保應力取心裝置及方法的分案申請。

技術領域

本發明涉及巖體鉆孔取樣技術領域，尤其涉及一種高地應力環境鉆進中可拆卸式保應力巖心容納裝置。

背景技術

隨著社會對能源需求的日益增多，而地表和地球淺層可開采能源的減少，向地球深部進軍，開采地球較深層的油氣資源是目前能源開采的方向之一。在向地下鉆進的過程中會逐漸從淺部進入深部地層，隨之會面臨高自重應力和構造應力，即高地應力環境。而高地應力地層巖石的破壞機理和力學性能與淺層巖石的大不相同，為了掌握地下的特殊地質情況，直接獲取真實可靠的地層相關資料，在油氣藏開發與深埋地下工程的勘察階段都要進行大量的取心工作，而處在高地應力環境的巖石，由于初始壓力較大，在取心過程中向上運輸巖心時，由于周圍壓力的驟減會導致巖心餅化現象的產生，對后續的巖心分析工作帶來較大的不確定因素，所以在高地應力環境保真取心是目前國內外勘察取心領域內急需解決的一個難題。

中國專利CN110043210A公開了一種高地應力下鉆孔取樣應力保真裝置及方法，在山體上選取一塊較為平整的臨空面，選取的面積要大于即將取出的巖體的面積，用切割機將選取面積的表面受風化的巖石切掉使內部的巖石顯露出來；用鉆孔機向巖體深部開始鉆孔，鉆孔的同時，貫穿于鉆孔機鉆頭的鋼桿抵住鉆孔機鉆頭鉆入的巖體，防止鉆孔過程中因鉆進過程中差異卸荷回彈而造成巖芯餅化的現象；有和球體相連的第一彈簧抵住鉆孔機的鋼桿，球體和鋸齒槽凸起部分相互作用，鉆孔過程中隨著力的增大，鋸齒槽兩側的第二彈簧會被壓縮，凸起部分之間距離增大，當力大于一個閥值得時候，凸起部分得距離恰好大于球體的直徑，球體會滑入鋸齒槽得下一個凸起部分之間，依次往下，直到鉆孔機將巖樣整個鉆進去為止；鉆孔結束之后停止鉆孔，通過旋轉鉆孔機側壁連接刀片的鋼桿帶動刀片對巖體進行切割；從巖體中取出鉆孔機，置于平面上，抽出放置在鉆孔機中間實心部分的空洞中的兩根強度極大的螺紋桿，通過對鉆孔機每個部分的拆卸，來取出所需要的應力保真的巖體。該技術采用的鉆頭由多個部分拼裝而成，而由于不同的切削刃的耐磨性不一致，即使在下鉆前確保切削刃的結構緊湊，且切削刃對稱分布，但是在鉆進過程中由于徑向不平衡力的作用會導致拼裝而成的切削刃產生結構松動等后果如：(1)導致其巖心的收獲率低，(2)鉆頭工作不平穩更嚴重可能由于鉆頭歪斜磨損或者破壞巖心；另外該技術的保應力裝置是由彈簧的張度來控制的，在多次取心作業后彈簧極易到達其極限疲勞強度使用壽命較短，達到疲勞強度后會造成的后果如：1、由于彈簧失去其力學性能導致應力保真取心失敗，使取心效率較低；2、需要規律性的更換彈簧，會浪費較大一部分的人力物力，增加了取心的成本。

此外，一方面由于對本領域技術人員的理解存在差異；另一方面由于發明人做出本發明時研究了大量文獻和專利，但篇幅所限并未詳細羅列所有的細節與內容，然而這絕非本發明不具備這些現有技術的特征，相反本發明已經具備現有技術的所有特征，而且申請人保留在背景技術中增加相關現有技術之權利。

發明內容