[發明專利]一種基于冷源的保溫保壓取芯器以及取芯方法

在審

• 申請號: 202110924312.1
• 申請日: 2021-08-12
• 公開（公告）號: CN113622852A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 謝和平;高明忠;陳領;吳年漢;李聰;李佳南;何志強;胡云起;楊建平
• 申請（專利權）人: 深圳大學;四川大學
• 主分類號: E21B25/08
• 分類號: E21B25/08;E21B25/10
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 謝松

本發明公開了一種基于冷源的保溫保壓取芯器以及取芯方法，其中，所述基于冷源的保溫保壓取芯器包括取芯機構和套管機構，所述套設機構上設有中空管道，所述取芯機構安裝在所述中空管道內；所述套管機構包括沿所述取芯機構的軸向方向依次連接的控制部件、保溫部件和保壓部件。本申請的取芯器在使用過程中將取出的樣品儲存到中空管道內，然后通過套管機構內的穩定環境，使樣品在取出和運輸的過程中維持取芯時最初的溫度和壓強，實現保溫保壓取芯。

技術領域

本發明涉及取芯器技術領域，特別是涉及一種基于冷源的保溫保壓取芯器以及取芯方法。

背景技術

目前天然氣水合物(Natural Gas Hydrate/Gas Hydrate，也叫可燃冰)作為一種分布淺、分布廣泛、總量巨大、能量密度高的清潔能源，是未來主要的替代能源，受到世界各國政府和科學界的密切關注。可燃冰常見于深海沉積物或陸上永久凍土中，由于可燃冰儲存層成藏機理和地質背景極為復雜，受到環境因素的影響大，自然界中可燃冰的原位溫度、壓力都與地表環境不同，而當原位溫度、壓力、物質環境這些條件改變時，可燃冰極易相變，品質散失，使研究人員無法分析可燃冰在地底的賦存狀態，所以現在開采時更傾向于對可燃冰進行原位取樣勘探。取芯作業是進行地層勘探的必要手段，是獲取地層信息及地質數據最為直接有效的手段，可燃冰取芯作業中通常采用保壓取芯器進行保壓取樣以獲得可燃冰樣品。

但是，因為保壓取芯器只能保持儲存樣品的密閉空間的壓強，而天然氣水合物本身是在高壓低溫條件下形成的，所以在取芯過程中，將樣品移動到不同溫度和不同壓強的位置都會導致樣品的形態、特性發生變化，所以現有的保壓取芯器尚不能保持取出的樣品的初始溫度和壓力，會影響后續對樣品的繼續研究。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種基于冷源的保溫保壓取芯器以及取芯方法，旨在解決取芯過程中無法保持初始溫度與壓力而影響后續對樣品的研究的問題。

本發明的技術方案如下：

一種基于冷源的保溫保壓取芯器，其中，包括取芯機構和套管機構，所述套管機構上設有中空管道，所述取芯機構安裝在所述中空管道內；所述套管機構包括沿所述取芯機構的軸向方向依次連接的控制部件、保溫部件和保壓部件。

所述的基于冷源的保溫保壓取芯器，其中，所述控制部件包括第一管套、流量控制閥和彈卡結構，所述第一管套與所述保溫部件背離所述保壓部件的一端連接，所述取芯機構安裝在所述第一管套的內腔中；所述流量控制閥設于所述第一管套的內壁上，位于所述第一管套背離所述保溫部件的一端，所述流量控制閥用于控制所述取芯機構的移動；所述彈卡結構設于所述第一管套的外壁上，用于固定所述第一管套。

所述的基于冷源的保溫保壓取芯器，其中，所述保溫部件包括第二管套、保溫管套、內襯管套和冷源層，所述第二管套一端與所述控制部件連接，另一端與所述保壓部件連接；所述保溫管套設于所述第二管套的內壁上；所述內襯管套設于所述保溫管套的內壁上，所述取芯機構安裝在所述內襯管套的內腔中，并且所述內襯管套和所述保溫管套之間設有儲存腔；所述冷源層設置在所述儲存腔內。

所述的基于冷源的保溫保壓取芯器，其中，所述冷源層包括液氮層、低溫酒精層、液氮和低溫酒精混合層中的至少一種。

所述的基于冷源的保溫保壓取芯器，其中，所述保壓部件包括第三管套和保壓閥，所述第三管套與所述保溫部件背離所述控制部件的一端連接，所述取芯機構安裝在所述第三管套的內腔中；所述保壓閥設于所述第三管套的內壁上，位于所述第三管套背離所述保溫部件的一端，所述保壓閥用于控制所述保壓部件的內腔開啟和封閉。

所述的基于冷源的保溫保壓取芯器，其中，所述保壓閥包括安裝在所述第三管套的內壁上的閥座和固定在所述閥座朝向所述保溫部件的一側的閥蓋，所述閥蓋可在所述閥座上轉動，用于打開或閉合所述第三管套的內腔。