CN109184608A - 原位岩芯移位舱及岩芯移位方法 - Google Patents
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Abstract
原位岩芯移位舱及岩芯移位方法,包括储芯舱,储芯舱为中空腔体,储芯舱的左右两端分别与第一转接管、第二转接管相连,储芯舱内设置有岩芯室和支撑架,岩芯室为用于放置岩芯的中空腔体,支撑架的一端与岩芯室外壁固定连接,其另一端通过滑轮与储芯舱内壁相连,使得岩芯室能够在储芯舱内滑动,第二转接管的右端通过快速连接器与密封球阀相连,密封球阀在驱动机构作用下旋转以实现储芯舱的密封,密封球阀的右侧与转接头相连;第一转接管内设置有翻板阀及其驱动件,翻板阀与其驱动件相连,通过驱动件实现翻板阀的翻转,从而实现储芯舱的密封;储芯舱还与压力平衡控制单元及温度平衡控制单元相连;适用于进行各类保压取芯作业。
Description
技术领域
本发明属于岩体原位力学研究领域,涉及一种具有保压保温功能的原位岩芯移位舱及岩芯移位方法。
背景技术
持续、安全、绿色的能源供应是我国经济高速发展的基本保障。随着浅部资源的逐渐枯竭,资源开发不断走向地球深部,深部资源的开采成为新常态,因此,围绕提升深部资源获取能力而开展的基础理论研究已成为世界采矿强国的重要标志。
对于深部煤岩特征的研究,现阶段研究手段均是利用取芯技术进行深部取样,进行室内试验分析研究。但由于采样需要经过现场采集及地面转运两个主要过程,历经时间长。而深部岩体的物理、化学稳定性都大大依赖于温度和压力状态,若取样器和转运设备不具备保温保压功能,样品的理化性质将在取样及地面转运过程中发生许多不可逆变化。此外,在实际操作中,不管取样管多么薄,也不管操作人员的取样技术多么熟练,贯入的取样器对原位的样品总会产生一些扰动;同样在岩芯转运的过程中,外部因素对转运设备的影响也会使岩芯的原位性大打折扣,因此原状样品实际上是不存在的,获得的只是形状低扰动的样品。
因此,亟需一种岩芯移位舱及岩芯移位方法,能够在岩芯转运的过程中最大程度地保证岩芯的原位性,实现岩芯的带压保温转移,进而为深部基础理论的研究提供物质基础。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服在深部钻探取芯过程中现有的岩芯转运设备不能有效保证岩芯原位性的不足,提供一种原位岩芯移位舱及岩芯移位方法,可以使岩芯在取样后转运过程中一直处于带压状态,同时对岩芯进行实时保温,从最大程度上保证岩芯原位状态,进而使岩芯后处理测得的数据都是最接近原位状态的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:原位岩芯移位舱,包括储芯舱,储芯舱为中空腔体,储芯舱的左右两端分别与第一转接管、第二转接管相连,储芯舱内设置有岩芯室和支撑架,岩芯室为用于放置岩芯的中空腔体,支撑架的一端与岩芯室外壁固定连接,其另一端通过滑轮与储芯舱内壁相连,使得岩芯室能够在储芯舱内滑动,第二转接管的右端通过快速连接器与密封球阀相连,密封球阀在驱动机构作用下旋转以实现储芯舱的密封,密封球阀的右侧与转接头相连;第一转接管内设置有翻板阀及其驱动件,翻板阀与其驱动件相连,通过驱动件实现翻板阀的翻转,从而实现储芯舱的密封;储芯舱还与压力平衡控制单元及温度平衡控制单元相连,压力平衡控制单元包括蓄能器以及用于监测储芯舱内压力值的压力表,蓄能器下端通过带有截止阀的液压管路与储芯舱相通;温度平衡控制单元包括电源、中央处理模块、辅热装置、冷却装置及温度传感器,电源分别与中央处理模块、辅热装置、冷却装置及温度传感器相连,中央处理模块分别与辅热装置、冷却装置及温度传感器相连,辅热装置均匀环设在岩芯室外壁,冷却装置用于降低储芯舱内的温度,温度传感器用于探测储芯舱内的温度;储芯舱的顶部和底部分别设置有进水口及出水口,进水口与出水口分别通过连接管与岩芯室相连,岩芯室内壁与放置于岩芯室的岩芯表面共同组成原位地层水储藏腔,在原位岩芯移位过程中,原位地层水储藏腔内充盈着原位地层水。
转移舱前端的转接管内设置有翻板阀及与其相连的驱动机构;转移舱还与压力平衡控制单元相连,压力平衡控制单元包括安全阀、截止阀、蓄能器以及压力表,压力表与转移舱相连,蓄能器通过截止阀与转移舱相连,截止阀的又一端与安全阀相连,蓄能器用于对转移舱进行压力补偿。
优选的,还包括后推拉杆,后推拉杆的一端与负压吸盘的顶端相连,通过将负压吸盘底端吸附在岩芯室内的岩芯上,在后推拉杆的作用下能够将岩芯从转移舱中拉出。
优选的,还包括推杆及保真舱,保真舱的左端开设有与推杆相适配的开孔,推杆通过开孔与岩芯推挡器相连,保真舱的右端通过快速连接器与第一转接管的左端相连。
优选的,还包括拉杆,拉杆的一端与负压吸盘的顶端相连,通过将负压吸盘底端吸附在岩芯室内的岩芯上,在拉杆的作用下能够将岩芯从储芯舱中拉出。
具体的,储芯舱内壁涂覆有Promat纳米低碳绝热保温层,每个连接管包括两个端口管与中间的伸缩管。
进一步的,保真舱右端内侧设置有翻板阀及其驱动件,翻板阀与其驱动件相连,通过驱动件实现翻板阀的翻转,从而实现保真舱的密封;在保真舱与储芯舱之间设置有密封垫圈,密封垫圈的材质为高分子耐压复合材料;还包括套在转接头上的转接头密封套。
本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是:基于上述原位岩芯移位舱的岩芯移位方法,包括以下步骤:A.将装有原位保真岩芯的保真舱与储芯舱建立端对端的连接,同时将右端密封球阀通过转接管连接在储芯舱上,关闭密封球阀、进水口及出水口,打开储芯舱内的翻版阀;B.通过压力平衡控制单元、温度平衡控制单元分别向储芯舱内补压、调整温度,直至储芯舱内压力、温度与岩芯原位处相同,通过压力平衡控制单元保持岩芯外部压力;C.打开保真舱内的翻板阀,通过推杆将岩芯推入储芯舱的岩芯室,岩芯完全进入岩芯室后,关闭储芯舱左端翻板阀,封闭储芯舱;D.打开进水口,通过进水口向原位地层水贮藏腔内注入原位地层水,腔内注满原位地层水后关闭进水口实现封闭储芯舱,以便保持岩芯内部渗透压,进行岩芯后续保存或转移操作。
优选的,还包括岩芯取出步骤,具体为,打开密封球阀,将与拉杆连接的负压吸盘吸附在岩芯上,将岩芯从岩芯室中拉取出来。
进一步的,岩芯取出步骤前,还设置如下步骤:打开出水口,将储芯舱内的原位地层水通过出水口排出。
具体的,步骤D中还包括随时根据压力表利用压力平衡控制单元调节储芯舱内压力,以及随时根据温度传感器利用温度平衡控制单元调节储芯舱内的温度。
本发明的有益效果是:装置结构简单,易于操作,便于将各个小部件带入深井并就地组装,组装方式简单可靠,密封效果好;采用“外部压力平衡控制单元+原位地层水”二位一体的压力补偿方式实现岩芯全过程保压,其中外部压力平衡控制系统保持岩芯外部压力,原位地层水保持岩芯内部渗透压,渗透压可用于推算岩芯受力状态,使得岩芯在从深部岩体取样到保存、转运以及进行各种实验过程中尽量处于带压保温的原位状态,保证深部岩芯的原位性和保真性,充分实现对深部岩芯的保压保温,从而保证岩芯后处理测得的数据最接近原位状态;由于在储芯舱右端集成的密封球阀,在实现密封转移舱的同时,也可以与后部试验装置无缝衔接,在保证岩芯原位性的同时简化了试验过程;为分析岩芯应力储存环境、裂隙分布、声发射形态等提供了依据,且通过开展相关深部岩石力学基础理论研究为深部资源开采实践提供理论指导。本发明适用于进行各类保温保压取芯作业。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明中的储芯舱保存和转移保真岩芯的示意图;
图3是本发明中将保真岩芯拉出的过程示意图;
图4是本发明中的支撑架细节放大图;
图5是本发明中出水口的细节放大图;
图6是本发明中的储芯舱Ⅰ断面剖面图;
图7是本发明中的岩芯室细节放大图;
图8是本发明中的岩芯室剖面细节放大图。
其中,1为推杆,2为岩芯推挡器,3为保真舱,4为翻板阀,5为弹簧,6为快速连接器,7为转接管,8为密封垫圈,9为支撑架,10为岩芯室,11为储芯舱,12为安全阀,13为三通截止阀,14为蓄能器,15为压力表,16为密封球阀,17为转接头密封套,18为压力平衡控制单元,19为负压吸盘,20为滑轮,21为拉杆,22为中央处理模块,23为岩芯,24为碳晶发热器,25为冷却装置,26为温度平衡控制单元,27为Promat纳米低碳绝热保温层,28为进水口,29为出水口,30为原位地层水贮藏腔,31为端口管,32为伸缩管,33为原位地层水,34为耐高温有机玻璃管。
具体实施方式
下面结合附图,详细描述本发明的技术方案。
如图1所示,本发明的原位岩芯移位舱可以实现与具备保真舱的保真单元连接,从而实现从保真舱中将岩芯取出到储芯舱中,保真单元可以使用外部其他设备如保真钻机的,也可以使用本装置中自己设计的。本装置中设计的与储芯舱11有最好密封效果的保真单元包括保真舱3。保真舱3的左端设置有与推杆1相适配的开孔,保真舱3内还设置岩芯推挡器2,推杆1通过开孔与岩芯推挡器2相连,具体如推杆1通过开孔与保真舱3内的岩芯推挡器2以螺纹方式固定连接,以实现将岩芯23由保真舱3推向岩芯室10。保真舱3右端内侧设置有翻板阀4及弹簧5,通过弹簧翻板阀4的翻转,从而实现保真舱3的密封。保真舱3的右端连接有快速连接器6,通过快速连接器6与第一转接管的左端相连。保真舱3可以选用原位保真取芯系统中的设备本体,其设备本体即为保真舱,原位保真取芯系统在钻探的过程中可以最大程度保持岩芯的原位性,从原位保真取芯系统中取得的岩芯为低扰动的样品。
如图2所示的是单一作用的原位岩芯移位舱,可以实现原位保存和转移岩芯。包括储芯舱11,储芯舱11为两端开口的中空腔体。舱体采用合金材料如合金钢制作,使用寿命长,不易变形,优选为一水平放置的圆柱状舱体。储芯舱11左右两端分别通过密封垫圈8与第一转接管、第二转接管相连,图中,将第一转接管和第二转接管统一标记为转接管7。密封垫圈8在实现保真仓3与储芯舱11密封的同时连接二者,密封垫圈8采用高分子耐压复合材料如塑胶,以承受舱内压力,增强密封性。岩芯室10与储芯舱11优选为中空圆柱体,岩芯室10与储芯舱11横截面为同心圆,岩芯室10直径略大于岩芯直径,岩芯室10其所用材料与储芯舱11一致。
如图4所示,储芯舱11内设置有岩芯室10和支撑架9,岩芯室10为用于放置岩芯23的中空腔体,存放待转移岩芯。支撑架9的一端与岩芯室10外壁固定连接如焊接,用以支撑岩芯室,其另一端即远离岩芯23的一端通过滑轮20与储芯舱11内壁相连如与储芯舱11铰接,使得岩芯室10能够在储芯舱11内沿其轴向滑动即图中左右移动。如图6所示,为了提高支撑稳定性和固定力,支撑架9的个数为多个,优选为六个支撑架,每三个一组,分别设置在岩芯室10的前半部分和后半部分,在同一断面上,任两个支撑架呈120°夹角环状均匀分布,支撑架采用刚性材料以便提高支撑力。岩芯室10和储芯舱11内壁皆为光滑面,岩芯室10内壁光滑完整以降低与岩芯样品间的摩擦力,减少样品扰动,储芯舱11内壁为光滑面,以便于滑轮自由轴向滑动。
第二转接管的左端与储芯舱11相连,第二转接管的右端通过快速连接器6与密封球阀16相连。密封球阀16内部开一个直径稍大于保真岩芯的圆柱形孔槽,密封球阀16在驱动机构作用下旋转以实现储芯舱11的密封,密封球阀16的右侧与转接头密封套17相连。为了最大程度上保存岩芯的原位特征,对转移舱内进行保压保温,储芯舱11还与压力平衡控制单元18及温度平衡控制单元26相连。
压力平衡控制单元18包括安全阀12、三通截止阀13、蓄能器14以及压力表15,蓄能器14下端通过带有截止阀的液压管路与储芯舱11相通,截止阀优选三通截止阀13。蓄能器14中填充的压力介质为高纯度惰性气体,如氖气等,用于对储芯舱11进行压力补偿;补压时,蓄能器上端皮囊内要充入压力介质,下端通过带有三通截止阀的液压管路与转移舱11相通,三通截止阀的又一端与安全阀12相连,安全阀另一端与收集排出气体的气囊相连。蓄能器14充气压力通常取采样点原位压力的80%—90%,以获得较多的补偿量。压力表15可实时检测储芯舱11内压力变化情况。压力表15可以直接与转移舱11相连,也可以通过另一截止阀与储芯舱11相连。设置安全阀的目的是为了实现补偿或者运输过程舱内压力超过预期值时能自动排放舱内气体实现舱内压力至规定值,不安装安全阀即不能实现压力超预期值后的卸压过程,以保护整个压力平衡控制单元。此外还可以设计中央处理模块22与平衡控制单元相连,将压力表替换成压力传感器,中央处理模块分别与压力传感器及蓄能器下端的截止阀相连,当压力低于一定阈值时,打开截止阀,开始补压;当压力达到合适值后传感器发送信号给中央处理模块,控制截止阀关闭阀门,停止补压。压力平衡控制单元通过多种控制阀保证岩芯转移过程中舱内压力的相对稳定。
温度平衡控制单元26包括电源、中央处理模块22、辅热装置、冷却装置25及温度传感器,电源与中央处理模块22、辅热装置、冷却装置25及温度传感器分别相连,中央处理模块22分别与辅热装置、冷却装置25及温度传感器相连,如图6所示,辅热装置均匀环设在岩芯室10外壁,基于成本、体积考虑,所述辅热装置优选为碳晶发热器24,用碳晶发热器24以实现岩芯23的加热。冷却装置25用于降低储芯舱11内的温度,可放置在储芯舱11内部,也可以直接附着在岩芯室10外壁上。同理,温度传感器用于探测岩芯室内温度,可以放置在岩芯室内提高温度探测准确性,也可以为了防止污染放置在岩芯室外侧,但如此会降低探测的温度准确性,此外,为了提高装置集成度,可以在冷却装置25端头集成温度传感器。中央处理模块22通过温度传感器实时监测舱内温度并动态调整辅热装置、冷却装置的工作情况以实现仓内温度与取样点一致,实现舱内温度的动态平衡。温度传感器及冷却装置的作用目标都是储芯室,岩芯室为放置岩芯装置,冷却装置的制冷主体可以设置位于移位舱外部,通过管道向储芯舱舱内实施降温动作,温度传感器镶嵌于储芯舱舱内管道部分,由中央处理模块统一调度。
储芯舱11的顶部和底部,此处特指水平放置时水平方向的顶部和底部分别设置有进水口28及出水口29,具体可以是进水口28与出水口29均焊接于储芯舱11外部,进水口位于储芯舱11顶部,出水口位于储芯舱11底部。进水口28还与控制原位地层水进入的第一阀门相连,出水口29还与控制原位地层水流出的第二阀门相连。进水口28与出水口29分别通过连接管与岩芯室相连。原位地层水33于岩芯原位环境抽取,岩芯23移位过程中充满原位地层水贮藏腔30。原位地层水储藏腔30由岩芯室内壁与放置于岩芯室10上的岩芯23表面共同组成,腔体注满原位地层水33时地层水可环绕岩芯23一圈,原位地层水33的作用在于保持岩芯内部渗透压与岩芯原位环境一致。
优选的,岩芯室10内壁沿环向开设有凹槽并其沿轴线方向扩展,扩展长度不超过岩芯室10长度,凹槽内镶嵌有耐高温有机玻璃管,耐高温有机玻璃管也可以采用其他材质的高分子材料管,在耐高温有机玻璃管与放置于岩芯室10上的岩芯23表面共同组成原位地层水储藏腔30,如此设计可以防止原位地层水33与岩芯室10作用生成污染岩芯23物质,岩芯室10直径与岩芯23直径匹配以实现原位地层水储藏腔30密闭。
如图7所示,岩芯室10外壁均匀设置有碳晶发热器24,岩芯室10内的凹槽内设置有耐高温有机玻璃管34,当整个设备处于转移状态时,耐高温有机玻璃管34与岩芯23之间形成了原位地层水贮藏腔30,原位地层水贮藏腔30充满了原位地层水33。其剖面细节放大图如图8所示。
在储芯舱11内壁涂覆有Promat纳米低碳绝热保温层27,其采用特殊工艺沿储芯舱内侧沿环向喷制,作用在于降低储芯舱合金导热,增强舱体保温性能,同时防止舱体锈蚀污染岩芯。
如图5所示,每个连接管包括两个端口管31与中间的伸缩管32,以出水口为例,出水口处的连接管的两个端口管分别连接岩芯室及储芯舱上的出水口。将整个连接管长度的1/3~2/3设置为伸缩管32,采用带有可伸缩性的可伸缩管以适应岩芯室左右滑动。连接管优选PE-RT管,即耐热聚乙烯(pe-rt)管,PE-RT管是采用中密度聚乙烯(mdpe)与辛烯聚合而成,具备良好的柔韧性、耐高温抗冻及耐压性。
储芯舱11的第一转接管通过快速连接器6与保真舱连接,从而将保真舱中的岩芯导入到储芯舱11中,第一转接管内设置有翻板阀4及与其相连的驱动件,驱动件优选为弹簧5,通过弹簧5以实现翻板阀4的翻转,进而实现储芯舱11的密封。
如图3是将岩芯从储芯舱中取出的过程,通过设置拉杆21及负压吸盘19实现,拉杆21的一端与负压吸盘19的顶端相连,通过将负压吸盘19底端吸附在岩芯室内的岩芯上,在拉杆21的作用下能够将岩芯从储芯舱11中拉出。
使用该装置时,深部取芯工作结束后,在保真舱内的翻板阀关闭的情况下,岩芯密闭存放于岩芯推挡器与翻板阀之间。(1)首先将装有原位保真岩芯的保真舱与储芯舱建立端对端的连接,具体而言是将装有原位岩芯的保真舱通过快速连接器与储芯舱左端的转接管相连,同时将右端密封球阀通过转接管连接在储芯舱上,并打开储芯舱内翻版阀,关闭右端密封球阀、进水口及出水口;(2)然后通过压力平衡控制单元、温度平衡控制单元分别向储芯舱内补压、升/降温,直至舱内压力、温度与岩芯原位状态相同;(3)然后打开保真舱内翻板阀,将舱内保真岩芯推入储芯舱内岩芯室中,关闭储芯舱内翻板阀,封闭储芯舱,卸下保真舱;(4)再通过进水口向原位地层水贮藏腔内注入原位地层水,注满以后关闭进水口,封闭储芯舱;(5)最后采用常规运输方式将移位舱运至保真实验室。在进行上述操作的过程中借助压力平衡控制单元、温度平衡控制单元始终保持储芯舱内压力与保真舱内相同。
步骤(2)中通过压力平衡控制单元补压和步骤(4)的储芯舱内注入原位地层水的顺序能够互换,整体而言,通过压力平衡控制单元保持岩芯外部压力,利用原位地层水保持岩芯内部渗透压,只要能对岩芯外部压力和内部渗透压都进行调整即可,如此设计能够更有效更精确地完成保压操作,最大程度上保存岩芯的原位特征。为了提高保压稳定性,在步骤(4)中还包括随时根据压力表利用压力平衡控制单元调节储芯舱内压力,以及随时根据温度传感器利用温度平衡控制单元调节储芯舱内的温度。
岩芯原位处的值可以是事先测好的,由于保真舱的条件也是尽可能的原位条件,因此可以考虑储芯舱内压力、温度与保真舱的条件一致,而保真舱的条件更易于测控。
当完成岩芯移位任务后如到达保真实验室,需要将岩芯取出时,打开密封球阀,将与拉杆连接的负压吸盘吸附在岩芯上,将岩芯从岩芯室中拉取出来通其中岩芯取出之前需要预先将原位地层水储藏腔内原位地层水通过出水口排出。
在使用后可将各部分拆卸下来,具体而言是通过将快速连接器拆卸下来,实现将整个装置拆卸成多个小单元,便于存放。且在下次使用时能够快速组装,增强便利性。
该装置的工作方法及工作原理如下:
深部取芯工作结束后,在保真舱3内的翻板阀4关闭的情况下,岩芯密闭存放于保真舱3内。保真舱优选取自保真钻机的,保真钻机在钻探的过程中可以最大程度保持岩芯的原位性,从保真转机中取得的岩芯为低扰动的样品,保真舱内压力、温度为岩芯原位值;此外,保真舱也可以单独使用如本申请设计的。
进行岩芯保温保压转移时,将装有保真岩芯的保真舱3通过快速连接器6与第一转接管相连,第一转接管右端通过密封垫圈与储芯舱相连,从而实现保真舱与储芯舱的连接。与此同时,第二转接管通过快速连接器与密封球阀连接,第二转接管左端通过密封垫圈与储芯舱相连,从而实现密封球阀与储芯舱的连接。关闭密封球阀、进水口及出水口,在弹簧作用下打开第一转接管内的翻板阀,通过压力平衡控制单元向储芯舱内补压直至储芯舱内压力与保真舱内压力相同,调节温度平衡控制单元直至岩芯室内温度与保真舱内相同。在弹簧作用下打开保真舱内的翻板阀,调节岩芯室移动到靠近保真舱的一端,使两个带压腔体相连通,通过推杆与岩芯推挡器,将保真岩芯在全程带压保温的环境下推入岩芯室;岩芯完全进入岩芯室后,卸下推杆,随后岩芯室在支撑架的协助下移动到之前位置,关闭第一转接管内的翻板阀,封闭储芯舱,并于转接头两端套上转接头密封套,防止岩芯移位过程中因外界因素导致转接头磨损变形。最后再通过进水口向储芯舱内的地层水贮藏腔注入原位地层水,腔内注满原位地层水后关闭进水口,封闭地层水贮藏腔以保持岩芯内部渗透压与岩芯原位状态相同。储芯舱在压力平衡控制单元与温度平衡控制单元的作用下,实时监测并调节舱内压力与温度,可在常规运输方式下运送至保真实验室进行相关岩芯测试工作,开展深部基础理论研究。
Claims (10)
1.原位岩芯移位舱,其特征在于,包括储芯舱(11),储芯舱(11)为中空腔体,储芯舱(11)的左右两端分别与第一转接管、第二转接管相连,储芯舱(11)内设置有岩芯室(10)和支撑架(9),岩芯室(10)为用于放置岩芯(23)的中空腔体,支撑架(9)的一端与岩芯室(10)外壁固定连接,其另一端通过滑轮(20)与储芯舱(11)内壁相连,使得岩芯室(10)能够在储芯舱(11)内滑动,第二转接管的右端通过快速连接器(6)与密封球阀(16)相连,密封球阀(16)在驱动机构作用下旋转以实现储芯舱(11)的密封,密封球阀(16)的右侧与转接头相连;第一转接管内设置有翻板阀(4)及其驱动件,翻板阀(4)与其驱动件相连,通过驱动件实现翻板阀(4)的翻转,从而实现储芯舱(11)的密封;
储芯舱(11)还与压力平衡控制单元(18)及温度平衡控制单元(26)相连,压力平衡控制单元(18)包括蓄能器(14)以及用于监测储芯舱(11)内压力值的压力表(15),蓄能器(14)下端通过带有截止阀的液压管路与储芯舱(11)相通;
温度平衡控制单元(26)包括电源、中央处理模块(22)、辅热装置、冷却装置(25)及温度传感器,电源与中央处理模块(22)、辅热装置、冷却装置(25)及温度传感器分别相连,中央处理模块(22)分别与辅热装置、冷却装置(25)及温度传感器相连,辅热装置均匀环设在岩芯室(10)外壁,冷却装置(25)用于降低储芯舱(11)内的温度,温度传感器用于探测储芯舱内的温度;
储芯舱(11)的顶部和底部分别设置有进水口(28)及出水口(29),进水口(28)与出水口(29)分别通过连接管与岩芯室相连,岩芯室内壁与放置于岩芯室的岩芯表面共同组成原位地层水储藏腔(30),在原位岩芯移位过程中,原位地层水储藏腔(30)内充盈着原位地层水(33)。
2.如权利要求1所述的移位舱,其特征在于,岩芯室(10)与储芯舱(11)横截面为同心圆,岩芯室(10)与储芯舱(11)的材质都为合金材料,岩芯室(10)内壁沿环向开设有凹槽并其沿轴线方向扩展,扩展长度不超过岩芯室(10)长度,凹槽内镶嵌有耐高温有机玻璃管。
3.如权利要求1或2所述的移位舱,其特征在于,还包括推杆(1)及保真舱(3),保真舱(3)的左端开设有与推杆(1)相适配的开孔,推杆(1)通过开孔与岩芯推挡器(2)相连,保真舱(3)的右端通过快速连接器(6)与第一转接管的左端相连。
4.如权利要求1或2所述的移位舱,其特征在于,还包括拉杆(21),拉杆(21)的一端与负压吸盘(19)的顶端相连,通过将负压吸盘(19)底端吸附在岩芯室内的岩芯(23)上,在拉杆(21)的作用下能够将岩芯(23)从储芯舱(11)中拉出。
5.如权利要求1所述的移位舱,其特征在于,储芯舱(11)内壁涂覆有Promat纳米低碳绝热保温层(27),每个连接管包括两个端口管与中间的伸缩管。
6.如权利要求1所述的移位舱,其特征在于,保真舱(3)右端内侧设置有翻板阀(4)及其驱动件,翻板阀(4)与其驱动件相连,通过驱动件实现翻板阀(4)的翻转,从而实现保真舱(3)的密封;在保真舱(3)与储芯舱(11)之间设置有密封垫圈(8),密封垫圈(8)的材质为高分子耐压复合材料;还包括套在转接头上的转接头密封套(17)。
7.基于如权利要求1至6任意一项所述的原位岩芯移位舱的岩芯移位方法,其特征在于,包括以下步骤:
A.将装有原位岩芯的保真舱通过快速连接器与储芯舱左端的转接管相连,同时关闭右端密封球阀、进水口及出水口,打开储芯舱内的翻版阀;
B.通过压力平衡控制单元、温度平衡控制单元分别向储芯舱内补压、调整温度,直至储芯舱内压力、温度与岩芯原位处相同;
C.打开保真舱内的翻板阀,通过推杆将岩芯推入储芯舱的岩芯室,岩芯完全进入岩芯室后,关闭储芯舱左端翻板阀,封闭储芯舱;
D.打开进水口,通过进水口向原位地层水贮藏腔内注入原位地层水,腔内注满原位地层水后,关闭进水口实现封闭储芯舱,以便保持岩芯内部渗透压,进行岩芯后续保存或转移操作。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,还包括岩芯取出步骤,具体为,打开密封球阀,将与拉杆连接的负压吸盘吸附在岩芯上,将岩芯从岩芯室中拉取出来。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,岩芯取出步骤前,还设置如下步骤:打开出水口,将储芯舱内的原位地层水通过出水口排出。
10.如权利要求7所述的方法,其特征在于,步骤D中还包括随时根据压力表利用压力平衡控制单元调节储芯舱内压力,以及随时根据温度传感器利用温度平衡控制单元调节储芯舱内的温度。
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