CN112963108A - 依靠磁力触发实现保压的取心设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及依靠磁力触发实现保压的取心设备，属于保压取心技术领域，包括外筒、岩心筒和翻板阀，所述翻板阀包括阀座和阀瓣，所述翻板阀安装在外筒内，所述阀瓣上设有第二磁性件，所述外筒上对应所述第二磁性件的位置安装有对所述第二磁性件产生排斥力的第一磁性件。本发明将给阀瓣提供初始闭合动力的弹簧更换为磁性件，磁体相斥产生的排斥力远远大于弹簧产生的弹力，在初始阶段磁体之间产生的磁势能量较大；并且，由于阀瓣被岩心筒限位，使得磁性势能产生的能量积聚故在失去岩心筒限位后，该能量将彻底转化为阀瓣的动能，使得阀瓣获得较大的动能，从而保证其克服重力或摩擦力迅速闭合，防止阀瓣侧翻，利于保证保压舱的密封性能。
Description
技术领域
本发明涉及保压取心技术领域，尤其涉及依靠磁力触发实现保压的取心设备。
背景技术
深部岩石的物理力学以及化学生物等特性与其所处原位环境条件密切相关，取心过程的原位环境损失将导致岩心的理化性质和力学性质失真且不可逆转，其攻关的核心与关键是如何获取深部环境条件下的原位岩心，并在原位保真状态下进行实时加载测试与分析。
目前的原位保真取心装置，利用钻具钻取岩心后将岩心存储在保真舱中，然后通过保真舱保压控制装置对样品进行保压密封。
保真舱保压控制装置包括保压阀，保压阀有球阀、翻板阀等。当岩心筒提升到一定高度后，翻板阀可自动关闭。目前翻板阀的关闭主要依靠弹力触发。弹力触发只能在竖直下钻时应用，且弹簧产生的弹性势能较小，在钻机水平钻进或者竖直向上钻进时，弹簧弹性势能不足以提供足够的能量使得阀瓣克服摩擦力或者重力旋转闭合，存在因阀瓣侧翻导致密封失效等问题。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题提供依靠磁力触发实现保压的取心设备。
本发明通过下述技术方案实现：
依靠磁力触发实现保压的取心设备，包括外筒、岩心筒和翻板阀，所述翻板阀包括阀座和阀瓣，所述翻板阀安装在外筒内，所述阀瓣上设有第二磁性件，所述外筒上对应所述第二磁性件的位置安装有对所述第二磁性件产生排斥力的第一磁性件。
优选地，第一磁性件和第二磁性件为永磁体。
进一步的，所述阀座上有用于对所述第二磁性件产生吸力的第三磁性件。
优选地，所述第三磁性件为永磁体。
优选地，阀瓣由顺磁材料制造。
进一步优选地，阀瓣材质为铁。
优选地，阀座由铁低磁导率材料制作。
进一步优选地，阀座材质为不锈钢。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明将给阀瓣提供初始闭合动力的弹簧更换为磁性件，磁体相斥产生的排斥力远远大于弹簧产生的弹力，在初始阶段磁体之间产生的磁势能量较大；并且，由于阀瓣被岩心筒限位，使得磁性势能产生的能量积聚故在失去岩心筒限位后，该能量将彻底转化为阀瓣的动能，使得阀瓣获得较大的动能，从而保证其克服重力或摩擦力迅速闭合，防止阀瓣侧翻，利于保证保压舱的密封性能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。
图1是岩心筒位于阀座中时的示意图；
图2是翻板阀关闭时的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1、2所示，本发明公开的依靠磁力触发实现保压的取心设备，包括外筒1、岩心筒4和翻板阀，翻板阀包括阀座2和阀瓣3，阀瓣3一侧与阀座2一端连接，翻板阀安装在外筒1内。
阀瓣3上设有第二磁性件31，外筒1上对应第二磁性件31的位置安装有对第二磁性件31产生排斥力的第一磁性件11。阀座2上有用于对第二磁性件31产生吸力的第三磁性件21。
第一磁性件11、第二磁性件31和第三磁性件21为永磁体。
第二磁性件31可内嵌于阀瓣2上。
作为一种更好的选择：阀瓣2选择磁导率大、抗压强度高的顺磁材料制作。原因在于：选用顺磁材料制作阀瓣2，阀瓣2上的永磁体会将阀瓣2磁化，在阀瓣2闭合后，阀座1内部的永磁铁的磁势会和阀瓣2所拥有的磁势耦合，根据最小势能原理，会使其拥有一个更大的吸引力力，从而克服重力势，达到持续闭合的效果。在实施例中选择铁制作阀瓣2，而阀座1选为不锈钢。选用不锈钢制作阀座1的原因是：不锈钢是低磁导率物质，其内部的磁场不会对其产生磁势，这样不会影响阀瓣2闭合的轨迹。
本发明的工作原理：
如图1所示，岩心钻取过程中，岩心筒4位于阀座2内，阀瓣3被限制在岩心筒4与外筒1之间；此时，第一磁性件11对第二磁性件31产生排斥磁力，该排斥磁力会给阀瓣3一个初始动力；
如图2所示，当岩心筒4被提升至高于阀瓣3后，阀瓣3失去岩心筒4的限位后，第一磁性件11对阀瓣3的初始动力使阀瓣3迅速闭合旋转；当阀瓣3旋转到一定角度，阀瓣3又受到第三磁性件21的吸引力，使得阀瓣3迅速地与阀座闭合，大大提高了翻板阀的密封性能。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.依靠磁力触发实现保压的取心设备，包括外筒、岩心筒和翻板阀，所述翻板阀包括阀座和阀瓣，所述翻板阀安装在外筒内，其特征在于：所述阀瓣上设有第二磁性件，所述外筒上对应所述第二磁性件的位置安装有对所述第二磁性件产生排斥力的第一磁性件。
2.根据权利要求1所述的依靠磁力触发实现保压的取心设备，其特征在于：第一磁性件和第二磁性件为永磁体。
3.根据权利要求1或2所述的依靠磁力触发实现保压的取心设备，其特征在于：所述阀座上有用于对所述第二磁性件产生吸力的第三磁性件。
4.根据权利要求3所述的依靠磁力触发实现保压的取心设备，其特征在于：所述第三磁性件为永磁体。
5.根据权利要求1或2所述的依靠磁力触发实现保压的取心设备，其特征在于：阀瓣由顺磁材料制造。
6.根据权利要求5所述的依靠磁力触发实现保压的取心设备，其特征在于：阀瓣材质为铁。
7.根据权利要求1或6所述的依靠磁力触发实现保压的取心设备，其特征在于：阀座由铁低磁导率材料制作。
8.根据权利要求7所述的依靠磁力触发实现保压的取心设备，其特征在于：阀座材质为不锈钢。
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