CN114278244B - 一种可主动保温的翻板阀及保温结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可主动保温的翻板阀及保温结构，包括密封盖、阀座和电加热板，电加热板装于所述密封盖上，电加热板为石墨烯电热板；密封盖上的电加热板通过导线与电源连接，电源和温控芯片装于中心杆上，温度传感器的感应端位于岩心筒内，温度传感器和温控芯片连接。本申请翻板阀可用于取芯过程中对岩石底部进行主动保温，能阻止岩芯底部的温度降低，具有良好的保温能力，能适用于不同深度不同工况下的保温取芯。

Description

一种可主动保温的翻板阀及保温结构

技术领域

本发明涉及深部勘探技术领域，尤其涉及一种可主动保温的翻板阀及保温结构。

背景技术

随着浅部资源逐渐枯竭，向地球深部要资源已成为必然趋势。深部资源开采由于三高一扰动的影响，深部岩体原位环境作用更加显著，而目前适用于深部资源开发的基础理论研究很不充分，基本规律仍不清楚，导致在开采过程中灾害事故频发，深部资源开采面临难度大、成本高、灾害预测难等问题，严重影响着深部资源的安全高效开采。

这是因为现有研究都是基于“普通岩芯”对深部岩石的物理力学性质进行研究，而深地原位环境极其复杂，深钻获取的“普通岩芯”释放了压力、温度、孔隙水等成份，已严重失真，导致油气资源储量测不准、算不准，对经济造成了极大的损失。因此亟需发展考虑原位环境影响、适用于深部资源开采的深部岩石力学理论，为准确有效解释深部原位岩石力学行为及灾害发生机制、提升深部资源获取能力、丰富和发展深地科学理论提供支撑。

其中，保持原位温度进行取样是进行理论研究的前提和关键，因为随着埋深不断加深，温度逐渐上升，岩芯在取样过程中如果不能通过对岩芯进行保温，在进行提钻的过程中，岩芯温度逐渐降低，里面的气体和水分大量逸散，岩石的物理力学性质也将发生改变，从而失去研究价值，所以要保证岩石的原位环境温度。

目前的保温装置大多是考虑通过岩心筒内壁的被动保温材料阻止岩芯热量的逸散，少数的主动保温材料也只能保持岩芯环向的温度恒定，不能进行岩石底部的保温，导致岩石在取芯过程中底部岩芯成为热量逸散的出口，继而对保持岩芯原位温度造成不利影响。

发明内容

本申请旨在提供一种可主动保温的翻板阀及保温结构，可对岩芯底部进行保温。

本申请通过下述技术方案实现：

本申请提供的一种可主动保温的翻板阀，包括密封盖、阀座和电加热板，电加热板装于所述密封盖上。通过给电加热板通电加热，可对岩石底部进行加热保温，避免在取芯过程中岩芯底部成为热量逸散的出口，利于保持岩芯原位温度。

可选的，电加热板上设有接线柱。

特别的，电加热板为石墨烯电热板。

特别的，所述密封盖的外表面有用于装电加热板的嵌槽，电加热板嵌装于嵌槽中。

可选的，电加热板与嵌槽紧配合。

可选的，所述嵌槽的槽壁上设匹配的导线槽，导线槽一端贯通密封盖的外表面。

可选的，所述嵌槽的相对两侧设有夹持部件槽，两个夹持部件槽分别放置有一夹持部件，两个夹持部件将所述电加热板夹在中间。

特别的，所述夹持部件包括夹块、夹片和弹簧，夹块一侧有与电加热板适配的夹持口，弹簧位于夹块与夹片之间。

可选的，所述夹块相对于夹持口的另一侧设有弹簧腔，弹簧装于弹簧腔中，弹簧与夹片连接，夹片可插入弹簧腔中。

本申请提供的一种基于石墨烯加热的保温结构，包括岩心筒、中心杆、电源、温度传感器、温控芯片和所述的翻板阀；

所述温度传感器和温控芯片连接，电源和温控芯片装于中心杆上，密封盖上的电加热板通过导线与电源连接，温度传感器的感应端位于岩心筒内。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

本申请翻板阀可用于取芯过程中对岩石底部进行主动保温，能阻止岩芯底部的温度降低，具有良好的保温能力，能适用于不同深度不同工况下的保温取芯。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请实施方式的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施方式的限定。

图1是实施例中密封盖与电加热板的装配图；

图2是实施例中其中一种密封盖的三维图；

图3是实施例中其中一种密封盖的主视图；

图4是图3中A-A处的剖视图；

图5是实施例中电加热板的三维图；

图6是夹持部件夹住电加热板时的三维图；

图7是夹持部件夹住电加热板时的主视图；

图8是图7中B-B处的剖视图；

图9是实施例中另一种密封盖的三维图；

图10是实施例中另一种密封盖的横向剖视图；

图11是实施例中另一种密封盖的纵向剖视图；

图12是实施例中电加热板通过夹持部件固定在密封盖上时的剖视图；

图13是实施例保温结构是示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施方式中的附图，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。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

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“上”、“下”、 “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所示，本实施例公开的一种可主动保温的翻板阀，包括密封盖1、阀座（图中未示出）和电加热板2。

如图2-图4所示，密封盖1的外表面有用于装电加热板2的嵌槽11，电加热板2嵌装于嵌槽11中。电加热板2上设有接线柱21，接线柱21用于接导线，以给电加热板2供电。

值得说明的是，电加热板2可与嵌槽11紧配合，电加热板2依靠摩擦力与嵌槽11槽壁卡紧。

为便于接导线，如图5所示，电加热板2上有两个接线柱21。可在嵌槽11的槽壁上设匹配的导线槽12，导线槽12一端贯通密封盖1的外表面。

可选的，为避免电加热板2意外从嵌槽11中脱出，如图6-图8所示，增设了两个夹持部件3，两个夹持部件3用于将电加热板2夹在中间。

夹持部件3包括夹块31、夹片32和弹簧33，夹块31一侧有与电加热板2适配的夹持口，夹块31另一侧通过弹簧33与夹片32连接。相对应的，如图9-图12所示，在密封盖1的嵌槽11的相对两侧有与夹持部件3适配的夹持部件槽13。

可选的，夹持部件槽13的深度与夹块31的厚度相匹配。

两个夹持部件3分别置于夹持部件槽13中，在两侧在弹簧33的作用下，两个夹块31将电加热板2夹在中间，同时两个夹片32与密封盖1紧密接触，从而实现电加热板2的固定，由于夹块31的夹持口对电加热板2的限位，可防止电加热板2从嵌槽11脱出。

特别的，在夹块31相对于夹持口的另一侧设有弹簧腔，弹簧33装于弹簧腔中，夹片32可插入弹簧腔中，继而使夹持部件可伸缩，便于安装。

可选的，电加热板2为石墨烯电热板。当然也可是其他类型的电加热板。

可选的，夹块31、夹片32和弹簧33的材质均为铝。当然也可是其他的材质。

使用时，通过给电加热板2通电加热，可对岩石底部进行加热保温，避免在取芯过程中岩芯底部成为热量逸散的出口，利于保持岩芯原位温度。

基于上述翻板阀，本实施例还公开了一种基于石墨烯加热的保温结构，如图13所示，该保温结构包括岩心筒4、内筒5、外筒6、中心杆7、电源81、温度传感器82、温控芯片83和上述翻板阀。密封盖1与阀座10的一端活动连接。其中，岩心筒4、内筒5、外筒6、中心杆7、翻板阀的位置关系、连接关系均是本领域的常规技术，此处不再赘述。

温度传感器82和温控芯片83连接，电源81和温控芯片83装于中心杆7上。电源81用于给温度传感器82、温控芯片83、电加热板2等供电。

密封盖1上的电加热板2通过导线84与电源81连接，温度传感器82的感应端位于岩心筒4内。

具体的，导线84一端与电加热板2的接线柱21连接，导线84穿过导线槽12进入岩芯室内，最后与上方的电源81连接。

该保温结构的工作原理：当岩芯100提取至一定高度，密封盖1与阀座10闭合，实现保压；电源81给电加热板2供电，继而对岩芯筒5内部进行加热，当温度传感器82检测到岩芯温度上升至预设温度时，停止给电加热板2供电；当温度传感器82检测到岩芯温度下降到预设温度时，继续给电加热板2供电直至上升至预设温度，如此实现对岩芯100的保温保压。

使用本发明，在取芯过程中，由温度传感器获得到岩芯的温度后，通过温控芯片控制密封盖上的石墨烯加热板进行温度补偿，可实现保温的效果。本发明相对于已有的翻板阀，可以实现翻板阀的主动保温。

以上的具体实施方式，对本申请的目的、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 (4)

1.一种基于石墨烯加热的保温结构，包括岩心筒（4）和中心杆（7），其特征在于：还包括电源（81）、温度传感器（82）、温控芯片（83）和翻板阀；

翻板阀包括密封盖（1）、阀座（10）和电加热板（2），电加热板（2）装于所述密封盖（1）上，密封盖（1）与阀座（10）的一端活动连接；

所述密封盖（1）的外表面有用于装电加热板（2）的嵌槽（11），电加热板（2）嵌装于嵌槽（11）中，所述嵌槽（11）的相对两侧设有夹持部件槽（13），两个夹持部件槽（13）分别放置一夹持部件（3），两个夹持部件（3）将所述电加热板（2）夹在中间；

所述温度传感器（82）和温控芯片（83）连接，电源（81）和温控芯片（83）装于中心杆（7）上，密封盖（1）上的电加热板（2）通过导线（84）与电源（81）连接，温度传感器（82）的感应端位于岩心筒（4）内；

所述夹持部件（3）包括夹块（31）、夹片（32）和弹簧（33），夹块（31）一侧有与电加热板（2）适配的夹持口，弹簧（33）位于夹块（31）与夹片（32）之间；

所述夹块（31）相对于夹持口的另一侧设有弹簧腔，弹簧（33）装于弹簧腔中，弹簧（33）与夹片（32）连接，夹片（32）可插入弹簧腔中。

2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯加热的保温结构，其特征在于：电加热板（2）上设有接线柱。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于石墨烯加热的保温结构，其特征在于：电加热板（2）为石墨烯电热板。

4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯加热的保温结构，其特征在于：所述嵌槽（11）的槽壁上设有与导线（84）匹配的导线槽（12），导线槽（12）一端贯通密封盖（1）的外表面。