CN114458204A - 一种用于保真取芯器运行的控制系统 - Google Patents

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谢和平
张茹
高明忠
陈领
张志龙
杨阳
李佳南
黄伟
任利
李怡航
肖坤
凌伟强
楼晨笛
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Abstract

本发明公开了一种用于保真取芯器运行的控制系统，其包括保真取芯器本体，保真取芯器本体安装在岩芯舱的上端，保真取芯器本体的排液口与排液通道连接，排液通道上依次设置有第一压力变送器、第一安全阀、液控阀和第一加热器，第一加热器与驱动泵之间设置有单向阀、第一伺服阀和第二压力变送器；驱动泵与供水降温池连接；驱动泵与供水降温池之间设置有第二加热器和第二伺服阀，供水降温池内放置有螺旋管，螺旋管的一端设置在流动污水池内，另一端与保真取芯器本体的排水口连接，排水口与螺旋管之间设置有过滤器、第二安全阀和第三伺服阀。本方案在高温高压环境下，更为安全有效的服务保真取芯器进行工作，实现原位工作驱动环境的模拟。

Description

一种用于保真取芯器运行的控制系统
技术领域
本发明涉及钻井技术领域，具体涉及一种用于保真取芯器运行的控制系统。
背景技术
向深部要能源资源已是我国当前最紧迫的现实问题，也是我国重大战略科技问题，更是我国重大的能源安全问题。当前研究探索都是用“普通岩芯”，而深地原位环境非常复杂。深钻获取的“普通岩芯”释放了压力、温度、孔隙水等成分，已严重失真。目前，在“普通岩芯”严重失真将导致的结果研究方面，主要注重如下几个方面：(1)由于应力释放，到地面已破碎，即无效岩芯；(2)油气资源的储量评估失真；(3)深部岩层可能存在的生命体(微生物、病毒等)消亡；(4)测不到不同深度(万米以浅)真实状态的岩层物理力学参数……
而目前针对还原原位环境实验的取芯器驱动系统基本停留在浅部岩石力学实验阶段，甚至是常温常压阶段；同时，很少考虑应力-温度-渗透压力三场耦合的情况。可能在试样内部各点未达到均匀时就开始了钻芯或力学实验，这样做会导致较大的偏差，无法正确还原岩石的原位环境，得到的实验结论或者取出的岩芯与实际情况有所误差；在一些模拟取芯或者原位实验中，高温高压的驱动系统十分重要。水动力驱动取芯工具在室内进行模拟时困难，需要保证注入驱动流体压力的同时，保证流体的温度，因此亟需设计一种用于保真取芯器运行的控制系统。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种完全模拟高温高压环境下深部原位工作的用于保真取芯器运行的控制系统。
为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：
提供一种用于保真取芯器运行的控制系统，其包括保真取芯器本体，保真取芯器本体安装在岩芯舱的上端，保真取芯器本体的排液口与排液通道连接，排液通道上依次设置有第一压力变送器、第一安全阀、液控阀和第一加热器，第一加热器与驱动泵连接，第一加热器与驱动泵之间设置有单向阀、第一伺服阀和第二压力变送器；驱动泵与供水降温池连接；驱动泵与供水降温池之间设置有第二加热器和第二伺服阀，供水降温池旁设置有流动污水池，供水降温池内放置有螺旋管，螺旋管的一端设置在流动污水池内，另一端与保真取芯器本体的排水口连接，排水口与螺旋管之间设置有过滤器、第二安全阀和第三伺服阀。
本发明的有益效果为：本方案在高温高压环境下，更为安全有效的服务保真取芯器进行工作，实现原位工作驱动环境的模拟。水从保真取芯器本体中流出，经过高温高压蓄水池，进入高温高压水处理系统，然后经过150MPa压差驱动泵，经过滤流入保真舱。通过压力监测调控系统以及计算机自动控制系统，对温度压力进行实时监测，及时自动调整，保证安全运行。
附图说明
图1为用于保真取芯器运行的控制系统的结构原理图。
其中，1、保真取芯器本体，2、第三套管，3、密封圈，4、岩芯舱，5、第一套管，6、支撑座，7、第二套管，8、变径端盖，9、排液通道，10、第一压力变送器，11、第一安全阀，12、液控阀，13、第一加热器，14、单向阀，15、第一伺服阀，16、第二压力变送器，17、驱动泵，18、过滤器，19、第二安全阀，20、第三伺服阀，21、第二加热器，22、第二伺服阀，23、供水降温池，24、流动污水池。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，本方案的用于保真取芯器运行的控制系统包括保真取芯器本体1，保真取芯器本体1安装在岩芯舱4的上端，保真取芯器本体1的排液口与排液通道9连接，排液通道9上依次设置有第一压力变送器10、第一安全阀11、液控阀12和第一加热器13，第一加热器13与驱动泵17连接，第一加热器13与驱动泵17之间设置有单向阀14、第一伺服阀15和第二压力变送器16。
驱动泵17与供水降温池23连接；驱动泵17与供水降温池23之间设置有第二加热器21和第二伺服阀22，供水降温池23旁设置有流动污水池24，供水降温池23内放置有螺旋管，螺旋管的一端设置在流动污水池24内，另一端与保真取芯器本体1的排水口连接，排水口与螺旋管之间设置有过滤器18、第二安全阀19和第三伺服阀20。
在供水降温池23内通过螺旋管的方式增大接触面积，从而达到冷却效果；同时，降温装置实现高温驱动污水出舱快速降温(降至80℃以下)和降压，防止高温高压水气化。同时设计保真取芯驱动液净化装置(滤膜)，将经盘管降温的污水过滤后重新返回清水池循环使用，并利用盘管热量进行循环清水预加热，节能环保。
本方案的系统底座包括支撑座6，支撑座6的上端设置有岩芯舱4，岩芯舱4的上端和下端均开口，岩芯舱4内设置有空腔，岩芯舱4的上端设置有变径端盖8，变径端盖8的端部与保真取芯器本体1的下端连接，保真取芯器与岩芯舱4连通。
岩芯舱4的下端套在支撑座6的上端，岩芯舱4通过第一套管5与支撑座6连接，且第一套管5卡扣在岩芯舱4和支撑座6上；岩芯舱4与支撑座6之间的接触面上设置有密封圈3。
变径端盖8的下端套在岩芯舱4的上端，岩芯舱4通过第二套管7与变径端盖8连接，且第二套管7卡扣在岩芯舱4和变径端盖8上，岩芯舱4与变径端盖8之间的接触面上设置有密封圈3。变径端盖8通过第三套管2与保真取芯器本体1连接，第三套管2卡扣在保真取芯器本体1和变径端盖8上。
底座为整个保真取芯器的工作提供支撑，并能完全模拟出保真取芯器真实的工作环境，底座的密闭性良好，使模拟监测的结果更加准确。
本方案在高温高压环境下，更为安全有效的服务保真取芯器进行工作，实现原位工作驱动环境的模拟。水从保真取芯器本体1中流出，经过高温高压蓄水池，进入高温高压水处理系统，然后经过150MPa压差驱动泵17，经过滤流入保真舱。通过压力监测调控系统以及计算机自动控制系统，对温度压力进行实时监测，及时自动调整，保证安全运行。

Claims (7)

1.一种用于保真取芯器运行的控制系统，其特征在于，包括保真取芯器本体，所述保真取芯器本体安装在岩芯舱的上端，所述保真取芯器本体的排液口与排液通道连接，所述排液通道上依次设置有第一压力变送器、第一安全阀、液控阀和第一加热器，所述第一加热器与驱动泵连接，所述第一加热器与驱动泵之间设置有单向阀、第一伺服阀和第二压力变送器；所述驱动泵与供水降温池连接；所述驱动泵与供水降温池之间设置有第二加热器和第二伺服阀，所述供水降温池旁设置有流动污水池，所述供水降温池内放置有螺旋管，所述螺旋管的一端设置在流动污水池内，另一端与保真取芯器本体的排水口连接，所述排水口与螺旋管之间设置有过滤器、第二安全阀和第三伺服阀。
2.根据权利要求1所述的用于保真取芯器运行的控制系统，其特征在于，所述系统底座包括支撑座，所述支撑座的上端设置有岩芯舱，所述岩芯舱的上端和下端均开口，所述岩芯舱内设置有空腔，所述岩芯舱的上端设置有变径端盖，所述变径端盖的端部与保真取芯器本体的下端连接，所述保真取芯器与岩芯舱连通。
3.根据权利要求2所述的用于保真取芯器运行的控制系统，其特征在于，所述岩芯舱的下端套在支撑座的上端，所述岩芯舱通过第一套管与支撑座连接，且第一套管卡扣在岩芯舱和支撑座上。
4.根据权利要求3所述的用于保真取芯器运行的控制系统，其特征在于，所述岩芯舱与支撑座之间的接触面上设置有密封圈。
5.根据权利要求2所述的用于保真取芯器运行的控制系统，其特征在于，所述变径端盖的下端套在岩芯舱的上端，所述岩芯舱通过第二套管与变径端盖连接，且第二套管卡扣在岩芯舱和变径端盖上。
6.根据权利要求5所述的用于保真取芯器运行的控制系统，其特征在于，所述岩芯舱与变径端盖之间的接触面上设置有密封圈。
7.根据权利要求2所述的用于保真取芯器运行的控制系统，其特征在于，所述变径端盖通过第三套管与保真取芯器本体连接，所述第三套管卡扣在保真取芯器本体和变径端盖上。
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