保压岩芯转移装置及方法制造方法及图纸

保压岩芯转移装置及方法，包括转移舱，转移舱为两端开口的中空腔体，转移舱的前端及后端分别通过密封垫圈与转接管相连，转移舱内设置有岩芯室和支撑架，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转移舱内壁相连，以使得岩芯室能够在转移舱内滑动，该转接管内设置有翻板阀及与其相连的驱动机构，转移舱后端的转接管通过快速连接器与密封阀相连，密封阀的另一端连接有转接头，密封阀在驱动机构作用下运动从而实现转移舱的密封；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；适用于进行各类保压取芯作业。

Pressure retaining core transfer device and method

A pressure retaining core transfer device and method, including a transfer cabin, a transfer cabin as a hollow cavity opening at both ends, the front end and the rear end of the transfer cabin are connected by a sealing washer to the connecting pipe respectively. A core chamber and a support frame are set in the transfer cabin, one end of the support frame is fixed to the outer wall of the core chamber, and the other end passes through the pulley and transfer. The inner wall of the cabin is connected so that the core chamber can slide in the transfer cabin. The switch tube is equipped with a turning plate valve and its connecting drive mechanism. The transfer tube on the back end of the transfer cabin is connected to the sealing valve through the fast connector, and the other end of the sealing valve is connected with the connecting head, and the sealing valve moves under the action of the driving mechanism to realize the turn. The transfer cabin is also connected to the pressure balance control unit, and the pressure balance control unit includes the safety valve, cut-off valve, accumulator and pressure gauge, the pressure meter is connected with the transfer cabin, the accumulator is connected to the transfer cabin through the cut-off valve, and the end of the cut-off valve is connected with the safety valve; it is suitable for various kinds of pressure holding coring. Homework.

【技术实现步骤摘要】
保压岩芯转移装置及方法
本专利技术属于岩体原位力学研究领域，涉及一种保压岩芯转移装置及方法。
技术介绍
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。现有技术中，对于深部煤岩特征的研究方法是利用取芯技术进行深部取样，而后再进行室内试验分析研究。然而，由于采样需要经过井内采集和地面转运两个主要过程，历经时间较长，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的变化。实际操作中，即使能够熟练取样的操作人员利用很薄的取样管进行操作，贯入的取样器依然会对原位的样品产生一些扰动；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，亟需一种保压岩芯转移装置及方法，能够在岩芯转运的过程中最大程度地保证岩芯的原位性，实现岩芯的带压转移，进而为深部基础理论的研究提供物质基础。
技术实现思路
本专利技术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，提供一种保压岩芯转移装置及方法，该技术方案能够使得岩芯在取样后的转运过程中一直处于带压状态，最大程度地保持岩芯的原位性。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：保压岩芯转移装置，包括转移舱，转移舱为两端开口的中空腔体，转移舱的前端及后端分别通过密封垫圈与转接管相连，转移舱内设置有岩芯室和支撑架，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转移舱内壁相连，以使得岩芯室能够在转移舱内滑动，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，转移舱后端的转接管通过快速连接器与密封阀相连，密封阀的另一端连接有转接头，密封阀在驱动机构作用下运动从而实现转移舱的密封；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，还包括前推拉杆及保真舱，保真舱的一端设置有与前推拉杆相适配的开孔，另一端通过快速连接器与转移舱前端的转接管相连；保真舱的另一端内侧设置有翻板阀，保真舱内还设置有驱动机构，驱动机构与翻板阀相连，前推拉杆通过开孔与保真舱内的岩芯推挡器相连，以便将岩芯由保真舱推向转移舱。具体的，岩芯室与转移舱皆为中空圆柱体，且二者内壁皆为光滑面，在支撑架的作用下岩芯室能够在转移舱内自由轴向滑动；支撑架的个数为多个，在同一断面上，多个支撑架呈环状均匀分布。进一步的，所述截止阀为三通截止阀，蓄能器内充入高纯度惰性气体，其下端与三通截止阀的一端相连，三通截止阀的另外两端分别与安全阀及转移舱相连，安全阀的另一端连接有气体收集装置。进一步的，还包括与转接头相适配的转接头密封套；密封阀为密封球阀，其内部设置有直径稍大于岩芯的圆柱形孔槽，通过控制密封球阀的转动能够控制转移舱的启闭。本专利技术解决其技术问题所采用的另一技术方案是：基于上述装置的转移方法，包括以下步骤：A.将装有岩芯的保真舱通过快速连接器与转移舱前端的转接管相连；B.关闭密封球阀，在驱动机构作用下打开转移舱前端的转接管内的翻板阀，通过压力平衡控制单元向转移舱内补压，直至转移舱内压力与保真舱内压力相同；C.打开保真舱内的翻板阀，调节岩芯室移动到转移舱内靠近保真舱的一端，使两个带压舱体相连通，通过前推拉杆将岩芯在全程带压的环境下推入岩芯室；D.岩芯完全进入岩芯室后，卸下前推拉杆，调节岩芯室到最初的位置，关闭转移舱内的翻板阀，进行岩芯后续保存或转移操作；卸下保真舱。具体的，步骤A前还包括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。优选的，还包括岩芯取出步骤，具体为，打开转移舱后端的密封球阀，将与后推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。优选的，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转移舱内压力。本专利技术的有益效果是：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，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始终处于带压状态，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，从而保证岩芯后处理测得的数据最接近原位状态，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，且为深部资源开采实践提供理论指导；由于在转移舱后部集成的密封球阀，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。本专利技术适用于进行各类保压取芯作业。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术中的转移舱保存和转移保真岩芯的示意图；图3是本专利技术中将保真岩芯拉出的过程示意图；图4是本专利技术中的支撑架细节放大图；图5是本专利技术中的转移舱Ⅰ断面剖面图。其中，1为前推拉杆，2为岩芯推挡器，3为保真舱，4为翻板阀，5为驱动机构，6为快速连接器，7为转接管，8为密封圈，9为支撑架，10为岩芯室，11为转移舱，12为安全阀，13为截止阀，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为后推拉杆，22为岩芯。具体实施方式下面结合附图，详细描述本专利技术的技术方案。如图1所示，本专利技术的保压岩芯转移装置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转移舱中，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。本装置中设计的与转移舱11有最好密封效果的保真单元包括保真舱3，保真舱3的一端设置有与前推拉杆1相适配的开孔，另一端连接有快速连接器6，通过快速连接器6与转移舱11前端的转接管7相连；保真舱3的另一端内侧设置有翻板阀，保真舱3内还设置有驱动机构，驱动机构与翻板阀相连，前推拉杆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22由保真舱3推向岩芯室10。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保压岩芯转移装置，可以实现保存和转移岩芯。包括转移舱11，转移舱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。转移舱11的前端及后端分别通过密封垫圈8与转接管7相连，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。如图4所示，转移舱11内设置有用于存放待转移岩芯的岩芯室10和支撑岩芯室的支撑架9，支撑架9的一端与岩芯室10外壁固定连接如焊接，其另一端通过滑轮20与转移舱11内壁相连，以使得岩芯室10能够在转移舱11内自由轴向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.保压岩芯转移装置，其特征在于，包括转移舱(11)，转移舱(11)为两端开口的中空腔体，转移舱(11)的前端及后端分别通过密封垫圈(8)与转接管(7)相连，转移舱(11)内设置有岩芯室(10)和支撑架(9)，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)与转移舱(11)内壁相连，以使得岩芯室(10)能够在转移舱(11)内滑动，转移舱(11)前端的转接管(7)内设置有翻板阀(4)及与其相连的驱动机构(5)，转移舱(11)后端的转接管(7)通过快速连接器(6)与密封阀相连，密封阀的另一端连接有转接头，密封阀在驱动机构作用下运动从而实现转移舱(11)的密封；转移舱(11)还与压力平衡控制单元(18)相连，压力平衡控制单元(18)包括截止阀、安全阀(12)、蓄能器(14)以及压力表(15)，压力表(15)与转移舱(11)相连，蓄能器(14)通过截止阀与转移舱(11)相连，截止阀的又一端与安全阀(12)相连，蓄能器(14)用于对转移舱(11)进行压力补偿。

【技术特征摘要】
1.保压岩芯转移装置，其特征在于，包括转移舱(11)，转移舱(11)为两端开口的中空腔体，转移舱(11)的前端及后端分别通过密封垫圈(8)与转接管(7)相连，转移舱(11)内设置有岩芯室(10)和支撑架(9)，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)与转移舱(11)内壁相连，以使得岩芯室(10)能够在转移舱(11)内滑动，转移舱(11)前端的转接管(7)内设置有翻板阀(4)及与其相连的驱动机构(5)，转移舱(11)后端的转接管(7)通过快速连接器(6)与密封阀相连，密封阀的另一端连接有转接头，密封阀在驱动机构作用下运动从而实现转移舱(11)的密封；转移舱(11)还与压力平衡控制单元(18)相连，压力平衡控制单元(18)包括截止阀、安全阀(12)、蓄能器(14)以及压力表(15)，压力表(15)与转移舱(11)相连，蓄能器(14)通过截止阀与转移舱(11)相连，截止阀的又一端与安全阀(12)相连，蓄能器(14)用于对转移舱(11)进行压力补偿。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括后推拉杆(21)，后推拉杆(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，在后推拉杆(21)的作用下能够将岩芯从转移舱(11)中拉出。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括前推拉杆(1)及保真舱(3)，保真舱(3)的一端设置有与前推拉杆(1)相适配的开孔，另一端通过快速连接器(6)与转移舱(11)前端的转接管(7)相连；保真舱(3)的另一端内侧设置有翻板阀，保真舱(3)内还设置有驱动机构，驱动机构与翻板阀相连，前推拉杆(1)通过开孔与保真舱(3)内的岩芯推挡器(2)相连，以便将岩芯由保真舱(3)推向转移舱(11)。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，岩芯室(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：高明忠，彭高友，张建国，吕有厂，王满，汪文勇，刘强，陈海亮，陆彤，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51