本实用新型专利技术公开了一种深部岩石原位保质取芯装置，涉及科学钻探技术领域；其包括钻具、钻头以及用于储存岩芯的岩芯筒，在岩芯筒内设置有保质机构，保质机构包括膜液储存罐和静态混合器，沿膜液储存罐的轴向设有用于盛装A液和B液的内腔通孔；膜液储存罐的上部设有固定活塞组件，在膜液储存罐的底部设有沿膜液储存罐轴向设置并与岩芯筒连通的公共流道，静态混合器设置于公共流道内，在膜液储存罐的下部设有用于控制盛装有成膜液的内腔通孔与公共流道相互连通或阻断的浮动活塞；通过实施本技术方案，旨在解决现有技术无法达到完全保质取芯而导致岩芯原位品质受到影响的问题，充分达到原位保质取芯目的，保证提取岩芯原位品质。
【技术实现步骤摘要】
深部岩石原位保质取芯装置
本技术涉及科学钻探
，具体地讲，涉及一种深部岩石原位保质取芯装置。
技术介绍
在钻进岩层取芯及取出岩芯过程中，岩芯会受到井底地层水或钻井液等的污染而造成岩芯原位品质、油气含量及湿度等受到影响，并且岩芯取出后会由于空气、光照等影响导致微生物生存环境改变而影响科学研究；同时，岩芯内部油气资源的丧失会导致资源评估失真，由此，深部岩石钻探取芯的保质基本采用密闭取心技术以实现原位保质取芯，即采用高分子基的密闭液，在所取岩芯表面形成一层液态膜，以减少钻井液对岩芯的浸染。密闭取心技术在岩石钻探
进行了大量研究，但现有岩石取芯技术无法做到完全保质取芯，究其原因在于传统密闭取心技术中，取心筒完全注满密闭液，由销钉固定取心筒下部的密闭活塞，钻进取心过程中，由于钻压作用，销钉被剪断，密闭液被挤出，在井底形成保护区，防止岩芯被钻井液污染，但无法保证岩芯内部信息不与外界发生相互交换，其难以防止岩芯中原始物质扩散到密闭液和地层流体中，故难以做到真正的保质；这对于探知原位环境、油气资源勘探、深地医学研究都十分不利，故亟需进一步提供岩石原位保质取芯技术来为深部岩石科学探索研究奠定基础。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术的目的在于提供深部岩石原位保质取芯装置，旨在解决现有技术中的深部岩石取芯技术无法做到原位储存、混合成膜液，进而无法达到完全以固态膜实现保质取芯而导致岩芯原位品质受到影响的问题。本技术采用的技术方案如下：深部岩石原位保质取芯装置，包括钻具、钻头以及用于储存岩芯的岩芯筒，在岩芯筒内设置有保质机构，且保质机构能够沿岩芯筒轴向滑动，所述保质机构包括膜液储存罐和静态混合器，沿所述膜液储存罐的轴向设有至少两个内腔通孔，分别用于盛装A液和B液；所述膜液储存罐的上部设有用于封闭所述内腔通孔顶部开口的固定活塞组件，在所述膜液储存罐的底部设有用于封闭所述内腔通孔底部开口的堵塞，在堵塞的中部具有沿所述膜液储存罐轴向设置并与岩芯筒连通的公共流道，所述静态混合器设置于所述公共流道内，且在所述膜液储存罐的下部设有用于控制盛装有A液和盛装有B液的所述内腔通孔与所述公共流道相互连通或阻断的浮动活塞；本技术方案所述的A液和B液混合后能够形成用于深部岩石原位保质的成膜液。当所述深部岩石原位保质取芯装置提取岩芯前，所述浮动活塞位于所述公共流道上部，阻断盛装有A液和盛装有B液的所述内腔通孔与公共流道连通；当所述深部岩石原位保质取芯装置提取岩芯的过程中，推动膜液储存罐沿岩芯筒上端移动，以使盛装有A液和盛装有B液的所述内腔通孔与所述公共流道相互连通，使得位于所述内腔通孔内的A液和B液流入公共流道处并经静态混合器混合后流入提取岩芯与岩芯筒内壁之间的环形间隙内，在岩芯周围形成围绕提取岩芯的保质成膜液。作为上述技术方案的优选，所述固定活塞组件包括活塞推杆以及固定在活塞推杆底部的固定活塞，所述活塞推杆固定在岩芯筒内腔顶部并沿岩芯筒轴向，所述固定活塞固定在内腔通孔的顶部并与所述内腔通孔形成密封连接。作为上述技术方案的优选，在所述岩芯筒内腔顶部设有用于限制其径向移位的扶正环，所述活塞推杆通过扶正环固定在岩芯筒内腔顶部。作为上述技术方案的优选，所述内腔通孔沿所述膜液储存罐的圆周方向均匀分布，且所述内腔通孔在沿所述膜液储存罐的径向方向对应设有与所述公共流道相连通的径向开孔，以使内腔通孔内的A液和B液能够经过径向开孔流入公共流道内。作为上述技术方案的优选，所述膜液储存罐具有四个内腔通孔，其一呈斜对称设置的两个内腔通孔用于盛装A液，另两个呈斜对称设置的内腔通孔用于盛装B液。作为上述技术方案的优选，所述A液为粘度100-50000mpa.s的带有乙烯基的聚硅氧烷与聚甲基氢硅氧烷的混合液体，优选地，所述A液中带有乙烯基的聚硅氧烷为端基或侧基带有乙烯基的聚硅氧烷，进一步优选地，为乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷或乙烯基封端的聚甲基苯基硅氧烷；所述B液为粘度100-50000mpa.s的带有乙烯基的聚硅氧烷与铂催化剂的混合液体，优选地，所述B液中带有乙烯基的聚硅氧烷为端基或侧基带有乙烯基的聚硅氧烷，进一步优选地，为乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷或乙烯基封端的聚甲基苯基硅氧烷。作为上述技术方案的优选，所述保质机构通过定位销钉悬挂在所述岩芯筒的内壁上，在膜液储存罐的底部安装有顶盖，所述定位销钉连接在顶盖与岩芯筒的内壁之间。作为上述技术方案的优选，在所述岩芯筒的底部设有用于防止保质成膜液溢流的密封机构，所述密封机构包括若干片能够开合的花瓣片，且若干片花瓣片在闭合时能够形成一与岩芯筒的底部内腔尺寸相适配的圆盘结构，以使若干片花瓣片的背面朝向提取岩芯一侧，在提取岩芯进入岩芯筒时能够与花瓣片的背面接触并将花瓣片顶开而进入岩芯筒，并在岩芯完全进入岩芯筒后花瓣片能够回弹复位，使得所述岩芯筒的底部封闭。作为上述技术方案的优选，在所述钻具的下端内部设置有用于夹紧岩芯的岩芯爪，在提取岩芯达到预设要求后通过岩芯爪收紧拔断岩芯。如上所述，本技术相对于现有技术至少具有如下有益效果：1.本技术深部岩石原位保质取芯装置针对现有取芯装置无法达到完全保质取芯而导致岩芯原位品质受到影响的问题，调控保质成膜液的固化时间，将形成保质成膜液中产生固化反应的组分分离，分别以A液和B液的形式储藏于岩芯筒的膜液储存罐内，以使在岩芯筒提取岩芯前，通过浮动活塞与公共流道的位置设计阻断盛装有A液和盛装有B液的内腔通孔与公共流道连通；以使在岩芯筒提取岩芯的过程中，通过浮动活塞以使盛装有A液和盛装有B液的内腔通孔与公共流道相互连通，两种液体在公共流道内混合后能够围绕提取岩芯，形成能在一定时间内固化成膜的保质成膜液，既能够防止岩芯被钻井液污染，也能够避免岩芯中原始物质扩散到密闭液和地层流体中，达到原位储存保质取芯目的。2.本技术深部岩石原位保质取芯装置在A液和B液流入公共流道处经静态混合器混合后流入提取岩芯与岩芯筒内壁之间的环形间隙，由此公共流道及静态混合器的设计使得两股液体产生切割、剪切、旋转和重新混合，达到流体之间良好分散和充分混合的目的后再流向围绕提取岩芯的环形间隙内，能够在岩芯周围形成质地更好的保质成膜液，防止岩芯内部油气资源的丧失而导致资源评估失真，进一步保证岩芯原位品质状态。3.本技术深部岩石原位保质取芯装置在岩芯筒的底部设有用于防止保质成膜液溢流的密封机构，该密封机构呈花瓣状并在闭合时能够形成与岩芯筒的底部内腔尺寸相适配的圆盘结构，由此岩芯进入岩芯筒过程中花瓣片被挤开，岩芯完全进入岩芯筒后花瓣片闭合，可防止保质成膜液泄漏出岩芯筒；且花瓣片中间的凸起部位可与提取岩芯底部形成一定厚度的间隙，留出提取岩芯底部成膜的空间，使得保质成膜液能充分充填至岩芯底部空间，在岩芯底部形成完整的保质密封膜，以更进一步保证岩芯原位品质状态，进而为深部岩石科学探索研究奠定了更好的基础。附图说明本技术将通过具体实施例并参照附图的方式说明，其中图1是本实用新本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.深部岩石原位保质取芯装置，其特征在于：包括钻具、钻头以及用于储存岩芯的岩芯筒，在岩芯筒内设置有保质机构，且保质机构能够沿岩芯筒轴向滑动，所述保质机构包括膜液储存罐和静态混合器，沿所述膜液储存罐的轴向设有至少两个内腔通孔，分别用于盛装A液和B液；所述膜液储存罐的上部设有用于封闭所述内腔通孔顶部开口的固定活塞组件，在所述膜液储存罐的底部设有用于封闭所述内腔通孔底部开口的堵塞，在堵塞的中部具有沿所述膜液储存罐轴向设置并与岩芯筒连通的公共流道，所述静态混合器设置于所述公共流道内，且在所述膜液储存罐的下部设有用于控制盛装有A液和盛装有B液的所述内腔通孔与所述公共流道相互连通或阻断的浮动活塞；/n当所述深部岩石原位保质取芯装置提取岩芯前，所述浮动活塞位于所述公共流道上部，阻断盛装有A液和盛装有B液的所述内腔通孔与公共流道连通；当所述深部岩石原位保质取芯装置提取岩芯的过程中，推动膜液储存罐沿岩芯筒上端移动，以使盛装有A液和盛装有B液的所述内腔通孔与所述公共流道相互连通，使得位于所述内腔通孔内的A液和B液流入公共流道处并经静态混合器混合后流入提取岩芯与岩芯筒内壁之间的环形间隙内。/n
【技术特征摘要】
1.深部岩石原位保质取芯装置，其特征在于：包括钻具、钻头以及用于储存岩芯的岩芯筒，在岩芯筒内设置有保质机构，且保质机构能够沿岩芯筒轴向滑动，所述保质机构包括膜液储存罐和静态混合器，沿所述膜液储存罐的轴向设有至少两个内腔通孔，分别用于盛装A液和B液；所述膜液储存罐的上部设有用于封闭所述内腔通孔顶部开口的固定活塞组件，在所述膜液储存罐的底部设有用于封闭所述内腔通孔底部开口的堵塞，在堵塞的中部具有沿所述膜液储存罐轴向设置并与岩芯筒连通的公共流道，所述静态混合器设置于所述公共流道内，且在所述膜液储存罐的下部设有用于控制盛装有A液和盛装有B液的所述内腔通孔与所述公共流道相互连通或阻断的浮动活塞；
当所述深部岩石原位保质取芯装置提取岩芯前，所述浮动活塞位于所述公共流道上部，阻断盛装有A液和盛装有B液的所述内腔通孔与公共流道连通；当所述深部岩石原位保质取芯装置提取岩芯的过程中，推动膜液储存罐沿岩芯筒上端移动，以使盛装有A液和盛装有B液的所述内腔通孔与所述公共流道相互连通，使得位于所述内腔通孔内的A液和B液流入公共流道处并经静态混合器混合后流入提取岩芯与岩芯筒内壁之间的环形间隙内。
2.根据权利要求1所述的深部岩石原位保质取芯装置，其特征在于：所述固定活塞组件包括活塞推杆以及固定在活塞推杆底部的固定活塞，所述活塞推杆固定在岩芯筒内腔顶部并沿岩芯筒轴向，所述固定活塞固定在内腔通孔的顶部并与所述内腔通孔形成密封连接。
3.根据权利要求2所述的深部岩石...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢和平，刘涛，赵治宇，吴一凡，朱亮宇，兰铖，蒋文川，翟朔，廖海龙，高明忠，张茹，陈领，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：新型
国别省市：四川;51
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