[实用新型]深部岩石原位主动保温取芯装置

说明书

本实用新型实施例适用于科学钻探技术领域，提供了一种深部岩石原位主动保温取芯装置。该取芯装置包括原位取芯系统和原位保真移位系统，原位取芯系统包括驱动模块、取芯模块以及保温模块，原位保真移位系统包括保真舱储存模块和机械手臂，保温模块包括取芯保真舱和温度调节控制系统，保真舱储存模块包括存储保真舱和温度平衡控制系统，机械手臂安装于存储保真舱内，取芯保真舱与存储保真舱相互对接。本实用新型通过原位取芯系统保证取芯过程中取芯保真舱内岩芯温度与地层原位温度保持一致；通过原位保真移位系统保证取芯至岩芯保持过程中岩芯温度与原位温度保持一致，以实现取芯至岩芯保存过程中岩芯温度与原位温度始终保持一致。

技术领域

本实用新型属于科学钻探技术领域，尤其涉及一种深部岩石原位主动保温取芯装置。

背景技术

随着世界经济的迅速发展，地球浅部资源逐渐枯竭，资源开发逐渐走向地球深部。目前，煤炭开采深度已达1500m，地热开采深度超过3000m，有色金属矿开采深度超过4350m，油气资源开采深度达7500m，未来深部资源开采将成为常态。探索和发展深部原位岩石力学理论与测试技术是实现向深部开采的重要基础和关键支撑，而取得原位主动保温岩心是一项基本前提。

国内已经开展了大量的科学钻探研究，但原位主动保温取芯技术少有涉及，只在天然气水合物(软岩)钻探领域有所报道，而其余保真取芯器几乎不能主动保温。与海底沉积物相比，深部岩层岩芯往往处于高温状态，保温取芯技术的目的是防止岩芯温度降低，而海底沉积物保真取芯则恰好相反，因此已有的保温技术不能直接适用于深部岩层。目前，深部岩层原位主动保温取芯技术仍处于空白，亟需探索能够适用于深部岩层的原位主动温取芯装置，为建立深部原位岩石力学理论提供坚实基础。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于提供一种深部岩石原位主动保温取芯装置，旨在解决现有技术无法做到深地岩石原位主动保温取芯，对探知深地环境、研究深部岩体力学行为造成不利的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，提供一种深部岩石原位主动保温取芯装置，该装置包括原位取芯系统和原位保真移位系统，所述原位取芯系统包括驱动模块、取芯模块以及保温模块，所述原位保真移位系统包括保真舱储存模块和机械手臂；

所述保温模块包括取芯保真舱和温度调节控制系统，所述温度调节控制系统集成于所述取芯保真舱内，所述保真舱储存模块包括存储保真舱和温度平衡控制系统，温度平衡控制系统集成于所述存储保真舱内，所述机械手臂安装于所述存储保真舱内，所述取芯保真舱与所述存储保真舱相互对接；

所述驱动模块驱动所述取芯模块提取地层原位温度的岩芯，所述取芯模块将提取的岩芯输送至所述取芯保真舱内，并通过所述温度调节控制系统监测地层原位温度，并调节取芯过程中所述取芯保真舱内岩芯温度与地层原位温度保持一致，所述温度平衡控制系统调节所述存储保真舱内温度与取芯保真舱内温度保持一致，并且通过所述机械手臂将所述岩芯移动至所述存储保真舱内。

进一步地，所述驱动模块为液压马达。

进一步地，所述取芯模块包括钻具、钻头、卡爪以及中心杆，所述驱动模块驱动所述钻具旋转，所述钻头安装在所述钻具的下端，所述卡爪安装在钻具的下端内部，所述中心杆连接所述取芯保真舱，并带动所述取芯保真舱在所述钻具内沿钻具的长度方向移动。

进一步地，所述取芯保真舱为可保持岩芯地层原始温度的保温筒。

进一步地，所述原位保真移位系统还包括保真控制器，所述取芯保真舱与所述存储保真舱之间通过所述保真控制器相互对接。