[发明专利]一种加压取心系统及方法

说明书

本发明涉及一种加压取心系统，储液仓通过弹性膜将其腔室分为两个存储不同液体的副腔室的方式设置有第一储液腔和第二储液腔，其中，靠近所述储液仓底部的第一储液腔能够存储液压液，以所述储液仓顶部仓壁作为腔壁的第二储液腔能够存储用于辅助钻头在地层中钻进的钻井液，所述第二储液腔能够根据其内腔中的钻井液所受到的压力变化对其底部的弹性膜施压，从而使得弹性膜发生向第一储液腔内部凹陷的形变，进而通过压缩所述第一储液腔的体积的方式将液压液输送到高压流体腔中。

技术领域

本发明涉及岩体钻孔取样技术领域，尤其涉及一种加压取心系统及方法。

背景技术

在进行油气藏开发与深埋地下工程的勘察过程中，由于地层深处岩体通常处于高地应力环境中，其实际的地层岩石的破坏机理和力学性能与浅层岩石的存在显著差别，因此，常规的钻探设备在进行深地层岩心取样操作时，岩心样品在随着岩心管上升过程中常常由于其所受的压力变化和自重应力的改变而无法维持其原有的结构和形态，从而导致了岩心饼化现象的产生，使得相关操作人员无法获取到完整有效的岩心样品，导致后续勘探人员无法根据采集岩心做出准确无误的设定地层的实际数据分析结果，因此，为了能够方便相关技术人员能够高效准确的采集到完好的岩心样品，需要设计一种能够根据岩心初始所处环境所受应力，在采心设备中设置能够调节岩心所受压力而保证岩心受力情况稳定不变的岩心采集组件。

中国专利CN110552644A公开了一种原位煤岩保温保压取心装置及应用方法。该装置包括上接头、外筒和取心钻头，上接头下端连接外筒，外筒下端连接取心钻头；上接头下端内壁连接连接套，连接套下端设计为与启动球相匹配密封的压力球座，压力球座上端的连接套上开有连通孔Ⅰ，差动滑套挂接在压力球座上并挡住连通孔Ⅰ，差动滑套上开有连通孔Ⅱ。该发明实现了使取出的煤岩样品最大限度地保持原始地层的温度和压力，采用韧性压力膜包覆已进筒的原始煤心免受钻井液等外来流体的污染，并在后续保压阶段隔离高压液压液，进而最大限度地保护煤心的原始物理和化学特征，确保获取高质量的保真煤心样品。该专利虽然设置有岩心受压调节结构，能够通过调节其所受到的压力使得能够有效地保证岩心的完整性，但是该装置结构复杂，且其压力调节单纯的做功调节，在处于深地层和深度变化的情况下，需要长时间大量的驱动做功来对岩心所受压力进行调节，大大增加了装置能量的耗费和设备的工作时间，另外该结构中的岩心存取结构无法单独进行快速拆卸，大大降低了岩心获取的效率。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，提供一种加压取心系统，该装置能够对岩心样品初始应力大小和采集保存的岩心的压力大小进行采集，并能够根据采集到的岩心压力数据对系统的岩心容纳腔对岩心施加的压力大小进行调节，使得采集的岩心在从地层取出过程中始终保持其处于岩体中时的初始应力大小，通过微型泵输入的高压流体对岩心收纳腔施加围压，进而保证取出岩心过程中的应力保真。

本发明涉及的一种加压取心系统，所述岩心管包括液压调节组件和岩心采集组件，所述液压调节组件根据预先获取的地应力数据对进入岩心管内的岩心提供相对应的径向压力，其中，液压调节组件的储液仓的腔室通过弹性膜而被分隔为位于下层的第一储液腔和位于上层的第二储液腔，第二储液腔中存储的钻井液能够在其自身重力作用下对其腔室底部的弹性膜进行压迫，使得同时作为第一储液腔顶部腔壁的弹性膜向第一储液腔的腔室内部凹陷，从而存储有液压液的第一储液腔按照其腔室体积减小的方式将其存储的液压液注入到高压流体腔中，从而对岩心采集组件采集的岩心施加第一径向压力；在第一径向压力与预先获取的地应力数据存在差异时，所述液压调节组件通过驱动部的驱动将液压液进一步注入到高压流体腔中，从而对岩心采集组件中的岩心进行二次加压，使得岩心能够在岩心管中受到与预先获取的地应力数据相同的径向压力。