【技术实现步骤摘要】
一种天然气水合物带压转移和参数检测系统
本专利技术属于天然气水合物开发
,具体涉及一种天然气水合物带压转移和参数检测系统。
技术介绍
天然气水合物是一种清洁能源,广泛赋存于陆地永冻区和大陆边缘海底的多孔沉积地层中,被认为极有可能成为未来最有远景的新型净洁性接替能源,引起了世界各国的广泛关注。由于天然气水合物需要在高压、低温的环境下才能稳定存在,否则会发生分解。目前这种潜在新能源的勘探与开发仍面临诸多挑战。例如水合物钻探及开采会影响海底地层中水合物稳定性,进而改变井壁周围水合物所赋存地层的物理力学性质,可能引起附近海底及海底以下地层中地质和生态环境的动态变化,甚至诱发海底滑坡及大陆边缘坍塌等复杂情况。因此,准确地掌握水合物地层孔隙度、地层中水合物饱和度以及物理力学性质等参数就显得尤为重要。为了快速获取尽可能接近原位状态下的天然气水合物的各种性能参数,目前国内外普遍采用带压转移和参数检测系统在钻井现场完成水合物特性的综合分析。现有技术中存在的主要问题和缺陷包括:中国对天然气水合物带压转移和参数检测系统的研究起步较晚,目前还没有成熟产品。现有技术还未能同时实现对低温、高压的精准控制,岩心的采样及切割存在一定的困难,对岩心各种性能参数的检测和采集不够全面,操作复杂,系统的通用性不强。本专利技术旨在提供一种用于钻井现场快速带压转移和测试岩心参数的系统。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题和缺陷,本专利技术提供了一种天然气水合物带压转移和参数检测系统,能够在钻井现 ...
【技术保护点】
1.一种天然气水合物带压转移和参数检测系统,其特征在于:包括岩心抓捕和切割单元、取样器保压单元、岩心样品参数测试单元、岩心样品存储单元、温度维持模块、压力维持模块、数据采集模块;/n所述岩心抓捕和切割单元是整个系统的主体单元,其内部为圆筒形腔体,用于在一定的温度、压力条件下进行包括抓捕、移动和切割岩心在内的操作;/n所述取样器保压单元是天然气水合物保压取心钻具的一个部件,用于取心结束后从井底打捞至地面;/n所述岩心样品参数测试单元用于在稳定的低温、高压条件下测试天然气水合物岩心样品的性能参数,这些性能参数包括纵波波速、电阻率和剪切强度;/n所述岩心样品存储单元用于长时间的存放天然气水合物岩心样品或者把天然气水合物岩心样品从钻井现场转移至室内实验室;/n所述温度维持模块用于维持低温;/n所述压力维持模块用于维持腔体内的高压;/n所述数据采集模块用于传输、处理、存贮、显示和反馈天然气水合物岩心样品的性能参数数据。/n
【技术特征摘要】
1.一种天然气水合物带压转移和参数检测系统,其特征在于:包括岩心抓捕和切割单元、取样器保压单元、岩心样品参数测试单元、岩心样品存储单元、温度维持模块、压力维持模块、数据采集模块;
所述岩心抓捕和切割单元是整个系统的主体单元,其内部为圆筒形腔体,用于在一定的温度、压力条件下进行包括抓捕、移动和切割岩心在内的操作;
所述取样器保压单元是天然气水合物保压取心钻具的一个部件,用于取心结束后从井底打捞至地面;
所述岩心样品参数测试单元用于在稳定的低温、高压条件下测试天然气水合物岩心样品的性能参数,这些性能参数包括纵波波速、电阻率和剪切强度;
所述岩心样品存储单元用于长时间的存放天然气水合物岩心样品或者把天然气水合物岩心样品从钻井现场转移至室内实验室;
所述温度维持模块用于维持低温;
所述压力维持模块用于维持腔体内的高压;
所述数据采集模块用于传输、处理、存贮、显示和反馈天然气水合物岩心样品的性能参数数据。
2.根据权利要求1所述的一种天然气水合物带压转移和参数检测系统,其特征在于:所述岩心抓捕和切割单元包括步进电机(1)、螺杆(2)、“C”型管(3)、第一快速接头(4)、抓捕器(5)、水夹套(6)、切割器(7)、第一球阀(8)、安全阀(9)、第二快速接头(10)、第一温度传感器(11)、第一压力传感器(12)、第一压力追踪口(13)和第二压力追踪口(14);所述步进电机(1)用于带动螺杆(2)旋转,螺杆(2)与“C”型管(3)配合带动抓捕器(5)移动,用于实现精确抓捕和释放岩心;水夹套(6)是安装在岩心抓捕和切割单元及岩心样品参数测试单元外面的同心环形圆筒,设有进出水口,其外面包裹有保温层,通过介质在其内部的循环以维持岩心抓捕和切割单元及岩心样品参数测试单元内腔的温度;切割器(7)用于快速精准切割岩心衬管(18)及其内部的岩心(19);第一球阀(8)用于岩心抓捕和切割单元与其他单元对接时维持两侧腔体中的压力平衡;安全阀(9)用于压力超限情况下的卸荷;第一压力追踪口(13)和第二压力追踪口(14)与压力维持模块连接,用于维持系统内部的压力。
3.根据权利要求2所述的一种天然气水合物带压转移和参数检测系统,其特征在于:所述取样器保压单元包括第三快速接头(15)、第二球阀(16)、岩心内管(17);取样器保压单元的内部为处于高压状态下的岩心衬管(18)及其内部的岩心(19),取样器保压单元通过第三快速接头(15)与岩心抓捕和切割单元的第二快速接头(10)对接。
4.根据权利要求2所述的一种天然气水合物带压转移和参数检测系统,其特征在于:所述岩心样品参数测试单元包括第四快速接头(20)、第三球阀(21)、第二温度传感器(22)、声波探头(23)、电阻率探头(24)、强度探头(25)、第二压力传感器(26)、波速测量仪(27)、电阻率测量仪(28)、剪切强度仪(29);所述第四快速接头(20)用于与岩心抓捕和切割单元的第二快速接头(10)对接;所述第二温度传感器...
【专利技术属性】
技术研发人员:卢春华,蒋国盛,夏留荣,张凌,张涛,郑君,刘志超,赵慧斌,
申请(专利权)人:中国地质大学武汉,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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