一种随钻成膜模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种随钻成膜模拟装置，涉及模拟钻探技术领域；其包括筒体及设于筒体内的活塞推杆、扶正筒、岩芯筒和固定活塞组件，以使在模拟实验过程中筒体内腔充满介质液，并连接加热装置和高压泵以模拟原位真实温压环境；在岩芯筒内具有储液罐和静态混合器的成膜控制部件，在储液罐的底部开设有贯穿储液罐底部的泄流通道，静态混合器设置于泄流通道内，在储液罐内设有用于控制盛装有成膜液A和成膜液B的变径通孔与泄流通道相互连通或阻断的浮动活塞；通过实施本技术方案，旨在解决现有密闭取芯技术无法达到完全保质取芯的问题，能够通过模拟还原深地原位环境成膜液与岩芯相对运动过程，为实地保质取芯提供有力的技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种随钻成膜模拟装置
本技术涉及模拟钻探
，具体地讲，涉及一种随钻成膜模拟装置。
技术介绍
在实际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的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芯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。在国内已经开展了大量的科学钻探研究，但目前密闭取芯技术无法做到完全保质取芯，这对于探知原位环境、油气资源勘探、深地生命科学研究都十分不利，亟需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，同时为深入探究保质取芯，也亟需本领域技术人员研究设计一种随钻成膜模拟装置/随钻成膜取芯方法，为实地保质取芯提供有利技术支撑。
技术实现思路
针对上述技术问题，本技术的目的在于提供一种随钻成膜模拟装置，旨在解决现有技术中密闭取芯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，能够通过模拟还原深地原位环境成膜液与岩芯相对运动过程，为实地保质取芯提供有力的技术支撑，具有很好的推广使用价值。本技术采用的技术方案如下：一种随钻成膜模拟装置，包括筒体及设于筒体内的活塞推杆、扶正筒、岩芯筒和固定活塞组件，其中在所述筒体的两端分别具有上封盖和下封盖，且在筒体的下端开设有注液口，在筒体的顶部上封盖处开设有排液口，以使在模拟实验过程中筒体内腔充满介质液，以还原地下原位的流体环境；所述扶正筒用于容纳岩芯并与所述筒体内壁固定连接；所述岩芯筒与所述扶正筒固定连接，在岩芯筒内具有成膜控制部件，所述成膜控制部件包括储液罐和静态混合器，沿所述储液罐的轴向设有至少两个变径通孔，分别用于盛装成膜液A和成膜液B；所述固定活塞组件设于储液罐的上端，用于封闭所述变径通孔的顶部开口；在变径通孔的底部设有封闭其底部开口的封堵，且在储液罐的底部开设有贯穿储液罐底部的泄流通道，所述静态混合器设置于泄流通道内，且在储液罐内设有浮动活塞，所述浮动活塞用于控制盛装有成膜液A和盛装有成膜液B的变径通孔与泄流通道相互连通或阻断；所述活塞推杆设于所述筒体靠近所述下封盖一侧的内腔处，并在筒体上配置有驱动活塞推杆移动的泵油孔，且活塞推杆的作用端能够贯穿所述扶正筒底部而推动岩芯及储液罐沿岩芯筒上行移动，以使储液罐上行移动过程中，盛装有成膜液A和盛装有成膜液B的变径通孔与泄流通道相互连通，使成膜液A与成膜液B流入泄流通道处并经静态混合器混合后流入岩芯与岩芯筒内壁之间的环形缝隙内。本技术方案所述的成膜液A和成膜液B是指混合后能够发生固化反应的成膜组分。作为上述技术方案的优选，所述储液罐的中部具有与岩芯筒相互配合的限位凸台，以使储液罐能够沿岩芯筒内上行移动而限制其沿岩芯筒下行移动，在靠近限位凸台处设有贯穿岩芯筒侧壁的介质溢流孔。作为上述技术方案的优选，沿所述储液罐的径向方向对应每个变径通孔分别设有与所述泄流通道相连通的液体流道，以使成膜液A与成膜液B能够通过液体流道汇聚于所述泄流通道内。作为上述技术方案的优选，所述变径通孔及其对应的液体流道沿所述储液罐的圆周方向均匀分布。作为上述技术方案的优选，所述储液罐具有四个变径通孔，其一呈斜对称设置的两个变径通孔用于盛装成膜液A，另两个呈斜对称设置的变径通孔用于盛装成膜液B，利于提高成膜液A和成膜液B的混合均匀性。作为上述技术方案的优选，所述成膜液A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，所述成膜液A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；所述成膜液B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，所述成膜液B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，所述固定活塞组件包括活塞杆以及固定在所述活塞杆底部的固定活塞，所述活塞杆固定在储液罐上方并沿储液罐轴向延伸设置，所述固定活塞固定在所述变径通孔的顶部并与所述变径通孔形成密封连接。作为上述技术方案的优选，在所述筒体靠近上封盖的内侧设有扶正环，所述活塞杆通过扶正环固定在所述筒体内腔顶部；在所述岩芯筒的下端侧壁上嵌设有橡胶环，用于扶正岩芯沿岩芯筒上行移动。作为上述技术方案的优选，在所述储液罐靠近岩芯的一侧安装有上顶盖，在岩芯靠近所述活塞推杆一侧设置有下顶盖，所述上顶盖和下顶盖均具有尖锥状突起，并分别以尖锥状突起接触岩芯的上表面和下表面。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.本技术随钻成膜模拟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进行探究，将形成保质成膜液中产生固化反应的成膜组分分离，分别以成膜液A和成膜液B的形式储藏于岩芯筒的储液罐内，调控保质成膜液的固化时间进行实验，并使筒体内腔充满介质液，以还原地下原位的流体环境，连接加热装置和高压泵使腔体内温度和压力维持在实验设定值，以模拟原位真实温压环境，能够通过模拟还原深地原位环境成膜液与岩芯相对运动过程，为实地保质取芯提供有力的技术支撑。2.本技术随钻成膜模拟装置通过浮动活塞与泄流通道的位置设计在实验前阻断盛装有成膜液A和成膜液B的变径通孔与泄流通道连通；在实验过程中以使盛装有成膜液A和成膜液B的变径通孔与泄流通道相互连通，两种液体能够在可控的时间内在泄流通道内混合，并在混合后流向岩芯且围绕提取岩芯在一定时间内形成固化成膜的保质成膜液，能够可靠地模拟实地保质取芯过程，达到原位储存保质取芯目的。3.本技术随钻成膜模拟装置在成膜液A和成膜液B流入泄流通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缝隙内，本技术泄流通道及静态混合器的设计使得两股液体产生切割、剪切、旋转及重新混合，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缝隙内，能够在岩芯周围形成质地更好的保质成膜液，保质成膜液经一定时间的化学反应后在岩芯表面固化形成质地均匀、阻隔性能良好的固态保质密封膜，防止岩芯内部油气资源的丧失而导致资源评估失真，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，具有很好的推广使用价值。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是本技术实施例提供的随钻成膜模拟装置在实验前的装配示意图；图2是本技术实施例图1中A-A方向的断面结构示意图；图3是本技术实施例提供的随钻成膜模拟装置在实验过程阶段的示意图；图4是本技术实施例图3中B-B方向的断面结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种随钻成膜模拟装置，其特征在于：包括筒体及设于筒体内的活塞推杆、扶正筒、岩芯筒和固定活塞组件，其中/n在所述筒体的两端分别具有上封盖和下封盖，且在筒体的下端开设有注液口，在筒体的顶部上封盖处开设有排液口，以使在模拟实验过程中筒体内腔充满介质液，以还原地下原位的流体环境；所述扶正筒用于容纳岩芯并与所述筒体内壁固定连接；/n所述岩芯筒与所述扶正筒固定连接，在岩芯筒内具有成膜控制部件，所述成膜控制部件包括储液罐和静态混合器，沿所述储液罐的轴向设有至少两个变径通孔，分别用于盛装成膜液A和成膜液B；所述固定活塞组件设于储液罐的上端，用于封闭所述变径通孔的顶部开口；在变径通孔的底部设有封闭其底部开口的封堵，且在储液罐的底部开设有贯穿储液罐底部的泄流通道，所述静态混合器设置于泄流通道内，且在储液罐内设有浮动活塞，所述浮动活塞用于控制盛装有成膜液A和盛装有成膜液B的变径通孔与泄流通道相互连通或阻断；/n所述活塞推杆设于所述筒体靠近所述下封盖一侧的内腔处，并在筒体上配置有驱动活塞推杆移动的泵油孔，且活塞推杆的作用端能够贯穿所述扶正筒底部而推动岩芯及储液罐沿岩芯筒上行移动，以使储液罐上行移动过程中，盛装有成膜液A和盛装有成膜液B的变径通孔与泄流通道相互连通，使成膜液A与成膜液B流入泄流通道处并经静态混合器混合后流入岩芯与岩芯筒内壁之间的环形缝隙内。/n...

【技术特征摘要】
1.一种随钻成膜模拟装置，其特征在于：包括筒体及设于筒体内的活塞推杆、扶正筒、岩芯筒和固定活塞组件，其中
在所述筒体的两端分别具有上封盖和下封盖，且在筒体的下端开设有注液口，在筒体的顶部上封盖处开设有排液口，以使在模拟实验过程中筒体内腔充满介质液，以还原地下原位的流体环境；所述扶正筒用于容纳岩芯并与所述筒体内壁固定连接；
所述岩芯筒与所述扶正筒固定连接，在岩芯筒内具有成膜控制部件，所述成膜控制部件包括储液罐和静态混合器，沿所述储液罐的轴向设有至少两个变径通孔，分别用于盛装成膜液A和成膜液B；所述固定活塞组件设于储液罐的上端，用于封闭所述变径通孔的顶部开口；在变径通孔的底部设有封闭其底部开口的封堵，且在储液罐的底部开设有贯穿储液罐底部的泄流通道，所述静态混合器设置于泄流通道内，且在储液罐内设有浮动活塞，所述浮动活塞用于控制盛装有成膜液A和盛装有成膜液B的变径通孔与泄流通道相互连通或阻断；
所述活塞推杆设于所述筒体靠近所述下封盖一侧的内腔处，并在筒体上配置有驱动活塞推杆移动的泵油孔，且活塞推杆的作用端能够贯穿所述扶正筒底部而推动岩芯及储液罐沿岩芯筒上行移动，以使储液罐上行移动过程中，盛装有成膜液A和盛装有成膜液B的变径通孔与泄流通道相互连通，使成膜液A与成膜液B流入泄流通道处并经静态混合器混合后流入岩芯与岩芯筒内壁之间的环形缝隙内。


2.根据权利要求1所述的随钻成膜模拟装置，其特征在于：所述储液罐的中部具有与岩芯筒相互配合的限位凸台，以使储液罐能够沿岩芯筒内上行移动而限制其沿岩芯...

【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