本发明专利技术涉及海底水合物的含量测定，特别是一种主动激发式海底水合物储层垂向含量分布精准评估装置。包括气体收集机构和旋入式长套管，气体收集机构固定于旋入式长套管的上方，旋入式长套管呈管状设计，旋入式长套管的外壁沿其轴向间隔固定有数组热激发机构，每组热激发机构包括位于同一水平方向且沿长套管的环向均匀间隔设置的数个热激发器；所述旋入式长套管的侧壁上还设有温度传感器和沿长套管的轴向间隔设置的数组定向导向通道，在每组热激发机构的上方均设有温度传感器和一组定向导向通道，每组定向导向通道包括沿位于同一水平方向且沿长套管的圆周方向均匀间隔设置的数个定向导向通道。个定向导向通道。个定向导向通道。
【技术实现步骤摘要】
主动激发式海底水合物储层垂向含量分布精准评估装置
[0001]本专利技术涉及海底水合物的含量测定，特别是一种主动激发式海底水合物储层垂向含量分布精准评估装置。
技术介绍
[0002]水合物是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，又被称作"可燃冰"。现阶段世界各国对水合物的开发与钻探都处于水深火热之中，水合物也越来越成为人类可利用的能源重点。
[0003]洞悉天然气水合物的位置与分布特征至关重要，也是后续一切工作的首要前提。当前世界上所流行的探测技术主要包含声学探测技术、时域反射技术、阻抗探测技术、TDR和其他测试联合探测技术。现阶段最主要的一种有效的探测手段是利用对冷泉羽状流在海水中分布的探测，进一步完成对水合物分布区域的判定与水合物的开发。
[0004]理论和实践证明，水深大于300米的海域沉积层存在满足水合物形成的温压条件，即水合物“稳定域”，是寻找天然气水合物矿藏的有利地区，但由于地下热液活动，大地构造运动、全球气候变暖等因素的影响，会导致天然气水合物“稳定域”的温度或压力发生变化，保持水合物稳定的条件将不满足，从而使水合物分解成游离气和水；如果存在合适的运移通道，游离气就会运移泄漏到海水中形成羽状流。而含游离气的海水(冷泉)与周边海水在物理特性上也会存在差异。冷泉、羽状流、水合物三者密切相关，海底羽状流通常发育于活动冷泉上覆水体中，羽状流是海底气体渗漏的直接表现形式，而冷泉区域下伏海底地层常富含天然气水合物。水合物可以与羽状流甲烷气泡共存于海水中，或是独立的水合物薄片，或是包裹在甲烷气泡外面；羽状流的气体来源可能是地层中水合物分解的甲烷气体以及未形成水合物的游离气。
[0005]现阶段探测海底天然气水合物储层分布及含量主流的方式主要是依靠地球物理对冷泉羽状流的监测，首先敲定水合物分布范围，随后采用海洋物探手段进行大尺度评估，在完成评估之后，由于地球物理探测的方式存在不准确、依赖人工经验、无法对水合物储层进行详细的勘测等缺点，需要依据专家的判断针对某一点位进行测井钻探取样从而实现对该区域水合物储层分布的界定。
[0006]然而在测井钻探取样工作完成后，由于钻探过程中对土体的扰动不可避免、钻孔遗留后造成的海水与土体的交互、上覆土层压载保护作用的消减，将直接导致超孔隙水压力、温度、盐度、PH等发生较大的变化，而其中储层的温度场、压力场对天然气水合物的赋存形态与分布状况影响较大，将直接导致天然气水合物的二次分布，进而影响海底水合物垂向含量分布的精准评估。综上所述，现有技术无法对钻井造成的天然气水合物二次分布的状况进行精准评估。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种主动激发式海底水
合物储层垂向含量分布精准评估装置，其实现了对海底水合物垂向含量分布的精准评估。
[0008]本专利技术的技术方案是：一种主动激发式海底水合物储层垂向含量分布精准评估装置，其中，包括气体收集机构和旋入式长套管，气体收集机构固定于旋入式长套管的上方，旋入式长套管呈管状设计，旋入式长套管的外壁沿其轴向间隔固定有数组热激发机构，每组热激发机构包括位于同一水平方向且沿长套管的环向均匀间隔设置的数个热激发器；
[0009]所述旋入式长套管的侧壁上还设有温度传感器和沿长套管的轴向间隔设置的数组定向导向通道，在每组热激发机构的上方均设有温度传感器和一组定向导向通道，每组定向导向通道包括沿位于同一水平方向且沿长套管的圆周方向均匀间隔设置的数个定向导向通道；
[0010]所述气体收集机构包括上部固定外壳、转轴、以及固定在转轴上的数个循环转动箱体，上部固定外壳与旋入式长套管的顶部固定连接，转轴与上部固定外壳转动连接，循环转动箱体内设有收集腔，循环转动箱体的一侧设有开口，循环转动箱沿转轴的环形外表面均匀间隔设置，各循环转动箱底部对应的一侧侧边固定连接，转轴位于各循环转动箱的固定连接处，当循环转动箱体转动至最底部时，循环转动箱体的开口位于旋入式长套管的顶部开口的正上方，此时转动箱体呈倒扣状；
[0011]所述循环转动箱体内设有光学测距单元和电阻率单元。
[0012]本专利技术中，所述转轴的外侧固定有两个循环转动箱体，两循环转动箱体通过底部对应的一侧侧边固定连接，两循环转动箱体的底部表面之间呈180
°
，两循环转动箱体的开口分别朝向不同的方向，当一循环转动箱体的开口向下时，另一循环转动箱体的开口向上。
[0013]本专利技术中，所述转轴的外侧还可以固定有四个循环转动箱体，四个循环转动箱体通过底部对应的一侧侧边连接，相邻两循环转动箱体的底部表面之间呈90
°
。转轴的外侧还可以这是更多数量的循环转动箱体，并不限于上述的两个或者四个，只要是偶数个即可。
[0014]所述定向导向通道沿旋入式长套管的径向和轴向间隔设置。
[0015]所述光学测距单元包括激光发射模块和距离侧出模块，激光发射模块包括激光发射器，激光发射器位于循环转动箱体的底部表面。
[0016]所述电阻率单元位于循环转动箱体内，电阻率单元包括两根与循环转动箱体的底部固定连接的电阻率探杆，电阻率探杆包括数个螺旋电极模块，螺旋电极模块包括圆柱形模块主体和环绕在模块本体环形外侧的可移动螺旋电极，模块主体内设有安装槽和连接孔，安装槽内设有连接螺旋电极的导线，连接孔内设有固定杆，螺旋主体与固定杆固定连接，螺旋电极模块沿探杆的轴向排列；
[0017]所述螺旋电极的螺距与模块主体等高，螺旋电极的顶端与模块主体固定连接，模块主体的环形侧壁上设有沿轴向设置的滑动槽，电极传动固定件滑动设置在滑动槽内，各滑动槽内的电极传动固定件均与传动缆固定连接，在传动缆的带动下，电极传动固定件在滑动槽内上下滑动，在螺旋电极的二分之一螺距处以及螺旋电极的底部端点处均设有电极传动固定件，电极传动固定件与螺旋电极固定连接，通过螺旋电极中部和底部的两个电极传动固定件的滑动，控制螺旋电极变形，形成一个闭合的环形电极。
[0018]还包括控制单元，控制单元分别与转轴、光学测距单元、电阻率单元、温度传感器、定向导向通道电连接。
[0019]所述热激发器呈柱状，激发器的圆周外表面设有外螺纹，通过外螺纹可以实现热
激发器的旋入或旋出。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]通过转轴和与转轴固定连接的数个循环转动箱体，在收集过程中，循环转动箱体自动翻转，实现了在一个收集周期内对天然气水合物羽状流的连续收集，大大提高了收集结果的准确性，并通过电阻率单元和光学测距单元，协同确定气态、液态、固态晶体颗粒物的比率，对数据进行反演，进而推算处不同激发区域的天然气水合物含量分布及赋存状态，从而实现了对海底水合物垂向含量分布的精准评估。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的整体结构示意图；
[0023]图2是本专利技术的剖面结构示意图；
[0024]图3是气体收集装置的第一结构示意图；
[0025]图4是气体收集装置的第本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种主动激发式海底水合物储层垂向含量分布精准评估装置，其特征在于：包括气体收集机构(1)和旋入式长套管(3)，气体收集机构(1)固定于旋入式长套管(3)的上方，旋入式长套管(3)呈管状设计，旋入式长套管(3)的外壁沿其轴向间隔固定有数组热激发机构，每组热激发机构包括位于同一水平方向且沿长套管的环向均匀间隔设置的数个热激发器；所述旋入式长套管(3)的侧壁上还设有温度传感器(4)和沿长套管的轴向间隔设置的数组定向导向通道(2)，在每组热激发机构(5)的上方均设有温度传感器(4)和一组定向导向通道(2)，每组定向导向通道(2)包括沿位于同一水平方向且沿长套管的圆周方向均匀间隔设置的数个定向导向通道；所述气体收集机构包括上部固定外壳(6)、转轴(8)、以及固定在转轴(8)上的数个循环转动箱体(7)，上部固定外壳(6)与旋入式长套管(3)的顶部固定连接，转轴(8)与上部固定外壳(6)转动连接，循环转动箱体(7)内设有收集腔，循环转动箱体(7)的一侧设有开口，循环转动箱(7)沿转轴(8)的环形外表面均匀间隔设置，各循环转动箱底部对应的一侧侧边固定连接，转轴(8)位于各循环转动箱的固定连接处，当循环转动箱体(7)转动至最底部时，循环转动箱体(7)的开口位于旋入式长套管(3)的顶部开口的正上方，此时转动箱体(7)呈倒扣状；所述循环转动箱体内设有光学测距单元(10)和电阻率单元(11)。2.根据权利要求1所述的主动激发式海底水合物储层垂向含量分布精准评估装置，其特征在于：所述转轴(8)的外侧固定有两个循环转动箱体(7)，两循环转动箱体(7)通过底部对应的一侧侧边固定连接，两循环转动箱体(7)的底部表面之间呈180
°
，两循环转动箱体的开口分别朝向不同的方向，当一循环转动箱体的开口向下时，另一循环转动箱体的开口向上。3.根据权利要求1所述的主动激发式海底水合物储层垂向含量分布精准评估装置，其特征在于：所述转轴(8)的外侧还固定有四个循环转动箱体(7)，四个循环转动箱体通过底部对应的一侧侧边连接，相邻两循环转动箱体的底部表面之间呈90
°
。4.根据权利要求1所述的主动激发式海底水合物储层垂向含量分布精准评估装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭磊，王程，韩伟，杨秀卿，费梓航，刘涛，孟元库，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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