[发明专利]仿生鱼嗅囊结构的录井脱气器

说明书

技术领域

本发明属于油气勘探开发技术领域，具体涉及一种仿生鱼嗅囊结构的录井脱气器。

背景技术

在油气勘探过程中获取钻井液油气组分及含量信息是有效获取油气层性质及其可采与否的基础。目前油气高效分离技术还很匮乏，需借助于机械搅拌促使气体快速析出，因而改变了液体中气体的实际比例，造成后期对油气评测上的误差。再者，面对具有高温、冲击、泥沙等特性钻井液的冲刷时，目前普遍使用的半透膜又难于高效稳定地进行长期工作。

研究发现，鱼类嗅觉感觉细胞主要集中在嗅觉花朵中，而嗅板的结构及分布对生物的嗅觉响应具有显著影响。线纹鳗鲶长期生活在具有浑浊急流的入海口等底层水域，其生活环境与脱气器工作环境具有高度的相似性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能高效准确地对钻井液烃类气体进行分离的仿生鱼嗅囊结构的录井脱气器。

本发明由上嗅板1、中嗅板2、下嗅板3、集气环4及半透膜5组成，其中上嗅板1的出气管Ⅰ6与集气环4的左进气孔Ⅰ15连通；上嗅板1的出气管Ⅱ11与集气环4的右进气孔Ⅰ18连通；中嗅板2的出气管Ⅲ7与集气环4的左进气孔Ⅱ16连通；中嗅板2的出气管Ⅳ10与集气环4的右进气孔Ⅱ19连通；下嗅板3的出气管Ⅴ8与集气环4的左进气孔Ⅲ17连通；下嗅板3的出气管Ⅵ9与集气环4的右进气孔Ⅲ20连通；上嗅板1、中嗅板2和下嗅板3的纵向中心线与集气环4的侧面垂直；上嗅板1与中嗅板2、中嗅板2与下嗅板3的横向中心线间距L₁均为3mm；集气环4的出气孔Ⅰ13和出气孔Ⅱ14与外部真空泵连接；半透膜5固接于上嗅板1、中嗅板2和下嗅板3的嗅板表面。

所述的上嗅板1、中嗅板2、下嗅板3结构完全相同，以上嗅板1为例，嗅板内部为腔体结构，嗅板上表面和下表面的尺寸、形状和设置完全相同，上表面和下表面轮廓均关于嗅板的纵轴线对称，嗅板两侧分别设有出气管Ⅰ6和出气管Ⅱ11，出气管内径d₂均为6-8mm；嗅板前宽L₃为20mm，嗅板腹部宽L₂为40mm，嗅板后宽L₄为22mm，自前至后的倒圆半径R₁为5mm，倒圆半径R₂、R₃和R₄均为10mm，嗅板壁厚L₉为0.8-1mm；嗅板总长L₇为50-55mm，出气管Ⅰ6和出气管Ⅱ11中心线至嗅板后端的间距L₈为21-24mm；嗅板表面设有直径d₁为2mm的通孔12，通孔12按蜂窝形排列，最外层通孔12与上嗅面和下嗅面外轮廓之间为无孔区，其间距L₆为3-6mm，相邻两通孔12的中心距L₁₀为3mm，相邻两排通孔间距L₅为2.6mm；嗅板前端厚度h₁为6mm，嗅板后端厚度h₂为8mm；中嗅板2两侧分别设有出气管Ⅲ7和Ⅳ10；下嗅板3两侧分别设有出气管Ⅴ8和Ⅵ9。

所述的集气环4为空心圆环，空心圆环外圈直径D₁为49mm，空心圆环内圈直径D₂为41mm，空心圆环壁厚L₁₁为0.8-1mm，空心圆环内圈左壁上设有左进气孔Ⅰ15、左进气孔Ⅱ16、左进气孔Ⅲ17，空心圆环内圈右壁上设有右进气孔Ⅰ18、右进气孔Ⅱ19、右进气孔Ⅲ20，其直径d₄均为6mm，空心圆环后侧壁沿中心线两端设有出气孔Ⅰ13和出气孔Ⅱ14，出气孔Ⅰ13和出气孔Ⅱ14的直径d₃均为2-3mm，集气环4的宽度h₃为8-10mm。

所述的上嗅板1、中嗅板2和下嗅板3平行设置。

本发明所述仿生嗅板两表面分布着粘附有半透膜的密集凹坑以增加半透膜有效工作面积，并且扰乱液流形成涡流，增加滞留时间并使液流与半透膜充分接触，进而提高采集效率。

所述的嗅板和水流方向平行布置以减小水流正压力，提高半透膜在高压水流中的使用寿命与稳定性。

所述的嗅板前薄后厚，使水流前缓后急，进一步减小水压，而且流体轻微冲刷半透膜，有助于气体渗透。

本发明根据鱼鼻内嗅花朵微观结构设计而成，外配备真空泵使嗅板内部与外部形成压差，进而提高其对钻井液中的烃类气体的分离效率。