[发明专利]保压岩芯转移装置及方法

说明书

保压岩芯转移装置及方法，包括转移舱，转移舱为两端开口的中空腔体，转移舱的前端及后端分别通过密封垫圈与转接管相连，转移舱内设置有岩芯室和支撑架，支撑架的一端与岩芯室外壁固定连接，其另一端通过滑轮与转移舱内壁相连，以使得岩芯室能够在转移舱内滑动，该转接管内设置有翻板阀及与其相连的驱动机构，转移舱后端的转接管通过快速连接器与密封阀相连，密封阀的另一端连接有转接头，密封阀在驱动机构作用下运动从而实现转移舱的密封；转移舱还与压力平衡控制单元相连，压力平衡控制单元包括安全阀、截止阀、蓄能器以及压力表，压力表与转移舱相连，蓄能器通过截止阀与转移舱相连，截止阀的又一端与安全阀相连；适用于进行各类保压取芯作业。

技术领域

本发明属于岩体原位力学研究领域，涉及一种保压岩芯转移装置及方法。

背景技术

持续、安全、绿色的能源供应是我国经济高速发展的基本保障。随着浅部资源的逐渐枯竭，资源开发不断走向地球深部，深部资源的开采成为新常态，因此，围绕提升深部资源获取能力而开展的基础理论研究已成为世界采矿强国的重要标志。

现有技术中，对于深部煤岩特征的研究方法是利用取芯技术进行深部取样，而后再进行室内试验分析研究。然而，由于采样需要经过井内采集和地面转运两个主要过程，历经时间较长，而深部岩体的物理、化学稳定性都大大依赖于温度和压力状态，若取样器和转运设备不具备保压功能，样品的理化性质将在取样及地面转运过程中发生许多不可逆的变化。实际操作中，即使能够熟练取样的操作人员利用很薄的取样管进行操作，贯入的取样器依然会对原位的样品产生一些扰动；同样在岩芯转运的过程中，外部因素对转运设备的影响也会使岩芯的原位性大打折扣，因此原状样品实际上是不存在的，获得的只是形状低扰动的样品。因此，亟需一种保压岩芯转移装置及方法，能够在岩芯转运的过程中最大程度地保证岩芯的原位性，实现岩芯的带压转移，进而为深部基础理论的研究提供物质基础。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服在深部钻探取芯过程中现有的岩芯转运设备不能有效保证岩芯原位性的不足，提供一种保压岩芯转移装置及方法，该技术方案能够使得岩芯在取样后的转运过程中一直处于带压状态，最大程度地保持岩芯的原位性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：保压岩芯转移装置，包括转移舱，转移舱为两端开口的中空腔体，转移舱的前端及后端分别通过密封垫圈与转接管相连，转移舱内设置有岩芯室和支撑架，支撑架的一端与岩芯室外壁固定连接，其另一端通过滑轮与转移舱内壁相连，以使得岩芯室能够在转移舱内滑动，转移舱前端的转接管内设置有翻板阀及与其相连的驱动机构，转移舱后端的转接管通过快速连接器与密封阀相连，密封阀的另一端连接有转接头，密封阀在驱动机构作用下运动从而实现转移舱的密封；转移舱还与压力平衡控制单元相连，压力平衡控制单元包括安全阀、截止阀、蓄能器以及压力表，压力表与转移舱相连，蓄能器通过截止阀与转移舱相连，截止阀的又一端与安全阀相连，蓄能器用于对转移舱进行压力补偿。

优选的，还包括后推拉杆，后推拉杆的一端与负压吸盘的顶端相连，通过将负压吸盘底端吸附在岩芯室内的岩芯上，在后推拉杆的作用下能够将岩芯从转移舱中拉出。

优选的，还包括前推拉杆及保真舱，保真舱的一端设置有与前推拉杆相适配的开孔，另一端通过快速连接器与转移舱前端的转接管相连；保真舱的另一端内侧设置有翻板阀，保真舱内还设置有驱动机构，驱动机构与翻板阀相连，前推拉杆通过开孔与保真舱内的岩芯推挡器相连，以便将岩芯由保真舱推向转移舱。

具体的，岩芯室与转移舱皆为中空圆柱体，且二者内壁皆为光滑面，在支撑架的作用下岩芯室能够在转移舱内自由轴向滑动；支撑架的个数为多个，在同一断面上，多个支撑架呈环状均匀分布。

进一步的，所述截止阀为三通截止阀，蓄能器内充入高纯度惰性气体，其下端与三通截止阀的一端相连，三通截止阀的另外两端分别与安全阀及转移舱相连，安全阀的另一端连接有气体收集装置。