[发明专利]一种保应力取心装置及方法

权利要求书

1.一种保应力取心装置，至少包括钻头（1）和岩心管（2），所述岩心管（2）按照能够插入到所述钻头（1）沿其轴线开孔形成的管道腔内的方式设置在所述钻头（1）的内部，其特征在于，

所述岩心管（2）至少包括岩心内管（3）和保应力部（4），所述岩心内管（3）的开口端与所述保应力部（4）的外环开口相连接构成具有封闭腔室且能够向保应力部（4）施加围压的高压流体腔（41）；

在所述高压流体腔（41）充入高压流体的情况下，所述高压流体能够按照向所述保应力部（4）的岩心容纳腔（42）的腔壁施加围压的方式使得所述岩心容纳腔（42）向其腔室内的岩心施加压力，从而实现对采收到的岩心应力保真；

所述岩心容纳腔（42）按照其内壁能够贴覆包裹柱形岩心侧壁的方式对岩心施加相当于其所处的初始地层的压力的围压；

所述岩心容纳腔（42）的面向岩心一侧的腔壁表面设置有能够与岩心表面接触的限位模块（421），所述限位模块（421）按照能够避免腔壁与岩心接触而摩擦破损的方式有序排列分布在所述岩心容纳腔（42）的面向岩心一侧的侧腔壁表面上，由截面为三角形、四边形、五边形或其他多边形的块状的所述限位模块（421）按照一体模压成型的方式与所述岩心容纳腔（42）的腔膜连接。

2.如权利要求1所述的保应力取心装置，其特征在于，所述保应力部（4）远离所述岩心内管（3）的端面按照凹陷延伸到所述高压流体腔（41）内部的方式构成单向密封的岩心容纳腔（42），所述岩心容纳腔（42）的轴线与所述高压流体腔（41）的轴线相互重合，且所述岩心容纳腔（42）的侧腔壁按照其能够在所述高压流体腔（41）内高压液流产生的压力的作用下而发生形变的方式构成所述高压流体腔（41）的弹性腔壁。

3.如权利要求1所述的保应力取心装置，其特征在于，所述保应力部（4）可拆卸地连接在所述岩心内管（3）构成高压流体腔（41）部分密封腔室的一端，从而实现所述保应力部（4）与岩心内管（3）连接构成具有封闭腔室且可调节地充入高压流体的高压流体腔（41），在所述保应力部（4）采取出岩心的情况下，所述保应力部（4）能够在高压流体排出所述高压流体腔（41）后与所述岩心内管（3）分离拆卸，从而方便取出采取的岩心样本。

4.如权利要求1所述的保应力取心装置，其特征在于，所述岩心内管（3）远离所述保应力部（4）的一端还设置有向所述高压流体腔（41）内输送高压流体的储液仓（5），所述储液仓（5）通过设置在其与所述高压流体腔（41）相互连通的输送管道（6）的管路上的驱动部（7）控制其腔室内的高压流体的流出或回流。

5.如权利要求4所述的保应力取心装置，其特征在于，所述驱动部（7）按照电磁继电器控制电力的通断的方式实现其工作状态的转换和其提供的驱动力的驱动方向的调节，其中，在进行岩心采取的过程中，受电磁继电器控制的所述驱动部（7）根据需求向所述高压流体腔（41）输送高压液流，从而输入的高压液流对所述岩心容纳腔（42）的腔壁施加围压；所述驱动部（7）还电性连接有电源（8）。

6.如权利要求1所述的保应力取心装置，其特征在于，所述钻头（1）沿其环形端面圆周排布有若干金刚石钻头齿（11），其中，相邻的两个所述钻头齿（11）按照沿同一圆环面内的不同圆周线上进行设置的方式构成交错式钻头唇面，所述钻头齿（11）与钻头（1）的钻杆主体按照分层填入钢体模具的方式一体烧结。

7.如权利要求6所述的保应力取心装置，其特征在于，所述岩心管（2）通过所述钻头（1）的钻杆（12）内的贯通通道连接有岩心转移系统（9），在所述钻头（1）带动所述岩心管（2）完成岩心采取的情况下，所述岩心转移系统（9）能够拉动岩心管（2）从钻杆（12）中移出，从而将位于地层中的岩心管（2）转移到地面。