[发明专利]一种现场识别并切取套管中天然气水合物层段的装置和方法

说明书

本发明涉及天然气水合物勘探技术领域，具体涉及一种现场识别并切取套管中天然气水合物层段的装置和方法。装置包括测温单元和与测温单元水平设置的切割单元。所述测温单元包括测温壳体、测温透明罩、移动测温机构、测温进管口、测温出管口和套管传递机构。所述切割单元包括切割壳体、切割透明罩、移动套管夹持切割机构、切割进管口、切割出管口和载物平台。本发明可以实现套管中含水合物层位的识别—获取一体化作业，提升了水合物样本获取速率，降低了水合物从套管中获取流程中的损耗。此外，通过实际测量温度差异的约束也提高了取样准确度。可将作业中产生的粉末控制在设备内进行集中处理，避免了施工现场的粉尘污染。

技术领域

本发明涉及天然气水合物勘探技术领域，具体涉及一种现场识别并切取套管中天然气水合物层段的装置和方法。

背景技术

天然气水合物(以下简称为“水合物”)被认为是21世纪富有潜力的绿色清洁能源，其商业化勘探开发技术一直是各国政府探索和发展的重要方向。在其工业流程中一个重要工程节点是获取深海环境海底下方岩石地层中水合物样本，该样本获取成功是对之前阶段水合物赋存规律认识的肯定与采集数据准确度的验证，也为下一工程阶段水合物试采提供实物测试和方案设计的有力支撑。

水合物实物样本获取是通过在海底实施钻孔的方式来实现，获取后被保存于圆柱状空心套管当中，之后通过绞车被提至施工船或平台上。在被放入液氮长期保存之前，需要隔着透明度较差的套管进行样本识别，判断是否有水合物及其赋存的具体层位，以便进行套管切割和样本封存。上述工作是通过测温和切割两套分离的设备和人员来实现的。然而，现场作业中水合物暴露于空气中会自行发生分解，现有技术对于准确识别并切取套管中水合物样本效率较低，导致水合物样本在收集过程中出现大量损耗，影响后续工作中对于海底下方原位水合物赋存状态的研究和测试。此外，由于套管不存在刻度等用于指示具体层位的标志，导致切割层位时准确度不高，也同样造成了水合物样本的损耗。

目前，并无完整的装置和方案来直接完成上述工作，因此，现在亟需设计一种可现场一体化识别并切取套管中天然气水合物层段的装置和方法。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种现场识别并切取套管中天然气水合物层段的装置和方法。

本发明的技术方案为：

一种现场识别并切取套管中天然气水合物层段的装置，包括测温单元和与测温单元水平设置的切割单元。所述测温单元包括测温壳体、测温透明罩、移动测温机构、测温进管口、测温出管口和套管传递机构；所述测温透明罩铰接在测温壳体上，所述移动测温机构设置在测温壳体内部上端，所述测温进管口设置在测温壳体的侧壁上，所述测温出管口设置在与测温进管口相对的测温壳体的侧壁上，所述测温进管口和测温出管口通过套管传递机构连接。所述切割单元包括切割壳体、切割透明罩、移动套管夹持切割机构、切割进管口、切割出管口和载物平台。所述切割透明罩铰接在切割壳体上，所述移动套管夹持切割机构设置在切割壳体内部上端，所述切割进管口和切割出管口设置在切割壳体的侧壁上且于测温进管口和测温出管口保持水平，所述载物平台设置在切割壳体的内部底端。所述移动测温机构、套管传递机构、移动套管夹持切割机构和载物平台与操作终端连接。

进一步的，所述移动测温机构包括测温器和测温器驱动机构，所述测温器驱动机构驱动测温器在测温壳体内水平往复运动。

更进一步的，所述测温驱动机构包括第一滑动导轨、第一滑块、测温驱动电机、第一驱动链条，所述第一滑块固定在第一驱动链条上，所述测温驱动电机的输出端与第一驱动链条连接，所述第一滑块设置在第二滑动导轨上。

进一步的，所述测温器设置为红外热成像仪。

进一步的，所述套管传递机构包括支架、传递皮带和传递驱动电机，所述支架固定在测温壳体的底部，所述传递皮带设置在支架上，所述传递驱动电机驱动传递皮带在支架上水平运动。