[发明专利]一种天然气水合物保温保压取芯器

说明书

本发明公开了一种天然气水合物保温保压取芯器，包含蓄能器，所述蓄能器设于所述岩芯管内，所述蓄能器用于维持所述岩芯管内的压力恒定；感应装置，所述感应装置设于所述岩芯管内；半导体制冷器，所述半导体制冷器设于所述外管；导电滑环，所述导电滑环的定子端连接有供电装置，所述导电滑环的转子端与所述半导体制冷器电连接；控制器，所述控制器分别与所述感应装置和所述导电滑环电连接，在本申请中，当岩芯管内压力发生变化时，通过蓄能器进行调节使得岩芯管内的压力保持恒定，当检测到温度发生变化时，通过导电滑环传递半导体制冷器制冷所需的电能，从而实现岩芯管内温度和压力的智能调节，使得岩芯筒内的天然气水合物长时间保持在原位状态。

技术领域

本发明涉及取芯技术领域，尤其涉及的是一种天然气水合物保温保压取芯器。

背景技术

天然气水合物又称可燃冰(以下简称可燃冰)是一种储量巨大的新能源，具有能量密度高、对环境污染性小的优点，是极具开采价值的自然资源。可燃冰取芯是研究其成藏机理、物化性质和储量分布的重要手段，但由于可燃冰只能在低温高压环境中稳定存在，且对于温度压力的变化较为敏感，故开发可燃冰保温保压取芯技术尤为关键。

目前可燃取芯的技术方案可分为两大类，一类是从“保压”入手，维持可燃冰的原位压力，另一类从“保温”入手，维持甚至降低可燃冰在取芯过程中的温度。

采用保压取芯方案的包括：国际深海钻探计划(Deep Sea Drilling Project，DSDP)采用的保压取芯筒(Pressure Core Barrel，PCB)；国际大洋钻探计划(OceanDrilling Program，ODP)采用的活塞取芯器(Advanced Piston Corer，APC)和保压取芯器(Pressure Core Sampler，PCS)；HY-ACE、(the Hydrate Autoclave Coring EquipmentSystem)采用的冲击式取芯器(Fu-gro Pressure Corer，FPC)和旋转式取芯器(HY-ACERotary Corer，HRC)，R.V.SONNE、巡游采用的多重高压取芯器(The Multiple AutoclaveCorer，MAC)以及动态高压活塞取芯器(Dynamic Autoclave Piston Corer，DAPC)，通过将取得的可燃冰岩芯密闭在岩芯舱内达到保压的目的。

采用保温取芯方案的包括：重庆大学研制的半导体式冰冻取芯器(PressureTemperature Core Sampler，PTCS)和吉林大学研制的天然气水合物孔底冷冻取样器，通过对可燃冰降温冰冻达到“保温”的目的。

上述技术方案在保压方面，由于采用球阀密封，造成取芯率低、保压能力弱的缺陷；在保温方案，部分保压取芯方案采用了隔热保温材料，只能在短时间内减缓岩芯的升温过程，岩芯升温不可避免，另一类采用冷冻的手段，导致可燃冰岩芯被冰冻，没有维持在原位温度，导致可燃冰岩芯结构及物理性质发生变化。

因此，亟需研发出一种可以在取芯过程中具有保持原位压力和温度能力的取芯器。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种天然气水合物保温保压取芯器，旨在解决现有技术中取芯过程中取芯器保温保压能力弱的技术问题。

本发明提供了一种天然气水合物保温保压取芯器，包括外管以及设于所述外管内的岩芯管，所述取芯器还包括：蓄能器，所述蓄能器设于所述岩芯管内，所述蓄能器用于维持所述岩芯管内的压力恒定；感应装置，所述感应装置设于所述外管内，所述感应装置包括温度传感器；半导体制冷器，所述半导体制冷器设于所述外管；导电滑环，所述导电滑环的定子端连接有供电装置，所述导电滑环的转子端与所述半导体制冷器电连接；控制器，所述控制器分别与所述感应装置和所述导电滑环电连接。

进一步的，所述半导体制冷器设于所述外管的内壁；

其中，所述半导体制冷器设有多个，相邻所述半导体制冷器之间设有隔热件。