[发明专利]一种用于保真取芯器运行的高温高压环境模拟舱体结构

说明书

本发明公开了一种用于保真取芯器运行的高温高压环境模拟舱体结构，其包括岩芯舱，岩芯舱的两端的外径大于中间部分的外径，岩芯舱底部设置有加载油缸，加载油缸的活塞端上设置有岩芯座，岩芯座位于岩芯舱的内部；岩芯舱顶部设置有中部端盖，中部端盖的顶部为小径端，底部为大径端；中部端盖的大径端与岩芯舱顶部连接，岩芯舱的顶部内设有岩样压块；小径端的顶部设置有呈多段结构的钻杆舱，在岩芯舱内通过温度环境控制系统、孔压控制系统、压力控制系统，实时监测岩样原位温度、孔压、压力，并在岩芯舱中模拟高温高压深地原位环境，使得岩芯保持原“质”原“位”状态。

技术领域

本发明涉及岩芯勘探设备技术领域，特别是涉及一种用于保真取芯器运行的高温高压环境模拟舱体结构。

背景技术

欧美国家资源普遍埋深小于2000m，而我国70％以上的资源埋深超过2000m且浅部资源逐渐枯竭，并以每年超过10m的速度向深部延伸。油气资源开采深度已经达到8418m，我国石油对外依存度高达67％(2017年)，已远超国际公认的能源安全警戒线(50％)。因此，向深部探索能源资源已是我国当前最紧迫的现实问题，也是我国重大战略科技问题，更是我国重大的能源安全问题。

向地球深部进军，需要从3个层次逐步开展研究(深地钻探、深地工程科学规律、深地资源开发利用)，其中最关键的是深部工程科学规律研究。当前研究探索都是用“普通岩芯”，而深地原位环境非常复杂。深钻获取的“普通岩芯”释放了压力、温度、孔隙水等成分，已严重失真，导致测得的相关岩层物理力学参数与地球深部赋存环境无关。因此，为了探索不同深度真实环境下岩石物理力学差异性规律和实现深部资源储量的准确评估，首次提出原“质”原“位”—“五保”的概念，即保压(保渗透压)、保质(保成分)、保湿(保湿度)、保温(保温度)、保光(保光通量)，拟自主研发全新“五保”取芯、“五保”测试一体化的分析测试系统，通过五保取芯系统、保真移位存储系统、保真实时测试分析系统等多个系统共同工作，以达到研究深部真实赋存环境下原“质”原“位”岩芯物理力学性质、探索和发展深部原位岩石力学理论与测试技术的目的。

在整套深部原位取芯系统应用于现场科学钻探前，需要事先在室内开展实验模拟以有效验证设备的可行性和和进行相关参数的校准。目前这方面技术国内外仍处于空白，故按需设计发明了深部取芯模拟测试及“五保”能力率定平台，而深部原位保真取芯高温高压模拟舱体结构是其中一项关键技术。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种用于保真取芯器运行的高温高压环境模拟舱体结构，解决了现有技术无法做到在室内模拟深地高温高压环境，给深部原位保真取芯系统提供模拟岩体样本，实现保真取芯器在模拟试验舱中钻取保真岩芯室内实验模拟，确保深部原位取芯系统在应用于现场科学钻探前得到有效验证和校准，对探知深地环境、研究深部岩体力学行为造成不利的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

提供了一种用于保真取芯器运行的高温高压环境模拟舱体结构，其包括呈中空圆柱结构的岩芯舱，岩芯舱的两端的外径大于中间部分的外径，岩芯舱的中间部分的圆周外壁上沿其轴线方向上凸出设置有多个加强圆环；

岩芯舱底部设置有加载油缸，加载油缸的缸体端面与岩芯舱底部密封连接，加载油缸的活塞端上设置有岩芯座，岩芯座位于岩芯舱的内部；

岩芯舱顶部设置有中部端盖，中部端盖的顶部为小径端，底部为大径端；中部端盖的大径端的端面与岩芯舱的顶部端面密封连接，岩芯舱的顶部内设有岩样压块；

中部端盖的小径端的顶部密封设置有呈多段结构的钻杆舱，钻杆舱顶部的开口处设置有上端盖，上端盖设置有多个与岩芯舱连通的注液通道。

进一步地，岩芯舱两端的外壁上分别凸出设置有呈圆柱结构的第一连接部和第二连接部，第一连接部和第二连接部的外径大于岩芯舱中部外径；