[发明专利]深部岩石保质取芯装置及其取芯方法

说明书

本发明实施例适用于科学钻探技术领域，提供了一种深部岩石保质取芯装置及其取芯方法。该深部岩石保质取芯装置包括钻具、钻头、中心杆以及储芯本体，钻头安装在钻具的下端，中心杆的下端连接储芯本体，并且中心杆能够带动储芯本体在钻具内沿钻具的轴向方向移动，中心杆内开设有下端开口的储液腔，储芯本体内开设有下端开口的储芯腔，储芯本体的上端安装有用于控制储液腔与储芯腔相互连通或阻断的第一阀门，钻具的内壁上安装用于封盖或打开储芯腔下端开口的第二阀门。本发明在取芯过程中能够避免岩芯上的微生物生存环境改变，同时可以防止岩芯内部油气资源的丧失而导致资源评估失真，最终充分达到保质取芯目的，保证了岩芯原位品质状态。

技术领域

本发明属于科学钻探技术领域，尤其涉及一种深部岩石保质取芯装置及其取芯方法。

背景技术

目前，深部岩石钻探取芯的保质技术基本处于定性的相对保质状态，无法做到所取岩芯完全保质。在钻进岩层取芯及取出岩芯过程中，岩芯会受到井底地层水或钻井液等的污染而造成岩芯原位品质、油气含量及湿度等受到影响，并且岩芯取出后会由于空气的影响导致微生物生存环境改变而影响科学研究；同时，岩芯内部油气资源的丧失会导致资源评估失真，所以对深部岩石科学探索的基本前提是实现原位保质取芯。

在国内已经开展了大量的科学钻探研究，但岩石取芯技术无法做到完全保质取芯，这对于探知原位环境、油气资源勘探、深地医学研究都十分不利，亟需提供岩石原位保质取芯技术来为深部岩石科学探索研究奠定基础。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于提供一种深部岩石保质取芯装置及其取芯方法，旨在解决现有技术中的深部岩石取芯技术无法做到完全保质取芯而导致岩芯原位品质受到影响的问题。

本发明实施例是这样实现的，提供一种深部岩石保质取芯装置。该深部岩石保质取芯装置包括钻具、钻头、中心杆以及用于储存岩芯的储芯本体；所述钻头安装在所述钻具的下端，所述中心杆的下端连接所述储芯本体，并且所述中心杆能够带动所述储芯本体在所述钻具内沿钻具的轴向方向移动，所述中心杆内开设有下端开口的储液腔，所述储芯本体内开设有下端开口的储芯腔，所述储芯本体的上端安装有用于控制所述储液腔与所述储芯腔相互连通或阻断的第一阀门，所述钻具的内壁上安装用于封盖或打开所述储芯腔下端开口的第二阀门；

当所述深部岩石保质取芯装置提取岩芯前，所述储液腔内存储有第一液体，所述第一阀门封盖所述储液腔的下端开口，使所述储液腔与所述储芯腔阻断，所述储芯腔内存储有第二液体，并通过膜状物封闭所述储芯腔的下端开口。

进一步地，所述储芯本体的内壁上设有液体流路，当打开所述第一阀门后，所述储液腔通过所述液体流路与所述储芯腔连通。

进一步地，所述液体流路包括相互连通的若干分流路和若干开孔，当打开所述第一阀门后，所述储液腔、分流路、开孔以及储芯腔依次连通。

进一步地，所述的若干分流路沿所述储芯本体的轴向方向延伸。

进一步地，所述的若干分流路沿所述储芯本体的圆周方向均匀分布。

进一步地，所述的若干开孔沿所述储芯本体的轴向方向等间距分布。

进一步地，所述第一阀门为电控阀门，所述第二阀门为翻板阀。

进一步地，所述钻具的下端内壁设置有用于夹紧岩芯的卡爪。

进一步地，所述第一液体为水或乙醇，所述第二液体为聚砜与DMF/NMP相混合后形成的溶液或者聚偏氟乙烯与DMF/NMP相混合后形成的溶液。

本发明实施例还提供一种如上所述的深部岩石保质取芯装置的取芯方法，该取芯方法包括如下步骤：

首先在所述储液腔内存储所述第一液体后，将第一阀门关闭，使所述储液腔与所述储芯腔阻断，然后在所述储芯腔内存储第二液体，并通过膜状物将所述储芯腔的下端开口封闭，防止第二液体泄露；