一種適用于易水化膨脹巖心的柱樣加工裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于油氣田開發(fā)領域，具體涉及一種適用于易水化膨脹巖心的柱樣加工裝置。
【背景技術】
[0002]目前，在石油行業(yè)中，對地層的微觀分析往往是從巖心分析開始，而在實驗室中進行地層滲透率分析或者五敏性實驗時，首先需要將通過鉆頭取芯的全尺寸巖樣進行進一步加工磨制，形成小巖心柱，幾何形狀達到實驗要求后才能進行試驗。
[0003]由于不同巖樣巖石性質不同，如果巖心中蒙脫石或伊蒙混層含量較高，則該巖樣遇水后粘土礦物膨脹，力學性質發(fā)生急劇變化。宏觀上反應為穩(wěn)定性變差，巖樣易發(fā)生開裂、水化分散等。
[0004]傳統(tǒng)巖心的柱樣加工裝置在將全尺寸巖心加工成直徑為一英寸的小巖心時，通常采用空心鉆頭對全尺寸巖心進行取樣加工。由于鉆進過程中鉆頭與巖心摩擦會產生熱量，為保證鉆頭材料力學性質穩(wěn)定，需要對鉆頭用流水進行冷卻。采用該設備在對砂巖等物理化學性質相對穩(wěn)定的巖心進行加工時，尚能完成任務，但在對蒙脫石或伊蒙混層含量較高的巖樣進行鉆樣時，往往在鉆樣未結束時就造成了整個全尺寸巖心的掉塊、碎裂以及鉆頭內部的小巖心碎裂的事故。由于全尺寸井底巖心取樣成本很高，由此造成的整個全尺寸巖心的碎裂會帶來巨大損失。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型旨在通過采用一種適用于易水化膨脹巖心的柱樣加工裝置加工巖心，在鉆取柱樣時避免采用水對鉆頭進行冷卻，從而保護巖心，減小水敏巖心碎裂幾率，減小巖心的碎裂帶來巨大損失，其采用的技術方案如下:
[0006]一種適用于易水化膨脹巖心的柱樣加工裝置，包括控制系統(tǒng)、進給系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、液氮發(fā)生裝置、液氮管線、動密封系統(tǒng)、空心鉆頭、機架、上密封墊圈、上滑動蓋、滑動環(huán)、下密封墊圈、導液孔、下滑動蓋；所述控制系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線分別連接進給系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和液氮發(fā)生裝置，所述進給系統(tǒng)安裝在機架上部，所述動力系統(tǒng)連接在進給系統(tǒng)下部的進給端，并在其下部的輸出軸上安裝空心鉆頭；使用之前，將待加工的巖心固定在機架的加工平臺上，在使用時，控制系統(tǒng)驅動進給系統(tǒng)工作，進給系統(tǒng)帶動動力系統(tǒng)、動密封系統(tǒng)和空心鉆頭等部件產生豎直方向的進給運動，動力系統(tǒng)帶動空心鉆頭、上密封墊圈和上滑動蓋等產生旋轉運動。
[0007]所述液氮發(fā)生裝置將其氣體輸出端連接在液氮管線，而液氮管線的另一端連接在滑動環(huán)的通孔中，所述動密封系統(tǒng)由上密封墊圈、上滑動蓋、滑動環(huán)、下密封墊圈、導液孔、下滑動蓋組成，其中導液孔開在空心鉆頭的徑向方向，所述上密封墊圈安裝在空心鉆頭與上滑動蓋內側之間，位于導液孔上側，所述滑動環(huán)安裝在上滑動蓋和下滑動蓋外側的安裝滑動槽中，所述下密封墊圈安裝在空心鉆頭與下滑動蓋內側之間，位于導液孔下側；在鉆進過程中，滑動環(huán)不旋轉，與上滑動蓋、下滑動蓋產生相對滑動，在空心鉆頭鉆進的工程中，液氮發(fā)生裝置通過液氮管線經空心鉆頭的上的導液孔進入空心鉆頭的中空部分，進而實現(xiàn)在空心鉆頭工作過程中冷卻空心鉆頭，達到在不使用水冷卻的情況下完成鉆樣過程。
[0008]本實用新型具有如下優(yōu)點:可以在不使用水的情況下，針對蒙脫石或伊蒙混層含量較高、遇水后易水化膨脹碎裂的巖心進行鉆取柱樣的操作；主要采用液氮代替水來冷卻鉆頭，研磨效率高，不損害巖心；具有結構簡單，操作簡便，實用性強等特點。
【附圖說明】
[0009]圖1:本實用新型一種適用于易水化膨脹巖心的柱樣加工裝置的示意圖，
[0010]圖2:本實用新型一種適用于易水化膨脹巖心的柱樣加工裝置的動密封系統(tǒng)的旋轉剖面圖。
[0011]1.控制系統(tǒng)，2.進給系統(tǒng)，3.動力系統(tǒng)，4.液氮發(fā)生裝置，5.液氮管線，6.動密封系統(tǒng)，7.空心鉆頭，8.機架，9.上密封墊圈，10.上滑動蓋，11.滑動環(huán)，12.下密封墊圈，13.導液孔，14.下滑動蓋。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和實例對本實用新型作進一步說明:
[0013]如圖1-圖2所示，本實用新型一種適用于易水化膨脹巖心的柱樣加工裝置，包括控制系統(tǒng)1、進給系統(tǒng)2、動力系統(tǒng)3、液氮發(fā)生裝置4、液氮管線5、動密封系統(tǒng)6、空心鉆頭7、機架8、上密封墊圈9、上滑動蓋10、滑動環(huán)11、下密封墊圈12、導液孔13、下滑動蓋14 ;所述控制系統(tǒng)I通過數(shù)據(jù)線分別連接進給系統(tǒng)2、動力系統(tǒng)3和液氮發(fā)生裝置4，所述進給系統(tǒng)2安裝在機架8上部，所述動力系統(tǒng)3連接在進給系統(tǒng)2下部的進給端，并在其下部的輸出軸上安裝空心鉆頭7，所述液氮發(fā)生裝置4將其氣體輸出端連接在液氮管線5，而液氮管線5的另一端連接在滑動環(huán)11的通孔中，所述動密封系統(tǒng)6由上密封墊圈9、上滑動蓋10、滑動環(huán)11、下密封墊圈12、導液孔13、下滑動蓋14組成，其中導液孔13開在空心鉆頭7的徑向方向，所述上密封墊圈9安裝在空心鉆頭7與上滑動蓋10內側之間，位于導液孔13上偵牝所述滑動環(huán)11安裝在上滑動蓋10和下滑動蓋14外側的安裝滑動槽中，所述下密封墊圈12安裝在空心鉆頭7與下滑動蓋14內側之間，位于導液孔13下側。
[0014]在使用本實用新型之前，將待加工的巖心固定在機架8的加工平臺上，在使用本實用新型時，控制系統(tǒng)I驅動進給系統(tǒng)2工作，進給系統(tǒng)2帶動動力系統(tǒng)3、動密封系統(tǒng)6和空心鉆頭7等部件產生豎直方向的進給運動，動力系統(tǒng)3帶動空心鉆頭7、上密封墊圈9和上滑動蓋10等產生旋轉運動，滑動環(huán)11不旋轉，與上滑動蓋10、下滑動蓋14產生相對滑動，在空心鉆頭7鉆進的工程中，液氮發(fā)生裝置4通過液氮管線5經空心鉆頭7的上的導液孔13進入空心鉆頭7的中空部分，進而實現(xiàn)在空心鉆頭7工作過程中冷卻空心鉆頭7，達到在不使用水冷卻的情況下完成鉆樣過程。
【主權項】
1.一種適用于易水化膨脹巖心的柱樣加工裝置，其特征在于:包括控制系統(tǒng)(1)、進給系統(tǒng)(2)、動力系統(tǒng)(3)、液氮發(fā)生裝置(4)、液氮管線(5)、動密封系統(tǒng)(6)、空心鉆頭(7)、機架(8)、上密封墊圈(9)、上滑動蓋(10)、滑動環(huán)(11)、下密封墊圈(12)、導液孔(13)、下滑動蓋(14);控制系統(tǒng)(I)通過數(shù)據(jù)線分別連接進給系統(tǒng)(2)、動力系統(tǒng)(3)和液氮發(fā)生裝置(4)，進給系統(tǒng)(2)安裝在機架(8)上部，動力系統(tǒng)(3)連接在進給系統(tǒng)(2)下部的進給端，并在其下部的輸出軸上安裝空心鉆頭(7)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種適用于易水化膨脹巖心的柱樣加工裝置，其特征在于:液氮發(fā)生裝置(4)將其氣體輸出端連接在液氮管線(5)，而液氮管線(5)的另一端連接在滑動環(huán)(11)的通孔中，動密封系統(tǒng)(6)由上密封墊圈(9)、上滑動蓋(10)、滑動環(huán)(11)、下密封墊圈(12)、導液孔(13)、下滑動蓋(14)組成，其中導液孔(13)開在空心鉆頭(7)的徑向方向，上密封墊圈(9)安裝在空心鉆頭(7)與上滑動蓋(10)內側之間，位于導液孔(13)上偵牝滑動環(huán)(11)安裝在上滑動蓋(10)和下滑動蓋(14)外側的安裝滑動槽中，下密封墊圈(12)安裝在空心鉆頭(7)與下滑動蓋(14)內側之間，位于導液孔(13)下側。
【專利摘要】本實用新型屬于油氣田開發(fā)領域，具體涉及一種適用于易水化膨脹巖心的柱樣加工裝置。其包括控制系統(tǒng)、進給系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、液氮發(fā)生裝置、液氮管線、動密封系統(tǒng)、空心鉆頭、機架、滑動環(huán)等；控制系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線分別連接進給系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和液氮發(fā)生裝置，進給系統(tǒng)安裝在機架上部，動力系統(tǒng)連接在進給系統(tǒng)下部的進給端，并在其下部的輸出軸上安裝空心鉆頭。本實用新型可以在不使用水的情況下，針對蒙脫石或伊蒙混層含量較高、遇水后易水化膨脹碎裂的巖心進行鉆取柱樣的操作，并且研磨效率高，不損害巖心，裝置結構簡單，操作簡便，實用性強。
【IPC分類】G01N1-08, G01N1-28
【公開號】CN204346789
【申請?zhí)枴緾N201520054595
【發(fā)明人】李淑霞, 曾旭欣, 鄭如意, 靳玉蓉, 曹文
【申請人】中國石油大學(華東)
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月26日