一種天然氣水合物巖心帶壓轉移方法及裝置製造方法
2023-11-10 17:17:02 3
一種天然氣水合物巖心帶壓轉移方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種天然氣水合物巖心帶壓轉移方法，包括將裝有巖心管的保壓筒與另一個與保壓筒規格相當的轉移倉建立端對端的連接；將保壓筒內的巖心管送入轉移倉內；封閉轉移倉並斷開與保壓筒連接；上述步驟中始終保持轉移倉的壓力與保壓筒的初始狀態壓力相同。同時還包括利用上述的方法裝置是：保壓筒與轉移倉相對連接端分別連接有保壓筒閥門和轉移倉閥門，閥門之間通過法蘭密封和貫通；在保壓筒和轉移倉的內部均與壓力平衡控制系統建立連接。本發明使天然氣水合物一直處於帶壓狀態，保證了巖心中的氣體、孔隙水和其他成分不發生變化，使巖心後處理測得的數據都是最接近原位情況的，這為分析天然氣水合物性質和確定儲量提供了依據。
【專利說明】一種天然氣水合物巖心帶壓轉移方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及新能源勘探開發取樣轉送【技術領域】，具體是一種天然氣水合物巖心帶壓轉移方法及裝置。
【背景技術】
[0002]由於天然氣水合物在常壓下會迅速分解，所以要獲得原位天然氣水合物樣品，就需要保壓取心。而要將帶壓巖心轉移到巖心後處理工作室，就需要一套帶壓轉移裝置。它要能保證天然氣水合物巖心在不分解的情況下，轉移到一個有壓力並可方便移動的轉移倉內。然後轉移倉可經過常規運輸，送到巖心後處理工作室，實現天然氣水合物的原位測試。
[0003]目前天然氣水合物樣品的轉移，主要靠冷凍，就是在保壓巖心取得後，迅速洩壓並放入液氮或乾冰中，使天然氣水合物在低溫下儘量不分解，然後轉移到儲藏間，等待測試。這樣做雖然可以取得天然氣水合物，但由於冷凍後必然會影響天然氣水合物的一些物理化學性質，因此即使解凍後再測試，也不能保證獲得的是天然氣水合物的原位特性。
[0004]
【發明內容】
本發明的目的是提出一種天然氣水合物巖心帶壓轉移方法及裝置，以解決現有技術存在的問題。它可以使天然氣水合物一直處於帶壓狀態，保證了巖心中的氣體、孔隙水和其他成分不發生變化，使巖心後處理測得的數據都是最接近原位情況的，這為分析天然氣水合物性質和確定儲量提供了依據。
[0005]本發明的技術方案:
首先本發明給出了一種天然氣水合物巖心帶壓轉移方法。其一，將裝有巖心管的保壓筒與另一個與保壓筒規格相當的轉移倉建立端對端的連接；其二，將保壓筒內的巖心管送入轉移倉內；其三，封閉轉移倉，並斷開與保壓筒連接；上述所有步驟中藉助外部壓力平衡控制系統始終保持轉移倉的壓力與保壓筒的初始狀態壓力相同。
[0006]上述的天然氣水合物巖心帶壓轉移方法中將保壓筒內的巖心管送入轉移倉內的第一種方法是:將對接後的保壓筒和轉移倉採用上下垂直對接，藉助巖心管自身重力，把保壓筒內的巖心管送入到轉移倉內。
[0007]其中將保壓筒內的巖心管送入轉移倉內的第二種方法是:是利用外部拉杆將保壓筒內的巖心管推入或者牽拉至轉移倉內。
[0008]利用上述天然氣水合物巖心帶壓轉移方法和第一種將保壓筒內的巖心管送入轉移倉方法而提出的天然氣水合物巖心帶壓轉移裝置是:保壓筒與轉移倉相對連接端分別連接有保壓筒閥門和轉移倉閥門，閥門之間通過法蘭密封和貫通；在保壓筒和轉移倉的內部均與壓力平衡控制系統建立連接。
[0009]其中:所述的壓力平衡控制系統的壓力介質為水，其壓力平衡控制系統包括水缸和配套的水泵、壓力表、壓力平衡閥；轉移倉上還設有壓力調節閥。
[0010]此外利用上述天然氣水合物巖心帶壓轉移方法和第二種將保壓筒內的巖心管送入轉移倉方法而提出的天然氣水合物巖心帶壓轉移裝置還包括:保壓筒與轉移倉相對連接端分別連接有保壓筒閥門和轉移倉閥門，閥門之間通過法蘭密封貫通；在保壓筒和轉移倉的內部均與壓力平衡控制系統建立連接；外部拉杆採用液壓油缸驅動。
[0011]其中:外部拉杆與液壓油缸驅動方式包括:外部拉杆置於保壓筒與轉移倉對接的相對端，液壓油缸採用推送方式將保壓筒內的巖心管推入轉移倉內；或者是外部拉杆置於轉移倉與保壓筒對接的相對端，外部拉杆端部與巖心管建立連接後，液壓油缸採用牽引方式將保壓筒內的巖心管拉入轉移倉內。
[0012]所述的壓力平衡控制系統的壓力介質為水，其壓力平衡控制系統包括水缸和配套的水泵、壓力表、壓力平衡閥；所述的液壓油缸驅動包括液壓油缸、液壓油缸控制系統、換向閥、油缸；轉移倉上還設有壓力調節閥。
[0013]本發明的天然氣水合物巖心帶壓轉移方法及裝置主要技術特點是，將保存有天然氣水合物巖心的保壓筒與轉移倉連接，對轉移倉充壓，直到與保壓筒壓力平衡。打開保壓筒和轉移倉的閥門，使兩個帶壓腔體連通，最後將天然氣水合物巖心在全程帶壓的環境下拉入轉移倉，關閉閥門，封閉轉移倉。採用常規運輸方式將轉移倉運往巖心後處理工作室進行巖心測試。
[0014]本發明很好的解決了現有技術存在的問題，它可以使天然氣水合物一直處於帶壓狀態，保證了巖心中的氣體、孔隙水和其他成分不發生變化，使巖心後處理測得的數據都是最接近原位情況的，這為分析天然氣水合物性質和確定儲量提供了依據。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1 一種天然氣水合物巖心帶壓轉移裝置實施例的示意圖
圖中:1.保壓筒2.巖心管3.保壓筒閥門4.法蘭5.轉移倉閥門6.壓力調節閥
7.轉移倉8.拉杆9.液壓油缸10.液壓油缸控制系統11.換向閥12.油缸13.壓力平衡控制系統14.水缸15.移動車架
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步說明。
[0017]實施例1為一種優化後的典型實施例 首先，一種天然氣水合物巖心帶壓轉移方法。
[0018]第一步，將裝有巖心管的保壓筒與另一個與保壓筒規格相當的轉移倉建立端對端的連接；第二步，將保壓筒內的巖心管送入轉移倉內；第三步，封閉轉移倉，並斷開與保壓筒連接；上述三個步驟中需要藉助外部壓力平衡控制系統始終保持轉移倉的壓力與保壓筒的初始狀態壓力相同。
[0019]其中將保壓筒內的巖心管送入轉移倉內的方法是:是利用外部拉杆將保壓筒內的巖心管牽拉至轉移倉內。
[0020]此外利用上述天然氣水合物巖心帶壓轉移方法而提出的天然氣水合物巖心帶壓轉移裝置包括:保壓筒1、巖心管2、保壓筒閥門3、法蘭4、轉移倉閥門5、壓力調節閥6、轉移倉7、拉杆8、液壓油缸9、液壓油缸控制系統10、換向閥11、油缸12、壓力平衡控制系統13、水缸14、移動車架15。
[0021]其工作過程和原理是: 取心作業結束後，裝有天然氣水合物原位巖心的巖心管，在保壓筒閥門關閉情況下，密封存放在保壓筒中。進行巖心帶壓轉移時，用法蘭將關閉的保壓筒閥門和轉移倉閥門連接，通過壓力平衡控制系統使轉移倉壓力與保壓筒壓力平衡，然後打開保壓筒閥門和轉移倉閥門，使兩個壓力腔連通。由液壓油缸控制系統控制液壓油缸中的活塞移動，推動與活塞連接的拉杆進入保壓筒，與巖心管上的接頭連接。液壓油缸控制系統再控制活塞向回運動，拉杆就拉動巖心管進入轉移倉。當巖心管完全進入轉移倉後，轉移倉閥門關閉，另一側也與巖心管接頭上的特殊結構配合實現密封。巖心轉移結束後，卸下拉杆，分離法蘭，轉移倉在壓力調節閥和平衡壓力控制系統的作用下，調整好密封壓力後，可獨立運輸至巖心後處理工作室，等待巖心測試。為保證天然氣水合物巖心的原位特性，壓力平衡控制系統中的水缸中要充海水。壓力平衡控制系統通過多種控制閥保證巖心轉移過程中，兩個腔不會因為巖心移動造成的抽吸形成局部壓力升高和降低。液壓油缸控制系統為液壓油缸提供動力，液壓油從油缸出來後，經過多種控制閥和監測器，經過換向閥來推動液壓油缸中的活塞運動。
[0022]為保證整套裝置在鑽井船或鑽井平臺上靈活移動，並安裝時保證在一條直線上，每一部分裝置都配備了移動車架。
[0023]實施例2為一種簡化後的典型實施例 首先，一種天然氣水合物巖心帶壓轉移方法。
[0024]第一步，將裝有巖心管的保壓筒與另一個與保壓筒規格相當的轉移倉建立端對端的連接；第二步，將保壓筒內的巖心管送入轉移倉內；第三步，封閉轉移倉，並斷開與保壓筒連接；上述三個步驟中需要藉助外部壓力平衡控制系統始終保持轉移倉的壓力與保壓筒的初始狀態壓力相同。
[0025]上述天然氣水合物巖心帶壓轉移方法中將保壓筒內的巖心管送入轉移倉方法是:將對接後的保壓筒和轉移倉採用上下垂直對接，藉助巖心管自身重力，把保壓筒內的巖心管送入到轉移倉內。
[0026]依據上述方法的裝置簡化為主要由保壓筒1、巖心管2、保壓筒閥門3、法蘭4、轉移倉閥門5、壓力調節閥6、轉移倉7、壓力平衡控制系統13、水缸14和移動車架15組成。
[0027]其工作工程和原理是:
取心作業結束後，裝有天然氣水合物原位巖心的巖心管2，在保壓筒閥門3關閉情況下，密封存放在保壓筒I中。進行巖心帶壓轉移時，用法蘭4將關閉的保壓筒閥門3和轉移倉閥門5連接，通過壓力平衡控制系統13使轉移倉7壓力與保壓筒I壓力平衡，然後打開保壓筒閥門3和轉移倉閥門5，使兩個壓力腔連通。藉助外部舉升裝置(如機械手、吊裝架或人工)，將對接後的保壓筒I和轉移倉7採用上下垂直對接，藉助巖心管2自身重力，把保壓筒I內的巖心管2送入到轉移倉7內，轉移倉閥門5關閉。巖心轉移結束後，分離法蘭4，轉移倉7在壓力調節閥6和平衡壓力控制系統13的作用下，調整好密封壓力後，可獨立運輸至巖心後處理工作室，等待巖心測試。為保證天然氣水合物巖心的原位特性，壓力平衡控制系統13中的水缸14中要充海水。壓力平衡控制系統13通過多種控制閥保證巖心轉移過程中，兩個腔不會因為巖心移動造成的抽吸形成局部壓力升高和降低。
[0028]為保證整套裝置在鑽井船或鑽井平臺上靈活移動，並安裝時保證在一條直線上，每一部分裝置都配備了移動車架15。
【權利要求】
1.一種天然氣水合物巖心帶壓轉移方法，其特徵是:首先，將裝有巖心管的保壓筒與另一個與保壓筒規格相當的轉移倉建立端對端的連接；其二，將保壓筒內的巖心管送入轉移倉內；其三，封閉轉移倉，並斷開與保壓筒連接；上述步驟中藉助外部壓力平衡控制系統始終保持轉移倉的壓力與保壓筒的初始狀態壓力相同。
2.根據權利要求1所述的天然氣水合物巖心帶壓轉移方法，其特徵是將保壓筒內的巖心管送入轉移倉內的方法是:將對接後的保壓筒和轉移倉採用上下垂直對接，藉助巖心管自身重力，把保壓筒內的巖心管送入到轉移倉內。
3.根據權利要求1所述的天然氣水合物巖心帶壓轉移方法，其特徵是將保壓筒內的巖心管送入轉移倉內的方法是:是利用外部拉杆將保壓筒內的巖心管推入或者牽拉至轉移倉內。
4.利用上述權利要求1或2所述的天然氣水合物巖心帶壓轉移方法的天然氣水合物巖心帶壓轉移裝置，其特徵是:保壓筒與轉移倉相對連接端分別連接有保壓筒閥門和轉移倉閥門，閥門之間通過法蘭密封和貫通；在保壓筒和轉移倉的內部均與壓力平衡控制系統建立連接。
5.根據權利要求4所述的天然氣水合物巖心帶壓轉移裝置，其特徵是:所述的壓力平衡控制系統的壓力介質為水，其壓力平衡控制系統包括水缸和配套的水泵、壓力表、壓力平衡閥；轉移倉上還設有壓力調節閥。
6.利用上述權利要求3所述的天然氣水合物巖心帶壓轉移方法的天然氣水合物巖心帶壓轉移裝置，其特徵是:保壓筒與轉移倉相對連接端分別連接有保壓筒閥門和轉移倉閥門，閥門之間通過法蘭密封貫通；在保壓筒和轉移倉的內部均與壓力平衡控制系統建立連接；外部拉杆採用液壓油缸驅動。
7.根據權利要求6所述的天然氣水合物巖心帶壓轉移裝置，其特徵是外部拉杆與液壓油缸驅動方式包括:外部拉杆置於保壓筒與轉移倉對接的相對端，液壓油缸採用推送方式將保壓筒內的巖心管推入轉移倉內；或者是外部拉杆置於轉移倉與保壓筒對接的相對端，外部拉杆端部與巖心管建立連接後，液壓油缸採用牽引方式將保壓筒內的巖心管拉入轉移倉內。
8.根據權利要求6或7所述的天然氣水合物巖心帶壓轉移裝置，其特徵是所述的壓力平衡控制系統的壓力介質為水，其壓力平衡控制系統包括水缸和配套的水泵、壓力表、壓力平衡閥；所述的液壓油缸驅動包括液壓油缸、液壓油缸控制系統、換向閥、油缸；轉移倉上還設有壓力調節閥。
【文檔編號】G01N1/28GK103913356SQ201310003272
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月6日 優先權日:2013年1月6日
【發明者】任紅, 許俊良, 吳仲華, 馬清明, 韓來聚, 朱傑然 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化集團勝利石油管理局鑽井工藝研究院