一种岩芯冷冻装置及方法与流程

本发明属于岩芯保存，更具体地，涉及一种岩芯冷冻装置及方法。

背景技术：

1、根据相对密度的不同，石油可以划分为重质油(相对密度＞0.93)、正常油(相对密度为0.87-0.93)、轻质油(相对密度＜0.87)。由于密度较低，取芯之后轻质页岩油容易挥发，进而影响了轻质页岩油赋存孔隙空间特征、含有轻质油的页岩地化特征、含有轻质油的页岩孔隙连通性定量表征等重要实验的准确性。

2、针对页岩油岩保存，现有的中国页岩油岩芯保存、取样和制样管理还没有相应的标准规范，《中华人民共和国地质矿产行业标准dz/t0032-92地质勘查钻探岩矿芯管理通则》对岩芯的保存环境温度没有明确要求。因此，目前对于出筒后的含有轻质页岩油的页岩岩芯的保存环境和保存方式没有统一的设备和标准，含有轻质页岩油的页岩岩芯在出筒后被保存在各种不同的设备、不同的环境中，使得岩芯中轻质页岩油的挥发程度不一；进而在对于轻质页岩油赋存孔隙空间特征、含有轻质油的页岩地化特征、含有轻质油的页岩孔隙连通性定量表征等实验中，难以保证所用岩芯样品的一致性，造成实验结果准确性的降低。

3、基于上述理由，有必要研发一种岩芯冷冻装置及方法，将含有轻质页岩油的页岩岩芯在出筒2小时内放入特定的环境中保存，设定特定的保存温度，利用低温对岩芯快速冷冻；一方面最大限度的减少轻烃挥发，在后续实验中使用，可以最大限度的减少后续实验的误差；另一方面，实现岩芯保存装置和方法的统一，保证所用岩芯样品的一致性，提高实验结果的准确性。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种岩芯冷冻装置及方法，该装置在外壳内部设置有能够存放岩芯的内胆，在内胆与外壳之间的夹层内能够通入液氮，利用液氮在内胆内部形成低温环境，达到对岩芯的快速冷冻，减少岩芯中轻质页岩油的挥发，并且封堵盖和固定架的设置方便岩芯的取放，结构简单，操作方便。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种岩芯冷冻装置，该装置包括：

3、外壳，所述外壳内设置有内胆，所述外壳与所述内胆之间形成封闭的夹层，所述夹层上设置有液氮入口和氮气出口；

4、封堵盖，与所述内胆的开口可拆卸连接；

5、固定架，与所述封堵盖连接，所述封堵盖封堵住所述开口时所述固定架处于所述内胆的内部，所述固定架上设置有岩芯容纳结构，岩芯容纳结构用于盛放岩芯。

6、可选地，所述液氮入口和所述氮气出口上均设置有阀门。

7、可选地，所述开口呈瓶口状，所述封堵盖螺纹连接在所述开口内。

8、可选地，所述固定架包括：

9、支撑条，所述支撑条的一端与所述封堵盖的下侧连接；

10、支撑台，与所述支撑条的另一端连接，所述支撑台上能够盛放岩芯；

11、挡环，呈环形，设置在所述支撑台的上方并与所述支撑条连接。

12、可选地，所述支撑条上设置有挡块，所述挡块上承托设置有支撑板，所述支撑板上能够盛放岩芯。

13、可选地，所述支撑板的上方设置有所述挡环。

14、可选地，所述支撑条设置有两个，所述挡环包括第一挡环条和第二挡环条，所述第一挡环条的一端和所述第二挡环条的一端分别转动连接在两个所述支撑条上，所述第一挡环条的另一端和所述第二挡环条的另一端通过磁铁相连接。

15、可选地，所述夹层内设置有压力传感器和夹层温度传感器，所述内胆内设置有内胆温度传感器。

16、可选地，所述外壳上部设置有提手，所述外壳下部设置有底座，所述底座下部设置有万向轮。

17、本发明还提供一种岩芯冷冻方法，利用上述的岩芯冷冻装置，该方法包括：

18、将岩芯放置在固定架上；

19、将岩芯和所述固定架放入内胆内并拧紧封堵盖；

20、通过液氮入口向夹层内通入液氮，当夹层内压力达到设定值时，打开氮气出口，放出氮气。

21、本发明提供一种岩芯冷冻装置及方法，其有益效果在于：

22、1、该装置在外壳内部设置有能够存放岩芯的内胆，在内胆与外壳之间的夹层内能够通入液氮，利用液氮在内胆内部形成低温环境，达到对岩芯的快速冷冻，减少岩芯中轻质页岩油的挥发，并且封堵盖和固定架的设置方便岩芯的取放，结构简单，操作方便；

23、2、该装置的夹层上设置有液氮入口和氮气出口，并且夹层内设置有压力传感器，能够实时监测夹层内压力，在液氮冲入夹层后，根据夹层内压力的升高值，控制氮气出口的打开，即保证安全，又尽可能保证冷冻温度的一致性，有利于岩芯保存温度的一致性；

24、3、该装置还具有提手和万向轮，方便该装置的移动和运输。

25、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种岩芯冷冻装置，其特征在于，该装置包括：

2.根据权利要求1所述的岩芯冷冻装置，其特征在于，所述液氮入口和所述氮气出口上均设置有阀门。

3.根据权利要求1所述的岩芯冷冻装置，其特征在于，所述开口呈瓶口状，所述封堵盖螺纹连接在所述开口内。

4.根据权利要求1所述的岩芯冷冻装置，其特征在于，所述固定架包括：

5.根据权利要求4所述的岩芯冷冻装置，其特征在于，所述支撑条上设置有挡块，所述挡块上承托设置有支撑板，所述支撑板上能够盛放岩芯。

6.根据权利要求5所述的岩芯冷冻装置，其特征在于，所述支撑板的上方设置有所述挡环。

7.根据权利要求4所述的岩芯冷冻装置，其特征在于，所述支撑条设置有两个，所述挡环包括第一挡环条和第二挡环条，所述第一挡环条的一端和所述第二挡环条的一端分别转动连接在两个所述支撑条上，所述第一挡环条的另一端和所述第二挡环条的另一端通过磁铁相连接。

8.根据权利要求1所述的岩芯冷冻装置，其特征在于，所述夹层内设置有压力传感器和夹层温度传感器，所述内胆内设置有内胆温度传感器。

9.根据权利要求1所述的岩芯冷冻装置，其特征在于，所述外壳上部设置有提手，所述外壳下部设置有底座，所述底座下部设置有万向轮。

10.一种岩芯冷冻方法，利用根据权利要求1-9任一项所述的岩芯冷冻装置，其特征在于，该方法包括：

技术总结
本发明公开了一种岩芯冷冻装置，该装置包括：外壳，外壳内设置有内胆，外壳与内胆之间形成封闭的夹层，夹层上设置有液氮入口和氮气出口；封堵盖，与内胆的开口可拆卸连接；固定架，与封堵盖连接，封堵盖封堵住开口时固定架处于内胆的内部，固定架上设置有岩芯容纳结构，岩芯容纳结构用于盛放岩芯；该装置在外壳内部设置有能够存放岩芯的内胆，在内胆与外壳之间的夹层内能够通入液氮，利用液氮在内胆内部形成低温环境，达到对岩芯的快速冷冻，减少岩芯中轻质页岩油的挥发，并且封堵盖和固定架的设置方便岩芯的取放，结构简单，操作方便。

技术研发人员：刘佳宜,刘全有,李倩文,朱东亚,孟庆强,丁茜,许汇源
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15