CN106703726B - 仿生鱼嗅囊结构的录井脱气器 - Google Patents
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Abstract
仿生鱼嗅囊结构的录井脱气器属油气勘探开发技术领域，本发明的上、中、下嗅板一边的三个出气管分别与集气环的三个左进气孔连通；上、中、下嗅板另一边的三个出气管分别与集气环的三个右进气孔连通；上、中、下嗅板的纵向中心线与集气环的侧面垂直；集气环的两个出气孔与外部真空泵连接；半透膜固接于上、中、下嗅板的嗅板表面。由于本发明具有较高的抗压、抗振动特性，可使其长时间稳定工作，并且其较高的脱气效率，可用于随钻检测的脱气装置中，本发明能高效、准确地对钻井液烃类气体进行分离，其结构简单、体积较小、灵巧方便、高效稳定、易于推广。
Description
技术领域
本发明属于油气勘探开发技术领域，具体涉及一种仿生鱼嗅囊结构的录井脱气器。
背景技术
在油气勘探过程中获取钻井液油气组分及含量信息是有效获取油气层性质及其可采与否的基础。目前油气高效分离技术还很匮乏，需借助于机械搅拌促使气体快速析出，因而改变了液体中气体的实际比例，造成后期对油气评测上的误差。再者，面对具有高温、冲击、泥沙等特性钻井液的冲刷时，目前普遍使用的半透膜又难于高效稳定地进行长期工作。
研究发现，鱼类嗅觉感觉细胞主要集中在嗅觉花朵中，而嗅板的结构及分布对生物的嗅觉响应具有显著影响。线纹鳗鲶长期生活在具有浑浊急流的入海口等底层水域，其生活环境与脱气器工作环境具有高度的相似性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能高效准确地对钻井液烃类气体进行分离的仿生鱼嗅囊结构的录井脱气器。
本发明由上嗅板1、中嗅板2、下嗅板3、集气环4及半透膜5组成，其中上嗅板1的出气管Ⅰ6与集气环4的左进气孔Ⅰ15连通；上嗅板1的出气管Ⅱ11与集气环4的右进气孔Ⅰ18连通；中嗅板2的出气管Ⅲ7与集气环4的左进气孔Ⅱ16连通；中嗅板2的出气管Ⅳ10与集气环4的右进气孔Ⅱ19连通；下嗅板3的出气管Ⅴ8与集气环4的左进气孔Ⅲ17连通；下嗅板3的出气管Ⅵ9与集气环4的右进气孔Ⅲ20连通；上嗅板1、中嗅板2和下嗅板3的纵向中心线与集气环4的侧面垂直；上嗅板1与中嗅板2、中嗅板2与下嗅板3的横向中心线间距L1均为3mm；集气环4的出气孔Ⅰ13和出气孔Ⅱ14与外部真空泵连接；半透膜5固接于上嗅板1、中嗅板2和下嗅板3的嗅板表面，半透膜(5)的每个通孔(12)的位置处产生凹陷，形成密集的凹坑。
所述的上嗅板1、中嗅板2、下嗅板3结构完全相同，以上嗅板1为例，嗅板内部为腔体结构，嗅板上表面和下表面的尺寸、形状和设置完全相同，上表面和下表面轮廓均关于嗅板的纵轴线对称，嗅板两侧分别设有出气管Ⅰ6和出气管Ⅱ11，出气管内径d2均为6-8mm；嗅板前宽L3为20mm，嗅板腹部宽L2为40mm，嗅板后宽L4为22mm，自前至后的倒圆半径R1为5mm，倒圆半径R2、R3和R4均为10mm，嗅板壁厚L9为0.8-1mm；嗅板总长L7为50-55mm，出气管Ⅰ6和出气管Ⅱ11中心线至嗅板后端的间距L8为21-24mm；中嗅板2两侧分别设有出气管Ⅲ7和Ⅳ10；下嗅板3两侧分别设有出气管Ⅴ8和Ⅵ9。
所述的集气环4为空心圆环，空心圆环外圈直径D1为49mm，空心圆环内圈直径D2为41mm，空心圆环壁厚L11为0.8-1mm，空心圆环内圈左壁上设有左进气孔Ⅰ15、左进气孔Ⅱ16、左进气孔Ⅲ17，空心圆环内圈右壁上设有右进气孔Ⅰ18、右进气孔Ⅱ19、右进气孔Ⅲ20，其直径d4均为6mm，空心圆环后侧壁沿中心线两端设有出气孔Ⅰ13和出气孔Ⅱ14，出气孔Ⅰ13和出气孔Ⅱ14的直径d3均为2-3mm，集气环4的宽度h3为8-10mm。
所述的上嗅板1、中嗅板2和下嗅板3平行设置。
本发明所述仿生嗅板两表面粘附有半透膜，半透膜在嗅板上每个通孔位置处产生凹陷，形成密集的凹坑，能增加半透膜有效工作面积，并且扰乱液流形成涡流，增加滞留时间并使液流与半透膜充分接触，进而提高采集效率。
所述的嗅板和水流方向平行布置以减小水流正压力，提高半透膜在高压水流中的使用寿命与稳定性。
所述的嗅板前薄后厚，使水流前缓后急，进一步减小水压，而且流体轻微冲刷半透膜，有助于气体渗透。
本发明根据鱼鼻内嗅花朵微观结构设计而成，外配备真空泵使嗅板内部与外部形成压差，进而提高其对钻井液中的烃类气体的分离效率。
由于本发明具有较高的抗压、抗振动特性，可使其长时间稳定工作，并且其较高的脱气效率，可用于随钻检测的脱气装置中。
本发明能高效、准确地对钻井液烃类气体进行分离，其结构简单、体积较小、灵巧方便、高效稳定、易于推广。
附图说明
图1为仿生鱼嗅囊结构录井脱气器的主视图；
图2为仿生鱼嗅囊结构录井脱气器的左视图；
图3为仿生鱼嗅囊结构录井脱气器的俯视图；
图4为图1中A-A截面视图；
图5为图3的尺寸标记图；
图6为图5中B-B截面视图；
图7为集气环的左视图；
图8为图7中C-C截面视图；
图9为图7中D-D截面视图；
其中：1.上嗅板 2.中嗅板 3.下嗅板 4.集气环 5.半透膜 6.出气管Ⅰ 7.出气管Ⅲ 8.出气管Ⅴ 9.出气管Ⅵ 10.出气管Ⅳ 11.出气管Ⅱ 12.通孔 13.出气孔Ⅰ 14.出气孔Ⅱ 15.左进气孔Ⅰ 16.左进气孔Ⅱ 17.左进气孔Ⅲ 18.右进气孔Ⅰ 19.右进气孔Ⅱ 20.右进气孔Ⅲ。
具体实施方式
下面结合附图所示，进一步详说本发明具体结构及其工作过程。
如图1、图2、图3和图4所示，本发明脱气器由4集气环、1上脱气嗅板、2中脱气嗅板、3下脱气嗅板和5半透膜五个主要部件构成，嗅板两侧凸出连接管道。液流从左端手柄处流入，从右端未尾部流出，在流经两嗅板缝隙之间时，液体与嗅面充分接触，在嗅面凹坑处布满半透膜，气体经半透膜渗入嗅板腔体，嗅板腔体径两侧凸起管道与集气环紧密连接，集气环侧面开口，经管道与真空泵连接形成负压，提高渗透效率。
如图5，本发明主要有效结构嗅板两表面均以蜂窝状密布圆形通孔，嗅板表面覆盖的半透膜在通孔表面凹陷，形成密集的凹坑。凹坑形状促使液流形成旋窝，滞留扰乱液体增加液体与半透膜接触时间并促使其充分接触。凹坑与嗅板边界之间保持L6＝3～6mm的无坑区。
如图6，嗅板前端厚度6mm,后端厚度8mm，使两嗅面之间形成夹角。当液流流经嗅面时，其与嗅面之间形成轻微的切向冲刷，使半透膜处于有效工作状态。
如图7、图8、图9，集气环起集气连接作用。其通过嗅板凸起管道与嗅板连接，且集气环侧面开直径2-3mm的孔并与外界真空泵连接管连接。集气环连接三个嗅板能有效增加工作半透膜面积，提高集气效率。
Claims (3)
1.一种仿生鱼嗅囊结构的录井脱气器，其特征在于：由上嗅板(1)、中嗅板(2)、下嗅板(3)、集气环(4)及半透膜(5)组成，其中上嗅板(1)的出气管Ⅰ(6)与集气环(4)的左进气孔Ⅰ(15)连通；上嗅板(1)的出气管Ⅱ(11)与集气环(4)的右进气孔Ⅰ(18)连通；中嗅板(2)的出气管Ⅲ(7)与集气环(4)的左进气孔Ⅱ(16)连通；中嗅板(2)的出气管Ⅳ(10)与集气环(4)的右进气孔Ⅱ(19)连通；下嗅板(3)的出气管Ⅴ(8)与集气环(4)的左进气孔Ⅲ(17)连通；下嗅板(3)的出气管Ⅵ(9)与集气环(4)的右进气孔Ⅲ(20)连通；上嗅板(1)、中嗅板(2)和下嗅板(3)的纵向中心线与集气环(4)的侧面垂直；所述的上嗅板(1)、中嗅板(2)和下嗅板(3)平行设置；上嗅板(1)、中嗅板(2)和下嗅板(3)简称为嗅板，嗅板的前端厚度h1为6mm，嗅板后端厚度h2为8mm；嗅板表面设有直径d1为2mm的通孔(12)，通孔(12)按蜂窝形排列，最外层通孔(12)与上嗅面和下嗅面外轮廓之间为无孔区，其间距L6为3-6mm，相邻两通孔(12)的中心距L10为3mm，相邻两排通孔间距L5为2.6mm；上嗅板(1)与中嗅板(2)、中嗅板(2)与下嗅板(3)的横向中心线间距L1均为3mm；集气环(4)的出气孔Ⅰ(13)和出气孔Ⅱ(14)与外部真空泵连接；半透膜(5)固接于上嗅板(1)、中嗅板(2)和下嗅板(3)的嗅板表面，半透膜(5)的每个通孔(12)的位置处产生凹陷，形成密集的凹坑。
2.按权利要求1所述的仿生鱼嗅囊结构的录井脱气器，其特征在于：所述的上嗅板(1)、中嗅板(2)和下嗅板(3)的结构完全相同，以上嗅板(1)为例，嗅板内部为腔体结构，嗅板上表面和下表面的尺寸、形状和设置完全相同，上表面和下表面轮廓均关于嗅板的纵轴线对称，嗅板两侧分别设有出气管Ⅰ(6)和出气管Ⅱ(11)，出气管内径d2均为6-8mm；嗅板前宽L3为20mm，嗅板腹部宽L2为40mm，嗅板后宽L4为22mm，自前至后的倒圆半径R1为5mm，倒圆半径R2、R3和R4均为10mm，嗅板壁厚L9为0.8-1mm；嗅板总长L7为50-55mm，出气管Ⅰ(6)和出气管Ⅱ(11)中心线至嗅板后端的间距L8为21-24mm；中嗅板(2)两侧分别设有出气管Ⅲ(7)和Ⅳ(10)；下嗅板(3)两侧分别设有出气管Ⅴ(8)和Ⅵ(9)。
3.按权利要求1所述的仿生鱼嗅囊结构的录井脱气器，其特征在于：所述的集气环(4)为空心圆环，空心圆环外圈直径D1为49mm，空心圆环内圈直径D2为41mm，空心圆环壁厚L11为0.8-1mm，空心圆环内圈左壁上设有左进气孔Ⅰ(15)、左进气孔Ⅱ(16)、左进气孔Ⅲ(17)，空心圆环内圈右壁上设有右进气孔Ⅰ(18)、右进气孔Ⅱ(19)、右进气孔Ⅲ(20)，其直径d4均为6mm，空心圆环后侧壁沿中心线两端设有出气孔Ⅰ(13)和出气孔Ⅱ(14)，出气孔Ⅰ(13)和出气孔Ⅱ(14)的直径d3均为2-3mm，集气环(4)的宽度h3为8-10mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |