Geotek公司介紹：

英國Geotek公司是的巖芯設備MSCL（Multi Sensor Core Logger巖芯綜合測試系統，又稱多參數巖芯掃描儀）的設計者和制造商。世界上幾乎每個從事巖芯研究工作的實驗室（科學研究、工程勘探、石油鉆探等）都安裝了MSCL，用戶超過220個。MSCL性能非常穩定可靠、結實耐用，既適合實驗室也適合于野外，已經廣泛用于各國的巖芯庫、地質重點實驗室、野外臨時實驗室、海上調查船、深海鉆探船和工程船等。Geotek是科學家們用的最多的巖芯分析設備。地球上有巖芯的地方就有Geotek產品。

If a core is worth taking, it's worth logging....巖芯寶貴，數據無價。

MINI-PCATS保壓巖芯綜合測試

保壓巖芯是在巖心采集后仍然保持采集地點的壓力水平的巖芯樣品，其中包含重要的物理、化學和生物成分。采集保壓巖芯的的原因是需要保持其內部的天然氣水合物和沉積物的原有結構。巖芯樣品中的天然氣水合物會隨著外界壓力的降低和溫度的升高而分解，因此會產生大量的氣體，這些氣體在樣品內部不斷擴張會在樣品到達水面之前破壞樣品原有的結構。所以維持樣品采集地點的原始壓力和溫度，對于原始的沉積物結構的分析至關重要。

德克薩斯大學地質實驗室安裝的MINI-PCATS，多屏幕軟件顯示界面

巖芯保壓條件下處理和分析

要對保壓巖芯樣品進行測量，需要用到能在相同高壓環境操作的巖心處理和分析系統。Geotek公司能夠提供這樣的設備，型號為MINI-PCATS，集成壓力巖芯分析和傳送系統。MINI-PCATS系統提供機械傳送裝置，能夠將保壓巖芯樣品從高壓取芯工具內傳送到測量室內，然后進行非破壞性分析，提供簡單的地球物理數據和X射線圖像，并可對巖芯樣品進行分段切割，將切割后的樣品傳送到定制的保壓艙內以便進行運輸和進一步的分析。例如：通過降壓和排氣對天然氣水合物進行定量分析。

實時巖心評估

當保壓巖芯從與PCATS系統兼容的高壓存儲艙內傳送出后，由X射線系統測量巖芯的長度、品質和包含的成分等信息。可以根據輸出的X射線圖像對巖芯立即進行初步評估：

a. 巖心的哪一部分需要保存下來進行何種后續分析；

b. 樣品的哪些部分需要立即釋放壓力進行視覺檢查或是放入液氮中保存；

c. 哪些部分需要緩慢釋放壓力來進行天然氣水合物定量分析，快速巖芯評估還可以幫助用戶檢查采集的巖芯是否符合需要，是否需要再次采集。

無損測量

壓力式多參數巖芯掃描儀MSCL-P集成在MINI-PCATS系統中，能夠對保壓樣品進行自動的、高分辨率、無損原位測量。Gamma和X射線可以穿透鋁合金壓力外殼來進行伽瑪密度和X射線成像，P波速率使用超聲波脈沖發射技術來進行測量，P波換能器位于壓力測量室內部。可以通過電腦來控制整個保壓巖芯的傳送和旋轉，采集每一個巖芯樣品的不同位置的數據，包括一個位置在X波束下旋轉得到的視頻圖像。并可以提供全樣品X射線斷層圖像。這些數據可以在調查船上立即進行采集，給用戶提供構造方面的定量信息和沉積物方面的定性信息。

MINI-PCATS實驗室

運輸到岸上實驗室的保壓巖芯+MiniPCATS

在實驗室可以使用Mini-PCATS對保壓巖芯進行保壓傳送和無損分析，并進行再次的二次切割，傳送保存到保壓艙內。Mini-PCATS可傳送保壓巖芯長度為1.2m。可進行直接流通K0滲透率的測定，適合巖芯為PCTB保壓取芯，長度25-30mm。

現場二次采樣（切割）

MINI-PCATS系統的新功能是能夠在現場對保壓巖芯進行切割分段。當所有的無損掃描分析結束后，用戶可以根據掃描結果，并結合實際需求來對巖芯樣品進行切割，每一小段樣品都可以轉移到定制的壓力保存艙內。

為了完成高質量的保壓巖芯樣品切割，PCATS系統首先使用一個旋轉切割刀盤對塑料套管進行無碎屑切割，然后一個往復鋸切割刀來割開沉積物巖芯。

切割的小段巖芯樣品隨后被推送到樣品保壓儲存艙內，保壓艙使用大的球閥進行密封和隔離。

保壓艙

儲存在保壓艙中的各種規格的樣品（長度最長達1.2m，壓力35MPa）

MINI-PCATS系統技術規格

1、長寬高

2、壓力等級：工作壓力350bar（35MPa）

3、工作溫度：0~50℃（可擴展）

4、巖芯長度：1.2m

5、巖芯直徑：63mm，套管壁厚4mm

6、兼容Geotek保壓巖心存儲工具

MINI-PCATS系統功能

1、 保壓巖芯傳送

2、 保壓巖芯分析：

（1） 伽瑪密度

（2） P波速率

（3） X射線成像及CT

（4） 第三方分析系統

3、 保壓巖芯的切割，并傳送到保壓艙中進行儲存，長度最長可達1.2m

4、 保壓巖芯液氮冷卻傳送室，保壓狀態下冷凍樣品

液氮冷凍室

Geotek研發了一個新的技術手段來在液氮LN2中保存含氣水合物沉積物樣品，確保了保存樣品中所有的天然氣水合物以及樣品的物理結構最小程度的破壞。該冷凍該技術可以保存二次切割下來的子樣品，從PCATS切割下來的合適的樣品（12-20cm），并傳送到保壓艙中。在連接到冷凍室之前，樣品周圍的水更換為高壓液氮。冷凍室預先充有液氮，然后增壓到跟保壓艙相同的壓力范圍。當兩個保壓艙之間的球閥打開時，在高壓狀態下，樣品落入液氮中。2分鐘之后，樣品會被冷凍，壓力釋放，然后將冷凍后的樣品從冷凍室內取出，傳送到液氮杜瓦瓶中進行儲存，可以使用干散貨運輸到最終目的地。

液氮冷凍室+冷凍樣品+液氮儲存罐

5、保壓巖芯生產性試驗，可同時對4個樣品同時進行泄壓實驗。對逸出的氣體進行采樣和分析，或者儲存以便進一步的同位素分析等實驗。切割下來的任何長度的樣品都可以進行緩慢降壓試驗，來對天然氣水合物進行定量分析。

6、 保壓巖芯二次切割，傳送到分析室：

（1） PCATS Triaxial三軸巖土力學測試

PCAT Triaxial三軸試驗設備

小應力共振柱測試（剪切模量和剪切波速）

滲透率測試

三軸強度測試

生產性實驗

（2）PCATS K0滲透儀：土壓力下滲透率測試

（3）第三方分析測量室

7、 PCATS Over-pack 二次包裝系統

經過認證的保壓巖芯運輸到Geotek和第三方實驗室。可以儲存長達1.2m長的保壓艙。多達10個保壓艙可在20英尺的冷藏集裝箱內進行運輸。

二次包裝系統Over pack

隨著對保壓巖芯進行更加精細的測試的要求，無擾動的樣品運輸到特定的實驗室就變得非常重要。在過去幾年內，大量的需要后處理分析的保壓巖芯被儲存在保壓倉內，然后運輸到當地的實驗室。然而，之前在保壓艙中的運輸的巖芯大部分都是在國內運輸。保壓艙中的巖芯還沒有進行過國際運輸，因為有一些危險物品運輸條例的限制。天然氣水合物含有大量的甲烷，是高度易燃的，與空氣混合達到一定濃度會發生爆炸。

為了克服上述難題，Geotek研發了一個綜合運輸解決方案，使長達1.2m的保壓巖芯可以被安全的運輸到世界上任何地方，同時維持原位的溫度和壓力。通過海運或者陸運的方式。一旦保壓艙泄漏或者在運輸過程中破裂，二次包裝的圓柱瓶內部可以提供足夠的體積空間來容納所有的甲烷氣釋放，當然這種幾率非常小。

Geotek保壓艙通過機械支撐結構安全的、防震的進行安裝，因此在運輸過程中不存在二次包裝圓柱瓶損壞的風險。當保壓艙裝在進瓶內后，瓶內的自由體積使用氮氣進行凈化，為了避免在圓柱瓶內產生爆炸混合的可能性。任何泄漏的甲烷在瓶內將只會與氮氣進行混合。該保存系統的使用時在日本，5個保壓巖芯保存了1年，然后運輸到美國。

二次包裝圓柱瓶，保壓艙安全防震的安裝在冷藏運輸箱內

保壓運輸到岸上實驗室