[發明專利]防治破碎地層垮塌的加固裝置及加固方法

有效

• 申請號: 201911289259.1
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN112983342B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 王先兵;李維;郭建華;胡錫輝;殷悅琳;彭碧強;袁志平;張謙;向朝綱;陳驥
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 寧立存

1.一種防治破碎地層垮塌的加固裝置，其特征在于，所述加固裝置包括：控制模塊(1)、連接模塊(2)、傳輸模塊(3)、藥劑艙(4)；

所述連接模塊(2)與所述傳輸模塊(3)連接，所述連接模塊(2)與鉆桿連接；

所述藥劑艙(4)位于所述傳輸模塊(3)內部；

所述控制模塊(1)與所述藥劑艙(4)連接；

所述藥劑艙(4)包括固化劑艙(403)和引發劑艙(404)；所述固化劑艙(403)用于儲存固化劑；所述引發劑艙(404)用于儲存至少兩種引發劑；

所述固化劑艙(403)和所述引發劑艙(404)為環形艙，所述固化劑艙(403)套設于所述引發劑艙(404)的外側；

所述鉆桿帶動所述連接模塊(2)向下移動，將所述藥劑艙(4)送達破碎地層時，所述鉆桿向所述破碎地層輸送聚合物單體，所述控制模塊(1)控制所述引發劑艙(404)中的至少兩種引發劑混合，發生爆炸，爆炸產生的高壓將所述藥劑艙(4)炸裂，所述固化劑艙(403)中的固化劑和所述聚合物單體接觸，在高溫高壓條件下產生爆聚反應，發生膨脹擠入所述破碎地層的縫隙中，與所述破碎地層中的地層巖石粘接為一體，加固所述破碎地層。

2.根據權利要求1所述的加固裝置，其特征在于，所述引發劑艙(404)包括至少兩個空槽(401)和至少一個隔離板(402)，所述至少兩個空槽(401)由所述至少一個隔離板(402)隔開，每個空槽(401)中儲存有一種引發劑；

所述控制模塊(1)包括地面控制器(101)、電纜(102)和電控開關(103)；

所述地面控制器(101)通過所述電纜(102)與所述電控開關(103)連接；

所述電控開關(103)與所述至少一個隔離板(402)連接；

所述地面控制器(101)用于通過所述電纜(102)控制所述電控開關(103)打開，所述電控開關(103)控制所述至少一個隔離板(402)打開，使所述引發劑艙(404)中的所述至少兩種引發劑混合，發生爆炸。

3.根據權利要求2所述的加固裝置，其特征在于，所述控制模塊(1)還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述地面控制器(101)連接；

所述壓力傳感器位于所述傳輸模塊(3)內部，用于將檢測到的壓力傳輸至所述地面控制器(101)。

4.根據權利要求1所述的加固裝置，其特征在于，所述連接模塊(2)包括連接體(201)、連接端(202)、銷釘(203)及球座(204)；

所述連接體(201)與所述傳輸模塊(3)連接，且通過所述連接端(202)與所述鉆桿連接；

所述銷釘(203)位于所述藥劑艙(4)的上端，與所述連接體(201)和所述藥劑艙(4)連接，所述球座(204)固定安裝于所述藥劑艙(4)的內壁上；

所述連接體(201)為環形結構，所述藥劑艙(4)的內腔與所述連接體(201)的內腔連通；

進入所述加固裝置的閥球架設于所述球座(204)上，封堵所述藥劑艙(4)的內腔，使所述加固裝置密封；

向所述內腔施加壓力，將所述銷釘(203)剪斷，所述藥劑艙(4)掉落，所述藥劑艙(4)的頂部與所述傳輸模塊(3)的底部卡合，繼續施加壓力將所述球座(204)打斷，所述閥球與所述球座(204)掉落，開通所述藥劑艙(4)的內腔，所述鉆桿通過所述內腔向所述破碎地層輸送所述聚合物單體，所述控制模塊(1)控制所述引發劑艙(404 )中的至少兩種引發劑混合，發生爆炸，爆炸產生的高壓將所述藥劑艙(4)炸裂，所述固化劑艙(403)中的固化劑和所述聚合物單體接觸，在高溫高壓條件下產生爆聚反應，發生膨脹擠入所述破碎地層縫隙中，與所述破碎地層中的地層巖石粘接為一體，加固所述破碎地層。

5.根據權利要求4所述的加固裝置，其特征在于，所述連接端(202)包括上連接端和下連接端；

所述上連接端與所述鉆桿螺紋連接；

所述下連接端與所述連接體(201)螺紋連接。