[發(fā)明專利]深井分層封隔器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011410441.0
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112523718B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設計）人: 黃長生;張勝男;侯保全;王芳婷;李龍;易秤云;周耘;李曉哲;尹志彬;韓文靜
• 申請（專利權）人: 中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心(中南地質(zhì)科技創(chuàng)新中心)
• 主分類號: E21B33/127
• 分類號: E21B33/127
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

本發(fā)明公開了深井分層封隔器，包括中心連接管，包括從上至下套設在中心連接管上的倒錐形塊和移動金屬環(huán)，移動金屬環(huán)設置有缺口，缺口處設置有塊狀吸水膨脹橡膠，移動金屬環(huán)的外環(huán)套設有吸水膨脹橡膠環(huán)。本發(fā)明可以實現(xiàn)隨探頭下放到地質(zhì)井中進行嚴密的封堵，實現(xiàn)硬隔離，在使用時不影響封隔層之間的流速流向探頭的檢測，真正實現(xiàn)可重復坐封解封的井下硬隔離，透水率大大降低，使觀測到的數(shù)據(jù)更接近未打鉆孔時的真實數(shù)據(jù)。兩個或多個深井封隔器疊加使用，可以復原地下水滲流自然狀態(tài)，實現(xiàn)地下水的分層觀測。

技術領域

本發(fā)明屬于井下分層封隔工具技術領域，具體涉及深井分層封隔器，適用于井下分層封隔，復原地下水滲流自然狀態(tài)。

背景技術

在地質(zhì)工作中，需要用探頭探測地下水的流速流向揭示地下水系統(tǒng)的賦存特性、運動規(guī)律和分布狀況。但因鉆孔打通后上下水層對裂隙處水流流速流向有一定影響，致使研究人員不能準確了解裂隙處的水流特征，因此分層止水封隔技術是提高研究精度的關鍵所在。

我國傳統(tǒng)的止水工藝有海帶止水、黏土球止水、膨潤土止水環(huán)等。海帶止水法是將海帶或膠條作為遇水膨脹材料用鉛絲纏綁后放入井下進行密封止水工作，有一定的臨時止水效果，但止水效果不穩(wěn)定，易存在纏繞在套管上的海帶或膠條與井壁摩擦掛斷，導致膨脹材料移位變形，造成止水失效。黏土球止水法需要人工在封隔器隔水層部位投放黏土球，但在細顆粒地層或鉆探結(jié)構不穩(wěn)定地層進行分層時容易出現(xiàn)鉆孔事故，此外，黏土球水化時間短，不適合大深度水文地質(zhì)孔分層成井。膨潤土止水環(huán)分層止水可以解決黏土球工藝投放時耗時耗力的問題，用膨脹倍數(shù)大的鈉基膨潤土代替黏土，具有較高的可塑性和粘結(jié)性，但其分層止水效果有限，井下封隔質(zhì)量難以保證。

此外，還有水泥注漿封隔止水、高分子發(fā)泡材料封隔止水、囊袋式封堵止水、自膨脹封堵器等止水方法。水泥注漿封隔止水通過氮氣瓶加壓啟封雙封隔器將注漿窗口隔離，再使用泥漿泵將水泥注入止水段環(huán)狀間隙實現(xiàn)止水密封，注漿流程比較繁瑣。高分子發(fā)泡材料封隔止水是使用聚氨酯、丁腈橡膠丙烯酸鈉等制備遇水膨脹吸水樹脂，用棉紗、棉布、毛巾等浸漬纏繞在封孔管上，然后插入鉆孔封孔段位置，將鉆孔封堵，但材料抗壓能力低，容易造成鉆孔漏水漏氣。囊袋式封堵止水工藝比較復雜、施工效率低。自膨脹式封隔器構成復雜、造價昂貴、技術成熟，應用于水文地質(zhì)領域經(jīng)濟不可行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，提供深井分層封隔器。解決一般封隔器不能重復坐封解封的問題，提高了可重復利用性和經(jīng)濟適用性。兩個或多個深井封隔器疊加使用，可以復原地下水滲流自然狀態(tài)，實現(xiàn)地下水的分層觀測。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：

深井分層封隔器，包括中心連接管，包括從上至下套設在中心連接管上的倒錐形塊和移動金屬環(huán)，移動金屬環(huán)設置有缺口，缺口處設置有塊狀吸水膨脹橡膠，移動金屬環(huán)的外環(huán)套設有吸水膨脹橡膠環(huán)。

深井分層封隔器，還包括箍設在中心連接管上的固定圓環(huán)，還包括套設在中心連接管上的固定部，固定圓環(huán)與固定爪連接，固定爪箍設在固定部上，固定部與倒錐形塊連接。

如上所述的固定部上設置有卡槽，固定爪的固定部與固定圓環(huán)連接，固定爪的爪部卡設在卡槽內(nèi)。

如上所述的塊狀吸水膨脹橡膠分別與移動金屬環(huán)的缺口的兩個斷面連接。

如上所述的移動金屬環(huán)的內(nèi)環(huán)面為倒錐內(nèi)環(huán)面，倒錐內(nèi)環(huán)面與倒錐形塊的錐面相適配。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術，具有以下有益效果：

1、結(jié)構簡單，使用方便；

2、可以實現(xiàn)隨探頭下放到地質(zhì)井中進行嚴密的封堵，實現(xiàn)硬隔離，在使用時不影響封隔層之間的流速流向探頭的檢測，真正實現(xiàn)可重復坐封解封的井下硬隔離，透水率大大降低，使觀測到的數(shù)據(jù)更接近未打鉆孔時的真實數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視圖；