应用于地热井抽水试验的止水器、分层止水装置及系统制造方法及图纸

技术编号:20933570 阅读:27 留言:0更新日期:2019-04-20 14:21
本发明专利技术涉及一种应用于地热井抽水试验的止水器、分层止水装置及系统。气囊通过气体反应物反应产生的气体对气囊充气,无需配置地表充气系统、充气管线,大大简化了配套装备,不但降低了试验成本,而且避免了充气管线,避免了其缠绕,处理困难,硬性提钻,充气管线损坏,对钻井造成损坏的问题,对于400m以上的深度钻井,尤其是1000m以上的地热井意义重大,本发明专利技术通过塑性保护层外表面上的传感器模块采集塑性保护层的变形数据,通过信号发射模块传输至地表的数据处理装置,以供分析处理,检测止水器的封堵位置、封堵程度,对其进行监控,无需配置充电线路,避免了其缠绕,处理困难,若硬性提钻,会造成充气管线损坏,甚至导致钻井损坏等问题。

Water stopper, stratified water stopper and system for pumping test of geothermal wells

The invention relates to a water stopper, a stratified water stopper and a system applied to the pumping test of geothermal wells. The gases generated by the reaction of gaseous reactants inflate the air bag, and there is no need to configure surface inflatable system and inflatable pipeline, which greatly simplifies the supporting equipment. It not only reduces the test cost, but also avoids the inflatable pipeline, avoids winding, handling difficulties, rigid lifting and inflatable pipeline damage, and causes damage to drilling, especially for drilling at a depth of more than 400 meters. It is a geothermal well over 1000m, which is of great significance. The deformation data of the plastic protective layer are collected by the sensor module on the outer surface of the plastic protective layer, and transmitted to the data processing device on the surface through the signal transmitting module for analysis and processing, and the sealing position and degree of the water stopper are detected and monitored. No charging circuit is needed to configure the water stopper so as to avoid its winding and processing. Difficulties, if the rigid drilling, will cause damage to the inflatable pipeline, and even lead to drilling damage and other issues.

【技术实现步骤摘要】
应用于地热井抽水试验的止水器、分层止水装置及系统
本专利技术属于分层抽水技术,尤其涉及一种应用于地热井抽水试验的止水器、分层止水装置及系统。
技术介绍
目前,在开展水文地质工作时,查明含水层的分布特征及富水性对于地下水开发利用具有重要意义。在地下水为多层含水层和区块含水段等复杂储水地质区域,不同的含水层,其水位、水质以及各种水文地质参数均不相同,需要通过钻孔分层抽水试验来完成水文地质试验。仅需一个钻孔即可将分别位于地层不同深度段内的抽水孔中含水层段所渗出的水各自独立的抽取出来,从而能够迅速和低成本的了解特定位置地层的不同深度段内含水层段的水文地质特征,因此成为水文地质工作中经常使用的技术。按设计要求在隔水层位置,对钻井上下含水层进行隔离止水,防止上下含水层串通进行分层止水,是分层抽水试验中一项重要的工艺。传统止水方式多应用车带轮胎、黄豆、海带等对止水位置进行封堵,由于止水位置在地下无法进行监控,需要操作人员经验丰富、技术水平高,否则可能造成止水位置、程度不当,提钻无法正常进行等问题,影响分层抽水试验的正常进行。因此后续开始出现充气止水器,通过配备的监测系统自动记录下地下水变化的情形,对其封堵效果进行监控,但是该种止水方式必定要配设地表充气系统、充气管线及监测系统等所需的充电线路,不可控因素过多,尤其是充气管线、充电线路危险系数高,在下入过程中,一旦出现缠绕,无法提钻,硬性提钻既有可能造成充气管线、充电线路损坏,又可能因为大幅度的扰动对钻井造成不可修复的损坏,后果均很难处理,尤其钻井深度很深,如400m以上的地热井,对于1000m以上的地热井更甚,若出现缠绕,处理起来更是困难重重,因而虽然采用充气止水器的止水效果可以通过监测系统进行监控,但是由此带来的问题却成为整个分层抽水试验正常进行的主要干扰因素,导致使用者常常因为由此带来的后果舍弃这种止水方式,使其优势没有机会发挥。
技术实现思路
为了解决上述技术问题,本专利技术的目的在于提供一种应用于地热井抽水试验的止水器、分层止水装置及系统。根据本专利技术的一个方面,提供了一种应用于地热井抽水试验的止水器,包括导水管体、气囊、塑性保护层、塑性圈,气囊位于导水管体、塑性保护层之间,所述塑性保护层与塑性圈贴合设置,且位于塑性圈内侧,所述塑性保护层的外表面上分别安装传感器模块、信号发射模块,气囊内存储气体反应物,通过气体反应物反应产生的气体对气囊充气,气囊经充气扩张,对塑性保护层、塑性圈进行挤压对止水位置进行封堵,塑性保护层外表面上的传感器模块采集所述止水器在止水位置封堵时,塑性保护层被积压变形产生的变形数据,通过信号发射模块传输至地表的数据处理装置,以供用户通过数据处理装置对所述变形数据进行分析处理。气囊通过气体反应物反应产生的气体对气囊充气,无需配置地表充气系统、充气管线,大大简化了配套装备,不但降低了试验成本,而且避免了充气管线,避免了其缠绕,处理困难,硬性提钻,充气管线损坏,对钻井造成损坏的问题,对于400m以上的深度地热井,尤其是1000m以上的地热井意义重大,本专利技术通过塑性保护层外表面上的传感器模块采集塑性保护层的变形数据,通过信号发射模块传输至地表的数据处理装置,以供用户通过数据处理装置对所述变形数据进行分析处理,检测所述止水器的封堵位置、封堵程度,对其进行监控,无需配置充电线路,省去了危险系数高的充电线路,避免了其缠绕,处理困难,若硬性提钻,会造成充气管线损坏,甚至导致钻井损坏等问题,对于400m以上的深度地热井,尤其是1000m以上的地热井,具有深远意义。进一步的,气囊内设置用于存储多个CO2气体反应物的储物空间,气囊上装有放气阀,毛细管一端插入所述气囊与所述储物空间连通,另一端与导水管体内的透水通道连通,储物空间通过隔膜分隔成多个储物隔间,用于存储相应的CO2气体反应物,所述止水器还包括热熔器,所述热熔器的加热端插入气囊内,与所述隔膜对应。无需配置地表充气系统、充气管线及监控系统等配备的充电线路,省去了充气管线、充电线路等不可控因素多,大大降低了工作难度及危险系数,无需考虑充气管线、充电线路在下入过程中,因缠绕导致提钻困难等问题,对于400m以上的深度钻井,特别是1000m以上的水井或地热井具有重要意义。气囊内充气气体为CO2,二氧化碳的临界温度为31℃左右,温度高于31℃,加大压力不会液化,适用于400m以上的深度钻井,特别是1000m以上的水井或地热井。进一步的,多个CO2气体反应物包括碱性碳酸盐及酸性化合物。进一步的,碱性碳酸盐为碳酸氢钠,酸性化合物为HCI、FeCI3、CH3COOH的一种。导水管体、与塑性保护层之间还分别设置支撑架及弹性体。导水管体与塑性保护层通过支撑架固定,通过弹性体连接,在气囊扩张力消失后,有助于塑性保护层恢复。根据本专利技术的一个方面,提供了一种应用于地热井抽水试验的分层止水装置,其特征是,包括定点取样装置及上述任一所述的止水器,定点取样装置安装在导水管体内。进一步的,定点取样装置从下至上依次包括进水口、进水腔、若干第一封堵体、若干第二封堵体,所述进水口与所述进水腔连通,所述进水腔内设置驱动所述第一封堵体向上移动的推动结构,所述第一封堵体的下端部与定点取样装置的内壁活动连接,所述第一封堵体的上端部、所述第二封堵体的上端部均与连动轴活动连接,所述第二封堵体的下端部与穿过所述第二封堵体的支撑体活动连接,所述第一封堵体、所述第二封堵体可与定点取样装置的内壁形成储水空间,水通过进水口进入进水腔,触发所述推动结构驱动所述第一封堵体向上移动,使水穿过所述第一封堵体进入所述储水空间。将定点取样装置提起,使待检测水保存在储水空间,结构简单,操作方便,无需电学器件及充电线路的配置,降低了采样成本,而且降低了操作难度,无需考虑电学器件及充电线路的维护及下放问题。所述推动结构包括可沿进水腔限定范围进行活动的球体、滑动杆,滑动杆与所述第一封堵体活动连接,水进入进水腔,球体上浮推动滑动杆向上移动,所述滑动杆向上移动推动第一封堵体绕定点取样装置的内壁向上移动,经连动轴驱动所述第二封堵体绕所述支撑体向上移动。根据本专利技术的一个方面,提供了一种应用于地热井抽水试验的分层止水系统,包括若干个上述任一所述的止水器,所述止水器安装在钻杆上,所述钻杆与泵室连接,所述泵室内安装水泵。根据本专利技术的一个方面,提供了一种应用于地热井抽水试验的分层止水系统,包括若干个上述任一所述的应用于地热井抽水试验的分层止水装置,其中,所述应用于地热井抽水试验的分层止水装置的止水器安装在钻杆上,所述钻杆与泵室连接,所述泵室内安装水泵。与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:1、本专利技术示例的应用于地热井抽水试验的止水器,气囊通过气体反应物反应产生的气体对气囊充气,无需配置地表充气系统、充气管线,大大简化了配套装备,不但降低了试验成本,而且避免了充气管线,避免了其缠绕,处理困难,硬性提钻,充气管线损坏,对钻井造成损坏的问题,对于400m以上的深度地热井,尤其是1000m以上的地热井意义重大,本专利技术通过塑性保护层外表面上的传感器模块采集塑性保护层的变形数据,通过信号发射模块传输至地表的数据处理装置,以供用户通过数据处理装置对所述变形数据进行分析处理,检测所述止水器的封堵位置、封堵程度,对其进本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种应用于地热井抽水试验的止水器,其特征是,包括导水管体、气囊、塑性保护层、塑性圈,气囊位于导水管体、塑性保护层之间,所述塑性保护层与塑性圈贴合设置且位于塑性圈内侧,所述塑性保护层的外表面上分别安装传感器模块、信号发射模块,气囊内存储气体反应物,通过气体反应物反应产生的气体对气囊充气,气囊经充气扩张,对塑性保护层、塑性圈进行挤压对止水位置进行封堵,塑性保护层外表面上的传感器模块采集所述止水器在止水位置封堵时,塑性保护层被积压变形产生的变形数据,通过信号发射模块传输至地表的数据处理装置,以供用户通过数据处理装置对所述变形数据进行分析处理。

【技术特征摘要】
1.一种应用于地热井抽水试验的止水器,其特征是,包括导水管体、气囊、塑性保护层、塑性圈,气囊位于导水管体、塑性保护层之间,所述塑性保护层与塑性圈贴合设置且位于塑性圈内侧,所述塑性保护层的外表面上分别安装传感器模块、信号发射模块,气囊内存储气体反应物,通过气体反应物反应产生的气体对气囊充气,气囊经充气扩张,对塑性保护层、塑性圈进行挤压对止水位置进行封堵,塑性保护层外表面上的传感器模块采集所述止水器在止水位置封堵时,塑性保护层被积压变形产生的变形数据,通过信号发射模块传输至地表的数据处理装置,以供用户通过数据处理装置对所述变形数据进行分析处理。2.根据权利要求1所述的应用于地热井抽水试验的止水器,其特征是,气囊内设置用于存储多个CO2气体反应物的储物空间,气囊上装有放气阀,毛细管一端插入所述气囊与所述储物空间连通,另一端与导水管体内的透水通道连通,储物空间通过隔膜分隔成多个储物隔间,用于存储相应的CO2气体反应物,所述止水器还包括热熔器,所述热熔器的加热端插入气囊内,与所述隔膜对应。3.根据权利要求2所述的应用于地热井抽水试验的止水器,其特征是,多个CO2气体反应物包括碱性碳酸盐及酸性化合物。4.根据权利要求3所述的应用于地热井抽水试验的止水器,其特征是,碱性碳酸盐为碳酸氢钠,酸性化合物为HCI、FeCI3、CH3COOH的一种。5.根据权利要求1-4任一所述的应用于地热井抽水试验的止水器,其特征是,导水管体、与塑性保护层之间还分别设置支撑架及弹性体。6.一种应用于地热井抽水试验的分层止水装置,其特征是,包括定点取...

【专利技术属性】
技术研发人员:叶进霞陈洪年史启朋宋帅良
申请(专利权)人:山东省地质矿产勘查开发局第三水文地质工程地质大队山东省鲁南地质工程勘察院
类型:发明
国别省市:山东,37

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