一种环境友好型囊袋式井下溶洞封堵装置及其封堵方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种环境友好型囊袋式井下溶洞封堵装置及方法，涉及到石油钻井领域领域，主要用于对井下溶洞的封堵，本发明专利技术包括连杆、铰链、弹簧、单向阀、铰链、滑轨、传感器、棘轮、电磁铁等机械零部件组合传动方式，通过囊袋的方式实现整个环境友好型囊袋式井下溶洞封堵装置的自动封堵溶洞，减少了对堵漏材料和钻杆的要求，大大降低了封堵溶洞的成本与时间，并可在大的溶洞以及蜂窝状溶洞场合使用。

Environmental friendly bag type downhole karst cave plugging device and plugging method thereof

The present invention provides a kind of environmentally friendly bag type underground cave plugging device and a method thereof, which relates to the field of petroleum drilling field, mainly used for sealing of underground caverns, the invention comprises a connecting rod, a hinge, a spring, a one-way valve, hinge, slide, sensor, ratchet wheel, electric magnet mechanical parts such as combination of transmission mode, implementation the karst environment friendly automatic sealing bag type underground cave closure device through the sac, to reduce the plugging material and drill pipe requirements, greatly reduces the cost and time of plugging cave, and can be used in the large cave and honeycomb cave occasions.

【技术实现步骤摘要】
一种环境友好型囊袋式井下溶洞封堵装置及其封堵方法
本专利技术属于石油钻井领域，具体是涉及一种环境友好型囊袋式井下溶洞封堵装置及其封堵方法。
技术介绍
在钻头向地下钻井时，由于钻井过深，经常会遇到极度恶劣的地质情况，如溶洞、裂缝非常发育、地下岩石硬脆、土质疏松等，这些情况将会导致钻井过程中钻井液与水泥等浆液的大量流失，将会产生浆液的极大浪费和严重的环境污染，造成大量的人力、物力、财力损失，甚至可能导致卡钻、井塌和井喷等一系列严重事故。因此，加强对钻井施工过程中溶洞的封堵处理刻不容缓。从目前的溶洞堵漏技术来看，主要是对堵漏材料的完善，以及从井口向井底投入水泥球、碎石、粗砂和稻草树枝等物，然后添加堵漏剂。此类方法对地质情况良好的溶洞可以奏效，但是不能对体积比较大的溶洞以及蜂窝状溶洞进行封堵，往往这种方式成本高、效率低，对堵漏材料的速凝性、环境友好性要求很高。在遇到蜂窝状孔隙时，堵漏材料往往会渗漏严重，大多数堵漏材料尚未凝固即流入地下裂缝中，进而污染地下暗河，会造成严重的环境污染和资源浪费，大大增加了钻井所需的时间，严重影响封堵溶洞的效率和成本，这对封堵溶洞造成很大的困难。因此传统的堵漏方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环境友好型囊袋式井下溶洞封堵装置，其特征在于，包括套筒(1)、水泥接收装置(2)、开合装置(3)、传感控制系统(4)、钻具(5)、注液系统(6)；所述套筒(1)中部和底部分别具有用于安装开合装置(3)和水泥接收装置(2)的第一阶梯型空腔和第二阶梯型空腔；所述套筒(1)第一阶梯型空腔处的侧壁上对称开设有两个钻井液开孔(101)，所述第一阶梯型空腔的侧壁上对称设置两个纵向滑块轨道(102)，所述第一阶梯型空腔的侧壁上还设有两个对称布置的径向滑块一的安装槽(106)，所述两个径向滑块一的安装槽(106)分别位于纵向滑块轨道(102)的中间段处；所述第一阶梯型空腔的底面上固定四个周向均匀分布的齿条...

【技术特征摘要】
1.一种环境友好型囊袋式井下溶洞封堵装置，其特征在于，包括套筒(1)、水泥接收装置(2)、开合装置(3)、传感控制系统(4)、钻具(5)、注液系统(6)；所述套筒(1)中部和底部分别具有用于安装开合装置(3)和水泥接收装置(2)的第一阶梯型空腔和第二阶梯型空腔；所述套筒(1)第一阶梯型空腔处的侧壁上对称开设有两个钻井液开孔(101)，所述第一阶梯型空腔的侧壁上对称设置两个纵向滑块轨道(102)，所述第一阶梯型空腔的侧壁上还设有两个对称布置的径向滑块一的安装槽(106)，所述两个径向滑块一的安装槽(106)分别位于纵向滑块轨道(102)的中间段处；所述第一阶梯型空腔的底面上固定四个周向均匀分布的齿条(107)，所述套筒(1)位于第一阶梯型空腔上部的侧壁上设有两个对称布置的传感器安装槽(103)，所述第一阶梯型空腔与第二阶梯型空腔之间的侧壁上设有两个径向滑块三的安装槽(109)；所述套筒(1)顶端设有夹紧销(104)，所述第一阶梯型空腔与夹紧销(104)之间设置接收管一(105)，所述第一阶梯型空腔与第二阶梯型空腔之间设置接收管二(108)；所述的开合装置(3)包括棘爪(301)、橡胶塞(302)、从动摇杆(303)、圆环(304)、纵向滑块(305)、连接板(306)、连接柱(307)、连接块(308)、铰链一(309)、铰链二(310)、铰链三(311)、径向滑块二(312)；两个所述纵向滑块(305)分别装在两个纵向滑块轨道(102)上，所述连接板(306)焊接在纵向滑块(305)上，连接柱(307)的一端焊接在连接板(306)上、另一端与圆环(304)焊接连接，两个从动摇杆(303)的一端通过铰链一(309)铰接在圆环(304)上、且对称布置，所述两个从动摇杆(303)的另一端通过铰链二(310)与一个径向滑块二(312)铰接，所述径向滑块二(312)的底面与第一阶梯型空腔的底面接触、且能将接收管二(108)的管道遮盖，所述径向滑块二(312)朝向钻井液开孔(101)的一侧装有橡胶塞(302)，所述棘爪(301)过铰链三(311)铰接在径向滑块二(312)上、且与齿条(107)构成棘轮机构；所述的水泥接收装置(2)装在第二阶梯型空腔中、且通过接收管三(205)与接收管二(108)连通；所述钻具(5)通过夹紧销(104)与套筒(1)连接；所述注液系统(6)通过螺纹安装在钻具(5)上方；所述传感控制系统(4)包括径向滑块三(401)、电磁铁二(402)、径向滑块一(403)、电磁铁一(404)、超声波传感器(405)、控制系统(406)、弹簧一(407)、弹簧二(408)；两个径向滑块三(401)分别安装在径向滑块三的安装槽(109)内，将接收管三(205)抵住；两个电磁铁二(402)各自安装在两个径向滑块三的安装槽(109)壁外侧；两个径向滑块一(403)分别安装在两个径向滑块一的安装槽(106)内；两个传感器安装槽(103)外壁上下两侧各设一个电磁铁一(404)；径向滑块一安装槽(106)与径向滑块一(403)之间设置弹簧一(407)，径向滑块三的安装槽(109)与径向滑块三(401)之间设置弹簧二(408)；所述超声波传感器(405)用于测量溶洞的容积，感知堵塞钻井液开孔(101)、打开接收管二(108)的管道入口的触发感应信号，以及检测钻井液开孔(101)和接收管二(108)的管道入口是否分别处于堵塞和打开的状态；所述控制器(406)根据超声波传感器(405)检测的堵塞钻井液开孔(101)、打开接收管二(108)的管道入口的触发感应信号控制电磁铁一(404)的工作状态启动开合装置(3)的工作，并根据超声波传感器(405)检测的钻井液开孔(101)和接收管二(108)的管道入口分别处于堵塞和打开的状态的信号控制电磁铁二(402)的工作状态使水泥接收装置(2)与套筒(1)分离。2.根据权利要求1所述的环境友好型囊袋式井下溶洞封堵装置，其特征在于，所述的水泥接收装置(2)包括囊袋(201)、喉箍(202)、接收管四(203)、单向阀(204)、接收管三(205)；所述的接收管三(205)与接收管二(108)连通；所述的接收管四(203)通过螺纹连接在接收管三(205)上；所述的单向阀(204)安装在接收管四(203)内，单向阀(204)与囊袋(201)连通；所述的喉箍(202)套在接收管四(203)上；所述的囊袋(201)通过喉箍(202)套在接收管四(203)上。3.根据权利要求1所述的环境友好型囊袋式井下溶洞封堵装置，其特征在于，所述钻具(5)包括钻铤(501)、钻杆(502)、方钻杆(503)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王匀，蒋志刚，唐书浩，张乐，许桢英，谭中锐，姚庆，招玉春，陈亮，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32