本发明专利技术涉及一种地下水循环井井内封隔器及其使用方法。所述井内封隔器包括中心管、封隔组件和驱动组件，封隔组件设置于中心管上，至少部分封隔组件能够相对中心管活动；驱动组件与封隔组件连接并能够驱动封隔组件的至少部分相对中心管活动，封隔组件相对中心管活动时自身能够产生形变而产生横截面积大小的变化，封隔组件基于横截面积大小的变化与循环井的内壁接触和脱离接触而完成坐封和解封过程。所述使用方法包括：将井内封隔器设置于抽水管和注水管之间；在循环井的外管上对应抽水管和注水管管口的深度的位置分别设置上筛管和下筛管；通过电力或无线信号控制驱动组件带动封隔组件的至少部分相对中心管活动并扩大自身横截面积以坐封循环井。横截面积以坐封循环井。横截面积以坐封循环井。
【技术实现步骤摘要】
一种地下水循环井井内封隔器及其使用方法
[0001]本专利技术涉及地下水循环井修复技术装置领域，尤其涉及一种地下水循环井井内封隔器及其使用方法。
技术介绍
[0002]随着国内地下水循环井修复技术的发展，循环井井内封隔器的研发成为了该修复技术实际应用中的一个关键问题。封隔器作为封隔循环井主井井体不同滤层分层抽注水的井下工具，主要用于隔离抽出、注入的井段，固定于中心管上，其工作压力不同于油井内封隔器的数十兆帕，地下水循环井井内封隔器通常设计为几兆帕的低压工作环境；地下水循环井井管口径从300mm到1200mm不等，需要使用具有更大坐封直径或膨胀率的封隔器。此外，地下水多滤层循环井需考虑多个受污染含水层的同步修复，而目前市场上的封隔器一般都只针对单个处理层。
[0003]目前已专利技术的常用封隔器主要应用于油田钻井工程中，连接于井下管柱之上，封隔油管与油气井套管或裸眼井壁的环形空间，具有高抗压能力以适应油井高压环境；常用封隔器存在配件多、生产耗时耗力等不足，不利于装配投入使用，有些还需要下入专用解封工具才能实现解封，还存在工作效率低、结构复杂、适用口径小、坐封(解封)过程繁琐等缺点，导致其不适用于大口径、需要多滤层封隔的地下水循环井井内使用。
[0004]中国专利CN213235011U提供了一种自封压缩式封隔器，包括水力锚、中心管和下接头，所述水力锚底部内部通过螺纹连接中心管，所述水力锚下端外侧套设背环，背环和中心管之间设置传压管，传压管两端设置通孔，所述背环靠近传压管顶端的位置设置有传压孔，所述传压管外侧靠近背环下端的位置套设有胶筒，承压环下端位于传压管外侧的部位套设液力补偿活塞，皮碗连接套顶端设置有泄压孔，锁环压帽的凸台与中心管之间通过销钉连接皮碗密封骨架，所述皮碗下端的外侧套设皮碗压缩套，所述下接头位于中心管下端的位置设置有球座，所述下接头侧壁位于皮碗压缩套凹槽处的部位设置导压孔，所述皮碗压缩套的底端通过剪钉连接导向环。该专利所设计的封隔器能够有效防止回流，坐封方便，适合水平井、大斜度井、超深井和浅井压裂施工坐封工作，但该封隔器配件多，结构复杂，大批量生产费时费力，成本较高。
[0005]中国专利CN111894510A提供了一种组合胶筒式双级超高压密封封隔器，主要由坐放束爪、锁紧器Ⅰ、端胶筒、隔环、中胶筒、锁紧器Ⅱ、卡环、中心管、锥体和卡瓦组成。所述内管与上接头和坐放束爪通过螺纹连接；所述外壳接头与外壳Ⅰ以及外壳Ⅱ通过螺纹连接；所述外壳Ⅲ设于坐放束爪外侧；所述坐放束爪套在坐放短节外面；所述锁紧器Ⅰ设于外壳Ⅲ外侧；所述锁紧座与中心管通过螺纹连接；所述端胶筒和中胶筒以及隔环组成胶筒组；所述卡环位于锁紧器Ⅱ和中心管之间；所述卡瓦位于锥体和卡瓦台之间，固定在卡瓦台上；所述中心管下端与卡瓦台以及与下接头通过螺纹连接。该专利所设计的封隔器适用于在超高压力环境下工作，可有效提高封隔器密封压力和工作可靠性，但无法满足存在多个含水层的工作环境时的工作需求，并且需通过坐放短节、上提管柱锁紧逐级解封，才能完成解封动作；
同时，卡瓦在长期注汽的情况下会覆盖水垢，导致解封困难，出现卡井等问题，使用性能不可靠；另外，由于配件繁多，进行坐封/解封时操作复杂，不可控因素多，极易引发封隔器坐封/解封失效。
[0006]因此，需要设置一种能够适应地下水循环井内大口径井管和多滤层封隔使用的封隔器，坐/解封操作简单且不占用井内空间，不同封隔器间可通过抽注水管和线缆自由连接组合，能够实现多段封隔并根据需要精准控制解封。
[0007]此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。
技术实现思路
[0008]针对现有技术之不足，本专利技术提供了一种地下水循环井井内封隔器及其使用方法，其能够通过电动控制完成坐封和解封过程，在实际应用中可辅助实现独立封隔多滤层循环井的不同筛段，而不会受限于解封工具和坐封工具；其结构简单、性能稳定，可重复使用，能够快速完成装配投入应用，坐封(解封)操作简便，有效改善生产周期和降低成本，适用于地下水循环井大口径井筒和较高膨胀率的工作要求。具体技术方案如下：
[0009]一种地下水循环井井内封隔器，设置于中心管上，包括：
[0010]封隔组件：包括能够改变自身的横截面积大小以改变表面胶筒与循环井的井壁的接触状态的钢骨架，与钢骨架连接并基于所述连接带动所述钢骨架与驱动组件连接的一端沿中心管的中轴线移动的驱动组件。钢骨架基于所述移动发生形变并切换坐封和解封状态。钢骨架本身组成结构简单，连接稳定，使用和更换成本低。在坐封和解封的状态进行切换时，钢骨架基于自身的形变而产生横截面积的变化，并且能够产生朝向四周井壁的推力，推力大小和横截面积的变化量能够基于循环井的实际尺寸大小通过改变钢骨架的材质和尺寸进行适应性设计。钢骨架由于自身形变挤压而产生的弹力均匀且方向稳定，在钢骨架的弹性限度内，多次坐/解封不会产生钢骨架的过度变形和表面胶筒材料的损耗，能够长期稳定使用，并且结合胶筒的弹性能够产生较好的密封和抗污染耐腐蚀性能。胶筒与循环井井壁的有效接触面积是决定封隔器密封性能的主要因素。组成钢骨架的钢丝表面包裹有橡胶套筒，从而保证坐封后钢骨架呈直长型紧密贴合于循环井内井壁。驱动组件的推力的大小也是决定封隔器密封性能的重要因素，而本封隔器通过若干均匀分布的钢丝上的套筒使弹力均匀分散，在周向上独立产生均匀推力，使得钢骨架本身能够承受较大的压力。在单根钢丝损坏的情况下，周围的其余钢丝弹力能够提供弹力补偿，为损坏处临时提供支撑，从而能够减小泄漏风险和减弱结构损坏造成的影响；并且钢骨架的整体结构使得钢丝在受到水汽浸润的情况下也能够实现解封，而不会发生卡井难以取出封隔器等情况。本专利技术还可通过加长钢丝使整个钢骨架变长，从而使胶筒部分更多地贴合于井壁，以此可有效提高封隔效果。本专利技术相较于大多数封隔器组件少，生产装配周期短，可重复循环使用，能够以较低成本获得较高的技术收益。在使用过程中，本封隔器可快速实现坐封/解封操作，并且可有效避免由于配件多、原理复杂而引发的更换配件周期长、卡井、坐封/解封过程不稳定等问题。
[0011]根据一种优选的实施方式，驱动组件包括连接于钢骨架的一端的动力环和用于驱动动力环移动的传动杆和动力器。动力环活动套设于所述中心管的第一端上，所述动力器按照能够带动所述传动杆基于自身轴线转动的方式与所述传动杆连接，所述传动杆按照能够基于自身的转动带动所述动力环的方式与所述动力环活动连接。传动杆的螺纹角度设置为5
°
～8
°
，间距1mm～3mm，以防止螺纹的滑动；并选用高强度钢作生产动力传动杆，以承受足够压力，保证坐封状况的稳定运行。
[0012]动力器和传动杆在固定位置活动，其基于自身的轴线旋转的活动方式所需要的活动空间小，在选择工作环境时无需考虑工本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种地下水循环井井内封隔器，设置于中心管(1)上，其特征在于，包括：封隔组件，包括钢骨架(3)，能够改变自身的横截面积大小以改变与循环井井壁的接触状态；驱动组件(7)，与所述钢骨架(3)连接并基于所述连接带动所述钢骨架(3)与所述驱动组件(7)连接的一端沿所述中心管(1)的中轴线移动，所述钢骨架(3)基于所述移动发生形变并切换坐封和解封状态。2.根据权利要求1所述的井内封隔器，其特征在于，所述驱动组件(7)包括与所述钢骨架(3)的一端连接的动力环(703)和用于驱动所述动力环(703)移动的传动杆(701)和动力器(702)；所述动力环(703)活动套设于所述中心管(1)的第一端上，所述动力器(702)按照能够带动所述传动杆(701)自转的方式与所述传动杆(701)连接，所述传动杆(701)按照能够基于自转带动所述动力环(703)沿所述中心管(1)上下移动的方式与所述动力环(703)连接。3.根据权利要求1～2任一项所述的井内封隔器，其特征在于，所述钢骨架(3)由若干钢丝(301)围绕所述中心管(1)的中轴线周向排列形成，所述钢丝(301)表面包裹有套筒(17)以限定启动坐封后的所述钢骨架(3)呈直长型贴合于循环井井壁；所述封隔组件还包括包覆于所述钢骨架(3)外壁，能够适应所述钢骨架(3)的形变进而发生形变并与循环井内壁接触以封隔所述循环井的胶筒(4)。4.根据权利要求1～3任一项所述的井内封隔器，其特征在于，还包括定位圈(6)，所述定位圈(6)包括第一定位圈(601)和第二定位圈(602)，所述第一定位圈(601)和所述第二定位圈(602)按照能够通过限定所述动力环(703)的活动范围以限定所述钢骨架(3)的形变范围的方式分别与所述中心管(1)连接并设置于所述动力环(703)的两侧。5.根据权利要求1～4任一项所述的井内封隔器，其特征在于，所述第二定位圈(602)通过弹性件(10)连接有保护圈(11)，所述保护圈(11)按照能够在所述动...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒲生彦，刘亚川，陈劲松，唐强，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：
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