一种地下水修复用机械式封隔器制造技术

本发明专利技术公开了一种地下水修复用机械式封隔器，应用于地下水修复的分层注水技术领域。该封隔器包括胶筒、弹簧、钢套、推杆、下坐封活塞、支撑座、上坐封活塞、弹簧支撑座、上钢筒、传动轴、端盖、轴承、上弹簧套、下弹簧套、弹簧挡圈、支承环、下齿柱、上齿柱、连接杆、下钢筒、导轨圈、连接钢圈和扩张环，还需要配套的丢手工具，通过在地面上操作丢手工具，丢手工具下端连接封隔器下入井底，丢手工具向下推动封隔器的上齿柱下行，进而带动推杆和扩张环，使胶筒扩张并紧贴在井内管壁上实现封隔功能，随着坐封活塞达到规定行程，下齿柱的锁紧条靠弹簧力的作用与导轨圈锁紧。本申请能解决采用分层注水方法修复地下水过程中封隔和堵水的问题。水方法修复地下水过程中封隔和堵水的问题。水方法修复地下水过程中封隔和堵水的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种地下水修复用机械式封隔器


[0001]本专利技术涉及分层注水修复地下水设备
，具体涉及一种机械式封隔器。

技术介绍

[0002]在地下水修复过程中，采用原位修复技术为受污染水层配注修复剂，但受污染地下水层往往是多水层和非均质的，各层的渗透性能、压力和含水程度差别会很大，如果对多个水层进行同时的笼统配注，处在同压力作用下，渗透性能好、压力高的水层就会重新污染中低渗透水层并且严重影响配注工作，不能发挥生产能力，还污染了其他水层，因此，需要进行分层堵水作业。
[0003]由于水层各层系的不均质性，只有采取分层注水的方法才能提高注水效率。分层注水的办法是在地面上打一口井，在井内下方一套注水管系统，在注水管系统上串接着配水器、封隔器等装置，其中封隔器采用某种方式使胶筒变形从而紧贴在井内壁上，把注水管系统和井内壁间环形空间隔开，并保证在一定的压力和温度下也不会上下窜通，这样注水器就能对渗透性、压力不同的水层进行分层配注，使各层的注水作业互不影响，大大提高注水修复效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：提供一种用分层注水方法修复地下水的机械式封隔器，用以解决现有地下水修复的问题，满足地下水修复过程中的需求，提升分层注水方法修复地下水的能力和性能。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]在上述
技术介绍
中提出的分层注水环节中，一种不可缺少的核心井下工具就是封隔器。通过封隔器的有效封隔作用可以保证上述技术措施的有效实施，由此，对应于分层注水修复地下水这一方法中的核心部件封隔器，专利技术人提出一种机械式封隔器的设计。
[0007]由于机械式封隔器的主要作用就是地面人员能够通过丢手工具操作井下的封隔器以使其坐封和解封，达到封堵井口、分隔上下两个地下水层的目的，因此，本专利技术的技术方案就是设计一种机械式的封堵装置。
[0008]应用在石油领域的封隔器种类繁多，有扩张式、压缩式、自封式、楔入式、自膨胀式和组合式等等，虽然形式多样，但绝大多数封隔器的工作原理都是用某种方式使得套在封隔器外部的橡胶筒变形压紧在井内壁上，从而实现隔绝井内上下两个环形空间的目的，其基本示意图如图5 所示。本专利技术提供了一种新的机械扩张式的封隔器。包括胶筒、弹簧、钢套、推杆、下坐封活塞、支撑座、上坐封活塞、弹簧支撑座、上钢筒、传动轴、端盖、轴承、连接杆、上弹簧套、下弹簧套、弹簧挡圈、支承环、下齿柱、上齿柱、下钢筒、导轨圈、连接钢圈和扩张环，还需要配套的丢手工具，配套的丢手工具同石油领域所使用的封隔器丢手工具结构基本一致，不属于
技术实现思路
不再指出。
[0009]本专利技术中的机械式封隔器采用径向机械扩张的方式进行封堵作业，其实现方式是
在封隔器下入到井下预定深度后，地面人员操作丢手装置，丢手装置向下推动上齿柱03开始坐封，上齿柱03推动下齿柱04以及相固定连接的传动轴06、上坐封活塞14、下坐封活塞20、推杆12和两组扩张环10，上下坐封活塞推动推杆12，推杆12推动扩张环10，扩张环 10使套装在其上的胶筒09沿封隔器径向向外扩张直至压在井内壁上，实现封隔。
[0010]靠机械结构(坐封活塞、推杆和扩张环)在外力作用下扩张使胶筒压紧在井内壁上之后，还必须使其与井壁压紧。因此需要设计一种锁紧装置，能够将封隔器锁死在压紧状态。附图3中标注的上齿柱03、下齿柱04、锁紧条041、导轨圈02的存在，类似于圆珠笔中的按压装置，是一种棘轮式的锁紧机构，其作用是使下齿柱04的锁紧条041锁紧在导轨圈02 上相适配的锁紧槽内，保证了推杆12和扩张环10锁紧在坐封位置不会缩回，这就实现了扩张环使胶筒扩张压紧在井壁后锁紧不动实现封隔功能的作用。
[0011]本专利技术具有如下优点：
[0012]机械式封隔器结构合理、使用方便、安全可靠，在放置封隔器及其管柱系统至深井井底的过程中，此设计不会出现中途坐封的现象；在封隔器下入到预计深度后，地面人员操作丢手装置，向下推动上齿柱开始坐封，上齿柱在导轨内推动下齿柱以及相连的传动轴、坐封活塞、推杆和扩张环，扩张环使胶筒扩张压紧在套管内壁上，工作方式简单，坐封过程安全可靠；在坐封完成之后，胶筒紧压在套管内壁，相应的下齿柱上的锁紧条的齿牙和导轨圈上的相适配齿牙相咬合锁紧，保证了推杆和扩张环锁紧在坐封位置不会缩回，此结构使得封隔器不会出现中途解封现象；通过丢手工具可以实现多级坐封、逐级解封等操作，可以实现同时对多个污染水层进行分层配注。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本技术的理解，并不是具体限定本技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本技术。
[0014]图1是本技术提供的一种机械式封隔器上半部分的局部结构示意图；
[0015]图2是本技术提供的一种机械式封隔器下半部分的局部结构示意图；
[0016]图3是本技术提供的锁紧条与导轨圈的局部结构示意图；
[0017]图4是缩小比例的整图，由于整个机械式封隔器为一套管柱系统，示意图过长，故截断成图1和图2两张示意图来表达，此整图上标明有各分图的位置，需要指出的是，图1的下部和图2的上部有重叠部分。
[0018]图5是分层注水作业中封隔器在井内的示意图，其中左图是封隔器下放至井内未开始工作的示意图，右图是封隔器在机械作用下扩张从而压紧在井内壁上实现封隔上下两个水层的示意图。
具体实施方式
[0019]以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0020]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新
型实施方式作进一步地详细描述。
[0021]如图1和图2所示，该封隔器包括：01钢套；02导轨圈；021齿片；022斜面一；023斜面二；03上齿柱；031锁块；032锁块斜面；04下齿柱；041锁紧条；042齿牙；05轴承；06传动轴；07端盖；08连接钢圈； 09胶筒；10扩张环；11上钢筒；12推杆；13连接杆；14上坐封活塞； 141连接耳板；15弹簧挡圈；16弹簧；17支承环；18支撑座；19上弹簧套；20下坐封活塞；21下弹簧套；22弹簧支撑座；23下钢筒；231通孔；30销钉。
[0022]实施例1
[0023]如图1所示，下齿柱04为一外壁设有长方体锁紧条的短套管结构，下齿柱04内部安装有传动轴06和两件圆锥滚子轴承05，两轴承05套装在传动轴06两端并被端盖07密封在下齿柱04内腔，端盖07与下齿柱 04用四个螺钉栓连接，下齿柱04外侧设有与导轨圈02相适配的八个周向布置等间距的锁紧条041，八个锁紧条041相应的设在导轨圈02上八个齿片021与钢套01内壁形成的八个导轨槽内，并在弹簧16的作用下以一定的压紧力与同样处于导轨槽内的八个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地下水修复用机械式封隔器，其特征在于，所述封隔器包括：胶筒(09)、弹簧(16)、钢套(01)、推杆(12)、下坐封活塞(20)、支撑座(18)、上坐封活塞(14)、弹簧支撑座(22)、上钢筒(11)、传动轴(06)、端盖(07)、轴承(05)、连接杆(13)、上弹簧套(19)、下弹簧套(21)、弹簧挡圈(15)、支承环(17)、下齿柱(04)、上齿柱(03)、下钢筒(23)、导轨圈(02)、连接钢圈(08)、扩张环(10)，所述胶筒(09)套装在一组所述扩张环(10)外且位于所述上钢筒(11)与所述支承环(17)间，另一所述胶筒(09)套装在一组所述扩张环(10)外且位于所述下钢筒(23)与所述支承环(17)之间，所述扩张环(10)穿过所述上钢筒(11)和所述下钢筒(23)上的通孔(231)且依靠销钉可旋转连接在所述推杆(12)上，所述推杆(12)依靠销钉可旋转连接在所述上坐封活塞(14)和所述下坐封活塞(20)上，安装在上下位置的所述推杆(12)间依靠所述连接杆(13)连接，所述下坐封活塞(20)同轴固定的连接在所述上坐封活塞(14)上，所述弹簧(16)套装在所述上坐封活塞(14)和所述下坐封活塞(20)上，且位于相对应的所述上弹簧套(19)和所述下弹簧套(21)内，所述弹簧挡圈(15)套装在所述上坐封活塞(14)和所述下坐封活塞(20)上，且通过所述弹簧(16)上端压紧在所述上坐封活塞(14)轴肩和所述下坐封活塞(20)轴肩上，所述上弹簧套(19)套装在所述支撑座(18)上部沉孔内，所述下弹簧套(21)套装在所述弹簧支撑座(22)内，支撑座(18)同轴固定连接在所述上钢筒(11)和所述下钢筒(23)之间，一对所述支承环(17)通过一组螺钉固定连接在所述支撑座(18)两个端面上，所述下钢筒(23)通过螺纹连接在所述支撑座(18)下部，所述弹簧支撑座(22)通过一组螺钉固定在所述下钢筒(23)内，所述上钢筒(11)通过螺纹连接在所述支撑座(18)上部，且通过所述连接钢圈(08)和一组螺钉固定连接在所述钢套(01)上，所述导轨圈(02)通过螺钉固定套装在所述钢套(01)内，所述上齿柱(03)可滑动套装在所述导轨圈(02)内，且其上的锁块(031)置于所述导轨圈(02)的导轨槽顶部，所述下齿柱(04)通过所述弹簧(16)压紧在所述导轨圈(02)和所述上齿柱(03)上的所述锁块(031)之间形成的空间中，所述上坐封活塞(14)同轴固定连接在所述传动轴(06)上，所述轴承(05)套装在所述传动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王少峰，吕建国，王嘉新，惠家瑞，徐文杰，崔桐，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：新型
国别省市：