CN112814614A - 一种深水井井壁稳定用定向封堵装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深水井井壁稳定用定向封堵装置,下延伸柱与所述上延伸柱之间采用所述角度调节连接铰连接在一起,以便调节所述上延伸柱与所述下延伸柱之间的角度,这样,可以方便的实现对井壁定向封堵位置的角度调节,以便适应深井的相应角度,提高适用性,防止在定向封堵时出现装置在井下卡滞的问题;本发明封堵机构包括至少三个扇形封堵块,相邻的两个扇形封堵块之间设置有间隔密封腔,控制气泵能够向所述间隔密封腔内填充气体,进而使得各个所述扇形封堵块克服所述弹性带的拉力而使得扇形封堵块的外周面抵靠在井壁上,便于利用本发明的三个扇形封堵块来实现对封堵浆的限位,实现圆周封堵。
Description
技术领域
本发明具体是一种深水井井壁稳定用定向封堵装置,涉及深水井的井壁固定封堵相关领域。
背景技术
对于钻设深井来说,在钻设深井时,随着钻杆的不断下钻,在遇到坚硬的钻设位置或者对钻设角度进行调整时,钻杆对上部的井壁会产生很大的碰撞力,这种碰撞力会使得部分井壁出现破损,而井壁在出现破损后,如果不及时治理,则容易出现坍塌,一旦出现大块的坍塌,很容易实现该处的井壁变得的更加脆弱,久而久之,很容易出现井眼的堵塞,不仅影响钻探的效率以及可靠性,而且容易出现井壁的变形以及坍塌,影响后续钻探时钻杆的角度调节以及钻杆的下钻作业。
发明内容
因此,为了解决上述不足,本发明在此提供一种深水井井壁稳定用定向封堵装置。
本发明是这样实现的,构造一种深水井井壁稳定用定向封堵装置,其包括连接空心柱、控制线路、封堵机构、角度调节连接铰、顶紧固定机构、井壁探测环和井壁探测机构,其中,所述连接空心柱的上端连接至伸入井下的控制杆柱,所述连接空心柱的下端连接有所述封堵机构,所述封堵机构的外周侧能够抵靠在待封堵位置的井壁处并进行注浆封堵,其特征在于,所述封堵机构的下端中心设置有下延伸柱,所述顶紧固定机构的上端中心设置有上延伸柱,所述下延伸柱与所述上延伸柱之间采用所述角度调节连接铰连接在一起,以便调节所述上延伸柱与所述下延伸柱之间的角度;所述顶紧机构能够从待封堵位置的下方顶紧井壁,以便对该封堵装置进行定位固定,所述顶紧固定机构的下方连接有所述井壁探测环,所述井壁探测环为圆柱环形结构,且所述井壁探测环的四周设置有所述井壁探测机构,所述井壁探测机构能够对井壁的表面以及井壁形状进行探测,所述封堵机构、顶紧固定机构和井壁探测机构均由所述控制线路进行控制,所述控制线路延伸至井外。
进一步,作为优选,所述封堵机构的外周面的大小能够调节的设置,以便适应封堵处井壁的圆周大小。
进一步,作为优选,所述角度调节连接铰处设置有角度调节驱动器,所述调节调节驱动器与所述角度调节连接铰驱动连接,以便利用所述角度调节驱动器来调节所述上延伸柱与所述下延伸柱之间的角度大小。
进一步,作为优选,所述顶紧固定机构包括中心顶紧连接筒、伸缩顶紧柱和顶紧板,其中,所述中心定位连接筒固定在所述上延伸柱的下端,所述中心定位连接筒。
进一步,作为优选,所述井壁探测机构包括安装柱和探测头,所述安装柱为圆周阵列设置在所述井壁探测环外圆周上的多个,每个所述安装柱的端部还固定安装有所述探测头。
进一步,作为优选,所述探测头为光学摄像头、超声波测距传感器、激光测距传感器或者红外测距传感器。
进一步,作为优选,所述顶紧板包括中间顶板、外侧板和内加强杆,其中,所述中间顶板固定连接在所述伸缩顶紧柱的端部,所述中间顶板的两侧对称的设置有外侧板,所述外侧板上设置有所述内加强杆,所述中心顶紧连接筒为空心结构。
进一步,作为优选,所述封堵机构包括至少三个扇形封堵块,各个扇形封堵块的径向内侧采用弹性带连接在中心筒上,且各个扇形封堵块连接组合在一起构成一个圆形或者类似圆形结构后,相邻的两个扇形封堵块之间设置有间隔密封腔,且相邻的两个扇形封堵块的径向外周壁之间设置有弹性密封带、所述弹性密封带以及相邻的两个扇形封堵块之间构设为所述间隔密封腔;所述间隔密封腔与控制气泵连接,所述控制气泵能够向所述间隔密封腔内填充气体,进而使得各个所述扇形封堵块克服所述弹性带的拉力而使得扇形封堵块的外周面抵靠在井壁上,所述扇形封堵块的外周面上设置有注浆头组,所述注浆头组能够向所述扇形封堵块的外周面与所述井壁之间注入封堵浆。
进一步,作为优选,所述扇形封堵块的外周面上圆周阵列设置有多个定位块,所述定位块上设置有定位针,所述注浆头组的各个注浆头固定在所述扇形封堵块上的注浆孔内,所述注浆孔位于相邻的两个所述定位块或相邻的两个定位针之间,所述注浆头组与处于井外部的高压注浆封堵设备连接。
进一步,作为优选,所述扇形封堵块包括上扇形板、下扇形板、内弧形板和外弧形板,其中,所述内弧形板与所述外弧形板的上侧之间连接设置有所述上扇形板,所述内弧形板与所述外弧形板的下侧之间连接设置有所述下扇形板,所述上扇形板、下扇形板、内弧形板和外弧形板共同构设连接在一起的结构的内部设置有扇形腔,所述扇形腔内设置有多个沿着径向方向延伸的弹性杆件,所述弹性杆件为圆锥体结构,且所述弹性杆件具有一定的弹性,以便为所述内弧形板和外弧形板之间提供径向支撑力与径向顶紧力。
本发明具有如下优点:本发明提供的一种深水井井壁稳定用定向封堵装置,与同类型设备相比,具有如下优点:
(1)本发明所述一种深水井井壁稳定用定向封堵装置,其所述封堵机构的下端中心设置有下延伸柱,所述顶紧固定机构的上端中心设置有上延伸柱,所述下延伸柱与所述上延伸柱之间采用所述角度调节连接铰连接在一起,以便调节所述上延伸柱与所述下延伸柱之间的角度,这样,可以方便的实现对井壁定向封堵位置的角度调节,以便适应深井的相应角度,提高适用性,防止在定向封堵时出现装置在井下卡滞的问题;
(2)本发明的顶紧机构能够从待封堵位置的下方顶紧井壁,以便对该封堵装置进行定位固定,这样,可以便于对本发明的装置进行固定与定位,提高封堵的方便性和稳定性,本发明的所述顶紧固定机构的下方连接有所述井壁探测环,所述井壁探测环为圆柱环形结构,且所述井壁探测环的四周设置有所述井壁探测机构,所述井壁探测机构能够对井壁的表面以及井壁形状进行探测,便于对整个装置进行调节,进而根据实际井壁情况制定相应的封堵措施或者封堵作业;
(3)本发明的封堵机构包括至少三个扇形封堵块,相邻的两个扇形封堵块之间设置有间隔密封腔,这样,控制气泵能够向所述间隔密封腔内填充气体,进而使得各个所述扇形封堵块克服所述弹性带的拉力而使得扇形封堵块的外周面抵靠在井壁上,便于利用本发明的三个扇形封堵块来实现对封堵浆的限位,实现圆周封堵,本发明的所述扇形封堵块的外周面上设置有注浆头组,所述注浆头组能够向所述扇形封堵块的外周面与所述井壁之间注入封堵浆,方便注浆,有效提高封堵能力与封堵效果;
(4)本发明的扇形封堵块包括上扇形板、下扇形板、内弧形板和外弧形板,扇形腔内设置有多个沿着径向方向延伸的弹性杆件,所述弹性杆件为圆锥体结构,弹性杆件具有一定的弹性,以便为所述内弧形板和外弧形板之间提供径向支撑力与径向顶紧力,有效的保证封堵效果,并防止过大的封堵力对井壁产生不利影响,并利用封堵浆凝固后扇形封堵块的撤出。
附图说明
图1是本发明的整体主视结构示意图;
图2是本发明的封堵机构的俯视结构示意图;
图3是本发明的封堵机构的三维爆炸分拆结构示意图;
图4是本发明顶紧固定机构的结构示意图;
图5是本发明井壁探测机构的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图1-5对本发明进行详细说明,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明通过改进在此提供一种深水井井壁稳定用定向封堵装置,其其包括连接空心柱1、控制线路2、封堵机构3、角度调节连接铰4、顶紧固定机构、井壁探测环8和井壁探测机构9,其中,所述连接空心柱的上端连接至伸入井下的控制杆柱,所述连接空心柱的下端连接有所述封堵机构,所述封堵机构的外周侧能够抵靠在待封堵位置的井壁处并进行注浆封堵,其特征在于,所述封堵机构的下端中心设置有下延伸柱,所述顶紧固定机构的上端中心设置有上延伸柱,所述下延伸柱与所述上延伸柱之间采用所述角度调节连接铰4连接在一起,以便调节所述上延伸柱与所述下延伸柱之间的角度;所述顶紧机构能够从待封堵位置的下方顶紧井壁,以便对该封堵装置进行定位固定,所述顶紧固定机构的下方连接有所述井壁探测环8,所述井壁探测环为圆柱环形结构,且所述井壁探测环的四周设置有所述井壁探测机构9,所述井壁探测机构能够对井壁的表面以及井壁形状进行探测,所述封堵机构、顶紧固定机构和井壁探测机构9均由所述控制线路进行控制,所述控制线路延伸至井外。
所述封堵机构3的外周面的大小能够调节的设置,以便适应封堵处井壁的圆周大小。
所述角度调节连接铰处设置有角度调节驱动器,所述调节调节驱动器与所述角度调节连接铰驱动连接,以便利用所述角度调节驱动器来调节所述上延伸柱与所述下延伸柱之间的角度大小。
所述顶紧固定机构包括中心顶紧连接筒7、伸缩顶紧柱6和顶紧板5,其中,所述中心定位连接筒固定在所述上延伸柱的下端,所述中心定位连接筒。
所述井壁探测机构9包括安装柱19和探测头18,所述安装柱为圆周阵列设置在所述井壁探测环8外圆周上的多个,每个所述安装柱的端部还固定安装有所述探测头。
所述探测头为光学摄像头、超声波测距传感器、激光测距传感器或者红外测距传感器。
所述顶紧板5包括中间顶板5、外侧板和内加强杆10,其中,所述中间顶板固定连接在所述伸缩顶紧柱的端部,所述中间顶板的两侧对称的设置有外侧板,所述外侧板上设置有所述内加强杆,所述中心顶紧连接筒7为空心结构。
所述封堵机构3包括至少三个扇形封堵块11,各个扇形封堵块的径向内侧采用弹性带连接在中心筒15上,且各个扇形封堵块连接组合在一起构成一个圆形或者类似圆形结构后,相邻的两个扇形封堵块之间设置有间隔密封腔14,且相邻的两个扇形封堵块的径向外周壁之间设置有弹性密封带13、所述弹性密封带以及相邻的两个扇形封堵块之间构设为所述间隔密封腔;
所述间隔密封腔与控制气泵连接,所述控制气泵能够向所述间隔密封腔内填充气体,进而使得各个所述扇形封堵块11克服所述弹性带的拉力而使得扇形封堵块11的外周面抵靠在井壁上,所述扇形封堵块的外周面上设置有注浆头组,所述注浆头组能够向所述扇形封堵块的外周面与所述井壁之间注入封堵浆。
所述扇形封堵块的外周面上圆周阵列设置有多个定位块12,所述定位块上设置有定位针16,所述注浆头组的各个注浆头固定在所述扇形封堵块上的注浆孔25内,所述注浆孔25位于相邻的两个所述定位块或相邻的两个定位针之间,所述注浆头组与处于井外部的高压注浆封堵设备连接。
所述扇形封堵块11包括上扇形板20、下扇形板、内弧形板22和外弧形板21,其中,所述内弧形板与所述外弧形板的上侧之间连接设置有所述上扇形板,所述内弧形板与所述外弧形板的下侧之间连接设置有所述下扇形板,所述上扇形板20、下扇形板、内弧形板22和外弧形板21共同构设连接在一起的结构的内部设置有扇形腔,所述扇形腔内设置有多个沿着径向方向延伸的弹性杆件24,所述弹性杆件为圆锥体结构,且所述弹性杆件具有一定的弹性,以便为所述内弧形板22和外弧形板21之间提供径向支撑力与径向顶紧力。
本发明所述一种深水井井壁稳定用定向封堵装置,其所述封堵机构的下端中心设置有下延伸柱,所述顶紧固定机构的上端中心设置有上延伸柱,所述下延伸柱与所述上延伸柱之间采用所述角度调节连接铰连接在一起,以便调节所述上延伸柱与所述下延伸柱之间的角度,这样,可以方便的实现对井壁定向封堵位置的角度调节,以便适应深井的相应角度,提高适用性,防止在定向封堵时出现装置在井下卡滞的问题;本发明的顶紧机构能够从待封堵位置的下方顶紧井壁,以便对该封堵装置进行定位固定,这样,可以便于对本发明的装置进行固定与定位,提高封堵的方便性和稳定性,本发明的所述顶紧固定机构的下方连接有所述井壁探测环,所述井壁探测环为圆柱环形结构,且所述井壁探测环的四周设置有所述井壁探测机构,所述井壁探测机构能够对井壁的表面以及井壁形状进行探测,便于对整个装置进行调节,进而根据实际井壁情况制定相应的封堵措施或者封堵作业;本发明的封堵机构包括至少三个扇形封堵块,相邻的两个扇形封堵块之间设置有间隔密封腔,这样,控制气泵能够向所述间隔密封腔内填充气体,进而使得各个所述扇形封堵块克服所述弹性带的拉力而使得扇形封堵块的外周面抵靠在井壁上,便于利用本发明的三个扇形封堵块来实现对封堵浆的限位,实现圆周封堵,本发明的所述扇形封堵块的外周面上设置有注浆头组,所述注浆头组能够向所述扇形封堵块的外周面与所述井壁之间注入封堵浆,方便注浆,有效提高封堵能力与封堵效果;本发明的扇形封堵块包括上扇形板、下扇形板、内弧形板和外弧形板,扇形腔内设置有多个沿着径向方向延伸的弹性杆件,所述弹性杆件为圆锥体结构,弹性杆件具有一定的弹性,以便为所述内弧形板和外弧形板之间提供径向支撑力与径向顶紧力,有效的保证封堵效果,并防止过大的封堵力对井壁产生不利影响,并利用封堵浆凝固后扇形封堵块的撤出。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,并且本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买,异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓铆钉、焊接等常规手段,机械、零件和设备均采用现有技术中,常规的型号,加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式,在此不再详述。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种深水井井壁稳定用定向封堵装置,其包括连接空心柱(1)、控制线路(2)、封堵机构(3)、角度调节连接铰(4)、顶紧固定机构、井壁探测环(8)和井壁探测机构(9),其中,所述连接空心柱的上端连接至伸入井下的控制杆柱,所述连接空心柱的下端连接有所述封堵机构,所述封堵机构的外周侧能够抵靠在待封堵位置的井壁处并进行注浆封堵,其特征在于,所述封堵机构的下端中心设置有下延伸柱,所述顶紧固定机构的上端中心设置有上延伸柱,所述下延伸柱与所述上延伸柱之间采用所述角度调节连接铰(4)连接在一起,以便调节所述上延伸柱与所述下延伸柱之间的角度;所述顶紧机构能够从待封堵位置的下方顶紧井壁,以便对该封堵装置进行定位固定,所述顶紧固定机构的下方连接有所述井壁探测环(8),所述井壁探测环为圆柱环形结构,且所述井壁探测环的四周设置有所述井壁探测机构(9),所述井壁探测机构能够对井壁的表面以及井壁形状进行探测,所述封堵机构、顶紧固定机构和井壁探测机构(9)均由所述控制线路进行控制,所述控制线路延伸至井外。
2.根据权利要求1所述一种深水井井壁稳定用定向封堵装置,其特征在于:所述封堵机构(3)的外周面的大小能够调节的设置,以便适应封堵处井壁的圆周大小。
3.根据权利要求2所述一种深水井井壁稳定用定向封堵装置,其特征在于:所述角度调节连接铰处设置有角度调节驱动器,所述调节调节驱动器与所述角度调节连接铰驱动连接,以便利用所述角度调节驱动器来调节所述上延伸柱与所述下延伸柱之间的角度大小。
4.根据权利要求2所述一种深水井井壁稳定用定向封堵装置,其特征在于:所述顶紧固定机构包括中心顶紧连接筒(7)、伸缩顶紧柱(6)和顶紧板(5),其中,所述中心定位连接筒固定在所述上延伸柱的下端,所述中心定位连接筒。
5.根据权利要求4所述一种深水井井壁稳定用定向封堵装置,其特征在于:所述井壁探测机构(9)包括安装柱(19)和探测头(18),所述安装柱为圆周阵列设置在所述井壁探测环(8)外圆周上的多个,每个所述安装柱的端部还固定安装有所述探测头。
6.根据权利要求5所述一种深水井井壁稳定用定向封堵装置,其特征在于:所述探测头为光学摄像头、超声波测距传感器、激光测距传感器或者红外测距传感器。
7.根据权利要求4所述一种深水井井壁稳定用定向封堵装置,其特征在于:所述顶紧板(5)包括中间顶板(5)、外侧板和内加强杆(10),其中,所述中间顶板固定连接在所述伸缩顶紧柱的端部,所述中间顶板的两侧对称的设置有外侧板,所述外侧板上设置有所述内加强杆,所述中心顶紧连接筒(7)为空心结构。
8.根据权利要求5所述一种深水井井壁稳定用定向封堵装置,其特征在于:所述封堵机构(3)包括至少三个扇形封堵块(11),各个扇形封堵块的径向内侧采用弹性带连接在中心筒(15)上,且各个扇形封堵块连接组合在一起构成一个圆形或者类似圆形结构后,相邻的两个扇形封堵块之间设置有间隔密封腔(14),且相邻的两个扇形封堵块的径向外周壁之间设置有弹性密封带(13)、所述弹性密封带以及相邻的两个扇形封堵块之间构设为所述间隔密封腔;所述间隔密封腔与控制气泵连接,所述控制气泵能够向所述间隔密封腔内填充气体,进而使得各个所述扇形封堵块(11)克服所述弹性带的拉力而使得扇形封堵块(11)的外周面抵靠在井壁上,所述扇形封堵块的外周面上设置有注浆头组,所述注浆头组能够向所述扇形封堵块的外周面与所述井壁之间注入封堵浆。
9.根据权利要求8所述一种深水井井壁稳定用定向封堵装置,其特征在于:所述扇形封堵块的外周面上圆周阵列设置有多个定位块(12),所述定位块上设置有定位针(16),所述注浆头组的各个注浆头固定在所述扇形封堵块上的注浆孔(25)内,所述注浆孔(25)位于相邻的两个所述定位块或相邻的两个定位针之间,所述注浆头组与处于井外部的高压注浆封堵设备连接。
10.根据权利要求9所述一种深水井井壁稳定用定向封堵装置,其特征在于:所述扇形封堵块(11)包括上扇形板(20)、下扇形板、内弧形板(22)和外弧形板(21),其中,所述内弧形板与所述外弧形板的上侧之间连接设置有所述上扇形板,所述内弧形板与所述外弧形板的下侧之间连接设置有所述下扇形板,所述上扇形板(20)、下扇形板、内弧形板(22)和外弧形板(21)共同构设连接在一起的结构的内部设置有扇形腔,所述扇形腔内设置有多个沿着径向方向延伸的弹性杆件(24),所述弹性杆件为圆锥体结构,且所述弹性杆件具有一定的弹性,以便为所述内弧形板(22)和外弧形板(21)之间提供径向支撑力与径向顶紧力。
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