CN114458224B - 一种地下水循环井井内封隔器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

一种地下水循环井井内封隔器及其使用方法

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

目前已发明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。

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。

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。

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。

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发明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，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明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：

一种地下水循环井井内封隔器，设置于中心管上，包括：

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。本发明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。本发明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。

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。

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作面积的大小，能够适应井内小空间和多层叠放操作。

根据一种优选的实施方式，所述封隔组件还包括包覆于钢骨架外壁、能够适应钢骨架的形变进而发生形变并与循环井内壁接触的胶筒。组成钢骨架的若干钢丝以均匀的间隔与胶筒接触并在产生形变时均匀推动胶筒产生形变并与循环井的井壁接触，实现坐封，即通过不透水的胶筒形变后形成的形状与循环井井壁有效贴合将两侧的循环井从贴合处分隔开。胶筒所选材料有良好的物理化学稳定性，具备一定的拉伸强度以适应封隔器的坐封/解封，且抗污染耐酸碱腐蚀，使用寿命较长，使用中还能够有效保护钢丝，避免其被水汽浸润氧化腐蚀。

根据一种优选的实施方式，所述胶筒两端分别与所述底座和所述装置主板连接，当所述钢骨架从解封状态向坐封状态变化时，所述钢骨架相对所述胶筒内壁滑动，此时所述胶筒与所述循环井内壁接触。当胶筒与钢骨架活动的一端不接触而与装置主板接触时，胶筒本身不随钢骨架活动的一端而活动，而是始终保持与中心管的相对位置不变，在钢骨架产生形变而增大横截面积时，钢骨架在其横截面积大于胶筒的横截面积时接触胶筒内壁并推动胶筒外壁靠近循环井并最终与循环井内壁接触实现坐封。构成钢骨架的钢丝表面包裹有套筒以限定启动坐封后的钢骨架呈直长型贴合于循环井井壁；坐封过程中胶筒不会随钢骨架相对中心管的活动而与循环井井壁发生摩擦；在避免了摩擦的情况下，钢骨架的形变量能够被扩大而不易造成胶筒的损伤，从而封隔器的密封性能够充分保证。

根据一种优选的实施方式，所述地下水循环井井内封隔器还包括弹性片层，所述弹性片层两端分别连接底座和装置主板，当所述钢骨架从解封状态向坐封状态变化时，所述胶筒相对所述弹性片层的内壁滑动而此时所述弹性片层与所述循环井内壁接触以减少所述胶筒的磨损，从而延长封隔器的使用寿命，降低封隔器的更换频率。弹性片层还能够保证动力环、传动杆等不被水汽浸润，从而延长封隔器的静止封隔时间。

根据一种优选的实施方式，所述地下水循环井井内封隔器还包括定位圈，所述定位圈包括第一定位圈和第二定位圈，所述第一定位圈和第二定位圈按照能够限定所述动力环的活动范围以限定所述钢骨架的形变范围的方式分别设置于所述动力环的两侧并与所述中心管连接。定位圈的设置能够避免钢骨架过度形变后失去弹性。所述装置主板与底座置于中心管的凹痕处，所述中心管拼接后能够限定所述装置主板与底座的位置，防止封隔器整体上下滑动。

根据一种优选的实施方式，所述底座按照能够增加所述井内封隔器的稳定性的方式与所述第二定位圈通过固定杆连接。

根据一种优选的实施方式，所述传动杆相对所述动力器的一端按照能够增加所述井内封隔器稳定性的方式与所述第二定位圈活动连接。

根据一种优选的实施方式，所述钢骨架设置为由若干根与中心管的中轴线的方向一致的钢丝彼此分隔设置而成，所述钢丝与胶筒的接触为间隔接触。钢丝表面包裹的套筒能限定启动坐封后钢骨架呈直长型贴合于循环井井壁；多组钢丝在应对高压时能够更加稳固，同时在应对单根钢丝损坏的情形时也能够基于自身的弹力而支撑更久，上述设置可有效保证封隔效果。

本发明还提供一种如前述的井内封隔器的使用方法，包括以下步骤：

S1将所述井内封隔器放入所述循环井内需要进行封隔的部位，并摆放为中心管的轴线与循环井的轴线平行；

S2控制所述动力器带动所述传动杆朝向第三方向转动，以使得所述钢骨架在动力环的带动下形变而增大自身横截面积并增加所述胶筒与循环井内壁的接触面积以进入坐封状态；

S3在需要解封时，控制所述动力器带动所述传动杆朝向与第三方向相反的第四方向转动，使得所述钢骨架在动力环的带动下恢复形变以减小自身横截面积并减小所述胶筒与循环井内壁的接触面积以进入解封状态。

本发明另一方面还提供一种循环井封隔方法，通过驱动组件驱动封隔组件的至少部分相对中心管沿第一方向活动以使得封隔组件发生形变而扩大自身横截面积并与循环井井壁接触从而实现坐封。所述驱动组件驱动封隔组件的至少部分相对所述中心管沿与第一方向相反的第二方向活动以使得封隔组件形变恢复而缩小自身横截面积并与循环井井壁脱离接触而实现解封。本发明的封隔器有以下优势：

(1)封隔组件是纯机械结构，由电力驱动组件带动封隔器发生形变，产生控制失灵的概率小，同时结构简单、装配简便；

(2)驱动组件的控制能够是电信号或无线信号控制，坐封和解封过程的启动不需要井内下入多余的配件，对多滤层循环井多个封隔器能够同时坐/解封而不互相影响；

(3)封隔组件的配件结构简单和材料抗污染耐腐蚀，可多次循环使用，装配和维护的成本低；

(4)封隔组件在置入循环井内时可完整下入，无需井下装配，工作时活动范围小，占用空间少，预留给循环井内的反应空间更大。

本发明另一方面还提供一种带动循环井周围含水层地下水垂向循环流动的方法，包括以下步骤：

S1在井内不同深度设置抽水管和注水管，井内封隔器设置于抽水管和注水管之间；

S2在循环井的井体上对应抽水管和注水管管口的深度位置上分别设置筛管以方便井内地下水的流入或流出；

S3通过电力或无线信号控制电力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；

S4开启抽注水，进而带动不同筛段周围含水层中的地下水形成垂向循环流场。

这样设置的有益之处在于：通过电力或无线信号控制井内封隔器解封和坐封状态和井内封隔器较小的体积能够辅助实现同一循环井内多个封隔器叠用的精准控制，从而能够根据修复的需要在不同含水层内形成多个垂向水流循环单元。

附图说明

图1为本发明应用于地下水循环井井内封隔示意图；

图2为本发明解封时钢骨架未包覆胶筒结构示意图；

图3为本发明解封时钢骨架包覆胶筒结构示意图；

图4为本发明坐封时钢骨架未包覆胶筒结构示意图；

图5为本发明动力环、保护圈、第二定位圈剖视示意图；

图6为本发明驱动组件结构示意图。

附图标记列表

1：中心管；2：底座；3：钢骨架；301：钢丝；4：胶筒；5：密封圈；6：定位圈；601：第一定位圈；602：第二定位圈；7：驱动组件；701：传动杆；702：动力器；703：动力环；8：第二螺纹；9：螺母；10：弹性件；11：保护圈；12：固定杆；13：上筛管；14：下筛管；15：抽水管；16：注水管；17：套筒。

具体实施方式

下面结合附图1-6进行详细说明。

实施例1

本实施例提供一种地下水循环井井内封隔器，该封隔器能够通过与循环井的井壁贴合而实现对循环井井内分层抽注水区域的封隔。该封隔器至少包括内部用于通过线缆和管道等的中心管1、环绕于中心管1外壁的底座2和能够改变自身的横截面积大小以改变与循环井的井壁的接触状态的封隔组件。优选地，中心管1具有第一端和第二端，底座2设置于中心管的第一端，封隔组件至少包括改变自身体积以改变与循环井井壁的接触面积进而使循环井连通状态变化的钢骨架3和胶筒4，钢骨架3设置为两端朝向中心管并能发生形变的圆柱形。优选地，钢骨架3由若干钢丝301整齐排列组成。各钢丝能够基于自身弹力产生朝向四周的推力，以推动包覆于圆柱形钢骨架3外部的胶筒4发生形变并贴合于井壁。优选地，钢骨架3设置为能够产生形变以改变自身的横截面积和与循环井井壁的接触面积。优选地，胶筒4设置为能够发生弹性形变，在钢骨架3产生形变时胶筒4能够适应钢骨架3的形状变化而产生形变。优选地，胶筒4在钢骨架3发生形变后产生的压力的作用下与循环井井壁紧密接触，实现对循环井的封隔。优选地，钢丝301表面包裹有套筒17，以在启动坐封时限定钢骨架3呈直长型贴合于循环井井壁，从而有效保证封隔效果。优选地，中心管1内部设置为中空蜂窝状，以便通过线缆或管道等必要元件。优选地，所述底座2外壁设置有密封圈5。

根据一种优选的实施方式，封隔组件还包括用于控制所述钢骨架3是否发生形变和发生的形变的大小的驱动组件7，驱动组件7包括传动杆701、动力器702和动力环703。优选地，动力环703设置于中心管1的第二端，动力环703活动套设于中心管1上。优选地，组成钢骨架3的若干根钢丝301分别具有第三端和第四端，钢丝301的第三端与动力环703连接，钢丝301的第四端与底座2连接。优选地，若干钢丝301的第三端连接于动力环703的外周。优选地，若干钢丝301的间隔均匀。优选地，动力环703内部还设置有至少一个轴线与中心管1的轴线大致平行的内圆环。优选地，内圆环固定连接有螺母9，螺母9的内壁上设置有第一螺纹。传动杆701包括第五端和第六端，传动杆701的第五端插入内圆环中与内圆环的内壁抵触或与螺母9的内壁抵触并基于所述抵触联动。优选地，传动杆701上设置有与内圆环内壁上的第一螺纹契合的第二螺纹8，当传动杆701产生转动时，能够基于彼此契合的第一螺纹和第二螺纹8的存在而带动动力环703相对传动杆701在传动杆701的轴线方向上移动。优选地，传动杆701的第二螺纹8的角度设置为5°～8°，间距1mm～3mm，以防止螺纹的滑动，并选用高强度钢作为原材料生产传动杆701，以承受压力，保证坐封状况的稳定运行。优选地，内圆环至少设置为相对动力环703的圆心对称的两个，以使得动力环703能够在传动杆701转动时沿传动杆701的轴向方向稳定移动，而不会因出现偏转而导致与其连接的钢丝301出现异常形变，影响井内封隔器的封隔效果。优选地，传动杆701的第六端与动力器702连接，动力器702能够基于外部供应的电能或其他控制带动传动杆701沿其自身轴线朝彼此相反的第三方向或第四方向旋转，进而带动动力环703沿传动杆701的轴线方向移动，进而带动钢骨架3发生形变或恢复形变，完成坐封和解封运动。优选地，动力器702与传动杆701的第六端转动连接，例如可以是通过齿轮连接。分别连接两个内圆环的两根传动杆701在由动力器702带动绕其自身轴线旋转时，根据自身的螺纹方向和与自身螺纹契合的内圆环上的螺纹的方向调整转动方向，以使得在两根传动杆701同时转动时控制动力环703朝相同的方向移动，均为向上移动或向下移动。优选地，封隔器还包括装置主板，装置主板设置于中心管1的第二端上。优选地，装置主板设置于动力环703靠近中心管1的第二端的一侧。优选地，所述动力环703的外侧设置有密封圈5。优选地，装置主板与底座2置于中心管1凹痕处，与中心管1拼接后能够限定所述装置主板与底座2位置，从而防止封隔器整体上下滑动，使封隔器得以稳定运行。

根据一种优选的实施方式，本实施例的封隔器还包括定位圈6，定位圈6用于限制动力环703沿传动杆701的轴线方向移动的距离。定位圈6至少包括同轴设置于中心管1上的第一定位圈601和第二定位圈602，第一定位圈601和第二定位圈602分别设置于动力环703的两侧，以将动力环703沿传动杆701的轴线方向移动的距离限制在第一定位圈601和第二定位圈602之间，进而限定动力环703的坐封和解封位置，同时避免过度拉伸钢丝、合理控制钢骨架3的弹性形变、延长封隔器的使用寿命。优选地，第一定位圈601设置于装置主板与动力环703之间。

优选地，传动杆701连接内圆环的第五端贯穿内圆环并与第二定位圈602活动连接。优选地，传动杆701的第五端与第二定位圈602通过轴承连接。优选地，第二定位圈602还通过弹性件10连接有保护圈11。至少两个弹性件10均匀设置于第二定位圈602与保护圈11之间，以在动力环703移动到即将与第二定位圈602接触时能够先与保护圈11接触并由于弹性件10的存在产生缓冲作用，同时避免动力环703移动较快时对第二定位圈602产生冲击，进而造成动力环703或第二定位圈602的使用寿命缩短。优选地，弹性件10可以被实施为弹簧。优选地，第二定位圈602和底座2通过至少两根固定杆12连接，以使得在必要时第二定位圈602和底座2能够互相支撑。

为便于理解，以下对本实施例提供的封隔器的工作原理进行描述：

坐封过程：控制动力器702带动传动杆701朝向第三方向转动，传动杆701基于彼此抵触的第一螺纹和第二螺纹8带动动力环703朝向第二定位圈602移动，进而带动钢骨架3发生形变，整体弹性扩张，使得钢骨架3的横截面积变大，包覆在钢骨架3外侧的胶筒4与循环井的内壁的接触面积逐渐增大，当动力环703移动到与第二定位圈602通过保护圈11间接接触并且弹性件10被完全压缩后时，胶筒4与循环井的井壁的接触面积最大，此时控制动力器702停止转动，封隔器完成坐封过程，并保持在该坐封状态。

解封过程：控制动力器702带动传动杆701朝向与第三方向相反的第四方向转动，传动杆701基于彼此抵触的第一螺纹和第二螺纹8带动动力环703朝向第一定位圈601移动，进而带动钢骨架3逐渐恢复形变，钢骨架3的横截面积逐渐缩小，胶筒4与循环井的内壁的接触面积逐渐减小。当动力环703移动到与第一定位圈601接触时，胶筒4与循环井的内壁的接触面积最小，甚至胶筒4不与循环井的内壁接触，此时控制动力器702停止转动，从而封隔器完成解封过程，并保持在该解封状态。

实施例2

本实施例提供一种如实施例1所述的井内封隔器的使用方法，包括以下步骤：

S1将所述井内封隔器放入所述循环井内需要进行封隔的部位，并摆放为中心管1的轴线与循环井的轴线平行；

S2控制所述动力器702带动所述传动杆701朝向第三方向转动，以使得所述钢骨架3在动力环703的带动下产生形变，增大自身横截面积并增加所述胶筒4与循环井内壁的接触面积以进入坐封状态；

S3在需要解封时，控制所述动力器702带动所述传动杆701朝向与第三方向相反的第四方向转动，以使得所述钢骨架3在动力环703的带动下恢复形变，减小自身横截面积，并减小所述胶筒4与循环井内壁的接触面积而进入解封状态。

实施例3

一种带动地下水垂向循环流动的方法，包括以下步骤：

S1在井内设置抽水管15和注水管16，具体设置位置依据循环井的实际情况进行设定；

S2在循环井的外管上对应抽水管和注水管管口的深度位置上分别设置上筛管13和下筛管14；

S3当井内封隔器处于坐封状态时，开启水泵抽注水，进而带动循环井周边含水层地下水垂向循环流动。

实施例4

本实施例是对实施例1的进一步改进和补充，重复的内容不再赘述。

根据一种优选的实施方式，底座2和装置主板的外侧外还设置有弹性片层，弹性片层包覆于胶筒4外侧，一端与所述底座2的外周连接，另一端与装置主板的外侧连接。优选地，该弹性片层还能够产生弹性形变。在进行坐封时，钢骨架3因产生形变而增大自身的横截面积，从而撑起胶筒4发生弹性形变并将胶筒4推向外侧，以使得胶筒4与弹性片层的内壁接触，同时胶筒4推动弹性片层的外壁与循环井的井壁接触。这样的设置方式有利于在钢骨架3和胶筒4移动以进行坐封和解封时，胶筒4与弹性片层的内壁接触而不与循环井的粗糙内壁接触，进而不会造成胶筒4在坐封和解封的过程中被毛刺划破，避免影响坐封效果。同时由于在整个坐封过程中底座2和装置主板的位置始终保持不变，因此弹性片层的外壁与循环井的内壁的相对位置保持不变，弹性片层不会与循环井的内壁产生摩擦和相对滑动，进而能够避免弹性片层被划破。

根据一种优选的实施方式，胶筒4具有第七端和第八端，胶筒4的第七端连接于底座2的周向上，胶筒4的第八端连接于装置主板的周向上。优选地，底座2和装置主板的直径小于循环井的直径，并且小于钢骨架3形变后的最大横截面积。在进行坐封的过程中，通过控制钢骨架3产生形变增大自身横截面积，进而由若干根组成钢骨架3的钢丝301朝向远离中心管轴线的方向推动胶筒4使得胶筒4产生弹性形变并且与循环井的内壁接触。这样的设置方式有利于胶筒4在坐封和解封的过程中不会与循环井的内壁产生摩擦，进而不会造成胶筒4被划伤或磨损，同时能够减少封隔器的故障率和延长封隔器的使用寿命。

根据一种优选的实施方式，组成钢骨架3的钢丝301表面包裹有套筒17，从而保证坐封后钢骨架3呈直长型贴合于循环井井壁，通过限定钢丝301的形状，能够推动胶筒4的形变与循环井的内壁形状契合，增加封隔器的密封效果。本封隔器通过若干钢丝301上的套筒17使弹力均匀分散，在周向上独立产生均匀推力，使得钢骨架3本身能够承受较大的压力；在单根钢丝301损坏的情况下，周围的其余钢丝301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。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。

Claims (6)

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；

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；

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)；

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；

所述动力环(703)内部还设置有至少一个轴线与中心管(1)的轴线平行的内圆环，内圆环固定连接有螺母(9)，螺母(9)的内壁上设置有第一螺纹，传动杆(701)包括第五端和第六端，传动杆(701)的第五端插入内圆环中与内圆环的内壁抵触或与螺母(9)的内壁抵触并基于所述抵触联动，传动杆(701)上设置有与内圆环内壁上的第一螺纹契合的第二螺纹(8)，当传动杆(701)产生转动时，能够基于彼此契合的第一螺纹和第二螺纹(8)的存在而带动动力环(703)相对传动杆(701)在传动杆(701)的轴线方向上移动。

2.根据权利要求1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)按照能够在所述动力环(703)沿所述中心管(1)移动到与所述第二定位圈(602)接触的情况下产生缓冲的方式设置于靠近所述动力环(703)的一侧。

3.根据权利要求1所述的井内封隔器，其特征在于，还包括分别设置于所述中心管(1)两端的底座(2)和装置主板，所述钢骨架(3)背离所述动力环(703)的一端与所述底座(2)连接，所述装置主板设置于所述第一定位圈(601)远离所述动力环(703)的一侧；

所述装置主板与所述底座(2)置于所述中心管(1)凹痕处，所述中心管(1)拼接后能够限定所述装置主板与所述底座(2)的位置，防止封隔器整体上下滑动。

4.一种循环井封隔方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的井内封隔器进行循环井封隔。

5.如权利要求1所述的井内封隔器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述井内封隔器放入所述循环井内需要进行封隔的部位，并摆放为中心管(1)的轴线与循环井的轴线平行；

控制所述动力器(702)带动所述传动杆(701)朝向第三方向转动，使得所述钢骨架(3)在动力环(703)的带动下产生形变以增大自身横截面积并增加所述胶筒(4)与循环井内壁的接触面积而进入坐封状态；

在需要解封时，控制所述动力器(702)带动所述传动杆(701)朝向与第三方向相反的第四方向转动，使得所述钢骨架(3)在动力环(703)的带动下恢复形变以减小自身横截面积并减小所述胶筒(4)与循环井内壁的接触面积而进入解封状态。

6.一种使用权利要求1至3之一所述的井内封隔器带动地下水垂向循环流动的方法，其特征在于，包括以下步骤：

在井内设置抽水管(15)和注水管(16)，井内封隔器设置于抽水管(15)和注水管(16)之间；

在循环井的外管上对应抽水管(15)和注水管(16)管口的深度位置上分别设置上筛管(13)和下筛管(14)；

通过电力或无线信号控制驱动组件(7)带动封隔组件的至少部分相对中心管(1)活动并扩大自身横截面积以坐封循环井；

开启水泵抽注水，进而带动循环井周边含水层的地下水垂向循环流动。

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