CN202417416U - 深孔地应力测试高压封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于勘探深孔地应力测试的深孔地应力测试高压封隔器；包括内芯管、胶套筒、上分水接头与下分水接头；胶套筒设有容腔，容腔安装内芯管，胶套筒与内芯管之间设有环状空隙；胶套筒上、下两端外侧壁相应套装有上外套箍、下外套箍，上外套箍、下外套箍的外侧壁与胶套筒的外侧壁平齐；胶套筒上、下两端与上分水接头、下分水接头螺纹连接，内芯管上、下两端与上分水接头、下分水接头螺纹连接；上分水接头和下分水接头均设有水路通孔，水路通孔经水路通道与环状空隙相连通。本实用新型产品的突出特点在于胶套筒的结构，解决了胶套筒端部突出，变形过大，甚至撕裂破坏的问题，结构简单，可多次重复使用。

Description

深孔地应力测试高压封隔器

技术领域

本实用新型涉及一种在地质勘探中地应力测试所使用的封隔装置，具体地说是一种用于勘探深孔地应力测试的深孔地应力测试高压封隔器。

背景技术

在地质勘探阶段，利用勘探深孔，通过水压致裂法钻孔地应力测量，可确定原岩应力状态及分布规律，为地下工程设计和深部矿山安全开采提供科学的地质依据。封隔器是实现多次、连续深孔地应力测试的主要装置。封隔器胶套筒是封隔器的关键部件。地应力测试是依靠封隔器胶套筒膨胀并贴紧孔壁来隔离压裂测试段的，封隔器胶套筒的端部是封隔器的薄弱部位。在深孔地应力测试中，要求注入封隔器的压力高，这就容易导致封隔器胶套筒端部突出，变形过大，甚至撕裂破坏。目前，常用的地应力测试封隔器胶套筒采用橡胶层直接硫化在环形管头外面的结构，在高压力测试条件下，存在诸如胶套筒管头脱落，胶套筒端部突出，承受压力小等问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种深孔地应力测试高压封隔器，其目的在于解决在深孔地应力测试作业中容易出现的胶套筒管头脱落，胶套筒端部突出，封隔压力小的技术问题。

本实用新型实现上述目的采取的技术方案如下：一种深孔地应力测试高压封隔器，包括内芯管、胶套筒、上分水接头与下分水接头；其特征在于：胶套筒设有容腔，容腔安装内芯管，胶套筒与内芯管之间设有环状空隙；胶套筒上、下两端外侧壁相应套装有上外套箍、下外套箍，上外套箍、下外套箍的外侧壁与胶套筒的外侧壁平齐；胶套筒上、下两端与上分水接头、下分水接头螺纹连接，内芯管上、下两端与上分水接头、下分水接头螺纹连接；上分水接头和下分水接头均设有水路通孔，水路通孔经水路通道与环状空隙相连通。

胶套筒包括固定为一体的胶套筒内主体、胶套筒外主体、胶套筒内主体两端设有的多层结构与经纬网布；多层结构包括尼龙筋线层、碗状环形钢制管头、凹槽尼龙筋线，胶套筒内主体两端侧壁缠绕有尼龙筋线层，胶套筒内主体两端、尼龙筋线层外面设有碗状环形钢制管头，碗状环形钢制管头外侧壁设有多道环状凹槽，环状凹槽内嵌装有凹槽尼龙筋线，胶套筒内主体与碗状环形钢制管头的外面设有经纬网布，经纬网布的外面设有胶套筒外主体，胶套筒外主体的两端侧壁设有变径小管径段，两端变径小管径段外面分别套装有上外套箍与下外套箍。

碗状环形钢制管头的外端设有外螺纹 。

碗状环形钢制管头的碗状形段与胶套筒主体经热硫化工艺胶结在一起。本实用新型产品的突出特点在于胶套筒的结构。在地应力测试中，注入封隔器胶套筒内部的压力液体将使胶套筒产生膨胀变形，以此来贴紧钻孔孔壁。管头的碗状环形段可限制胶套筒端部的变形，并且胶套筒端部承受的压力可由管头的碗状环形段来支撑。在封隔器胶套筒两端管头的碗状环形段内部橡胶层里缠绕的尼龙筋线层可进一步增强胶套筒端部橡胶层的强度，减小其变形。设置在胶套筒的两端外部的上外套箍和下外套箍，可配合管头的碗状环形段来共同限制胶套筒端部的变形，以及承受胶套筒端部所受的压力，这样就有效的解决了胶套筒端部突出，变形过大，甚至撕裂破坏的问题，提高了封隔承受压力。

本实用新型产品结构简单，可多次重复使用，封隔压力高。本实用新型根据需要制作成不同规格的系列产品。

附图说明

图1为本实用新型的分拆结构示意图，

图2为胶套筒的结构示意图，

图3为碗状环形钢制管头的结构示意图，

图4a为奇数层尼龙筋线层缠绕方向示意图，

图4b为偶数层尼龙筋线层缠绕方向示意图。

图中：1—上分水接头，2—上外套箍,3—内芯管，4—胶套筒, 41—胶套筒内主体， 42—胶套筒外主体，43—变径小管径段，5—下外套箍，6—下分水接头,7—碗状环形钢制管头，8—尼龙筋线层，9—经纬网布，10—水路孔，11—环状凹槽，12—环状空隙，13—水路通道，14—凹槽尼龙筋线，15—斜面， m—尼龙筋线层内端与碗状环形钢制管头的内端的距离。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行说明。如图1所示：一种深孔地应力测试高压封隔器，包括内芯管3、胶套筒4、上分水接头1与下分水接头6；胶套筒4设有容腔，容腔安装内芯管3，胶套筒4与内芯管3之间设有环状空隙12；胶套筒4上、下两端外侧壁相应套装有上外套箍2、下外套箍5，上外套箍2、下外套箍5的外侧壁与胶套筒4的外侧壁平齐；胶套筒4上、下两端与上分水接头1、下分水接头6螺纹连接，内芯管3上、下两端与上分水接头1、下分水接头6螺纹连接；上分水接头1和下分水接头6均设有水路通孔10，水路通孔10经水路通道13与环状空隙12相连通。

参见图2：胶套筒4为圆筒形橡胶筒，胶套筒4包括固定为一体的胶套筒内主体41、胶套筒外主体42、胶套筒内主体41两端设有多层结构与经纬网布9；多层结构包括尼龙筋线层8、碗状环形钢制管头7、凹槽尼龙筋线14，胶套筒内主体41两端侧壁缠绕有尼龙筋线层8，胶套筒内主体41两端、尼龙筋线层8外面设有碗状环形钢制管头7，参见图3：碗状环形钢制管头7外侧壁设有多道环状凹槽11，碗状环形钢制管头7外侧壁裹覆有薄橡胶层，并在凹槽11处的薄橡胶层外缠绕尼龙筋线14，胶套筒内主体41与碗状环形钢制管头7的外面设有经纬网布9，经纬网布9的外面设有胶套筒外主体42，胶套筒外主体42的两端侧壁设有变径小管径段43，变径小管径段43外面套装有上外套箍2与下外套箍5， 碗状环形钢制管头7的外端设有外螺纹 。碗状环形钢制管头7与上分水接头1、下分水接头6螺纹连接。

参见图4a与图4b：尼龙筋线层8与胶套筒4轴向的夹角α 为45°，尼龙筋线设置为倾斜，可在保证强度的条件下，还可有一定的变形量。尼龙筋线层8设置为四层或其它偶数层，如两层、六层、八层；相邻尼龙筋线层8的布置方向相反，如奇数层的布置方向为右旋，则偶数层的布置方向为左旋。

碗状环形钢制管头7的内端，即碗状端与胶套筒4的橡胶主体经热硫化工艺胶结在一起。参见图3：碗状环形钢制管头7的内端设有斜面15，斜面15与碗状环形钢制管头7侧壁的倾角β为15°；设置倾角β的目的为在胶套筒膨胀变形时，使橡胶层和尼龙筋线层变形平顺，避免产生应力集中，导致拉扯破坏。

参见图1与图2：为了使胶套筒端部所承受的压力通过尼龙筋线层更好的传递到上外套箍和下外套箍，作为本实用新型的完善，尼龙筋线层8的内端超出碗状环形钢制管头7的内端；超出距离即尼龙筋线层内端与碗状环形钢制管头的内端的距离m为6厘米。

Claims (5)

1.一种深孔地应力测试高压封隔器，包括内芯管、胶套筒、上分水接头与下分水接头；其特征在于：胶套筒（4）设有容腔，容腔安装内芯管（3），胶套筒（4）与内芯管（3）之间设有环状空隙（12）；胶套筒（4）上、下两端外侧壁相应套装有上外套箍（2）、下外套箍（5），上外套箍（2）、下外套箍（5）的外侧壁与胶套筒（4）的外侧壁平齐；胶套筒（4）上、下两端与上分水接头（1）、下分水接头（6）螺纹连接，内芯（3）上、下两端与上分水接头（1）、下分水接头（6）螺纹连接；上分水接头（1）和下分水接头（6）均设有水路通孔（10），水路通孔（10）经水路通道（13）与环状空隙（12）相连通。

2.如权利要求1所述的一种深孔地应力测试高压封隔器，其特征在于：胶套筒（4）包括固定为一体的胶套筒内主体（41）、胶套筒外主体（42）、胶套筒内主体（41）两端设有多层结构与经纬网布（9）；多层结构包括尼龙筋线层（8）、碗状环形钢制管头（7）、凹槽尼龙筋线（14），胶套筒内主体（41）两端侧壁缠绕有尼龙筋线层（8），胶套筒内主体（41）两端、尼龙筋线层（8）外面设有碗状环形钢制管头（7），碗状环形钢制管头（7）外侧壁设有多道环状凹槽(11)，环状凹槽(11)内嵌装有凹槽尼龙筋线(14)，胶套筒内主体（41）与碗状环形钢制管头（7）的外面设有经纬网布（9），经纬网布（9）的外面设有胶套筒外主体（42），胶套筒外主体（42）的两端侧壁设有变径小管径段（43），变径小管径段（43）外面固定装有上外套箍（2）与下外套箍（5），碗状环形钢制管头（7）的外端设有外螺纹 。

3.如权利要求2所述的一种深孔地应力测试高压封隔器，其特征在于：尼龙筋线层（8）与胶套筒（4）轴向的夹角α 为45°，尼龙筋线层（8）设置为四层或其它偶数层，相邻尼龙筋线层（8）的布置方向相反。

4.如权利要求2或3所述的一种深孔地应力测试高压封隔器，其特征在于：碗状环形钢制管头（7）的内端设有斜面（15），斜面（15）与碗状环形钢制管头（7）侧壁的倾角β为15°。

5.如权利要求4所述的一种深孔地应力测试高压封隔器，其特征在于：尼龙筋线层（8）的内端超出碗状环形钢制管头（7）的内端；超出距离为6厘米。

Images