[发明专利]热敏伞式折叠型多层封隔器

说明书

技术领域

本发明涉及一种多层封隔器，具体涉及一种采用热敏金属片的伞式折叠型多层封隔器，用于开采油页岩等矿物时对上下储层间的矿物进行有效地封隔。

背景技术

天然气水合物是在陆地永久冻土带由甲烷及水在低温高压条件下生成的一种固体化合物，具有分布广、储量巨大的特点；此外，有时抽取地下水时需要抽取某一层位的地下水，防止不同层位的地下水之间互相污染；开采油页岩等矿物时，通常只需要开采某一层位的矿物而并非全部矿物。

因此，要想实现只开采、转运某一特定层位目标矿物的目的，必须使用封隔器加以实现。

现有的封隔器多为单层封隔，封隔效果不是很理想，导致上下储层间的天然气水合物、地下水、油页岩等矿物互相污染，对开采矿物的品质产生不利影响。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种操作简便、结构简单、对下伏地层具有良好封隔效果的热敏伞式折叠型多层封隔器。

本发明通过以下方案实现：

一种热敏伞式折叠型多层封隔器，包括动力模块、封隔模块和开采模块；

其中，动力模块包括有双动力头钻机1、双动力头2和泵3；开采模块中的具有双层结构的固定中心管5与双动力头2固定连接；

所述的封隔模块中的上顶盖7与活动外管4滑动连接，上压盘14与活动外管4固定连接，下压盘19与固定中心管5固定连接，过渡压盘21与固定中心管5滑动连接；

所述的双动力头2带动开采模块中的活动外管4向下运动，进而驱动能够轴向折叠、径向挤扩的封隔模块中的上压盘14和伞式封隔杆系。

具体地，封隔模块包括上部套管柱6、上顶盖7、大径伸缩连杆8、小径伸缩连杆9、上边缘曲面挡圈10、下边缘曲面挡圈11、上压盖12、螺栓13、上压盘14、双层耐高温橡胶15、仿生上弓臂16、固定连接板17、下弓臂18、下压盘19、过渡弓臂连杆20、过渡压盘21、下压盖22、热敏金属片23、套管短节26和下部套管柱27；

开采模块包括活动外管4、固定中心管5、伸缩喷管24和抽吸管25。

所述的双动力头钻机1通过双动力头2带动活动外管4上下运动，从而驱动封隔模块上下运动，实现封隔模块的轴向折叠、径向挤扩，从而对下伏地层进行封隔；此外，双动力头2对固定中心管5起到固定限位的作用。

固定中心管5为双层结构，从而形成外层环状空间和内层管状空间，由外层环状空间向下泵入高压热水或蒸汽，从伸缩喷管24喷出；目标矿物通过抽吸管25、固定中心管5的内层管状空间抽吸到地表，固定中心管5的底部密封，防止矿物与热水进入下伏地层；

由泵3提供喷射高压热水和抽吸目标矿物的动力，从而实现目标矿物的开采、转运；

活动外管4侧壁上相应于目标矿物层处设置有一段长槽，伸缩喷管24和抽吸管25从该长槽中伸出到目标矿物层；

大径伸缩连杆8上端固定在上顶盖7下表面，小径伸缩连杆9下端固定在上压盖12上表面，大径伸缩连杆8和小径伸缩连杆9之间滑动连接，对封隔模块起到导向限位的作用；

上边缘曲面挡圈10、下边缘曲面挡圈11分别在上、下边缘具有曲面结构，与双层耐高温橡胶15的圆弧形状相配合，提高封隔的效果；

套管短节26内壁上设置有螺纹，上边缘曲面挡圈10和下边缘曲面挡圈11通过螺纹固定连接在套管短节26的内壁上。

活动外管4穿过上顶盖7的通孔，并且上顶盖7的通孔侧面与活动外管4紧配合，起到导向限位及一级封隔的作用。

上压盖12用螺栓固定在活动外管4外表面，用于将双层耐高温橡胶15的上端固定在上压盘14上，上压盘14用螺纹连接在活动外管4的底端。

至少三个下压盘19分别固定在固定中心管5的底端相应位置，下压盖22用螺栓固定在固定中心管5的底端。

双层耐高温橡胶15的上端被上压盖12和上压盘14夹持住，双层耐高温橡胶15的下端被最底层的下压盘19和下压盖22夹持住。

热敏金属片23采用耐高温强力胶粘结于双层耐高温橡胶15之间，当注入高温蒸汽或热水时，热敏金属片23膨胀变形，从而实现辅助封隔；

仿生上弓臂16仿造人脚的结构，包括腿部、脚跟和脚尖，仿生上弓臂16上端相当于人体的腿部，与上压盘14铰接，仿生上弓臂16下端相当于人体的脚跟和脚尖，脚尖部分处于双层耐高温橡胶15的弯曲处，脚跟部分与下弓臂18铰接；

至少两个过渡压盘21滑动连接在固定中心管5下端相应位置，过渡压盘21的端部用过渡弓臂连杆20与下弓臂18的靠近中部的位置铰接；