[发明专利]一种地下水循环井井内封隔器及其使用方法

说明书

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。

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。