一种水力压裂钻孔封孔装置的制作方法

专利2025-08-08  16


本发明涉及钻孔封孔,尤其涉及一种水力压裂钻孔封孔装置。


背景技术:

1、水力压裂钻孔封孔是指在完成水力压裂作业后,对钻孔进行封闭的过程,这一过程是为了确保钻孔的安全性和稳定性,防止水力压裂过程中使用的高压液体泄漏到地层之外,同时也是为了满足环境保护和法规的要求。

2、现有的水力压裂钻孔封孔,通常是直接将封孔装置插入钻孔内,然后对封孔装置上的气囊进行充气,使得气囊鼓起进行封孔,由于钻孔内壁凹凸不平,气囊暴露在表面容易受到破损,导致钻孔内的密闭性较差,且在气囊充气时,不方便对气囊进行控制调整,容易使得气囊与钻孔之间存在空隙,影响封孔效果。

3、因此需要设计一种能够对气囊进行保护,避免气囊破损导致钻孔内的密闭性较差,且能够对钻孔内的密闭性进行检测,便于随时对气囊进行调整,确保钻孔内处于良好的密闭状态,提高封孔效果的水力压裂钻孔封孔装置。


技术实现思路

1、为了克服现有的水力压裂钻孔封孔,钻孔内壁凹凸不平,气囊暴露在表面容易受到破损,导致钻孔内的密闭性较差,且在气囊充气时,不方便对气囊进行控制调整,容易使得气囊与钻孔之间存在空隙的缺点,本发明的技术问题是:提供一种能够对气囊进行保护,避免气囊破损导致钻孔内的密闭性较差,且能够对钻孔内的密闭性进行检测,便于随时对气囊进行调整,确保钻孔内处于良好的密闭状态,提高封孔效果的水力压裂钻孔封孔装置。

2、一种水力压裂钻孔封孔装置,包括有导向连接杆、卡位连接杆、导向杆、支撑杆、第一连接杆、膨胀机构和卡位机构,导向连接杆上侧连接有卡位连接杆,卡位连接杆上侧连接有导向杆,导向杆上部连接有支撑杆,支撑杆上侧连接有第一连接杆,导向杆、支撑杆和第一连接杆之间设有膨胀机构,导向连接杆上设有卡位机构。

3、进一步说明,导向连接杆下部为锥形。

4、进一步说明,导向杆上开有多个滑槽。

5、进一步说明,膨胀机构包括有气泵、气囊、第一保护壳、第二保护壳、第一弹簧和气压传感器,支撑杆上下两部内侧均连接有气泵,支撑杆上下两侧均连接有气囊,气囊均与相邻的气泵相连接,导向杆上部滑动式连接有第一保护壳,第一连接杆下部也滑动式连接有第一保护壳,支撑杆外部滑动式连接有上下两个第二保护壳,气囊均位于与其相邻的第一保护壳与第二保护壳内侧,第二保护壳均与支撑杆之间连接有第一弹簧,上侧的第一保护壳与第一连接杆之间也连接有第一弹簧,支撑杆前中部连接有气压传感器。

6、进一步说明,第一保护壳与第二保护壳均为不锈钢材质。

7、进一步说明,还包括有卡位机构,卡位机构包括有推杆、卡位块和第二弹簧,下侧的第一保护壳中部下侧连接有推杆,卡位连接杆前后左右四部均转动式连接有卡位块,推杆与卡位连接杆滑动式相连接,推杆与卡位连接杆之间连接有第二弹簧。

8、进一步说明,卡位块上部均为锥形。

9、进一步说明,还包括有导向机构,导向机构包括有固定架、扭簧、角度编码器和滚轮,导向连接杆前后左右四部均转动式连接有固定架,固定架左右两部均与导向连接杆之间连接有扭簧,导向连接杆上连接有多个角度编码器,角度编码器输入轴均与相邻的固定架相连接,固定架上部均转动式连接有滚轮。

10、进一步说明,滚轮上均设有防滑纹。

11、进一步说明,还包括有收束机构,收束机构包括有第二连接杆和套环,下侧的第一保护壳左右两部下侧均连接有前后两个第二连接杆,第二连接杆下侧之间连接有套环,卡位块均与套环接触。

12、本发明的有益效果为:1、本发明通过第一保护壳与第二保护壳对气囊进行保护,之后通过气压传感器检测钻孔内的密闭性,达到了能够对气囊进行保护,避免气囊破损导致钻孔内的密闭性较差,且能够对钻孔内的密闭性进行检测,便于随时对气囊进行调整,确保钻孔内处于良好的密闭状态,提高封孔效果的效果。

13、2、本发明通过推杆向下移动,第二弹簧受到挤压收缩,使得推杆接触卡位块,使得卡位块向外转动,进而使得卡位块卡在钻孔内壁,达到了能够快速对本装置进行卡位固定,减少本装置的安装时间,提高作业效率的效果。

14、3、本发明通过固定架转动,使得滚轮接触钻孔内壁,导向连接杆移动的同时,带动滚轮转动,之后通过角度编码器监测固定架角度变化,当固定架角度变化过大时,可判断钻孔内壁是否发生破裂,达到了能够对本装置进行导向移动和固定架角度变化监测,便于通知工作人员后续进行处理,提高本装置的实用性的效果。

15、4、本发明通过下侧的第一保护壳向上移动,使得推杆向上移动不再接触卡位块,带动第二连接杆上的套环向上移动,使得套环接触卡位块,带动卡位块向上转动,使得卡位块不再接触钻孔内壁,达到了能够对卡位块进行限位,方便对本装置进行取出,提高使用本装置的便捷性的效果。



技术特征:

1.一种水力压裂钻孔封孔装置,其特征是:包括有导向连接杆(1)、卡位连接杆(2)、导向杆(3)、支撑杆(4)、第一连接杆(5)、膨胀机构(6)和卡位机构(7),导向连接杆(1)上侧连接有卡位连接杆(2),卡位连接杆(2)上侧连接有导向杆(3),导向杆(3)上部连接有支撑杆(4),支撑杆(4)上侧连接有第一连接杆(5),导向杆(3)、支撑杆(4)和第一连接杆(5)之间设有能够进行保护和确保封孔密闭性的膨胀机构(6),导向连接杆(1)上设有能够快速对本装置进行固定的卡位机构(7)。

2.按照权利要求1所述的一种水力压裂钻孔封孔装置,其特征是:导向连接杆(1)下部为锥形。

3.按照权利要求2所述的一种水力压裂钻孔封孔装置,其特征是:导向杆(3)上开有多个滑槽。

4.按照权利要求3所述的一种水力压裂钻孔封孔装置,其特征是:膨胀机构(6)包括有气泵(61)、气囊(62)、第一保护壳(63)、第二保护壳(64)、第一弹簧(65)和气压传感器(66),支撑杆(4)上下两部内侧均连接有气泵(61),支撑杆(4)上下两侧均连接有气囊(62),气囊(62)均与相邻的气泵(61)相连接,导向杆(3)上部滑动式连接有第一保护壳(63),第一连接杆(5)下部也滑动式连接有第一保护壳(63),支撑杆(4)外部滑动式连接有上下两个第二保护壳(64),气囊(62)均位于与其相邻的第一保护壳(63)与第二保护壳(64)内侧,第二保护壳(64)均与支撑杆(4)之间连接有第一弹簧(65),上侧的第一保护壳(63)与第一连接杆(5)之间也连接有第一弹簧(65),支撑杆(4)前中部连接有气压传感器(66),通过第一保护壳(63)与第二保护壳(64)对气囊(62)进行保护,插入一定位置后,启动气泵(61),使得气囊(62)鼓起,通过气囊(62)鼓起挤压第一保护壳(63)与第二保护壳(64),使得第一保护壳(63)与第二保护壳(64)向外移动,第一弹簧(65)受到挤压收缩,之后通过气压传感器(66)检测钻孔内的密闭性,当钻孔内的密闭性较差时,再继续启动气泵(61),使得气囊(62)继续膨胀,对钻孔进行封堵。

5.按照权利要求4所述的一种水力压裂钻孔封孔装置,其特征是:第一保护壳(63)与第二保护壳(64)均为不锈钢材质。

6.按照权利要求5所述的一种水力压裂钻孔封孔装置,其特征是:还包括有卡位机构(7),卡位机构(7)包括有推杆(71)、卡位块(72)和第二弹簧(73),下侧的第一保护壳(63)中部下侧连接有推杆(71),卡位连接杆(2)前后左右四部均转动式连接有卡位块(72),推杆(71)与卡位连接杆(2)滑动式相连接,推杆(71)与卡位连接杆(2)之间连接有第二弹簧(73),带动推杆(71)向下移动,第二弹簧(73)受到挤压收缩,使得推杆(71)接触卡位块(72),使得卡位块(72)向外转动,进而使得卡位块(72)卡在钻孔内壁。

7.按照权利要求6所述的一种水力压裂钻孔封孔装置,其特征是:卡位块(72)上部均为锥形。

8.按照权利要求7所述的一种水力压裂钻孔封孔装置,其特征是:还包括有导向机构(8),导向机构(8)包括有固定架(81)、扭簧(82)、角度编码器(83)和滚轮(84),导向连接杆(1)前后左右四部均转动式连接有固定架(81),固定架(81)左右两部均与导向连接杆(1)之间连接有扭簧(82),导向连接杆(1)上连接有多个角度编码器(83),角度编码器(83)输入轴均与相邻的固定架(81)相连接,固定架(81)上部均转动式连接有滚轮(84),固定架(81)转动,扭簧(82)发生形变,使得滚轮(84)接触钻孔内壁,通过防滑纹进行防滑,导向连接杆(1)移动的同时,带动滚轮(84)转动,之后通过角度编码器(83)监测固定架(81)角度变化,当固定架(81)角度变化过大时,可判断钻孔内壁是否发生破裂。

9.按照权利要求8所述的一种水力压裂钻孔封孔装置,其特征是:滚轮(84)上均设有防滑纹。

10.按照权利要求9所述的一种水力压裂钻孔封孔装置,其特征是:还包括有收束机构(9),收束机构(9)包括有第二连接杆(91)和套环(92),下侧的第一保护壳(63)左右两部下侧均连接有前后两个第二连接杆(91),第二连接杆(91)下侧之间连接有套环(92),卡位块(72)均与套环(92)接触,气囊(62)放气,使得第一弹簧(65)与第二弹簧(73)复原,带动下侧的第一保护壳(63)向上移动,使得推杆(71)向上移动不再接触卡位块(72),带动第二连接杆(91)上的套环(92)向上移动,使得套环(92)接触卡位块(72),带动卡位块(72)向上转动,使得卡位块(72)不再接触钻孔内壁。


技术总结
本发明涉及钻孔封孔技术领域,尤其涉及一种水力压裂钻孔封孔装置。本发明提供一种能够对气囊进行保护,避免气囊破损导致钻孔内的密闭性较差,且能够对钻孔内的密闭性进行检测,便于随时对气囊进行调整,确保钻孔内处于良好的密闭状态,提高封孔效果的水力压裂钻孔封孔装置。一种水力压裂钻孔封孔装置,包括有导向连接杆和卡位连接杆等,导向连接杆上侧连接有卡位连接杆。本发明通过第一保护壳与第二保护壳对气囊进行保护,之后通过气压传感器检测钻孔内的密闭性,达到了能够对气囊进行保护,避免气囊破损导致钻孔内的密闭性较差,且能够对钻孔内的密闭性进行检测,便于随时对气囊进行调整,确保钻孔内处于良好的密闭状态,提高封孔效果的效果。

技术研发人员:裕龙龙,程浩,徐光文,侯国明,仝现伟,罗文柯,李贺
受保护的技术使用者:淮北矿业股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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