[发明专利]一种井下封隔系统高压密闭模拟装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种井下封隔系统高压密闭模拟装置及其使用方法，模拟装置包括钢制管体，钢制管体外侧设置有第一检测组件；钢制管体内部设置有上封隔器组件、下封隔器组件，上封隔器组件通过连通花管以及高压连接管与下封隔器组件相连通；连通花管上设置有检测出水孔，钢制管体中部外侧设置有第二检测组件。其使用方法包括以下步骤：S1、在钢制管体上安装第一检测组件、第二检测组件；S2、将上封隔器组件、下封隔器组件进行安装；S3、将下封隔器组件、上封隔器组件塞入钢制管体内；S4、向上封隔器组件、下封隔器组件内注水；S5、向压裂段注水；S6、对上封隔器组件、下封隔器组件的密封性进行判断；S7、将上封隔器组件、下封隔器组件取出即可。

技术领域

本发明涉及地质检测领域，尤其涉及一种井下封隔系统高压密闭模拟装置及其使用方法。

背景技术

自从开创利用水压致裂法测量地应力以来，该方法已被进一步完善和推广。目前在钻孔中开展的水压致裂(HF)和原生裂隙水压致裂试验(HTPF)是确定全应力张量非常有效的手段，也是国际岩石力学学会推荐的测定地应力的方法之一。

在过去的20年中，该方法已被广泛用于各种地质构造中开展的工程设计，例如核废料地下储存库，水力发电站，高铁隧道等。这些结果在确定地应力有效性方面提供了一个独特的数据支持。

水压致裂法是由一对跨接式封隔器组成，对封隔器增压后密封一段钻孔，然后对密封段注液增压直到孔壁破裂并使之延伸；当向一组跨射式封隔器封隔的孔段增压时，将记录到一条压力-时间记录曲线，根据该测量曲线可以确定测段的破裂压力，重张压力以及闭合压力，利用闭合压力的值计算可得到最大水平主应力。在破裂压力明显的测段利用自动定向印模器可确定最大主应力方向。由于水压致裂法操作简单，且不需要岩石力学参数即可确定地应力值，具有测量深度深等优点，在国内外大型工程中得到了广泛应用。

但在实际测试条件下，由于封隔器在高压力工作条件下的密封性未知，如果在高压力条件下，封隔器的密封性较差，则会出现压裂段漏水或者封隔器无法固定在孔壁的现象，迫使试验失败；而且如果漏水较少，会使瞬时闭合压力小于真实值，从而影响地应力测量结果。因此，有必要研究一种对封隔器的密封性能进行检测的模拟检测装置来避免上述问题的发生。

发明内容

本发明目的是针对上述问题，提供一种结构简单、操作便利的井下封隔系统高压密闭模拟装置及其使用方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种井下封隔系统高压密闭模拟装置，包括钢制管体，钢制管体呈一端封口的圆管状，钢制管体的封口端外侧设置有与钢制管体相连通的第一检测组件；钢制管体内部设置有上封隔器组件、下封隔器组件，上封隔器组件的一端与进水钻杆以及进水安装管相连通，上封隔器组件的另一端通过连通花管以及高压连接管与下封隔器组件的一端相连通，下封隔器组件的另一端进行封堵；所述连通花管上设置有与钢制管体内部相连通的检测出水孔，所述钢制管体中部外侧设置有与钢制管体相连通的第二检测组件，第二检测组件设置在上封隔器组件与下封隔器组件之间。

进一步的，所述上封隔器组件、下封隔器组件均包括橡胶筒，橡胶筒内穿插有中心连接管，橡胶筒的两端对称设置有保护钢套、连接钢体以及固定头；固定头呈螺纹管状，橡胶筒的两端套接在固定头的外侧且橡胶筒内侧壁与固定头外侧壁螺纹连接，橡胶筒的两端外侧套接有保护钢套，连接钢体呈管状，连接钢体套接在中心连接管外侧且连接钢体内侧壁与中心连接管外侧壁相连接，连接钢体的一端嵌接在固定头外侧壁与保护钢套内侧壁之间，连接钢体的另一端设置有安装腔体并通过安装腔体与管道连接件相连通；所述橡胶管内侧壁与中心连接管外侧壁之间设置有过水间隙，过水间隙与安装腔体相连通。

进一步的，所述进水钻杆内设置有进水通道，进水钻杆的一端与上封隔器组件中中心连接管的一端相连接且进水通道与中心连接管内部相连通，中心连接管的另一端与通过连通花管与下封隔器组件相连通；所述进水安装管的一端与上封隔器组件一端的管道连接件相连通，上封隔器组件另一端的管道连接件通过高压连接管与下封隔器组件相连通。