本發(fā)明涉及地應(yīng)力測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種水力解鎖開關(guān)及封隔器控制裝置。

背景技術(shù)：

在進行深鉆孔水力壓裂地應(yīng)力測量的過程中，需要使用跨接封隔器將鉆孔的部分區(qū)域進行密封。具體地，封隔器通常包括兩個橡膠筒和一個中間段，中間段連接于兩個橡膠筒之間，當將封隔器下放到鉆孔的待測量位置后，首先將兩個橡膠筒向徑向膨脹，從而使得兩個橡膠筒的側(cè)面與鉆孔的側(cè)壁接觸，將中間段所在區(qū)域密封，以便于在中間段對應(yīng)的鉆孔區(qū)域進行水力壓裂地應(yīng)力測量。當測量過程結(jié)束后，卸載橡膠筒內(nèi)壓力并恢復初始狀態(tài)，然后將封隔器提升并從鉆孔中取出。

當橡膠筒處于初始狀態(tài)時，橡膠筒的外徑小于鉆孔內(nèi)徑，封隔器可沿鉆孔自由移動，當橡膠筒處于膨脹狀態(tài)時，橡膠筒的外側(cè)緊密貼合鉆孔的孔壁，以起到更好的密封效果。為提升封隔器的耐壓能力，增加封隔器的使用次數(shù)，通常需降低橡膠筒的伸縮量，即減小處于初始狀態(tài)時橡膠筒的外徑與鉆孔內(nèi)徑的差值。

但是，由于處于初始狀態(tài)時橡膠筒的外徑與鉆孔內(nèi)徑的差值較小，因此在施工過程中易出現(xiàn)封隔器在鉆孔中遇阻無法提升的問題，例如鉆孔壁小的掉塊，易卡在封隔器與鉆孔之間，使得封隔器無法提升。目前，遇到封隔器在鉆孔中遇阻無法提升的問題時，通常的做法為破壞性強拉，即增加拉力以將封隔器拉出，但是這樣容易造成連接于封隔器上方的鉆桿斷裂，且易發(fā)生安全事故。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種水力解鎖開關(guān)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的封隔器在鉆孔中遇阻后提升的過程中易造成鉆桿斷裂或者發(fā)生安全事故的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供的水力解鎖開關(guān)，包括：上部連接筒、下部連接筒、滑動套筒、鎖定件和高壓水管路，其中，

所述滑動套筒套裝于所述上部連接筒的外側(cè)，所述滑動套筒的內(nèi)側(cè)壁與所述上部連接筒的外側(cè)壁之間形成有高壓水腔，所述高壓水腔位于所述滑動套筒遠離所述下部連接筒的區(qū)域，所述高壓水管路伸入所述上部連接筒的內(nèi)部，所述高壓水管路上設(shè)置有高壓水出口，所述高壓水出口與所述高壓水腔連通；

所述下部連接筒的一端伸入所述上部連接筒，所述下部連接筒伸入所述上部連接筒的一端的外側(cè)壁設(shè)置有鎖定槽，所述上部連接筒的側(cè)壁設(shè)置有通孔，所述鎖定件穿過所述通孔，且一端與所述鎖定槽抵接、另一端與所述滑動套筒的內(nèi)側(cè)壁抵接，以將所述上部連接筒與所述下部連接筒連接。

優(yōu)選地，所述滑動套筒的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有安裝槽，所述安裝槽內(nèi)安裝有第一密封圈，所述第一密封圈的內(nèi)圈與所述上部連接筒接觸。

進一步地，所述滑動套筒上設(shè)置有貫穿其筒壁的壓力平衡孔，所述壓力平衡孔位于所述滑動套筒上靠近所述下部連接筒的一端。

優(yōu)選地，還包括充水管路結(jié)構(gòu)，所述充水管路結(jié)構(gòu)包括第一充水管路和第二充水管路，所述第一充水管路伸入所述上部連接筒，所述第二充水管路伸入所述下部連接筒，所述第一充水管路與所述第二充水管路連通，所述第一充水管路與所述第二充水管路插接且插接處安裝有第二密封圈。

可選地，所述第一充水管路與所述第二充水管路之間通過水路連接閥連通。

進一步地，所述充水管路結(jié)構(gòu)的數(shù)量為多個。

優(yōu)選地，所述鎖定件為滾珠。

進一步地，所述通孔為碗狀孔，所述通孔朝向所述滑動套筒的一端的直徑大于所述通孔朝向所述下部連接筒的一端的直徑。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的水力解鎖開關(guān)具有以下優(yōu)勢：

本發(fā)明提供的水力解鎖開關(guān)的下部連接筒的上端與上部連接筒連接、下端與封隔器連接，上部連接筒的上端與原本連接于封隔器上部的裝置連接，高壓水管路的一端通過管路(如鉆桿)伸出地面與高壓水泵連接。在進行水力壓裂地應(yīng)力測量施工出現(xiàn)封隔器在鉆孔中遇阻無法提升的情況時，通過高壓水管路向高壓水腔中通入高壓水，由于高壓水腔位于滑動套筒遠離下部連接筒的區(qū)域，在高壓水注入高壓水腔的過程中，高壓水腔內(nèi)的壓力快速升高，此時滑動套筒具有高壓水腔的一端的壓力大于另一端的壓力，因此滑動套筒向上滑動，在滑動套筒向上滑動的時候，滑動套筒與鎖定件之間的接觸面積逐漸減少，因此對于鎖定件的壓力逐漸減小，當滑動套筒與鎖定件脫離后，鎖定件從鎖定槽中脫出，上部連接筒與下部連接筒分離。由于上部連接筒與下部連接筒分離，因此下部連接筒與封隔器一起留在鉆孔中，上部連接筒與連接于封隔器上部的裝置(包括鉆桿)一同被提升出鉆孔。

由于封隔器屬于消耗性材料，如鉆孔無后續(xù)使用計劃，封隔器可留在鉆孔做丟棄處理；若該鉆孔還需使用，可利用工具打撈或進行鉆碎處理。

本發(fā)明提供的水力解鎖開關(guān)連接在封隔器的上端，當封隔器無法提升時可以使得水力解鎖開關(guān)中的上部連接筒與下部連接筒分離，從而使得連接于封隔器上部的裝置(鉆桿及其他工具)與封隔器分離，以便于回收連接于封隔器上部的裝置(鉆桿及其他工具)，減少損壞。

本發(fā)明的另一目的在于提出一種封隔器控制裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的封隔器在鉆孔中遇阻后提升的過程中易造成鉆桿斷裂或者發(fā)生安全事故的技術(shù)問題。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種封隔器控制裝置，包括：提升桿，所述提升桿的一端與如上述技術(shù)方案所述的水力解鎖開關(guān)的一端相連，所述水力解鎖開關(guān)的另一端用于與封隔器連接。

進一步地，所述水力解鎖開關(guān)具有高壓水管路和充水管路結(jié)構(gòu)，所述提升桿與所述水力解鎖開關(guān)之間連接有水路轉(zhuǎn)換開關(guān)，所述水路轉(zhuǎn)換開關(guān)分別與所述高壓水管路和所述充水管路結(jié)構(gòu)連接。

所述封隔器控制裝置與上述水力解鎖開關(guān)相對于現(xiàn)有技術(shù)所具有的優(yōu)勢相同，在此不再贅述。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的水力解鎖開關(guān)的主視圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的水力解鎖開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)透視圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的水力解鎖開關(guān)的剖視圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的水力解鎖開關(guān)中上部連接筒與滑動套筒連接處示意圖一；

圖5為本發(fā)明實施例提供的水力解鎖開關(guān)中上部連接筒與滑動套筒連接處示意圖二。

圖中：10-上部連接筒；11-通孔；12-滾珠；20-下部連接筒；21-鎖定槽；30-滑動套筒；31-安裝槽；32-第一密封圈；33-壓力平衡孔；41-高壓水管路；42-高壓水出口；43-第一充水管路；44-第二充水管路；45-水路連接閥；50-高壓水腔。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

實施例一

如圖1-5所示，本發(fā)明實施例提供的水力解鎖開關(guān)，包括：上部連接筒10、下部連接筒20、滑動套筒30、鎖定件和高壓水管路41，其中，滑動套筒30套裝于上部連接筒10的外側(cè)，滑動套筒30的內(nèi)側(cè)壁與上部連接筒10的外側(cè)壁之間形成有高壓水腔50，高壓水腔50位于滑動套筒30遠離下部連接筒20的區(qū)域，高壓水管路41伸入上部連接筒10的內(nèi)部，高壓水管路41上設(shè)置有高壓水出口42，高壓水出口42與高壓水腔50連通；下部連接筒20的一端伸入上部連接筒10，下部連接筒20伸入上部連接筒10的一端的外側(cè)壁設(shè)置有鎖定槽21，上部連接筒10的側(cè)壁設(shè)置有通孔11，鎖定件穿過通孔11，且鎖定件的一端與鎖定槽21抵接、另一端與滑動套筒30的內(nèi)側(cè)壁抵接，以將上部連接筒10與下部連接筒20連接。

本發(fā)明實施例提供的水力解鎖開關(guān)的下部連接筒20的上端與上部連接筒10連接、下端與封隔器連接，上部連接筒10的上端與原本連接于封隔器上部的裝置連接，高壓水管路41的一端通過管路(如鉆桿)伸出地面與高壓水泵連接。在進行水力壓裂地應(yīng)力測量施工出現(xiàn)封隔器在鉆孔中遇阻無法提升的情況時，通過高壓水管路41向高壓水腔50中通入高壓水，由于高壓水腔50位于滑動套筒30遠離下部連接筒20的區(qū)域，在高壓水注入高壓水腔50的過程中，高壓水腔50內(nèi)的壓力快速升高，此時滑動套筒30具有高壓水腔50的一端的壓力大于另一端的壓力，因此滑動套筒30向上滑動，在滑動套筒30向上滑動的時候，滑動套筒30與鎖定件之間的接觸面積逐漸減少，因此對于鎖定件的壓力逐漸減小，當滑動套筒30與鎖定件脫離后，鎖定件從鎖定槽21中脫出，上部連接筒10與下部連接筒20分離。由于上部連接筒10與下部連接筒20分離，因此下部連接筒20與封隔器一起留在鉆孔中，上部連接筒10與連接于封隔器上部的裝置(包括鉆桿)一同被提升出鉆孔。

由于封隔器屬于消耗性材料，如鉆孔無后續(xù)使用計劃，封隔器可留在鉆孔做丟棄處理；若該鉆孔還需使用，可利用工具打撈或進行鉆碎處理。

使用本發(fā)明實施例提供的水力解鎖開關(guān)連接在封隔器的上端，當封隔器無法提升時可以使得水力解鎖開關(guān)中的上部連接筒10與下部連接筒20分離，從而使得連接于封隔器上部的裝置(鉆桿及其他工具)與封隔器分離，以便于回收連接于封隔器上部的裝置(鉆桿及其他工具)，減少損壞，且在水力解鎖開關(guān)解鎖的過程中不會出現(xiàn)安全事故。

為了避免在向高壓水腔50中充入高壓水的時候，水從滑動套筒30與上部連接筒10之間的縫隙流出，如圖2所示，滑動套筒30的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有安裝槽31，安裝槽31內(nèi)安裝有第一密封圈32，第一密封圈32的內(nèi)圈與上部連接筒10接觸。

本實施例中，滑動套筒30上設(shè)置有貫穿其筒壁的壓力平衡孔33，壓力平衡孔33位于滑動套筒30上靠近下部連接筒20的一端。壓力平衡孔33用于保證滑動套筒30的內(nèi)外壓力相等。當向高壓水腔50中充入高壓水的時候，高壓水腔50中的進水速率大于壓力平衡孔33的出水速率。

本實施例中，水力解鎖開關(guān)還包括充水管路結(jié)構(gòu)，充水管路結(jié)構(gòu)包括第一充水管路43和第二充水管路44，第一充水管路43伸入上部連接筒10，第二充水管路44伸入下部連接筒20，第一充水管路43與第二充水管路44連通，第一充水管路43與第二充水管路44插接且插接處安裝有第二密封圈。第二充水管路44的一端與第一充水管路43插接、另一端與封隔器連通，用于向封隔器內(nèi)注水。由于第一充水管路43與第二充水管路44插接，因此使得上部連接筒10與下部連接筒20分離后，向上提升上部連接筒10時，第一充水管路43與第二充水管路44分離。

如圖3所示，第一充水管路43與第二充水管路44之間通過水路連接閥45連通。

充水管路結(jié)構(gòu)的數(shù)量可根據(jù)不同的需求進行設(shè)置，充水管路結(jié)構(gòu)的數(shù)量可以為一個或者多個，例如，在一種具體實施例中，充水管路結(jié)構(gòu)的數(shù)量為三個，其中一個充水管路結(jié)構(gòu)與封隔器的中間段連通，中間段上設(shè)置有出水口；另外兩個充水管路結(jié)構(gòu)分別與封隔器的兩個橡膠筒一一對應(yīng)連接。如此設(shè)置，在進行深鉆孔水利壓裂地應(yīng)力測量的過程中，先將封隔器降到鉆孔中，使封隔器停在鉆孔中需要進行測量的位置。使用其中兩個充水管路結(jié)構(gòu)向兩個橡膠筒中充水，從而使得橡膠筒膨脹，橡膠筒的外側(cè)面與鉆孔的內(nèi)壁接觸，從而將中間段所在的區(qū)域密封；然后通過另外一個充水管路結(jié)構(gòu)向中間段充水，水從中間段的出水口流出，以進行水力壓裂地應(yīng)力測量。

鎖定件可以為長方體結(jié)構(gòu)、球形結(jié)構(gòu)、橢圓形結(jié)構(gòu)等多種結(jié)構(gòu)形式，在本實施例中，鎖定件為滾珠12，如此設(shè)計，當滑動套筒30向上滑動的過程中，滾珠12相對滑動套筒30滾動，滾珠12與滑動套筒30之間為滾動摩擦力，摩擦力較小。

進一步地，滑動套筒30的下端內(nèi)壁設(shè)置有環(huán)形卡槽，該環(huán)形卡槽包括第一環(huán)形卡槽和第二環(huán)形卡槽，第一環(huán)形卡槽的上端的直徑與滑動套筒30的內(nèi)徑相等，第一環(huán)形卡槽的下端直徑大于滑動套筒30的內(nèi)徑且小于滑動套筒30的外徑，第一環(huán)形卡槽的直徑從上端逐漸過渡到下端；第二環(huán)形卡槽的兩端直徑均與第二環(huán)形卡槽的下端直徑相等。如此設(shè)計，隨著滑動套筒30向上移動，滾珠12逐漸向遠離鎖定槽21的方向移動，當滾珠12與第二環(huán)形卡槽的內(nèi)壁接觸的時候，滾珠12與鎖定槽21脫離，滾珠12的部分區(qū)域位于通孔11中，另外一部分區(qū)域位于第二環(huán)形卡槽中，因此，滾珠12無需完全與滑動套筒30及上部連接筒10脫離即可使得上部連接筒10和下部連接筒20脫離。

當鎖定件為滾珠12時，通孔11為碗狀孔，通孔11朝向滑動套筒30的一端的直徑大于通孔11朝向下部連接筒20的一端的直徑。滾珠12的部分區(qū)域從通孔11朝向下部連接筒20的一端的開口處伸出，以伸入鎖定槽21中。

實施例二

本發(fā)明實施例二提供了一種封隔器控制裝置，包括：提升桿和上述實施例一提供的水力解鎖開關(guān)，提升桿的一端與水力解鎖開關(guān)的一端相連，水力解鎖開關(guān)的另一端用于與封隔器連接。具體地，提升桿的下端與水力解鎖開關(guān)的上部連接筒10的上端連接，水力解鎖開關(guān)的下部連接筒20的下端用于與封隔器連接。

當水力解鎖開關(guān)中同時具有高壓水管路41和充水管路結(jié)構(gòu)時，提升桿與水力解鎖開關(guān)之間連接有水路轉(zhuǎn)換開關(guān)，水路轉(zhuǎn)換開關(guān)分別與高壓水管路41和充水管路結(jié)構(gòu)連接。水路轉(zhuǎn)換開關(guān)用于控制水通入高壓水管路41或者充水管路結(jié)構(gòu)。當充水管路結(jié)構(gòu)的數(shù)量為多個時，多個充水管路結(jié)構(gòu)分別與水路轉(zhuǎn)換開關(guān)連接。水路轉(zhuǎn)換開關(guān)用于控制水的流向，從而控制封隔器的橡膠筒膨脹，控制水從中間段流出，以及控制水充入高壓水腔50以使得上部連接筒10與下部連接筒20分離。水路轉(zhuǎn)換開關(guān)可以為多通路轉(zhuǎn)換閥或者其他結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換開關(guān)。

封隔器控制裝置與上述實施例一提供的水力解鎖開關(guān)相對于現(xiàn)有技術(shù)所具有的優(yōu)勢相同，在此不再贅述。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。