一种地浸采铀钻孔孔内封隔器的制作方法

本实用新型属于多层砂岩铀矿开采技术领域，具体涉及一种地浸采铀钻孔孔内封隔器。

背景技术：

目前我国地浸采铀大多集中于浅层砂岩铀矿床的试验与开采，矿体埋深均在300m以内，且均为单层矿体(位于一个含水层内)，总体的开采技术较为简单，但随着地质部门找矿成果的不断推进与突破，埋藏深、空间上重叠产出的复杂性砂岩铀矿不断被发现，这对现有的地浸采铀技术是一巨大的冲击，也提出了一种新的地浸采铀技术：多层矿分层开采。

封隔器的技术应用在石油行业已非常成熟，通过在钻孔内安装封隔器可将不同层位矿层进行分隔，达到分层开采的目的。石油上钻孔井管普遍采用钢结构，而地浸钻孔则采用PVC套管，PVC套管在耐压、耐磨上远低于钢结构套管，原有的一套封隔设备及技术已不适用。因此为了满足地浸钻孔的使用，在充分调研石油行业封隔器使用现状的基础上，引进、消化吸收石油工业封隔器的先进技术，进行二次开发研究，以获得适合于深埋藏、多层矿体地浸开采的新型封隔器。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于设计一种专门用于地浸采铀PVC套管内的封隔器，通过该封隔可实现地浸采铀钻孔的上下封隔，可用于PVC套管钻孔分层抽注、酸压洗孔等作业，可解决多层矿体同时开采封隔上下含水层的难题。

本实用新型是这样实现的：

一种地浸采铀钻孔孔内封隔器，包括底部中心管、中部中心管、密封皮碗、隔环、顶部中心管和螺纹环；顶部中心管、中部中心管、底部中心管三个部件由上至下依次设置，三者之间同轴，两两之间通过丝扣进行连接；中部中心管及底部中心管上部均带有皮碗安装槽，密封皮碗放入安装槽后分别通过螺纹环及隔环进行固定。

如上所述的底部中心管主体部分为中空的圆柱体形，内壁为阶梯形，内径自下而上依次递减；在主体部分的上端设置有圆环形连接部，横截面为“U”形；圆环形连接部的内壁上设置有内螺纹，用于连接中部中心管，上端开设有环形凹槽，用于安装密封皮碗。

如上所述的中部中心管主体部分为中空的圆柱体形，下端开设有环形凹槽，在凹槽的表面设置有外螺纹，用于连接底部中心管；在主体部分的外壁上设置有外螺纹，用于安装隔环；在主体部分的上端设置有圆环形连接部，横截面为“U”形；圆环形连接部的内壁上设置有内螺纹，用于连接顶部中心管，上端开设有环形凹槽，用于安装密封皮碗。

如上所述的密封皮碗整体为圆环形，分为上、下两个部分，下部的直径与底部中心管上端环形凹槽和中部中心管上端环形凹槽的直径相匹配，上部的直径大于下部的直径；密封皮碗用于将封隔器与井管锁死，实现封隔器的坐封。

如上所述的密封皮碗共有两个，分别安装在底部中心管上端环形凹槽和中部中心管上端环形凹槽中。

如上所述的隔环整体为圆环形，内径与中部中心管的外径相匹配，内壁设置有内螺纹；隔环安装在中部中心管上，位于安装在底部中心管上的密封皮碗的上方，与密封皮碗紧密接触，用于固定密封皮碗。

如上所述的顶部中心管主体部分为中空的圆柱体形，下端开设有环形凹槽，在凹槽的表面设置有外螺纹，用于连接中部中心管；在主体部分的外壁上设置有外螺纹，用于连接螺纹环；在主体部分的上端为中空的圆柱体形，外壁为阶梯形，自下而上依次递减。

如上所述的螺纹环整体为圆环形，内径与顶部中心管的外径相匹配，内壁设置有内螺纹；螺纹环安装在顶部中心管上，位于安装在中部中心管上的密封皮碗的上方，与密封皮碗紧密接触，用于固定密封皮碗。

如上所述的底部中心管、中部中心管、隔环、顶部中心管和螺纹环均采用304不锈钢材料制成；密封皮碗采用丁腈橡胶制成。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型经现场试验检测，封隔器密封性达到99％，达到地浸钻孔使用的设计要求。

附图说明

图1为本实用新型的一种地浸采铀钻孔孔内封隔器的结构剖面图；

图2为本实用新型的一种地浸采铀钻孔孔内封隔器的底部中心管的剖面图；

图3为本实用新型的一种地浸采铀钻孔孔内封隔器的中部中心管的剖面图；

图4为本实用新型的一种地浸采铀钻孔孔内封隔器的密封皮碗的剖面图；

图5为本实用新型的一种地浸采铀钻孔孔内封隔器的隔环的剖面图；

图6为本实用新型的一种地浸采铀钻孔孔内封隔器的顶部中心管的剖面图；

图7为本实用新型的一种地浸采铀钻孔孔内封隔器的螺纹环的剖面图。

其中：1.底部中心管，2.中部中心管，3.密封皮碗，4.隔环，5.顶部中心管，6.螺纹环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步描述。

如图1所示，一种地浸采铀钻孔孔内封隔器，包括底部中心管1、中部中心管2、密封皮碗3、隔环4、顶部中心管5和螺纹环6。顶部中心管5、中部中心管2、底部中心管1三个部件由上至下依次设置，三者之间同轴，两两之间通过丝扣进行连接。中部中心管2及底部中心管1上部均带有皮碗安装槽，密封皮碗3放入安装槽后分别通过螺纹环6及隔环4进行固定。

如图2所示，底部中心管1主体部分为中空的圆柱体形，内壁为阶梯形，内径自下而上依次递减。在主体部分的上端设置有圆环形连接部，横截面为“U”形。圆环形连接部的内壁上设置有内螺纹，用于连接中部中心管2，上端开设有环形凹槽，用于安装密封皮碗3。

如图3所示，中部中心管2主体部分为中空的圆柱体形，下端开设有环形凹槽，在凹槽的表面设置有外螺纹，用于连接底部中心管1。在主体部分的外壁上设置有外螺纹，用于安装隔环4。在主体部分的上端设置有圆环形连接部，横截面为“U”形。圆环形连接部的内壁上设置有内螺纹，用于连接顶部中心管5，上端开设有环形凹槽，用于安装密封皮碗3。

如图4所示，密封皮碗3整体为圆环形，分为上、下两个部分，下部的直径与底部中心管1上端环形凹槽和中部中心管2上端环形凹槽的直径相匹配，上部的直径大于下部的直径。密封皮碗3用于将封隔器与井管锁死，实现封隔器的坐封。密封皮碗3共有两个，分别安装在底部中心管1上端环形凹槽和中部中心管2上端环形凹槽中。

如图5所示，隔环4整体为圆环形，内径与中部中心管2的外径相匹配，内壁设置有内螺纹。隔环4安装在中部中心管2上，位于安装在底部中心管1上的密封皮碗3的上方，与密封皮碗3紧密接触，用于固定密封皮碗3。

如图6所示，顶部中心管5主体部分为中空的圆柱体形，下端开设有环形凹槽，在凹槽的表面设置有外螺纹，用于连接中部中心管2。在主体部分的外壁上设置有外螺纹，用于连接螺纹环6。在主体部分的上端为中空的圆柱体形，外壁为阶梯形，自下而上依次递减。

如图7所示，螺纹环6整体为圆环形，内径与顶部中心管5的外径相匹配，内壁设置有内螺纹。螺纹环6安装在顶部中心管5上，位于安装在中部中心管2上的密封皮碗3的上方，与密封皮碗3紧密接触，用于固定密封皮碗3。

在本实施例中，底部中心管1、中部中心管2、隔环4、顶部中心管5和螺纹环6均采用304不锈钢材料制成，耐酸碱，耐650℃高温，耐25Mpa高压。密封皮碗3采用丁腈橡胶制成，该橡胶具有良好的抗油、抗水、抗溶剂及抗高压油的特性，具有良好的压缩性，抗磨及伸长力。

本实用新型的原理为：

①利用井管与封隔外表面上的两个密封皮碗3对钻孔形成上下封隔；

②在上下矿层压力的共同作用下，通过密封皮碗3将PVC井管与封隔器牢牢锁死，封隔器完成坐封；

②封隔器坐封完成后，即可对上下层位开展同注同采或分注分采等工作；

③解封封隔器时，将封隔器提出孔外，封隔器解封。

本实用新型的封隔器安装及封隔效果检测具体实施步骤：

封隔器安装

1.入孔前进行必要的洗孔、通径、刮削，收集地浸钻孔施工资料，计算封隔器坐封位置，一定要避开PVC套管接箍；

2.封隔器下到要求的坐封深度，采用注浆管传输，通过单根注浆管时间宜控制在1.5～2min范围内，注意控制下钻速度，严禁顿钻、溜钻，工具与液面接触时，应匀速缓下；

3.下放封隔器时将上层PE注液管捆绑至注浆管上，随封隔器下入孔内。

4.封隔器下放至坐封位置后上提注浆管10cm，完成坐封。注浆管负责下层注液，PE注液管负责上层注液。

5.上提注浆管，将封隔器、PE注液管、注浆管提出孔外，完成解封。

密封性检测

经现场试验检测，封隔器密封性达到99％，达到地浸钻孔使用的设计要求。

凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应在本实用新型的保护范围之内。