一种伞状自启式海洋工程桩管封隔器
阅读说明：本技术 一种伞状自启式海洋工程桩管封隔器 (Umbrella-shaped self-opening type ocean engineering pile pipe packer ) 是由 程翼宾 成国荣 于 2021-09-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种伞状自启式海洋工程桩管封隔器,本发明涉及海洋工程技术领域,其结构包括锚定设备,所述锚定设备的顶部固定连接有封闭机构,所述封闭机构的顶部固定连接有锁定设备,所述锁定设备的表面固定连接有监测机构,所述监测机构包括机构壁,所述机构壁的内侧面固定连接有气缸,所述机构壁底部靠内侧的位置设置有翘曲体,所述机构壁表面的中部位置固定连接有洗刷机构。该伞状自启式海洋工程桩管封隔器,通过监测机构、洗刷机构、伞状机构以及封闭机构等机构的配合使用,解决了如何实时监测井壁的情况,粘连在井壁上的沙块难以通过反冲洗去除,以及如何检测密封体的工作状态从而判断是否达到密封效果的问题。(The invention discloses an umbrella-shaped self-opening type marine engineering pile pipe packer, which relates to the technical field of marine engineering. The umbrella-shaped self-opening ocean engineering pile pipe packer solves the problems that how to monitor the condition of a well wall in real time, sand blocks adhered to the well wall are difficult to remove through backwashing, and how to detect the working state of a sealing body so as to judge whether the sealing effect is achieved through the matched use of the monitoring mechanism, the washing mechanism, the umbrella-shaped mechanism, the sealing mechanism and the like.)
技术领域
本发明涉及海洋工程技术领域，具体为一种伞状自启式海洋工程桩管封隔器。
背景技术
桩管封隔器广泛应用于海上采油作业平台以及风力发电平台等环境恶劣的工程领域，现有国内外技术方案均采用环状中空瓶塞式桩管封隔器，该种传统封隔器结构为：最外层为一圆形钢圈，外圆焊接在导管架套管的内壁上，钢圈内层浇铸固定带有中心孔径的聚氨酯，中心孔内径略小于桩管外径，桩管与封隔器内孔为过盈配合，减少了油井封隔器堵水施工工序，能方便地实现不压井不放喷作业，并且能双向承受高压，使用寿命长，油田常用的皮碗封隔器为自封式，其皮碗外径大于套管内径，靠皮碗与套管的过盈配合来实现封隔器的密封，下井时阻力大，皮碗易磨损和刮坏，从而失去密封性，随着对油层的深入认识，厚油层挖潜势在必行，同时也对井下封隔器提出了更高的要求。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种伞状自启式海洋工程桩管封隔器，解决了如何实时监测井壁的情况，粘连在井壁上的沙块难以通过反冲洗去除，以及如何检测密封体的工作状态从而判断是否达到密封效果的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种伞状自启式海洋工程桩管封隔器，包括锚定设备，所述锚定设备的顶部固定连接有封闭机构，所述封闭机构的顶部固定连接有锁定设备，所述锁定设备的表面固定连接有监测机构，所述监测机构包括机构壁，所述机构壁的内侧面固定连接有气缸，所述机构壁底部靠内侧的位置设置有翘曲体，所述机构壁表面的中部位置固定连接有洗刷机构，所述气缸的内侧面滑动连接有推杆，所述气缸通过推杆固定连接有伞状机构，所述伞状机构包括耐磨软层，所述耐磨软层的内部开设有间隙层，所述耐磨软层表面的上方位置固定连接有连接条，所述连接条为弹性较好的橡胶材质，所述耐磨软层通过间隙层固定连接有金属条，所述金属条的数量有若干个，所述金属条的表面固定连接有张力检测器，所述耐磨软层表面的下方位置固定连接有弹性层，通过设计伞状机构解决了如何检测密封体的工作状态从而判断是否达到密封效果的问题，气缸会带动连接条向下运动，耐磨软层是材质较软厚度很薄且具有良好耐磨性能的材料，该耐磨软层的内部固定连接有若干个小径金属条，当密封体挤压耐磨软层时，将密封体与井壁的摩擦力转化为耐磨软层与井壁的摩擦力，可以有效减少密封体的磨损。
优选的，所述封闭机构包括密封体，所述密封体的底部与锚定设备的顶部固定连接，所述密封体的内侧面固定连接有螺旋条，所述密封体的内部设置有内腔，所述密封体为弹性较好的橡胶材质。
优选的，所述密封体的表面固定连接有加固环，所述密封体通过内腔固定连接有活性炭，所述内腔中充填水溶液，所述活性炭表面的中部位置固定连接有水压监测器，当张力检测器检测到金属条的形变状况不合预期时，可能是由于井壁出现砂裂等情况，此时应该停止下井作业，活性炭可以防止内腔中的水溶液污染变质，水压检测器检测水压情况，有效检测密封体的工作状况。
优选的，所述机构壁的内侧面固定连接有锁定设备，所述机构壁表面的上方位置固定连接有透明体，通过监测机构解决了如何实时监测井壁情况的问题，透明体的内部固定连接有灯管，在机构壁的表面固定连接探测器，灯管发出的光照可以使得工作人员通过探测器监测井壁的情况，翘曲体使得气缸推出耐磨软层时，耐磨软层可以扩张式打开并向上翘曲一定的角度，方便张力检测器工作。
优选的，所述透明体的内侧面固定连接有灯管，所述机构壁的下方位置开设有内置孔，所述推杆的表面与连接条的表面固定连接。
优选的，所述机构壁表面的中部位置固定连接有探测器，所述翘曲体设置在耐磨软层的下方位置。
优选的，所述洗刷机构包括水泵，所述水泵的表面与机构壁的表面固定连接，所述水泵的表面固定连接有水道，所述水道远离水泵的一侧固定连接有气泵，通过监测机构、洗刷机构、伞状机构以及封闭机构等机构的配合使用，解决了如何实时监测井壁的情况，粘连在井壁上的沙块难以通过反冲洗去除，以及如何检测密封体的工作状态从而判断是否达到密封效果的问题。
优选的，所述气泵的内侧面固定连接阻块，所述阻块的表面固定连接有混合流道，所述混合流道远离阻块的一端固定连接有高压喷头，通过设计洗刷机构解决了粘连在井壁上的沙块难以通过反冲洗去除的问题，在该装置中，气泵喷出气体，水泵喷出水流，气体与水流在阻块处交汇并合流，通过高压喷头对沙块喷射，从而有效减少沙块对封闭机构的密封性的不利影响。
（三）有益效果
本发明提供了一种伞状自启式海洋工程桩管封隔器。具备以下有益效果：
（1）、该伞状自启式海洋工程桩管封隔器，通过监测机构、洗刷机构、伞状机构以及封闭机构等机构的配合使用，解决了如何实时监测井壁的情况，粘连在井壁上的沙块难以通过反冲洗去除，以及如何检测密封体的工作状态从而判断是否达到密封效果的问题。
（2）、该伞状自启式海洋工程桩管封隔器，通过监测机构解决了如何实时监测井壁情况的问题，透明体的内部固定连接有灯管，在机构壁的表面固定连接探测器，灯管发出的光照可以使得工作人员通过探测器监测井壁的情况，翘曲体使得气缸推出耐磨软层时，耐磨软层可以扩张式打开并向上翘曲一定的角度，方便张力检测器工作。
（3）、该伞状自启式海洋工程桩管封隔器，通过设计洗刷机构解决了粘连在井壁上的沙块难以通过反冲洗去除的问题，在该装置中，气泵喷出气体，水泵喷出水流，气体与水流在阻块处交汇并合流，通过高压喷头对沙块喷射，从而有效减少沙块对封闭机构的密封性的不利影响。
（4）、该伞状自启式海洋工程桩管封隔器，通过设计伞状机构解决了如何检测密封体的工作状态从而判断是否达到密封效果的问题，气缸会带动连接条向下运动，耐磨软层是材质较软厚度很薄且具有良好耐磨性能的材料，该耐磨软层的内部固定连接有若干个小径金属条，当密封体挤压耐磨软层时，将密封体与井壁的摩擦力转化为耐磨软层与井壁的摩擦力，可以有效减少密封体的磨损。
（5）、该伞状自启式海洋工程桩管封隔器，当张力检测器检测到金属条的形变状况不合预期时，可能是由于井壁出现砂裂等情况，此时应该停止下井作业，活性炭可以防止内腔中的水溶液污染变质，水压检测器检测水压情况，有效检测密封体的工作状况。
附图说明
图1为本发明整体的结构示意图；
图2为本发明局部的结构连接示意图；
图3为本发明封闭机构的结构示意图；
图4为本发明监测机构的结构示意图；
图5为本发明洗刷机构的结构示意图；
图6为本发明伞状机构的结构示意图。
图中：1、锚定设备；2、封闭机构；21、密封体；22、螺旋条；23、内腔；24、加固环；25、活性炭；26、水压监测器；3、监测机构；31、机构壁；32、透明体；33、灯管；34、内置孔；35、气缸；36、翘曲体；37、探测器；4、锁定设备；5、洗刷机构；51、水泵；52、水道；53、气泵；54、阻块；55、混合流道；56、高压喷头；6、伞状机构；61、耐磨软层；62、间隙层；63、连接条；64、金属条；65、张力检测器；66、弹性层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-6所示，本发明提供一种技术方案：一种伞状自启式海洋工程桩管封隔器，包括锚定设备1，锚定设备1的顶部固定连接有封闭机构2，封闭机构2包括密封体21，密封体21的表面固定连接有加固环24，密封体21通过内腔23固定连接有活性炭25，内腔23中充填水溶液，活性炭25表面的中部位置固定连接有水压监测器26，密封体21的底部与锚定设备1的顶部固定连接，密封体21的内侧面固定连接有螺旋条22，密封体21的内部设置有内腔23，密封体21为弹性较好的橡胶材质，封闭机构2的顶部固定连接有锁定设备4，锁定设备4的表面固定连接有监测机构3，监测机构3包括机构壁31，机构壁31表面的中部位置固定连接有探测器37，翘曲体36设置在耐磨软层61的下方位置，机构壁31的内侧面固定连接有锁定设备4，机构壁31表面的上方位置固定连接有透明体32，透明体32的内侧面固定连接有灯管33，机构壁31的下方位置开设有内置孔34，推杆的表面与连接条63的表面固定连接，机构壁31的内侧面固定连接有气缸35，机构壁31底部靠内侧的位置设置有翘曲体36，机构壁31表面的中部位置固定连接有洗刷机构5，洗刷机构5包括水泵51，水泵51的表面与机构壁31的表面固定连接。
水泵51的表面固定连接有水道52，水道52远离水泵51的一侧固定连接有气泵53，气泵53的内侧面固定连接阻块54，阻块54的表面固定连接有混合流道55，混合流道55远离阻块54的一端固定连接有高压喷头56，气缸35的内侧面滑动连接有推杆，气缸35通过推杆固定连接有伞状机构6，通过监测机构3、洗刷机构5、伞状机构6以及封闭机构2等机构的配合使用，解决了如何实时监测井壁的情况，粘连在井壁上的沙块难以通过反冲洗去除，以及如何检测密封体21的工作状态从而判断是否达到密封效果的问题，伞状机构6包括耐磨软层61，耐磨软层61的内部开设有间隙层62，耐磨软层61表面的上方位置固定连接有连接条63，连接条63为弹性较好的橡胶材质，耐磨软层61通过间隙层62固定连接有金属条64，气缸35带动连接条63向下运动时，耐磨软层61是材质较软、厚度很薄且具有良好耐磨性能的材料，该耐磨软层61的内部固定连接有若干个小径的金属条64，当密封体21挤压耐磨软层61时，将密封体21与井壁的摩擦力转化为耐磨软层61与井壁的摩擦力，可以有效减少密封体21的磨损，金属条64的数量有若干个，金属条64的表面固定连接有张力检测器65，耐磨软层61表面的下方位置固定连接有弹性层66。
使用时：该伞状自启式海洋工程桩管封隔器通过监测机构3、洗刷机构5、伞状机构6以及封闭机构2等机构的配合使用，解决了如何实时监测井壁的情况，粘连在井壁上的沙块难以通过反冲洗去除，以及如何检测密封体21的工作状态从而判断是否达到密封效果的问题。
首先，透明体32的内部固定连接有灯管33，在机构壁31的表面固定连接探测器37，灯管33发出的光照可以使得工作人员通过探测器37监测井壁的情况，翘曲体36使得气缸35推出耐磨软层61时，耐磨软层61可以伞状式打开并向上翘曲一定的角度，配合张力检测器65工作，在该装置中，气泵53喷出气体，水泵51喷出水流，气体与水流在阻块54处交汇并合流，通过高压喷头56对沙块喷射，从而有效减少沙块对封闭机构2密封性的不利影响。
气缸35带动连接条63向下运动时，耐磨软层61是材质较软、厚度很薄且具有良好耐磨性能的材料，该耐磨软层61的内部固定连接有若干个小径的金属条64，当密封体21挤压耐磨软层61时，将密封体21与井壁的摩擦力转化为耐磨软层61与井壁的摩擦力，可以有效减少密封体21的磨损，当张力检测器65检测到金属条64的形变状况不合预期时，可能是由于井壁出现砂裂等情况，此时应该停止下井作业，活性炭25可以防止内腔23中的水溶液污染变质，水压检测器26检测水压情况，有效检测密封体21的工作状况。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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