通过地面控制的液压尾管悬挂器及其控制方法技术

本发明专利技术公开一种通过地面控制的液压尾管悬挂器及其控制方法，其控制方法为：a、将液压尾管悬挂器连入管串中；b、将步骤a中连接完成的管串下入井中，当尾管位于作业位置时，将地面泵车的泵管与井口连接，在地面通过地面泵车在井口处产生规律性的压力变化；c、压力变化反应至井底，液压尾管悬挂器进行座挂动作。本发明专利技术能够实现在地面通过压力波通信方式远程控制液压尾管悬挂器座挂。该方法同时满足远程控制、操作简单的要求。

【技术实现步骤摘要】
通过地面控制的液压尾管悬挂器及其控制方法
本专利技术涉及油气田钻井
，具体是一种通过地面控制的液压尾管悬挂器及其控制方法。
技术介绍
在尾管固井过程中，需要尾管悬挂器通过卡瓦座挂在上层套管上，支撑下部连接的尾管。目前采用的通用尾管悬挂器坐挂方式是通过在井口憋压，利用管内外液柱压力差来推动卡瓦向上运动，座挂在上层套管上的。这种坐挂方法存在的最大问题就是尾管悬挂器内壁需要设置传压孔，传压孔与管内液体连通，管内液柱压力通过传压孔作用到卡瓦上，一旦传压孔在下井过程中由于井下杂质多而堵塞，会引起管内液柱压力无法通过传压孔作用到卡瓦上，导致出现尾管悬挂器无法座挂的问题；另一方面，如果尾管悬挂器在下井过程中遇到管内压力异常增大情况，会导致尾管悬挂器提前座挂，带来不必要的井下复杂情况。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是针对目前技术中的不足，提供一种通过地面控制的液压尾管悬挂器及控制方法，能够实现在地面通过压力波通信方式远程控制液压尾管悬挂器座挂。该方法同时满足远程控制、操作简单的要求。技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供一种通过地面压力波控制的液压尾管悬挂器及控制方法，控制方法如下：a、将液压尾管悬挂器连入管串中；b、将步骤a中连接完成的管串下入钻井中，当尾管位于作业位置时，将地面泵车的泵管与井口连接，在地面通过地面泵车在井口处产生规律性的压力变化；c、压力变化反应至井底，液压尾管悬挂器进行座挂动作；所述液压尾管悬挂器包括包括压力波接收装置、驱动系统和座挂系统，所述压力波接收装置为井下压力传感器，所述驱动系统包括液压缸、下活塞和将液缸中的液压油输送到下活塞带动下活塞做直线运动的供油机构，所述液缸包括上连接管、中心管和上活塞，所述座挂系统包括卡瓦、液压短接、密封短节和提升短接；下活塞与联接套连接，带动卡瓦运动，中心管位于上连接管内，上连接管和中心管一端与下接头连接，上连接管另一端与电缆短接连接，上活塞设置在上连接管和中心管之间形成的环形空间内，上活塞下方的密闭环形空间形成充满液压油的油箱；所述电缆短接连接有中连接管，中连接管与中心管之间设置有引压短接，引压短接连接有液压短接，中连接管一端与电缆短接连接，中连接管和中心管另一端与液压短接连接，液压短接与密封短接连接，液压短接下端与密封短接之间形成有环空，下活塞设置在环空内，液压短接上设置有下油道，下油道通过油路连接到油箱，另一端分别连接到下活塞的上部环空；所述供油机构包括下回路和控制油路，下回路一端连接到油箱，另一端连接到下油道；控制油路包括电机、液压泵，电机与液压泵通过减速器连接，液压泵连接到油箱；所述供油机构还包括溢流油路，溢流油路一端连接到油箱，另一端连接到液压泵的油路上，溢流油路上设置有溢流阀；所述下接头上设置有导压孔，导压孔一端与上活塞上部的环形空间连通，另一端与下接头内腔连通；所述电缆短接上设置有电缆线孔和电缆接头，电缆接头设置在电缆线孔的下端部；所述井下压力传感器设置在中心管上，且位于电缆短接和引压短接之间的环空内，控制电路板设置在电缆短接和引压短接之间的环空内；所述电缆短接和引压短接之间的环空内还设置有电池组，且电池组与控制电路板安装于同一环形腔体内；所述电机、溢流阀通过螺纹安装于同一环形截面上，减速器和液压泵依次沿轴线连接在电机上，电机、溢流阀分别通过电缆线孔与电池组和控制电路板连接。作为本方案的一种改进，所述井下压力传感器与中心管壁之间具有密封，井下压力传感器感应元件位于中心管壁外侧与外部环境接触。作为本方案的一种改进，所述控制电路板内部设置有一串规律性压力变化指令，井下压力传感器接收到井下压力变化，并发送给控制电路板进行信号处理及识别，如果识别的信号与控制电路板内置的指令不匹配，尾管悬挂器不动作；如果识别的信号与控制电路板内置的指令匹配，尾管悬挂器开始动作；电池组向电机供电。作为本方案的一种改进，所述密封短节上端内侧具有喇叭口。作为本方案的一种改进，所述密封短节、中连接管和上连接管连接而成的管串内部具有均匀平滑的通道。有益效果：本专利技术所公开的通过地面控制的液压尾管悬挂器及控制方法，把地面控制指令设置成具有一定规律的压力变化，当需要开启液压尾管悬挂器时，在地面通过地面泵车在井口处产生规律性的压力变化，由于井筒内充满液体，井口处的压力变化会迅速反映到井下，且井下压力变化规律与井口处相同；液压尾管悬挂器内置的压力传感器接收到这个井下压力变化，并发送给井下电路板进行信号处理及识别，如果识别的信号与井下电路板内置的指令不匹配，液压尾管悬挂器不动作；如果识别的信号与井下电路板内置的指令匹配，液压尾管悬挂器开始动作。在实际施工过程中，当需要进行尾管悬挂器座挂作业时，在地面通过采用地面泵车在井口处产生规律性的压力变化的方式向井下发送控制命令，尾管悬挂器内置的井下压力传感器接收到正确的控制命令后，控制电路板控制尾管悬挂器驱动系统开始工作，推动下活塞向上做直线运动，下活塞与联接套连接，推动卡瓦向上沿密封短节斜面运动，实现尾管悬挂器座挂。本专利技术所公开的通过地面控制的液压尾管悬挂器及控制方法，能够实现在地面程控制井下液压尾管悬挂器，能够实现在地面通过压力波通信方式远程控制液压尾管悬挂器座挂。该方法同时满足远程控制、操作简单、无需投胶塞的要求，可有效避免现有技术存在的各种井下问题。附图说明图1、液压尾管悬挂器结构示意图；图2、液压尾管悬挂器井下管串结构示意图；图3、液压尾管悬挂器控制原理图；图4、液压尾管悬挂器座挂后结构示意图；附图标记列表：1、导压孔;2、上活塞；3、腔体;4、上连接管；5、溢流阀；6、电机；7、减速器；8、液压泵；9、电缆线孔；10、电缆接头；11、电缆短接;12、控制电路板；13、电池组、14、井下压力传感器；15、下油道；16、下活塞；17、密封盒；18、联接套；19、卡瓦；20、外壳体；21、中连接管；22、液压短接；23、引压短接；24、下接头；25、中心管；26、密封短节；27、提升短接；28、钻杆；29、尾管；30、地面泵车；31、井口；32、液压尾管悬挂器。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。如图1和图2所示是一种通过地面控制的液压尾管悬挂器32及其管串连接方式。液压尾管悬挂器32包括包括压力波接收装置、驱动系统和座挂系统，压力波接收装置为井下压力传感器14，驱动系统包括液压缸、下活塞16和将液缸中的液压油输送到下活塞16带动下活塞16做直线运动的供油机构，液缸包括上连接管4、中心管25和上活塞2，座挂系统包括卡瓦19、液压短接22、密封短节26和提升短接27；下活塞16与联接套18连接，带动卡瓦19运动，中心管25位于上连接管4内，上连接管4和中心管25一端与下接头24连接，上连接管4另一端与电缆短接11连接，上活塞2设置在上连接管4和中心管25之间形成的环形空间内，上活塞2下方的密闭环形空间形成充满液压油的油箱；电缆短接11连接有中连接管21，中连接管21与中心管25之间设置有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过地面控制的液压尾管悬挂器及其控制方法，其特征在于，控制方法如下：a、将液压尾管悬挂器（32）连入管串中；b、将步骤a中连接完成的管串下入井中，当尾管(29)位于作业位置时，将地面泵车(30)的泵管与井口(31)连接，在地面通过地面泵车(30)在井口(31)处产生规律性的压力变化；c、压力变化反应至井底，液压尾管悬挂器（32）进行座挂动作；所述液压尾管悬挂器（32）包括压力波接收装置、驱动系统和座挂系统，所述压力波接收装置为井下压力传感器(14)，所述驱动系统包括液压缸、下活塞(16)和将液缸中的液压油输送到下活塞(16)带动下活塞(16)做直线运动的供油机构，所述液缸包括上连接管(4)、中心管(25)和上活塞(2)，所述座挂系统包括卡瓦(19)、液压短接(22)、密封短节(26)和提升短接(27)；下活塞(16)与联接套(18)连接，带动卡瓦(19)运动，中心管(25)位于上连接管(4)内，上连接管(4)和中心管(25)一端与下接头（24）(24)连接，上连接管(4)另一端与电缆短接(11)连接，上活塞(2)设置在上连接管(4)和中心管(25)之间形成的环形空间内，上活塞(2)下方的密闭环形空间形成充满液压油的油箱；所述电缆短接(11)连接有中连接管(21)，中连接管(21)与中心管(25)之间设置有引压短接(23)，引压短接(23)连接有液压短接(22)，中连接管(21)一端与电缆短接(11)连接，中连接管(21)和中心管(25)另一端与液压短接(22)连接，液压短接(22)与密封短接连接，液压短接(22)下端与密封短接之间形成有环空，下活塞(16)设置在环空内，液压短接(22)上设置有下油道(15)，下油道(15)通过油路连接到油箱，另一端分别连接到下活塞(16)的上部环空；所述供油机构包括下回路和控制油路，下回路一端连接到油箱，另一端连接到下油道(15)；控制油路包括电机(6)、液压泵(8)，电机(6)与液压泵(8)通过减速器(7)连接，液压泵(8)连接到油箱；所述供油机构还包括溢流油路，溢流油路一端连接到油箱，另一端连接到液压泵(8)的油路上，溢流油路上设置有溢流阀(5)；所述下接头（24）上设置有导压孔(1)，导压孔(1)一端与上活塞(2)上部的环形空间连通，另一端与下接头（24）内腔连通；所述电缆短接(11)上设置有电缆线孔(9)和电缆接头(10)，电缆接头(10)设置在电缆线孔(9)的下端部；所述井下压力传感器(14)设置在中心管(25)上，且位于电缆短接(11)和引压短接(23)之间的环空内，控制电路板(12)设置在电缆短接(11)和引压短接(23)之间的环空内；所述电缆短接(11)和引压短接(23)之间的环空内还设置有电池组(13)，且电池组(13)与控制电路板(12)安装于同一环形腔体(3)内；所述电机(6)、溢流阀(5)通过螺纹安装于同一环形截面上，减速器(7)和液压泵(8)依次沿轴线连接在电机(6)上，电机(6)、溢流阀(5)分别通过电缆线孔(9)与电池组(13)和控制电路板(12)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种通过地面控制的液压尾管悬挂器及其控制方法，其特征在于，控制方法如下：a、将液压尾管悬挂器（32）连入管串中；b、将步骤a中连接完成的管串下入井中，当尾管(29)位于作业位置时，将地面泵车(30)的泵管与井口(31)连接，在地面通过地面泵车(30)在井口(31)处产生规律性的压力变化；c、压力变化反应至井底，液压尾管悬挂器（32）进行座挂动作；所述液压尾管悬挂器（32）包括压力波接收装置、驱动系统和座挂系统，所述压力波接收装置为井下压力传感器(14)，所述驱动系统包括液压缸、下活塞(16)和将液缸中的液压油输送到下活塞(16)带动下活塞(16)做直线运动的供油机构，所述液缸包括上连接管(4)、中心管(25)和上活塞(2)，所述座挂系统包括卡瓦(19)、液压短接(22)、密封短节(26)和提升短接(27)；下活塞(16)与联接套(18)连接，带动卡瓦(19)运动，中心管(25)位于上连接管(4)内，上连接管(4)和中心管(25)一端与下接头（24）(24)连接，上连接管(4)另一端与电缆短接(11)连接，上活塞(2)设置在上连接管(4)和中心管(25)之间形成的环形空间内，上活塞(2)下方的密闭环形空间形成充满液压油的油箱；所述电缆短接(11)连接有中连接管(21)，中连接管(21)与中心管(25)之间设置有引压短接(23)，引压短接(23)连接有液压短接(22)，中连接管(21)一端与电缆短接(11)连接，中连接管(21)和中心管(25)另一端与液压短接(22)连接，液压短接(22)与密封短接连接，液压短接(22)下端与密封短接之间形成有环空，下活塞(16)设置在环空内，液压短接(22)上设置有下油道(15)，下油道(15)通过油路连接到油箱，另一端分别连接到下活塞(16)的上部环空；所述供油机构包括下回路和控制油路，下回路一端连接到油箱，另一端连接到下油道(15)；控制油路包括电机(6)、液压泵(8)，电机(6)与液压泵(8)通过减速器(7)连接，液压泵(8)连接到油箱；所述供油机构还包括溢流油路，溢流油路一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈燕，杨清海，王斌，李权，姜领，
申请(专利权)人：江苏航天鸿鹏数控机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32