CN118564207A - 一种智能控制尾管悬挂器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能控制尾管悬挂器，包括：尾管悬挂器单元，其包括坐挂机构；用于将所述尾管悬挂器单元送入井下的送入工具，其包括坐挂驱动单元、液压丢手单元，以及设置在所述坐挂驱动单元与所述液压丢手单元的轴向之间的智能液压控制系统；其中，所述智能液压控制系统包括机芯组件、电路单元和液压组件，所述机芯组件能够接收井口发射的信号并传递给所述电路单元，以识别坐挂指令或丢手指令并发送给所述液压组件，所述液压组件能够根据坐挂指令向所述坐挂驱动单元输出高压油，从而驱动所述坐挂机构实现坐挂动作，或根据丢手指令向所述液压丢手单元输出高压油以实现丢手动作。本发明还提供了上述智能控制尾管悬挂器的使用方法。

Description

一种智能控制尾管悬挂器及其使用方法

技术领域

本发明属于油气井固完井井下工具技术领域。具体涉及一种智能控制尾管悬挂器及其使用方法。

背景技术

随着全球勘探开发技术不断向深层、深水等勘探方向发起挑战，且部分区块开始采用尾管固井后回接不固井分段压裂固完井一体化工艺，井下高温、高压、高含硫等复杂环境对尾管固井工具的耐压及长效密封提出了越来越高的要求。后期较高的压裂施工压力，对尾管悬挂器的整机耐压能力带来了新的考验。同时，由于国家战略能源储气库等大规模兴建，储气库井由于其强注强采及使用寿命长的特点，对井筒完整性依赖较高。而国内现有的尾管悬挂器大多将动力液缸集成在悬挂器单元中，固井结束后随尾管留在井下，动力液缸处的弹性体密封件存在老化、密封失效和泄露的风险，轻则会造成环空气窜，严重的会导致发生井喷、单井报废等重大事故。

此外，现有的尾管悬挂器的控制方式主要是机械、液压两种方式，均存在一定的应用局限性，如在深井、水平井及大位移井中，机械式尾管悬挂器由于自身控制方式的局限性，无法很好地判断工具动作情况。而液压式尾管悬挂器存在球座刺漏，导致无法起压，从而无法实现坐挂动作，且后期球座憋通时的瞬时激荡压力，存在破坏裸眼底层的风险，同时，在高比重泥浆环境下，存在传压孔堵塞，坐挂失败的风险。近几年非常规油气资源开发力度不断增大，大位移井及水平井不断涌现，管串下放困难或不到位的现象越来越多。

目前，我国的固井工具仍处于机械控制阶段，智能化水平较低，亟需在智能化固井方面取得新的突破，以缩短与国外同类型产品差距。

发明内容

针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种智能控制尾管悬挂器，该智能控制尾管悬挂器将尾管悬挂器的动力单元移至送入工具，消除了现有技术尾管悬挂器单元的薄弱环节，保证尾管悬挂器的长效密封及尾管井筒的完整性，并且集成了液压丢手单元，能够实现尾管串的无限排量循环和旋转下入，能够有效保证下入可靠性。

为此，根据本发明的第一方面，提供了一种智能控制尾管悬挂器，包括：尾管悬挂器单元，其包括坐挂机构；用于将所述尾管悬挂器单元送入井下的送入工具，其包括坐挂驱动单元、液压丢手单元，以及设置在所述坐挂驱动单元与所述液压丢手单元的轴向之间的智能液压控制系统；其中，所述智能液压控制系统包括机芯组件、电路单元和液压组件，所述机芯组件能够接收井口发射的信号并传递给所述电路单元，以识别坐挂指令或丢手指令并发送给所述液压组件，所述液压组件能够根据坐挂指令向所述坐挂驱动单元输出高压油，从而驱动所述坐挂机构实现坐挂动作，或根据丢手指令向所述液压丢手单元输出高压油以实现丢手动作。

在一个实施例中，所述液压组件包括分别与所述电路单元信号连接的液压泵和液压马达，所述液压泵和所述液压马达根据所述电路单元识别的指令泵送高压油。

在一个实施例中，所述机芯组件包括线圈，所述线圈构造为用于接收从井口投放至所述智能液压控制系统处的无线磁铁投球所发射的无线电磁信号，并传递给所述电路单元。

在一个实施例中，所述机芯组件还包括振动传感器，所述振动传感器构造为用于接收井口发射的脉冲信号，并传递给所述电路单元。

在一个实施例中，所述机芯组件还包括声波接收装置，所述声波接收装置构造成用于接收井口发射的声波信号，并传递给所述电路单元。

在一个实施例中，所述智能液压控制系统还包括管状安装主体、用于供电的电池组件，以及用于存储液压油的油囊组件，其中，所述管状安装主体的外壁上设有多个周向间隔开分布的安装槽，所述机芯组件、所述电路单元、所述液压组件和所述电池组件，以及所述油囊组件分别安装在相应的所述安装槽内。

在一个实施例中，所述尾管悬挂器单元还包括筒状本体，所述坐挂机构套设在所述筒状本体上，所述筒状本体的上端内壁设有卡接槽，用于与所述液压丢手单元进行连接。

在一个实施例中，所述坐挂机构包括卡瓦组件，所述坐挂驱动单元能够产生坐挂推力，以驱动所述卡瓦组件径向扩张至紧贴井筒套管，从而完成坐挂。

在一个实施例中，所述送入工具还包括第一中心管，所述坐挂驱动单元套设在所述第一中心管上。

在一个实施例中，所述坐挂驱动单元包括：套设在所述第一中心管上的活塞；与所述活塞固定连接的坐挂塞帽；套设在所述第一中心管上的坐挂液缸；以及用于传递坐封推力的回接筒，其设置在所述坐挂塞帽与所述卡瓦组件之间；其中，在所述坐挂液缸与所述第一中心管之间形成有活塞腔，所述活塞的下端形成有径向凸出的活塞部，所述活塞部布置在所述活塞腔内，所述活塞通过所述活塞部能够在所述液压组件泵送的高压油的作用下下行以产生坐挂推力，并通过所述塞帽和所述回接筒传递至所述卡瓦组件。

在一个实施例中，所述坐挂液缸的壁内设有第一传液通道，所述活塞腔内对应于所述活塞部上端的液腔通过所述第一传液通道与所述液压组件连通。

在一个实施例中，在所述回接筒的上端设有防提前坐挂组件，用于防止所述坐挂机构提前坐挂。

在一个实施例中，所述液压丢手单元包括：中空芯轴；套设在所述中空芯轴上的弹簧爪；套设在所述中空芯轴上的丢手液缸，所述丢手液缸通过丢手剪钉与所述中空芯轴连接，且处于所述弹簧爪的卡爪部与所述中空芯轴之间；其中，所述卡爪部在初始状态下与所述筒状本体的卡接槽适配，从而使所述尾管悬挂器单元与所述液压丢手单元形成连接，所述丢手液缸能够在所述液压组件泵送的高压油的作用下剪断所述丢手剪钉，并带动所述弹簧爪上行，以使所述卡爪部脱离所述卡接槽，从而实现丢手动作。

在一个实施例中，所述中空芯轴的壁内设有第二传液通道，用于连通所述丢手液缸与所述液压组件。

根据本发明的第二方面，还提供了一种如上所述的智能控制尾管悬挂器的使用方法，包括以下步骤：

组装好所述智能控制尾管悬挂器，将其分别与上部钻具和下部尾管串连接，并下入井筒至预定位置；

从井口发射坐挂控制信号，所述机芯组件接收到坐挂控制信号后传递给所述电路单元，以识别坐挂指令并发送给所述液压组件，所述液压组件根据坐挂指令向所述坐挂驱动单元输出高压油，从而驱动所述坐挂机构实现坐挂动作；

坐挂完成后，从井口发射丢手控制信号，所述机芯组件接收到丢手控制信号后传递给所述电路单元，以识别丢手指令并发送给所述液压组件，所述液压组件根据丢手指令向所述液压丢手单元输出高压油以实现丢手动作；

提出所述送入工具，转入常规尾管进行固井作业。

与现有技术相比，本申请的优点之处在于：

根据本发明的智能控制尾管悬挂器通过整体式尾管悬挂器单元设计，无传压孔及液缸等薄弱环节，提高整体工具长久耐压及密封能力，保证井筒完整性，避免环空气窜及井喷等风险，确保了尾管井筒完整性，满足高温、高压、储气库井等生产作业需求。该智能控制尾管悬挂器与管柱内外环空均无压力传递通道，因此，管柱内外压力的高低不会影响尾管悬挂器单元的坐挂动作，可实现尾管下入过程中泥浆的无限排量循环，确保复杂井、长水平井或大位移井的下入可靠性。同时，通过集成液压丢手单元和扭矩齿结构，可实现尾管串的旋转下入，保证尾管串的下入可靠性，确保尾管管柱安全快速的下放到设计位置。智能液压控制系统采用泥浆脉冲、无线电磁或声波三种信号激发方式，可根据井况进行任意组合，对复杂井况适用性强，提高工具的使用可靠性。送入工具集成智能液压控制系统，施工结束后智能液压控制系统可随钻具提出井口，保养后实现重复利用，达到降本增效的目的。此外，回接筒的上端设置防提前坐挂组件，防止尾管悬挂器单元下入过程中，回接筒的磕碰导致尾管悬挂器单元提前坐挂现象。

附图说明

下面将参照附图对本发明进行说明。

图1示意性地显示了根据本发明的智能控制尾管悬挂器的结构。

图2示意性地显示了图1所示智能控制尾管悬挂器中的送入工具的结构。

图3示意性地显示了图1所示智能控制尾管悬挂器中的尾管悬挂器单元的结构。

图4是图1中C区域的放大图。

图5示意性地显示了图1所示智能控制尾管悬挂器中的回接管的结构。

图6示意性地显示了图1所示智能控制尾管悬挂器中的液压丢手单元的结构。

图7示意性地显示了图1所示智能控制尾管悬挂器中的智能液压控制系统的外部结构。

图8示意性地显示了与图7所示智能液压控制系统的相对视角的外部结构。

图9是沿图7中线A-A的剖面图。

图10示意性地显示了与图7所示智能液压控制系统的转动90度视角的外部结构。

图11示意性地显示了与图10所示智能液压控制系统的相对视角的外部结构。

图12是沿图10中线B-B的剖面图。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本发明进行介绍。

为方便理解，在本申请中，将靠近井口的一端定义为上端、上游端或相似用语，而将远离井口的一端定义为下端、下游端或相似用语。同时，将沿着智能控制尾管悬挂器的长度方向称为纵向方向、轴向方向或类似用语，而与之垂直的方向称为横向方向、径向方向或类似用语。

另外需要说明的是，本申请中使用的方向性用语或限定词“上”、“下”、等均是针对所参照的附图1而言，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1示意性地显示了根据本发明的智能控制尾管悬挂器100的结构。如图1所示，智能控制尾管悬挂器100包括送入工具和尾管悬挂器单元3。送入工具1用于将尾管悬挂器单元3送入井下的预定位置，其包括坐挂驱动单元11、液压丢手单元12，以及设置在坐挂驱动单元11与液压丢手单元12的轴向之间的智能液压控制系统13，智能液压控制系统13用于控制坐挂驱动单元11与液压丢手单元12。尾管悬挂器单元3包括坐挂机构31，坐挂驱动单元11用于驱动坐挂机构31进行坐挂。智能液压控制系统13包括机芯组件131、电路单元132(见图12)和液压组件133(见图9)，机芯组件131能够接收井口发射的信号并传递给电路单元132，以识别坐挂指令或丢手指令并发送给液压组件133，液压组件133能够根据坐挂指令向坐挂驱动单元11输出高压油，从而驱动坐挂机构31实现坐挂动作，或液压组件133能够根据丢手指令向液压丢手单元12输出高压油以驱动液压丢手单元12实现丢手动作。

送入工具1作为尾管悬挂器单元3坐挂及丢手动作的实施单元。图2示意性地显示了送入工具1的结构，如图2所示，送入工具1还包括第一中心管14，坐挂驱动单元11套设在第一中心管14上。在第一中心管14的上端设有提拉接头101，用于与上部钻具连接。智能液压控制系统13连接在第一中心管14的下端，液压丢手单元12连接在智能液压控制系统13的下端。尾管悬挂器单元3能够适配连接在液压丢手单元12的下端。

此外，送入工具1还包括第二中心管107，如图2所示，第二中心管107的上端与液压丢手单元12固定连接，下端向下延伸。在未丢手状态下，第二中心管107穿过尾管悬挂器单元3。

如图3所示，尾管悬挂器单元3还包括筒状本体32，坐挂机构31套设在筒状本体32上，筒状本体32的上端内壁设有卡接槽321，用于与液压丢手单元12进行适配连接。坐挂机构31包括卡瓦组件，卡瓦组件例如包括锥体、卡瓦、卡瓦套等。坐挂驱动单元11能够产生坐挂推力，以驱动卡瓦组件径向扩张至紧贴井筒套管，从而完成坐挂。

在一个实施例中，送入工具1的靠近上端位置处设有第一扶正环102(见图2)。同时，在尾管悬挂器单元3的筒状本体32上设有第二扶正环36(见图3)，第二扶正环36处于卡瓦组件的下方位置。第一扶正环102和第二扶正环36能够在下入过程中对智能控制尾管悬挂器100进行有效的扶正，保证智能控制尾管悬挂器100居中，从而提高下入效率。优选地，筒状本体32上可以设有多个间隔开分布的第二扶正环36，这样，尾管悬挂器单元3在丢手后的后续作业过程中能够通过第二扶正环36进行扶正。

根据本发明，如图1和图4所示，坐挂驱动单元11包括套设在第一中心管14上的活塞111、与活塞111固定连接的坐挂塞帽112、套设在第一中心管14上的坐挂液缸113，以及用于传递坐封推力的回接筒2。图5示意性地显示了回接管2的结构。回接筒2套设在第一中心管14外，并与第一中心管14之间形成有环形空间，活塞111、坐挂塞帽112、坐挂液缸113均设置在环形空间内。回接筒2设置在坐挂塞帽112与卡瓦组件之间。在回接筒2的下端固定连接有传力套35，传力套35用于承接回接筒2以传递坐挂推力，回接筒2传递的坐挂推力能够作用于卡瓦组件31，以使卡瓦组件31中的卡瓦沿径向扩张至紧贴井筒套管，从而完成坐挂。

为了保证密封性能，在传力套35与回接筒2的连接处设有密封组件34(见图3)。此外，为了保证液压丢手单元12的密封性，在第二中心管107与尾管悬挂器单元3的筒状本体32之间设有密封芯子33(见图3)。

如图4所示，在坐挂液缸113与第一中心管14之间形成有活塞腔，活塞111的下端形成有径向凸出的活塞部，活塞部布置在活塞腔内，活塞111通过活塞部能够在液压组件133泵送的高压油的作用下下行以产生坐挂推力，并通过塞帽112和回接筒2传递至卡瓦组件。具体地，坐挂液缸113的壁内设有第一传液通道1130，活塞腔内对应于活塞部上端的液腔1131通过第一传液通道1130与液压组件133中的第一液压油输送通道133a(见下文介绍)连通。

根据本发明，如图2所示，在回接筒2的上端设有防提前坐挂组件103，用于防止坐挂机构31提前坐挂。

如图4所示，防提前坐挂组件103包括固定连接在回接筒2的上端的卡接套21、固定套设在第一中心管14的上端的定位套23，以及挡块22。卡接套21的内壁设有挡块槽211，定位套23设有贯穿其侧部的通孔，在初始状态下，挡块22穿过通孔并安装到挡块槽211内，活塞111的上端延伸至挡块22的径向内侧以对挡块22形成径向支撑。由此，通过挡块22对回接筒2形成卡接定位，此时，在下入井筒的过程中，能够有效防止坐挂机构31提前坐挂。

此外，在回接筒2与卡接套21的连接处形成有限位台阶212，塞帽112在初始状态下间隔开处于限位台阶212的上端。当活塞111在液压组件133泵送的高压油的作用下下行时，同时带动塞帽112下行至坐落在限位台阶212，由此将坐挂推力传递至回接筒2。此时，活塞111的上端不再对挡块22形成支撑，卡接套21受到向下的力，从而使挡块22从挡块槽211内脱出，挡块22失去对卡接套21的限位作用。由此，坐挂驱动单元11通过活塞111产生的坐挂推力通过回接筒2传递至卡瓦组件，进而使坐挂机构31实现坐挂。

根据本发明，如图6所示，液压丢手单元12包括中空芯轴121、套设在中空芯轴121上的弹簧爪122，以及套设在中空芯轴121上的丢手液缸123，丢手液缸123通过丢手剪钉124与中空芯轴121连接，且处于弹簧爪122的卡爪部1220与中空芯轴121之间。其中，卡爪部1220在初始状态下与尾管悬挂器单元3的筒状本体32的卡接槽321适配，从而使尾管悬挂器单元3与液压丢手单元12形成连接。并且，丢手液缸123能够在液压组件133泵送的高压油的作用下剪断丢手剪钉124，并带动弹簧爪122上行，以使卡爪部1220脱离卡接槽321，从而实现丢手动作。

在一个实施例中，丢手液缸123构造成套设在中空芯轴121上的筒状，其内壁设有端面朝下的台阶部，同时在丢手液缸123与中空芯轴121之间设有密封组件1230。由此，在该台阶部与密封组件1230之间形成了丢手液压腔。智能液压控制系统13能够将高压油泵送至丢手液压腔以驱动液压丢手单元12实现丢手。

如图6所示，中空芯轴121的壁内设有第二传液通道125，用于连通丢手液缸124与液压组件133。具体地，第二传液通道125的一端与丢手液压腔连通，另一端与第二液压油输送通道133b(见图9)连通。第二液压油输送通道133b将在下文进行介绍。

此外，液压丢手单元12还包括扭矩套126和连接在中空芯轴121下端的连接接头127。扭矩套126的两端分别设有扭矩齿，扭矩套126的上端通过扭矩齿与智能液压控制系统13中的安装主体5的下端设有的相应的扭矩齿适配连接，扭矩套126的下端通过扭矩齿与尾管悬挂器单元3的筒状本体32的上端设有的相应的扭矩齿适配连接。由此，通过集成液压丢手单元12和扭矩齿结构，能够实现尾管串的旋转下入，有效保证了尾管串的下入可靠性。

图7到图12示意性地显示了智能液压控制系统13的结构。液压组件133包括分别与电路单元132信号连接的液压泵和液压马达，液压泵和液压马达根据电路单元132识别的指令泵送高压油。

根据本发明的一个实施例，如图12所示，机芯组件131包括线圈1311，线圈1311构造为用于接收从井口投放至智能液压控制系统13处的无线磁铁投球4所发射的无线电磁信号，并传递给与线圈1311信号连接的电路单元132，由此激活电路单元132。此时，电路单元132可以响应于线圈1311接收到相应的无线电磁信号而控制液压组件133工作。

根据本发明的一个实施例，机芯组件131还可以包括振动传感器(未示出)，振动传感器构造为用于接收井口发射的脉冲信号，并传递给与振动传感器信号连接的电路单元132，由此激活电路单元132。此时，电路单元132可以响应于振动传感器接收到相应的脉冲信号而控制液压组件133工作。

根据本发明的一个实施例，机芯组件131还可以包括声波接收装置(未示出)，声波接收装置构造成用于接收井口发射的声波信号，并传递给与声波接收装置信号连接的电路单元132，由此激活电路单元132。此时，电路单元132可以响应于声波接收装置接收到相应的声波信号而控制液压组件133工作。

根据本发明，如图9所示，智能液压控制系统13还包括管状安装主体5、用于供电的电池组件6，以及用于存储液压油的油囊组件7。电池组件6可以为液压组件133、机芯组件131、电路单元132等供电。智能液压控制系统13能够根据相应的信号控制液压组件133，以将油囊组件7内的液压油泵送至坐挂驱动单元11或液压丢手单元12。

管状安装主体5的外壁上设有多个周向间隔开分布的安装槽，机芯组件131、电路单元132、液压组件133和电池组件6，以及油囊组件7分别安装在相应的安装槽内。如图9所示，液压组件133和电池组件6径向相对设置。如图12所示，机芯组件131和电路单元132设置在同一周向位置上，且与油囊组件7径向相对设置。优选地，油囊组件7包括小油囊71和大油囊72。

在一个实施例中，如图9所示，为了保证液压油的质量，可以在液压组件133的轴向两端分别设有过滤器8，过滤器8分别连接到第一液压油输送通道133a及第二液压油输送通道133b中，用于对液压油进行过滤。

为了对机芯组件131、电路单元132、液压组件133和电池组件6，以及油囊组件7形成保护，在机芯组件131、电路单元132、液压组件133、电池组件6、油囊组件7，以及过滤器8相应的安装槽处对应设有保护盖板。如图7和图8所示，在电池组件6的外部设有电池盖板61，在过滤器8的外部设有过滤器盖板81，在液压组件133的外部设有液压组件盖板1331。如图10和图11所示，小油囊71和大油囊72的外部分别设有小油囊盖板711和大油囊盖板721。机芯组件131和电路单元132安装在管状安装主体5的同一安装槽内，在机芯组件131和电路单元132的外部设有机芯组件盖板1311，由此，这种结构能够对智能液压控制系统13的内部零件形成有效的保护，非常有利于提高智能液压控制系统13的使用寿命。

此外，如图12所示，管状安装主体5还设有通信插头134，通信插头134与机芯组件131及电路单元132信号连接。通信插头134相当于一个开关，通信插头134插上时整个系统处于供电状态，未插时则系统处于未供电状态。为了对通信插头134形成保护，在通信插头134的外部设有通信口压盖和通信插座盖板1341。

本发明还提供了一种上述智能控制尾管悬挂器100的使用方法，下面对该使用方法进行详细介绍。

首先，组装好智能控制尾管悬挂器100，将其分别与上部钻具和下部尾管串连接，并下入井筒至预定位置。在下入过程中，由于扭矩齿的结构，可实现无限排量循环及管串的旋转下入，确保尾管安全顺利下放到位。

智能控制尾管悬挂器100下放到设计位置后，从井口发射坐挂控制信号，机芯组件131接收到坐挂控制信号后传递给电路单元132，以识别坐挂指令并发送给液压组件133，液压组件133根据坐挂指令向坐挂驱动单元11输出高压油，从而驱动坐挂机构31实现坐挂动作。

根据本发明，可以通过三种方式实现智能控制尾管悬挂器100的坐挂动作。第一种坐挂控制方式为利用无线电磁信号，具体为，智能控制尾管悬挂器100下放到设计位置后，从井口投放无线磁铁投球4，无线磁铁投球4向外发射无线电磁信号，当无线磁铁投球4运动至智能液压控制系统13位置时，机芯组件131中的线圈1311接收到无线磁铁投球4发射的无线电磁信号，并传递给与线圈1311信号连接的电路单元132，由此激活电路单元132。此时，电路单元132可以响应于线圈1311接收到相应的无线电磁信号而下达坐挂指令，控制液压组件133通过液压泵和液压马达将油囊组件7内的高压油向上泵送，高压油依次通过第一液压油输送通道133a和第一传液通道1130被泵入坐挂驱动单元11的活塞腔内对应于活塞部上端的液腔1131，随着高压油的不断泵入，活塞部的上端面受高压油的液压作用使得活塞111下行，并带动塞帽112下行。由此，挡块22回退滑脱，使得活塞111继续带动塞帽112继续下行，下压回接筒2。由此将活塞111产生的坐挂推力传递至回接筒2，进而传递至卡瓦组件，使坐挂机构31实现坐挂。

第二种坐挂控制方式为利用脉冲信号，具体为，当智能控制尾管悬挂器100下放到设计位置后，井口通过规律性启停泥浆泵发射一定频率的脉冲信号，管柱发生规律性振动，机芯组件131上的振动传感器接收到管柱规律性振动信号后，将坐挂信号传递给电路单元132，由此激活电路单元132。此时，电路单元132可以响应于振动传感器接收到相应的脉冲信号而下达坐挂指令，后续动作与第一种坐挂控制方式相同。

第三种坐挂控制方式为利用声波信号，具体为，当智能控制尾管悬挂器100下放到设计位置后，井口发射声波信号，机芯组件131上的声波接收装置接收到声波信号后，将坐挂信号传递给电路单元132，由此激活电路单元132。此时，电路单元132可以响应于声波接收装置接收到相应的声波信号而下达坐挂指令，后续动作与第一种坐挂控制方式相同。

坐挂完成后，从井口发射丢手控制信号，机芯组件131接收到丢手控制信号后传递给电路单元132，以识别丢手指令并发送给液压组件133，液压组件133根据丢手指令向液压丢手单元12输出高压油以实现丢手动作。

同样地，可以通过三种方式实现智能控制尾管悬挂器100的丢手动作。第一种丢手控制方式为利用无线电磁信号，具体为，智能控制尾管悬挂器100下放到设计位置后，从井口投放无线磁铁投球4，无线磁铁投球4向外发射无线电磁信号，当无线磁铁投球4运动至智能液压控制系统13位置时，机芯组件131中的线圈1311接收到无线磁铁投球4发射的无线电磁信号，并传递给与线圈1311信号连接的电路单元132，由此激活电路单元132。此时，电路单元132可以响应于线圈1311接收到相应的无线电磁信号而下达丢手指令，控制液压组件133通过液压泵和液压马达将油囊组件7内的高压油向下泵送，高压油依次通过第二液压油输送通道133b和第二传液通道125被泵入液压丢手单元12的丢手液压腔内，随着高压油的不断泵入，丢手液缸123在高压油的作用下剪断丢手剪钉124，并带动弹簧爪122上行，以使卡爪部1220脱离卡接槽321，从而实现丢手动作。

第二种丢手控制方式为利用脉冲信号，具体为，当智能控制尾管悬挂器100下放到设计位置后，井口通过规律性启停泥浆泵发射一定频率的脉冲信号，管柱发生规律性振动，机芯组件131上的振动传感器接收到管柱规律性振动信号后，将丢手信号传递给电路单元132，由此激活电路单元132。此时，电路单元132可以响应于振动传感器接收到相应的脉冲信号而下达丢手指令，后续动作与第一种丢手控制方式相同。

第三种丢手控制方式为利用声波信号，具体为，当智能控制尾管悬挂器100下放到设计位置后，井口发射声波信号，机芯组件131上的声波接收装置接收到声波信号后，将丢手信号传递给电路单元132，由此激活电路单元132。此时，电路单元132可以响应于声波接收装置接收到相应的声波信号而下达丢手指令，后续动作与第一种丢手控制方式相同。

丢手完成后，提出送入工具1，转入常规尾管进行固井作业。

根据本发明的智能控制尾管悬挂器100通过整体式尾管悬挂器单元设计，无传压孔及液缸等薄弱环节，提高整体工具长久耐压及密封能力，保证井筒完整性，避免环空气窜及井喷等风险，确保了尾管井筒完整性，满足高温、高压、储气库井等生产作业需求。该智能控制尾管悬挂器100与管柱内外环空均无压力传递通道，因此，管柱内外压力的高低不会影响尾管悬挂器单元3的坐挂动作，可实现尾管下入过程中泥浆的无限排量循环，确保复杂井、长水平井或大位移井的下入可靠性。同时，通过集成液压丢手单元12和扭矩齿结构，可实现尾管串的旋转下入，保证尾管串的下入可靠性，确保尾管管柱安全快速的下放到设计位置。智能液压控制系统13采用泥浆脉冲、无线电磁或声波三种信号激发方式，可根据井况进行任意组合，对复杂井况适用性强，提高工具的使用可靠性。送入工具1集成智能液压控制系统13，施工结束后智能液压控制系统13可随钻具提出井口，保养后实现重复利用，达到降本增效的目的。此外，回接筒2的上端设置防提前坐挂组件103，防止尾管悬挂器单元3下入过程中，回接筒2的磕碰导致尾管悬挂器单元3提前坐挂现象。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种智能控制尾管悬挂器，包括：

尾管悬挂器单元(3)，其包括坐挂机构(31)；

用于将所述尾管悬挂器单元(3)送入井下的送入工具(1)，其包括坐挂驱动单元(11)、液压丢手单元(12)，以及设置在所述坐挂驱动单元(11)与所述液压丢手单元(12)的轴向之间的智能液压控制系统(13)；

其中，所述智能液压控制系统(13)包括机芯组件(131)、电路单元(132)和液压组件(133)，所述机芯组件(131)能够接收井口发射的信号并传递给所述电路单元(132)，以识别坐挂指令或丢手指令并发送给所述液压组件(133)，所述液压组件(133)能够根据坐挂指令向所述坐挂驱动单元(11)输出高压油，从而驱动所述坐挂机构(31)实现坐挂动作，或根据丢手指令向所述液压丢手单元(12)输出高压油以实现丢手动作。

2.根据权利要求1所述的智能控制尾管悬挂器，其特征在于，所述液压组件(133)包括分别与所述电路单元(132)信号连接的液压泵和液压马达，所述液压泵和所述液压马达根据所述电路单元(132)识别的指令泵送高压油。

3.根据权利要求2所述的智能控制尾管悬挂器，其特征在于，所述机芯组件(131)包括线圈，所述线圈构造为用于接收从井口投放至所述智能液压控制系统(13)处的无线磁铁投球(4)所发射的无线电磁信号，并传递给所述电路单元(132)。

4.根据权利要求3所述的智能控制尾管悬挂器，其特征在于，所述机芯组件(131)还包括振动传感器，所述振动传感器构造为用于接收井口发射的脉冲信号，并传递给所述电路单元(132)。

5.根据权利要求4所述的智能控制尾管悬挂器，其特征在于，所述机芯组件(131)还包括声波接收装置，所述声波接收装置构造成用于接收井口发射的声波信号，并传递给所述电路单元(132)。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的智能控制尾管悬挂器，其特征在于，所述智能液压控制系统(13)还包括管状安装主体(5)、用于供电的电池组件(6)，以及用于存储液压油的油囊组件(7)，

其中，所述管状安装主体(5)的外壁上设有多个周向间隔开分布的安装槽，所述机芯组件(131)、所述电路单元(132)、所述液压组件(133)和所述电池组件(6)，以及所述油囊组件(7)分别安装在相应的所述安装槽内。

7.根据权利要求1所述的智能控制尾管悬挂器，其特征在于，所述尾管悬挂器单元(3)还包括筒状本体(32)，所述坐挂机构(31)套设在所述筒状本体(32)上，所述筒状本体(32)的上端内壁设有卡接槽(321)，用于与所述液压丢手单元(12)进行连接。

8.根据权利要求7所述的智能控制尾管悬挂器，其特征在于，所述坐挂机构(31)包括卡瓦组件，所述坐挂驱动单元(11)能够产生坐挂推力，以驱动所述卡瓦组件径向扩张至紧贴井筒套管，从而完成坐挂。

9.根据权利要求8所述的智能控制尾管悬挂器，其特征在于，所述送入工具还包括第一中心管(14)，所述坐挂驱动单元(11)套设在所述第一中心管(14)上。

10.根据权利要求9所述的智能控制尾管悬挂器，其特征在于，所述坐挂驱动单元(11)包括：

套设在所述第一中心管(14)上的活塞(111)；

与所述活塞(111)固定连接的坐挂塞帽(112)；

套设在所述第一中心管(14)上的坐挂液缸(113)；以及

用于传递坐封推力的回接筒(2)，其设置在所述坐挂塞帽(112)与所述卡瓦组件之间；

其中，在所述坐挂液缸(113)与所述第一中心管(14)之间形成有活塞腔，所述活塞(111)的下端形成有径向凸出的活塞部，所述活塞部布置在所述活塞腔内，所述活塞(111)通过所述活塞部能够在所述液压组件(133)泵送的高压油的作用下下行以产生坐挂推力，并通过所述塞帽(112)和所述回接筒(2)传递至所述卡瓦组件。

11.根据权利要求10所述的智能控制尾管悬挂器，其特征在于，所述坐挂液缸(113)的壁内设有第一传液通道(1130)，所述活塞腔内对应于所述活塞部上端的液腔(1131)通过所述第一传液通道(1130)与所述液压组件(133)连通。

12.根据权利要求9到11中任一项所述的智能控制尾管悬挂器，其特征在于，在所述回接筒的上端设有防提前坐挂组件(103)，用于防止所述坐挂机构(31)提前坐挂。

13.根据权利要求7所述的智能控制尾管悬挂器，其特征在于，所述液压丢手单元(12)包括：

中空芯轴(121)；

套设在所述中空芯轴(121)上的弹簧爪(122)；

套设在所述中空芯轴(121)上的丢手液缸(123)，所述丢手液缸(123)通过丢手剪钉(124)与所述中空芯轴(121)连接，且处于所述弹簧爪(122)的卡爪部(1220)与所述中空芯轴(121)之间；

其中，所述卡爪部(1220)在初始状态下与所述筒状本体(32)的卡接槽(321)适配，从而使所述尾管悬挂器单元(3)与所述液压丢手单元(12)形成连接，

所述丢手液缸(123)能够在所述液压组件(133)泵送的高压油的作用下剪断所述丢手剪钉(124)，并带动所述弹簧爪(122)上行，以使所述卡爪部(1220)脱离所述卡接槽(321)，从而实现丢手动作。

14.根据权利要求13所述的智能控制尾管悬挂器，其特征在于，所述中空芯轴(121)的壁内设有第二传液通道(125)，用于连通所述丢手液缸(124)与所述液压组件(133)。

15.一种根据权利要求1到14中任一项所述的智能控制尾管悬挂器的使用方法，包括以下步骤：

组装好所述智能控制尾管悬挂器，将其分别与上部钻具和下部尾管串连接，并下入井筒至预定位置；

从井口发射坐挂控制信号，所述机芯组件(131)接收到坐挂控制信号后传递给所述电路单元(132)，以识别坐挂指令并发送给所述液压组件(133)，所述液压组件(133)根据坐挂指令向所述坐挂驱动单元(11)输出高压油，从而驱动所述坐挂机构(31)实现坐挂动作；

坐挂完成后，从井口发射丢手控制信号，所述机芯组件(131)接收到丢手控制信号后传递给所述电路单元(132)，以识别丢手指令并发送给所述液压组件(133)，所述液压组件(133)根据丢手指令向所述液压丢手单元(12)输出高压油以实现丢手动作；

提出所述送入工具(1)，转入常规尾管进行固井作业。