一种带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器的制作方法

1.本实用新型涉及悬挂器领域，具体涉及一种带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器。


背景技术：

2.目前采油、气井口设备悬挂器内部预留背压阀（bpv）螺纹，在出现异常情况需要更换上部1号主阀时，需要采用专用的背压阀送入工具，人工操作手动放入背压阀，以关闭生产通道后进行设备的维修检查或更换，带压进行作业需要专业团队才能进行操作，而且在操作过程中存在很大的安全风险，并且耗时耗力。另外，井下安全阀安装于井下100米左右，在进行关闭时，需要长距离地输送液压进行控制，压力损耗严重，不能及时有效地进行关闭操作。当井内压力出现异常波动时，不能及时自动进行快速关断。
3.本技术人发现现有技术至少存在以下技术问题：
4.1、现有技术中，在出现异常情况需要更换上部1号主阀时，需要采用专用的背压阀送入工具，人工操作手动放入背压阀进行生产通道的关闭，操作过程中存在很大的安全风险，并且耗时耗力；
5.2、现有技术中，井下安全阀安装于井下100米左右，当井内压力出现异常波动时，不能及时自动进行快速关断。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器，以解决现有技术中在出现异常情况需要更换上部1号主阀时，需要采用专用的背压阀送入工具，人工操作手动放入背压阀进行生产通道的关闭，操作过程中存在很大的安全风险，并且耗时耗力的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
7.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
8.本实用新型提供的一种带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器，包括两端开口的悬挂器壳体，在悬挂器壳体的内部沿其长度方向具有井内流体流通的通道一；且在所述通道一上设有关闭该通道一的关断装置和用于监测该通道一内压力的压力感应组件；还包括地面控制单元，所述压力感应组件、关断装置分别与地面控制单元电连接。
9.可选的或优选的，所述关断装置包括活塞、复位弹簧一、闸板；其中，
10.所述活塞为两端开口的中空结构；所述活塞与悬挂器壳体间具有液压腔一，所述液压腔一通过地面控制单元向液压腔一内输送液压介质或将液压腔一内的液压介质送出；
11.所述活塞与悬挂器壳体间还设有安装复位弹簧一的安装腔，所述安装腔由活塞的外壁和悬挂器壳体的内壁构成；所述复位弹簧一套设在活塞的外壁，且复位弹簧一的两端分别与活塞、悬挂器壳体相抵；
12.所述闸板的外形与所述通道一相匹配，所述闸板转动连接在悬挂器壳体上，且在
闸板与悬挂器壳体的转动连接处还设有复位零件，所述闸板位于活塞的下侧；
13.当液压腔一内通过地面控制单元逐渐注入液压介质，注入的液压介质推动活塞下行，下行的活塞逐步压缩复位弹簧一，直到活塞的端部顶开闸板，实现通道一的打开；
14.当地面控制单元控制液压腔一内的液压介质送出，活塞在复位弹簧一的推动下，在通道一内向上运动，闸板在复位零件的作用下复位，实现通道一的关闭。
15.可选的或优选的，所述液压腔一位于安装腔的上侧。
16.可选的或优选的，所述复位零件为扭转弹簧。
17.可选的或优选的，所述压力感应组件包括从内到外依次套设的套筒、液压锤、感应组件壳体，所述压力感应组件套设在悬挂器壳体内；其中，
18.所述液压锤分别与套筒、感应组件壳体滑动连接；
19.所述液压锤的底部设有安装底座，所述安装底座安装在悬挂器壳体上，所述套筒、液压锤、感应组件壳体均安装在安装底座上，且所述套筒和感应组件壳体均与安装底座固定连接，所述液压锤与安装底座滑动连接；
20.所述液压锤和感应组件壳体间具有两个液压腔二和两个压力感应腔；
21.两个所述液压腔二和两个压力感应腔均两两相对设置；
22.所述套筒的侧壁和液压锤的侧壁均在对应液压腔二的位置开设有用于井内流体流通的通道二，所述通道二与液压腔二相通；
23.两个所述压力感应腔内均安装有复位弹簧二，所述复位弹簧二的两端分别与液压锤和感应组件壳体抵接，在复位弹簧二上还安装有压力传感器，所述压力传感器与地面控制装置电连接。
24.可选的或优选的，所述感应组件壳体的内壁沿其长度方向分别开设有通槽一和通槽二，所述液压锤在对应通槽一和通槽二的位置分别设有外凸结构一和外凸结构二；所述外凸结构一与通槽一相适应，所述外凸结构二与通槽二相适应；
25.当液压锤套设在感应组件壳体的内侧，所述外凸结构一的两侧分别为液压腔二和安装复位弹簧二的压力感应腔；所述外凸结构二的两侧分别为液压腔二和安装复位弹簧二的压力感应腔。
26.可选的或优选的，所述通槽一和通槽二相对设置。
27.可选的或优选的，所述压力感应组件位于悬挂器壳体的上部，且位于关断装置的上侧。
28.可选的或优选的，所述地面控制单元包括地面接收器、数据处理器、数据对比器以及用于控制关断装置打开或关闭的液压控制系统；其中，
29.所述数据处理器分别与地面接收器、数据对比器电性连接；
30.所述地面接收器与压力传感器电性连接；
31.所述数据对比器与液压控制系统电性连接。
32.可选的或优选的，所述地面控制单元还包括液压控制系统的手动控制器。
33.基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：
34.本实用新型提供的带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器，可以通过压力感应组件监测通道一内的压力，并将监测到的信号发送给地面控制单元，地面控制单元能根据所述信号得到通道一内的压力值，并将该压力值与用户设定的安全压力进行比对，当该
压力值大于安全压力，则通过地面控制单元控制关断装置进行快速关闭，如果压力值小于安全压力，则通过地面控制单元控制关断装置保持打开状态；因此，本实用新型提供的带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器，在生产设备需要维修、管线破裂、发生不可抗力等自然灾害失控状态下，能辅助井下安全设备关闭生产通道或代替传统背压阀快速关闭生产通道维修井上设备；不仅操作安全、省时省力，而且当井内压力出现异常波动时，能及时自动进行快速关断。
附图说明
35.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1是本实用新型实施例闸板打开时的状态示意图；
37.图2是图1中a-a的剖视图；
38.图3是本实用新型实施例闸板关闭时的状态示意图；
39.图4是图3中b-b的剖视图。
40.图中：1、安装端盖；2、挡圈；3、感应组件壳体；4、液压锤；5、套筒；6、安装底座；7、悬挂器壳体；8、活塞；9、密封圈；10、复位弹簧一；11、闸板；12、复位弹簧二；13、压力传感器；14、通道一；15、液压腔一；16、液压腔二；17、通道二。
具体实施方式
41.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
42.如图1-图4所示：
43.本实用新型提供了一种带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器，包括两端开口的悬挂器壳体7，在悬挂器壳体7的内部沿其长度方向具有井内流体流通的通道一14；且在所述通道一14上设有关闭该通道一14的关断装置和用于监测该通道一14内压力的压力感应组件；还包括地面控制单元，所述压力感应组件、关断装置分别与地面控制单元电连接。
44.本实用新型提供的带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器，可以通过压力感应组件监测通道一14内的压力，并将监测到的信号发送给地面控制单元，地面控制单元能根据所述信号得到通道一14内的压力值，并将该压力值与用户设定的安全压力进行比对，当该压力值大于安全压力，则通过地面控制单元控制关断装置进行快速关闭，如果压力值小于安全压力，则通过地面控制单元控制关断装置保持打开状态；因此，本实用新型提供的带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器，在生产设备需要维修、管线破裂、发生不可抗力等自然灾害失控状态下，能辅助井下安全设备关闭生产通道或代替传统背压阀快速关闭生产通道维修井上设备；不仅操作安全、省时省力，而且当井内压力出现异常波动时，能及
时自动进行快速关断。
45.作为可选的实施方式，所述关断装置包括活塞8、复位弹簧一10、闸板11；其中，
46.所述活塞8为两端开口的中空结构；所述活塞8与悬挂器壳体7间具有液压腔一15，所述液压腔一15通过地面控制单元向液压腔一15内输送液压介质或将液压腔一15内的液压介质送出；
47.所述活塞8与悬挂器壳体7间还设有安装复位弹簧一10的安装腔，所述安装腔由活塞8的外壁和悬挂器壳体7的内壁构成；所述复位弹簧一10套设在活塞8的外壁，且复位弹簧一10的两端分别与活塞8、悬挂器壳体7相抵；
48.所述闸板11的外形与所述通道一14相匹配，所述闸板11转动连接在悬挂器壳体7上，且在闸板11与悬挂器壳体7的转动连接处还设有复位零件，所述闸板11位于活塞8的下侧；
49.当液压腔一15内通过地面控制单元逐渐注入液压介质，注入的液压介质推动活塞8下行，下行的活塞8逐步压缩复位弹簧一10，直到活塞8的端部顶开闸板11，实现通道一14的打开；
50.当地面控制单元控制液压腔一15内的液压介质送出，活塞8在复位弹簧一10的推动下，在通道一14内向上运动，闸板11在复位零件的作用下复位，实现通道一14的关闭。
51.作为可选的实施方式，所述液压腔一15位于安装腔的上侧。
52.作为可选的实施方式，所述复位零件为扭转弹簧。
53.作为可选的实施方式，所述压力感应组件包括从内到外依次套设的套筒5、液压锤4、感应组件壳体3，所述压力感应组件套设在悬挂器壳体7内；其中，
54.所述液压锤4分别与套筒5、感应组件壳体3滑动连接；
55.所述液压锤4的底部设有安装底座6，所述安装底座6安装在悬挂器壳体7上，所述套筒5、液压锤4、感应组件壳体3均安装在安装底座6上，且所述套筒5和感应组件壳体3均与安装底座6固定连接，所述液压锤4与安装底座6滑动连接；
56.所述液压锤4和感应组件壳体3间具有两个液压腔二16和两个压力感应腔；
57.两个所述液压腔二16和两个压力感应腔均两两相对设置；
58.所述套筒5的侧壁和液压锤4的侧壁均在对应液压腔二16的位置开设有用于井内流体流通的通道二17，所述通道二17与液压腔二16相通；
59.两个所述压力感应腔内均安装有复位弹簧二12，所述复位弹簧二12的两端分别与液压锤4和感应组件壳体3抵接，在复位弹簧二12上还安装有压力传感器13，所述压力传感器13与地面控制装置电连接。当闸板11处于开启状态时，井内流体通过套筒5和液压锤4壁上的通道二17进入液压锤4与感应组件壳体3所形成的液压腔二16内，井内流体会推动液压锤4旋转，即液压锤4会相对套筒5以及感应组件壳体3发生转动。
60.作为可选的实施方式，还包括安装液压锤4的安装端盖1，所述安装端盖1位于悬挂器壳体7与安装端盖1间且其上部位于悬挂器壳体7和液压锤4的上侧，且在安装端盖1与悬挂器壳体7间还安装有挡圈2。
61.作为可选的实施方式，在液压腔二16的上侧和下侧，活塞8与悬挂器壳体7的相接处均安装有密封圈9。
62.作为可选的实施方式，所述感应组件壳体3的内壁沿其长度方向分别开设有通槽
一和通槽二，所述液压锤4在对应通槽一和通槽二的位置分别设有外凸结构一和外凸结构二；所述外凸结构一与通槽一相适应，所述外凸结构二与通槽二相适应；
63.当液压锤4套设在感应组件壳体3的内侧，所述外凸结构一的两侧分别为液压腔二16和安装复位弹簧二12的压力感应腔；所述外凸结构二的两侧分别为液压腔二16和安装复位弹簧二12的压力感应腔。
64.作为可选的实施方式，所述通槽一和通槽二相对设置。
65.作为可选的实施方式，所述压力感应组件位于悬挂器壳体7的上部，且位于关断装置的上侧。
66.作为可选的实施方式，所述地面控制单元包括地面接收器、数据处理器、数据对比器以及用于控制关断装置打开或关闭的液压控制系统；其中，
67.所述数据处理器分别与地面接收器、数据对比器电性连接；
68.所述地面接收器与压力传感器13电性连接；
69.所述数据对比器与液压控制系统电性连接。
70.作为可选的实施方式，还包括压力管a，所述压力管a的一端与液压腔一15连通，压力管a的另一端伸出悬挂器壳体7的外侧，并与液压控制系统输送液压介质的管路连接。
71.作为可选的实施方式，所述压力传感器13上连接有数据线b，数据线b与地面接收器电性连接，用于数据信号的传输。
72.作为可选的实施方式，所述地面控制单元还包括压力表，所述压力表与数据处理器电性连接，所述数据处理器将数据转换成压力值在压力表上进行显示。
73.作为可选的实施方式，所述地面控制单元还包括紧急关断按钮，所述紧急关断按钮与液压控制系统电连接；当需要紧急关断时，可以通过紧急关断按钮，进行通道一14的紧急关断。
74.本实用新型中带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器在进行工作时，其通道一14的打开、关闭可以选择自动控制模式关断、手动控制模式关断或紧急关断，具体的工作原理如下：
75.首先设定数据对比器进行比对的安全压力，并设定为自动控制，闸板11将生产通道通道一14打开，从地面加液压介质，作为液压介质的高压液体经压力管a进入关断装置的液压腔一15，推动活塞8下行，压缩复位弹簧一10，活塞8顶开闸板11，实现通道一14的打开。
76.当闸板11处于开启状态时，井内流体通过套筒5和液压锤4壁上通道二17进入液压锤4与感应组件壳体3所形成的液压腔二16内，井内流体推动液压锤4旋转，液压锤4与感应组件壳体3所形成的位移角度，被数据线b传送回地面接收器，地面接收器将数据传送给数据处理器，数据处理器将数据转换成压力值通过压力表进行显示，并发送给数据对比器，数据对比器将数据处理器输入的压力值与用户设定的压力值进行比对：
①
如果通道一14内的压力大于设定的安全压力，数据比对器将发出泄压指令给液压控制装置，液压控制装置发出指令，通过压力管a卸掉悬挂器活塞8腔中的压力，复位弹簧一10推动活塞8上行，闸板11在其转轴处的扭转弹簧作用下复位，实现通道一14的关闭；
②
如果通道一14内压力小于设定的安全压力，数据比对器将发出加压指令给液压控制装置，液压控制装置发出加压指令，保持液压腔一15的压力，即保持闸门打开状态。
77.当闸板11处于关闭状态时，上部压力降低，复位弹簧二12推动液压锤4复位。
78.一般来说正常的工作模式为自动控制模式，但也可以随时切换为手动控制模式，手动控制模式的工作过程为：
79.首先设定数据对比器进行比对的安全压力，并设定为手动控制，先手动控制液压控制装置从地面向液压腔一15加液压介质，作为液压介质的高压液体经压力管a进入关断装置的液压腔一15，推动活塞8下行，压缩复位弹簧一10，活塞8顶开闸板11，实现通道一14的打开。
80.当闸板11处于开启状态时，井内流体通过套筒5和液压锤4壁上通道二17进入液压锤4与感应组件壳体3所形成的液压腔二16内，井内流体推动液压锤4旋转，液压锤4与感应组件壳体3所形成的位移角度，被数据线b传送回地面接收器，地面接收器将数据传送给数据处理器，数据处理器将数据转换成压力值通过压力表进行显示，并发送给数据对比器，数据对比器将数据处理器输入的压力值与用户设定的压力值进行比对：
①
如果通道一14内的压力大于设定的安全压力，需要手动控制液压控制装置发出泄压指令，通过压力管a卸掉悬挂器活塞8腔中的压力，复位弹簧一10推动活塞8上行，闸板11在其转轴处的扭转弹簧作用下复位，实现通道一14的关闭；
②
如果通道一14内压力小于设定的安全压力，手动控制液压控制装置发出加压指令，保持液压腔一15的压力，即保持闸门打开状态。
81.在压力超过安全设定值需要紧急关断时，本实用新型中的悬挂器会自动实现紧急关断，将通道一14的紧急关断；也可以通过紧急关断按钮，进行通道一14的紧急关断。
82.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器，其特征在于，包括两端开口的悬挂器壳体（7），在悬挂器壳体（7）的内部沿其长度方向具有井内流体流通的通道一（14）；且在所述通道一（14）上设有关闭该通道一（14）的关断装置和用于监测该通道一（14）内压力的压力感应组件；还包括地面控制单元，所述压力感应组件、关断装置分别与地面控制单元电连接。2.根据权利要求1所述的带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器，其特征在于，所述关断装置包括活塞（8）、复位弹簧一（10）、闸板（11）；其中，所述活塞（8）为两端开口的中空结构；所述活塞（8）与悬挂器壳体（7）间具有液压腔一（15），所述液压腔一（15）通过地面控制单元向液压腔一（15）内输送液压介质或将液压腔一（15）内的液压介质送出；所述活塞（8）与悬挂器壳体（7）间还设有安装复位弹簧一（10）的安装腔，所述安装腔由活塞（8）的外壁和悬挂器壳体（7）的内壁构成；所述复位弹簧一（10）套设在活塞（8）的外壁，且复位弹簧一（10）的两端分别与活塞（8）、悬挂器壳体（7）相抵；所述闸板（11）的外形与所述通道一（14）相匹配，所述闸板（11）转动连接在悬挂器壳体（7）上，且在闸板（11）与悬挂器壳体（7）的转动连接处还设有复位零件，所述闸板（11）位于活塞（8）的下侧；当液压腔一（15）内通过地面控制单元逐渐注入液压介质，注入的液压介质推动活塞（8）下行，下行的活塞（8）逐步压缩复位弹簧一（10），直到活塞（8）的端部顶开闸板（11），实现通道一（14）的打开；当地面控制单元控制液压腔一（15）内的液压介质送出，活塞（8）在复位弹簧一（10）的推动下，在通道一（14）内向上运动，闸板（11）在复位零件的作用下复位，实现通道一（14）的关闭。3.根据权利要求2所述的带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器，其特征在于，所述液压腔一（15）位于安装腔的上侧。4.根据权利要求2所述的带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器，其特征在于，所述复位零件为扭转弹簧。5.根据权利要求1所述的带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器，其特征在于，所述压力感应组件包括从内到外依次套设的套筒（5）、液压锤（4）、感应组件壳体（3），所述压力感应组件套设在悬挂器壳体（7）内；其中，所述液压锤（4）分别与套筒（5）、感应组件壳体（3）滑动连接；所述液压锤（4）的底部设有安装底座（6），所述安装底座（6）安装在悬挂器壳体（7）上，所述套筒（5）、液压锤（4）、感应组件壳体（3）均安装在安装底座（6）上，且所述套筒（5）和感应组件壳体（3）均与安装底座（6）固定连接，所述液压锤（4）与安装底座（6）滑动连接；所述液压锤（4）和感应组件壳体（3）间具有两个液压腔二（16）和两个压力感应腔；两个所述液压腔二（16）和两个压力感应腔均两两相对设置；所述套筒（5）的侧壁和液压锤（4）的侧壁均在对应液压腔二（16）的位置开设有用于井内流体流通的通道二（17），所述通道二（17）与液压腔二（16）相通；两个所述压力感应腔内均安装有复位弹簧二（12），所述复位弹簧二（12）的两端分别与液压锤（4）和感应组件壳体（3）抵接，在复位弹簧二（12）上还安装有压力传感器（13），所述
压力传感器（13）与地面控制装置电连接。6.根据权利要求5所述的带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器，其特征在于，所述感应组件壳体（3）的内壁沿其长度方向分别开设有通槽一和通槽二，所述液压锤（4）在对应通槽一和通槽二的位置分别设有外凸结构一和外凸结构二；所述外凸结构一与通槽一相适应，所述外凸结构二与通槽二相适应；当液压锤（4）套设在感应组件壳体（3）的内侧，所述外凸结构一的两侧分别为液压腔二（16）和安装复位弹簧二（12）的压力感应腔；所述外凸结构二的两侧分别为液压腔二（16）和安装复位弹簧二（12）的压力感应腔。7.根据权利要求6所述的带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器，其特征在于，所述通槽一和通槽二相对设置。8.根据权利要求1所述的带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器，其特征在于，所述压力感应组件位于悬挂器壳体（7）的上部，且位于关断装置的上侧。9.根据权利要求1所述的带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器，其特征在于，所述地面控制单元包括地面接收器、数据处理器、数据对比器以及用于控制关断装置打开或关闭的液压控制系统；其中，所述数据处理器分别与地面接收器、数据对比器电性连接；所述地面接收器与压力传感器（13）电性连接；所述数据对比器与液压控制系统电性连接。10.根据权利要求9所述的带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器，其特征在于，所述地面控制单元还包括液压控制系统的手动控制器。

技术总结
本实用新型公开了一种带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器。它包括两端开口的悬挂器壳体（7），在悬挂器壳体（7）的内部沿其长度方向具有井内流体流通的通道一（14）；且在所述通道一（14）上设有关闭该通道一（14）的关断装置和用于监测该通道一（14）内压力的压力感应组件；还包括地面控制单元，所述压力感应组件、关断装置分别与地面控制单元电连接。本实用新型提供的带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器，本实用新型的带智能监测和自动关断功能的井口用悬挂器，不仅操作安全、省时省力，而且当井内压力出现异常波动时，能及时自动进行快速关断。快速关断。快速关断。


技术研发人员：聂武仕 粟明生 邹红梅 鄢华男 高峰 沈若昊 王斌 唐小华 李克诚 汪立鑫
受保护的技术使用者：什邡慧丰采油机械有限责任公司
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/8/13