CN107313738B - 流体分隔装置、井道结构及石油或天然气的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油气开采技术领域，公开了一种流体分隔装置、井道结构及石油或天然气的生产方法。流体分隔装置和井道结构降低了对芯轴与下撞击装置的撞击力度的要求，只需要芯轴与下撞击装置之间具备较小的碰撞力，即可完成芯轴从收缩位置至膨胀位置之间的转换，提高了流体分隔装置和井道结构在工作中的可靠性。石油或天然气的生产方法能够在不关井的情况下连续工作，实现了石油或天然气的连续生产，大大提高了生产效率。

Description

流体分隔装置、井道结构及石油或天然气的生产方法

技术领域

本发明涉及油气开采技术领域，尤其涉及一种流体分隔装置、井道结构及石油或天然气的生产方法。

背景技术

在油气井开发过程中，当井内石油或天然气产量低，井内压力不足时，无法将大量液体举升至地面，这会在井底形成一定高度的积液，进而降低油气井产能，甚至导致油气井停喷。

发明人已知的一种相关技术中提供了一种流体分隔装置。流体分隔装置外围设置有多个分隔件，这些分隔件在弹性件的作用下始终与井道内壁接触，形成密封。这样流体分隔装置下方的石油或天然气所产生的压力带动流体分隔装置上行，并在流体分隔装置上行至井口时排出流体分隔装置上方的积液。这种流体分隔装置的问题在于，由于分隔件在弹性件的作用下始终与井道内壁接触，因此在分隔件与井道内壁之间的摩擦力，以及流体分隔装置下方天然气或石油压力的共同作用下，流体分隔装置无法下行回到井底，或下行速度缓慢。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种流体分隔装置，其能够在下行时消除分隔件与井道内壁之间的摩擦力，进而快速下行回到井底。

本发明的另一个目的在于提供一种包括上述流体分隔装置的井道结构。

本发明的第三个目的在于提供一种基于上述井道结构的油或天然气的生产方法。

本发明的实施例通过以下技术方案实现。

流体分隔装置，包括：筒体；多个围绕所述筒体布置的分隔件；设置在所述分隔件与所述筒体之间，并沿所述筒体径向向外对所述分隔件施加弹性力的第一弹性件；沿轴向穿设于所述筒体，并被构造为沿所述筒体轴向在膨胀位置和收缩位置之间来回运动的芯轴；可沿所述筒体径向滑动地贯穿所述筒体，且一端与所述芯轴连接，另一端与所述分隔件连接的弹性储能装置，所述弹性储能装置被构造为对所述芯轴施加沿从所述收缩位置至所述膨胀位置方向的弹性力；设置在所述筒体上的第一锁定结构以及设置在所述芯轴上的第二锁定结构；其中，当所述芯轴向所述收缩位置运动时，所述弹性储能装置被压缩并带动所述分隔件沿所述筒体径向向内运动；当所述芯轴运动至所述收缩位置时，所述第一锁定结构和所述第二锁定结构可分离地配合，将所述芯轴维持在所述收缩位置。

进一步的，所述弹性储能装置包括导向柱和储能弹簧；所述导向柱可沿所述筒体径向滑动地贯穿所述筒体；所述导向柱的一端与所述分隔件连接，所述导向柱的另一端与所述储能弹簧的一端连接；所述储能弹簧的另一端与所述芯轴连接。

进一步的，所述储能弹簧为曲型弹簧,所述储能弹簧包括第一受力臂、第二受力臂和弯曲部；所述第一受力臂的一端与所述芯轴连接；所述第二受力臂的一端与所述导向柱连接；所述第一受力臂的另一端和所述第二受力臂的另一端之间通过所述弯曲部连接。

进一步的，所述第一受力臂远离所述弯曲部的一端连接有转动部；所述导向柱上开设有转动孔；所述转动部与所述转动孔可转动地配合。

进一步的，所述芯轴的外周面开设有容纳孔；所述第二受力臂远离所述弯曲部的一端嵌入所述容纳孔中。

进一步的，所述流体分隔装置还包括固定在所述筒体内的固定轴；所述弯曲部绕设在所述固定轴上。

进一步的，所述流体分隔装置还包括固定在所述筒体内周面的固定环；所述固定环上开设有固定槽；所述固定轴固定在所述固定槽内。

进一步的，所述第一锁定结构包括卡定件和第二弹性件；所述第二锁定结构为开设在所述芯轴上的卡定槽；所述第二弹性件位于所述卡定件与所述筒体内表面之间，对所述卡定件施加沿所述筒体径向向内的弹性力；

当所述芯轴运动至所述收缩位置时，所述卡定件在所述第二弹性件的作用下嵌入所述第二锁定结构内。

进一步的，所述卡定件包括基体（c），以及间隔设置的第一卡定臂（a）和第二卡定臂（b）；所述第一卡定臂（a）和所述第二卡定臂（b）均与所述基体（c）连接；所述第一卡定臂（a）用于嵌入所述第二锁定结构内；

所述流体分隔装置还包括启动轴；所述启动轴可滑动地设置于所述筒体靠近所述收缩位置的一端；当所述启动轴沿从所述收缩位置至所述膨胀位置的方向运动时，所述启动轴推动所述第二卡定臂（b）径向向外运动，使所述第一卡定臂（a）脱离所述第二锁定结构。

进一步的，所述第一锁定结构还包括固定在所述筒体内的支撑轴

；所述支撑轴位于所述第一卡定臂（a）所述第二卡定臂（b）之间。

进一步的，所述筒体部分内周面与所述芯轴部分外周面之间形成环形空间。

进一步的，所述筒体上开设有连通所述环形空间与外界的出口和进口；所述分隔件位于所述出口和所述进口之间；所述出口靠近所述膨胀位置；所述进口靠近所述收缩位置；

所述流体分隔装置还包括与所述芯轴连接的封堵件；当所述芯轴位于所述膨胀位置时，所述封堵件封闭所述出口；当所述封堵件位于所述收缩位置时，所述封堵件远离所述出口，使所述出口敞开。

进一步的，所述封堵件包括套设于所述芯轴的连接环，由所述连接环径向向外延伸的连接段，以及与所述连接段远离所述连接环一端连接的封堵片。

进一步的，所述筒体上开设有多个围绕所述筒体轴线间隔布置的所述出口；多个所述连接段围绕所述连接环的轴线间隔布置；多个所述连接段与多个所述出口一一对应；每个所述连接段上分别连接有一个所述封堵片；

所述筒体内设置有位于相邻的所述封堵片之间，并与相邻的所述封堵片可滑动地接触的导向件。

一种井道结构，包括井道、分别设置在所述井道上下两端的上撞击装置和下撞击装置以及上述任意一种体分隔装置；

所述流体分隔装置设置在所述井道内，并被构造为沿所述井道轴向滑动；当所述芯轴与所述上撞击装置碰撞时，所述芯轴运动至所述收缩位置，所述分隔件与所述井道内壁之间形成供流体通过的环状间隙；当所述芯轴与所述下撞击装置碰撞时，所述芯轴运动至所述膨胀位置，所述分隔件与所述井道内壁接触。

一种石油或天然气的生产方法，基于上述的井道结构实现，所述生产方法包括：

在所述流体分隔装置下行时，所述井道的出口打开。

本发明的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本发明实施例提供的流体分隔装置和井道结构，当流体分隔装置上行至井道上端时，芯轴与上撞击装置发生撞击，使得芯轴从膨胀位置运动至收缩位置。当芯轴位于收缩位置时，分隔件与井道内壁不接触，并形成供流体通过的环状间隙。这样，消除了分隔件与井道内壁之间的摩擦，且流体分隔装置下方的石油或天然气能够通过环状间隙向上流动，降低了对流体分隔装置的下行阻力，使得流体分隔装置能够快速下行回到井底。甚至在不关井的情况，流体分隔装置也能够快速下行回到井底。同时在流体分隔装置下行过程中，由于消除了分隔件与井道内壁之间的摩擦，也大大提高了分隔件的使用寿命。另外，由于流体分隔装置在下方石油或天然气的推力下上行，其上行速度快，芯轴与上撞击装置的撞击力度大，随着芯轴向收缩位置运动，弹性储能装置和第一弹性件被压缩，使得撞击产生的动能存储在弹性储能装置中。流体分隔装置在自身重力的作用下下行，其下行速度小于上行速度，芯轴与下撞击装置的撞击力度小。由于弹性储能装置中存储有能量，只需要芯轴与下撞击装置时能够导致第一锁定结构和第二锁定结构相互脱离，弹性储能装置即可带动芯轴运动至膨胀位置。如此，降低了对芯轴与下撞击装置的撞击力度的要求，只需要芯轴与下撞击装置之间具备较小的碰撞力，即可完成芯轴从收缩位置至膨胀位置之间的转换，提高了流体分隔装置和井道结构在工作中的可靠性。

本发明实施例提供的石油或天然气的生产方法，在流体分隔装置下行时井道的出口打开，这样当流体分隔装置下行时，石油或天然气依然能够从井道中喷出，实现了石油或天然气的连续生产，大大提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例中需要使用的附图作简单介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施方式，不应被看作是对本发明范围的限制。对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的情况下，能够根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的井道结构的一种工作状态图；

图2为本发明实施例提供的井道结构的另一种工作状态图；

图3为本发明实施例提供的流体分隔装置中，芯轴位于收缩位置时的工作状态图；

图4为本发明实施例提供的流体分隔装置中，芯轴位于收缩位置与膨胀位置之间时的工作状态图；

图5为本发明实施例提供的流体分隔装置中，芯轴位于膨胀位置时的工作状态图；

图6a为图3的6a处放大图；

图6b为图4的6b处放大图；

图6c为图5的6c处放大图；

图7a为图3的7a处放大图；

图7b为图4的7b处放大图；

图7c为图5的7c处放大图；

图8a为图3的8a处放大图；

图8b为图4的8b处放大图；

图8c为图5的8c处放大图；

图9为本发明实施例提供的流体分隔装置中，储能弹簧与固定环的连接结构示意图;

图10为本发明实施例提供的流体分隔装置中封堵件的结构示意图。

图中：010-流体分隔装置；110-筒体；111-环形空间；112-出口；113-进口；114-导向件；115-直筒；115a-通孔；116-上端头；117-下端头；120-分隔件；130-第一弹性件；131-柱体；140-第一锁定结构；141-卡定件；141a-第一卡定臂；141b-第二卡定臂；141c-基体；142-第二弹性件；143-支撑轴；200-芯轴；210-第二锁定结构；220-容纳孔；230-轴体；240-上端轴；250-下端轴；300-弹性储能装置；310-导向柱；311-转动孔；320-储能弹簧；321-第一受力臂；322-第二受力臂；323-弯曲部；324-转动部；410-固定轴；420-固定环；421-固定槽；510-启动轴；610-封堵件；611-连接环；612-连接段；613-封堵片；020-井道结构；201-井道；202-上撞击装置；203-下撞击装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，这类术语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。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1：

请参照图1和图2，图1为本实施例提供的井道结构020的一种工作状态图，图2为本实施例提供的井道结构020的另一种工作状态图。从图1和图2中可以看出，在本实施例中，井道结构020包括井道201、分别设置在井道201上下两端的上撞击装置202（图1中示出）和下撞击装置203（图2中示出）以及设置在井道201内的流体分隔装置010。流体分隔装置010在井道201内沿上下方向滑动。当流体分隔装置010运动至井道201上端时，流体分隔装置010与上撞击装置202撞击。当流体分隔装置010运动至井道201下端时，流体分隔装置010与下撞击装置203撞击。

下面对流体分隔装置010进行进一步说明。

图3、图4和图5分别示出了流体分隔装置010的三种工作状态。图6a为图3的6a处放大图，图6b为图4的6b处放大图，图6c为图5的6c处放大图。图7a为图3的7a处放大图，图7b为图4的7b处放大图，图7c为图5的7c处放大图。图8a为图3的8a处放大图，图8b为图4的8b处放大图，图8c为图5的8c处放大图。

请结合参照上述附图，在本实施例中，流体分隔装置010包括筒体110、分隔件120、第一弹性件130、第一锁定结构140、芯轴200、第二锁定结构210和弹性储能装置300。

筒体110包括直筒115、上端头116和下端头117。上端头116为筒状，并与直筒115上端螺纹连接。下端头117为筒状，并与直筒115下端螺纹连接。芯轴200包括轴体230以及位于轴体230两端的上端轴240和下端轴250。轴体230、上端轴240和下端轴250同轴，上端轴240和下端轴250的直径小于轴体230的直径。上端轴240与上端头116可滑动地配合，下端轴250与下端头117可滑动地配合。这样，芯轴200能够沿筒体110轴向运动。当芯轴200运动至最上方时，轴体230的上端面与上端头116的内表面抵靠，此时芯轴200所处的位置被称为膨胀位置。当芯轴200运动至最下方时，轴体230的下端面与下端头117的内表面抵靠，此时芯轴200所处的位置被称为收缩位置。

多个分隔件120围绕直筒115布置。第一弹性件130设置在分隔件120与直筒115之间。第一弹性件130对分隔件120施加相对于直筒115径向向外的弹性力，使分隔件120相对于直筒115径向向外运动，进而与井道201的内壁接触，实现流体分隔装置010与井道201之间的密封。在本实施例中，第一弹性件130为弹簧，其一端与分隔件120连接，另一端与直筒115的外周面连接。为了使分隔件120的径向运动更加稳定，在本实施例中，还设置有柱体131。在直筒115上开设有通孔115a，通孔115a的轴线与直筒115的轴线垂直。柱体131的一端与分隔件120连接，柱体131的另一端可滑动地贯穿通孔115a。这样，通过柱体131与通孔115a的滑动配合，对分隔件120的运动起导向作用，进而使分隔件120的径向运动更加稳定。为了使流体分隔装置010得内部结构更加紧凑，在本实施例中，第一弹性件130套设在柱体131上。

弹性储能装置300可沿直筒115径向滑动地贯穿直筒115，且一端与芯轴200连接，另一端与分隔件120连接。弹性储能装置300对芯轴200施加沿从收缩位置至膨胀位置方向的弹性力。在本实施例中，弹性储能装置300包括导向柱310和储能弹簧320；导向柱310可沿直筒115径向滑动地贯穿筒体110；导向柱310的一端与分隔件120连接，导向柱310的另一端与储能弹簧320的一端连接；储能弹簧320的另一端与芯轴200连接。当流体分隔装置010沿井道201向上运动，上端轴240与上撞击装置202撞击时，芯轴200从膨胀位置向收缩位置的运动。在此过程中，储能弹簧320被压缩，并存储弹性能。同时储能弹簧320拉动导向柱310相对于直筒115径向向内运动，直筒115进而带动分隔件120克服第一弹性件130的弹性力相对于直筒115径向向内运动。此时分隔件120脱离井道201的内表面，从而使得流体分隔装置010与分隔件120之间形成环状间隙。第一锁定结构140设置在筒体110上，第二锁定结构210设置在芯轴200上。当芯轴200位于收缩位置时，第一锁定结构140和第二锁定结构210可分离的配合，将芯轴200维持在收缩位置。这样，消除了分隔件120与井道201内壁之间的摩擦，且流体分隔装置010下方的石油或天然气能够通过环状间隙向上流动，降低了对流体分隔装置010的下行阻力，使得流体分隔装置010能够快速下行回到井底。甚至在不关井的情况，流体分隔装置010也能够快速下行回到井底。同时在流体分隔装置010下行过程中，由于消除了分隔件120与井道201内壁之间的摩擦，也大大提高了分隔件120的使用寿命。当流体分隔装置010运动至井底时，芯轴200与下撞击装置203发生撞击。在撞击力的作用下，第一锁定结构140和第二锁定结构210相互分离。此时，储能弹簧320释放其中存储的弹性能，带动芯轴200从收缩位置运动至膨胀位置。同时，第一弹性件130带动分隔件120径向向外运动，使分隔件120与井道201的内壁接触，形成密封。这样，流体分隔装置010下方的石油或天然气难以流动至流体分隔装置010上方，流体分隔装置010下方石油或天然气的压力增大，产生的推力带动流体分隔装置010高速上行，进而排出流体分隔装置010上方的积液。

流体分隔装置010在下方石油或天然气的推力下上行，其上行速度快，芯轴200与上撞击装置202的撞击力度大，随着芯轴200向收缩位置运动，弹性储能装置300和第一弹性件130被压缩，使得撞击产生的动能存储在弹性储能装置300中。流体分隔装置010在自身重力的作用下下行，其下行速度小于上行速度，芯轴200与下撞击装置203的撞击力度小。由于弹性储能装置300中存储有能量，只需要芯轴200与下撞击装置203时能够导致第一锁定结构140和第二锁定结构210相互脱离，弹性储能装置300即可带动芯轴200运动至膨胀位置。如此，降低了对芯轴200与下撞击装置203的撞击力度的要求，只需要芯轴200与下撞击装置203之间具备较小的碰撞力，即可完成芯轴200从收缩位置至膨胀位置之间的转换，提高了流体分隔装置010在工作中的可靠性。

请参照图9，图9中示出了储能弹簧320的具体结构。在本实施例中，储能弹簧320为曲型弹簧,储能弹簧320包括第一受力臂321、第二受力臂322和弯曲部323；第一受力臂321的一端与芯轴200连接；第二受力臂322的一端与导向柱310连接；第一受力臂321的另一端和第二受力臂322的另一端之间通过弯曲部323连接。当芯轴200向收缩位置运动时，弯曲部323发生形变，进而存储弹性能。进一步的，在本实施例中，第一受力臂321远离弯曲部323的一端连接有转动部324；导向柱310上开设有转动孔311；转动部324与转动孔311可转动地配合。芯轴200的外周面开设有容纳孔220；第二受力臂322远离弯曲部323的一端嵌入容纳孔220中。这样，能够实现储能弹簧320与导向柱310和芯轴200的动态连接，避免储能弹簧320形变过程中第一受力臂321和第二受力臂322处出现应力集中，能够有效延长储能弹簧320的工作寿命。

进一步的，为了更好的定位储能弹簧320，在本实施例中，流体分隔装置010还包括固定在筒体110内的固定轴410；弯曲部323绕设在固定轴410上。这样，能够对储能弹簧320实现有效定位，提高储能弹簧320的工作稳定性。流体分隔装置010还包括固定在筒体110内周面的固定环420；固定环420上开设有固定槽421；固定轴410固定在固定槽421内。

下面对第一锁定结构140和第二锁定结构210进行说明。在本实施例中，第一锁定结构140包括卡定件141和第二弹性件142；第二锁定结构210为开设在芯轴200上的卡定槽；第二弹性件142位于卡定件141与筒体110内表面之间，对卡定件141施加沿筒体110径向向内的弹性力；当芯轴200运动至收缩位置时，卡定件141在第二弹性件142的作用下嵌入第二锁定结构210内。当芯轴200与下撞击装置203之间发生撞击时，卡定件141克服第二弹性件142的弹性力并沿筒体110径向向外运动，进而脱离第二锁定结构210。这样即解除了对芯轴200的限位作用，芯轴200能够在弹性储能装置300的带动下向膨胀位置运动。

芯轴200的下端轴250与下撞击装置203之间的撞击可以是直接撞击，也可以是间接的撞击。在本实施例中，芯轴200的下端轴250与下撞击装置203之间发生间接的撞击。具体的，卡定件141包括基体141c，以及间隔设置的第一卡定臂141a和第二卡定臂141b；第一卡定臂141a和第二卡定臂141b均与基体141c连接；第一卡定臂141a用于嵌入第二锁定结构210内。流体分隔装置010还包括启动轴510；启动轴510与下端头117的下端可滑动的配合。当流体分隔装置010运动至井底时，启动轴510与下撞击装置203发生碰撞，启动轴510沿从收缩位置至膨胀位置的方向运动。在此过程中，启动轴510推动第二卡定臂141b径向向外运动，进而使整个卡定件141径向向外运动，第一卡定臂141a脱离第二锁定结构210。此时，即解除了对芯轴200的限位作用。启动轴510沿从收缩位置至膨胀位置的方向运动的过程中，启动轴510还可以与芯轴200的下端轴250发生碰撞，能够辅助芯轴200向膨胀位置运动。启动轴510靠近下端轴250的端面为球面，这样，当启动轴510与第二卡定臂141b接触时，能够顺畅的推动第二卡定臂141b径向向外运动。由于是通过启动轴510与第二卡定臂141b的接触带动第一卡定臂141a脱离第二锁定结构210，使得第二锁定结构210与第一卡定臂141a之间的配合面（靠近启动轴510的配合面）可以为相对于芯轴200垂直的平面，从而更好的对芯轴200径向限位，使得芯轴200能够更加可靠的被维持在收缩位置。

进一步的，在本实施例中，第一锁定结构140还包括固定在筒体110内的支撑轴143；支撑轴143位于第一卡定臂141a第二卡定臂141b之间。通过支撑轴143的设置，能够对卡定件141其导向作用，使卡定件141能够可靠的进行径向运动，进而使得卡定件141能够顺畅的与第二锁定结构210配合或脱离。

在本实施例中，筒体110部分内周面与芯轴200部分外周面之间形成环形空间111，即芯轴200外周面与直筒115的内周面不接触，进而形成环形空间111。这样可以减小芯轴200与筒体110之间的摩擦，使降低芯轴200的运动阻力，进一步使得芯轴200能够更加顺利的在收缩位置与膨胀位置之间转换。

进一步的，在本实施例中，筒体110上开设有连通环形空间111与外界的出口112和进口113；分隔件120位于出口112和进口113之间；出口112靠近膨胀位置；进口113靠近收缩位置；流体分隔装置010还包括与芯轴200连接的封堵件610；当芯轴200位于膨胀位置时，封堵件610封闭出口112；当封堵件610位于收缩位置时，封堵件610远离出口112，使出口112敞开。当封堵件610位于收缩位置时，进口113敞开，这样在封堵件610下行的过程中，流体分隔装置010下方的石油或天然气能够通过进口113进入环形空间111，然后通过出口112流出至流体分隔装置010上方，这样，进一步降低了流体分隔装置010的下行阻力，提高了流体分隔装置010的下行速度。在本实施例中，进口113开设在下端头117上，出口112开设在上端头116上。

进一步的，请参照图10，封堵件610包括套设于芯轴200的上端轴240的连接环611，由连接环611径向向外延伸的连接段612，以及与连接段612远离连接环611一端连接的封堵片613。

进一步的，在本实施例中，筒体110上开设有多个围绕筒体110轴线间隔布置的出口112；多个连接段612围绕连接环611的轴线间隔布置；多个连接段612与多个出口112一一对应；每个连接段612上分别连接有一个封堵片613；筒体110内设置有位于相邻的封堵片613之间，并与相邻的封堵片613可滑动地接触的导向件114。设置导向件114，能够避免封堵件610随芯轴200发生转动，进而避免出口112无法被封堵的情况发生，提高了流体分隔装置010的工作可靠性。

实施例2：

本实施例提供一种石油或天然气的生产方法，该生产方法基于实施例1中记载的井道结构020实现，在流体分隔装置010下行时，井道201的出口打开。

相关技术中提供的流体分隔装置在下行过程中，分隔件与井道内壁之间存在较大的摩擦力，流体分隔装置下方石油或天然气向上流动对流体分隔装置施加向上的推力。摩擦力、向上的推力以及石油或天然气自身流体阻力的共同作用下，流体分隔装置下行速度缓慢，甚至根本无法下行。为了使快流体分隔装置能够下行或加快流体分隔装置的下行速度，在相关技术中，当流体分隔装置下行时，需要关闭井道的出口，平衡流体分隔装置上方和下方的压力，使得石油或天然气不再向上流动。这样，消除了作用于流体分隔装置的向上的推力，流体分隔装置在下行过程中只受摩擦力和石油或天然气自身流体阻力的作用。只有在这样的情况下，流体分隔装置才能够下行，或者以稍高的速度下行，但是其下行速度依然是缓慢的。另外，由于流体分隔装置下行时需要关闭井道，导致流体分隔装置下行时石油或天然气完全停产，大大降低了生产效率。

本实施例提供的石油或天然气的生产方法，由于在流体分隔装置010下行时，消除了分隔件120与井道201内壁之间的摩擦，并且流体分隔装置010下方的石油或天然气能够通过流体分隔装置010与井道201之间的环状间隙向上流动，使得流体分隔装置010的下行阻力大大减小，进而在流体分隔装置010下行过程中，即便井道201的出口打开，流体分隔装置010也能够快速下行。这样，当流体分隔装置010下行时，石油或天然气依然能够从井道201的出口喷出，实现了石油或天然气的连续生产，大大提高了生产效率。

综上所述，本发明实施例提供的流体分隔装置和井道结构，当流体分隔装置上行至井道上端时，芯轴与上撞击装置发生撞击，使得芯轴从膨胀位置运动至收缩位置。当芯轴位于收缩位置时，分隔件与井道内壁不接触，并形成供流体通过的环状间隙。这样，消除了分隔件与井道内壁之间的摩擦，且流体分隔装置下方的石油或天然气能够通过环状间隙向上流动，降低了对流体分隔装置的下行阻力，使得流体分隔装置能够快速下行回到井底。甚至在不关井的情况，流体分隔装置也能够快速下行回到井底。同时在流体分隔装置下行过程中，由于消除了分隔件与井道内壁之间的摩擦，也大大提高了分隔件的使用寿命。另外，由于流体分隔装置在下方石油或天然气的推力下上行，其上行速度快，芯轴与上撞击装置的撞击力度大，随着芯轴向收缩位置运动，弹性储能装置和第一弹性件被压缩，使得撞击产生的动能存储在弹性储能装置中。流体分隔装置在自身重力的作用下下行，其下行速度小于上行速度，芯轴与下撞击装置的撞击力度小。由于弹性储能装置中存储有能量，只需要芯轴与下撞击装置时能够导致第一锁定结构和第二锁定结构相互脱离，弹性储能装置即可带动芯轴运动至膨胀位置。如此，降低了对芯轴与下撞击装置的撞击力度的要求，只需要芯轴与下撞击装置之间具备较小的碰撞力，即可完成芯轴从收缩位置至膨胀位置之间的转换，提高了流体分隔装置和井道结构在工作中的可靠性。

本发明实施例提供的石油或天然气的生产方法，在的流体分隔装置下行时井道的出口打开，这样当流体分隔装置下行时，石油或天然气依然能够从井道中喷出，实现了石油或天然气的连续生产，大大提高了生产效率。

以上所述仅为本发明的部分实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (16)

1.流体分隔装置（010），其特征在于，包括：

筒体（110）；

多个围绕所述筒体（110）布置的分隔件（120）；

设置在所述分隔件（120）与所述筒体（110）之间，并沿所述筒体（110）径向向外对所述分隔件（120）施加弹性力的第一弹性件（130）；

沿轴向穿设于所述筒体（110），并被构造为沿所述筒体（110）轴向在膨胀位置和收缩位置之间来回运动的芯轴（200）；

可沿所述筒体（110）径向滑动地贯穿所述筒体（110），且一端与所述芯轴（200）连接，另一端与所述分隔件（120）连接的弹性储能装置（300），所述弹性储能装置（300）被构造为对所述芯轴（200）施加沿从所述收缩位置至所述膨胀位置方向的弹性力；

设置在所述筒体（110）上的第一锁定结构（140）以及设置在所述芯轴（200）上的第二锁定结构（210）；

其中，当所述芯轴（200）向所述收缩位置运动时，所述弹性储能装置（300）被压缩并带动所述分隔件（120）沿所述筒体（110）径向向内运动；当所述芯轴（200）运动至所述收缩位置时，所述第一锁定结构（140）和所述第二锁定结构（210）可分离地配合，将所述芯轴（200）维持在所述收缩位置。

2.根据权利要求1所述的流体分隔装置（010），其特征在于：

所述弹性储能装置（300）包括导向柱（310）和储能弹簧（320）；所述导向柱（310）可沿所述筒体（110）径向滑动地贯穿所述筒体（110）；所述导向柱（310）的一端与所述分隔件（120）连接，所述导向柱（310）的另一端与所述储能弹簧（320）的一端连接；所述储能弹簧（320）的另一端与所述芯轴（200）连接。

3.根据权利要求2所述的流体分隔装置（010），其特征在于：

所述储能弹簧（320）为曲型弹簧,所述储能弹簧（320）包括第一受力臂（321）、第二受力臂（322）和弯曲部（323）；所述第一受力臂（321）的一端与所述芯轴（200）连接；所述第二受力臂（322）的一端与所述导向柱（310）连接；所述第一受力臂（321）的另一端和所述第二受力臂（322）的另一端之间通过所述弯曲部（323）连接。

4.根据权利要求3所述的流体分隔装置（010），其特征在于：

所述第一受力臂（321）远离所述弯曲部（323）的一端连接有转动部（324）；所述导向柱（310）上开设有转动孔（311）；所述转动部（324）与所述转动孔（311）可转动地配合。

5.根据权利要求3所述的流体分隔装置（010），其特征在于：

所述芯轴（200）的外周面开设有容纳孔（220）；所述第二受力臂（322）远离所述弯曲部（323）的一端嵌入所述容纳孔（220）中。

6.根据权利要求3所述的流体分隔装置（010），其特征在于：

所述流体分隔装置（010）还包括固定在所述筒体（110）内的固定轴（410）；所述弯曲部（323）绕设在所述固定轴（410）上。

7.根据权利要求6所述的流体分隔装置（010），其特征在于：

所述流体分隔装置（010）还包括固定在所述筒体（110）内周面的固定环（420）；所述固定环（420）上开设有固定槽（421）；所述固定轴（410）固定在所述固定槽（421）内。

8.根据权利要求1所述的流体分隔装置（010），其特征在于：

所述第一锁定结构（140）包括卡定件（141）和第二弹性件（142）；所述第二锁定结构（210）为开设在所述芯轴（200）上的卡定槽；所述第二弹性件（142）位于所述卡定件（141）与所述筒体（110）内表面之间，对所述卡定件（141）施加沿所述筒体（110）径向向内的弹性力；

当所述芯轴（200）运动至所述收缩位置时，所述卡定件（141）在所述第二弹性件（142）的作用下嵌入所述第二锁定结构（210）内。

9.根据权利要求8所述的流体分隔装置（010），其特征在于：

所述卡定件（141）包括基体（141c），以及间隔设置的第一卡定臂（141a）和第二卡定臂（141b）；所述第一卡定臂（141a）和所述第二卡定臂（141b）均与所述基体（141c）连接；所述第一卡定臂（141a）用于嵌入所述第二锁定结构（210）内；

所述流体分隔装置（010）还包括启动轴（510）；所述启动轴（510）可滑动地设置于所述筒体（110）靠近所述收缩位置的一端；当所述启动轴（510）沿从所述收缩位置至所述膨胀位置的方向运动时，所述启动轴（510）推动所述第二卡定臂（141b）径向向外运动，使所述第一卡定臂（141a）脱离所述第二锁定结构（210）。

10.根据权利要求9所述的流体分隔装置（010），其特征在于：

所述第一锁定结构（140）还包括固定在所述筒体（110）内的支撑轴

（143）；所述支撑轴（143）位于所述第一卡定臂（141a）所述第二卡定臂（141b）之间。

11.根据权利要求1所述的流体分隔装置（010），其特征在于：

所述筒体（110）部分内周面与所述芯轴（200）部分外周面之间形成环形空间（111）。

12.根据权利要求11所述的流体分隔装置（010），其特征在于：

所述筒体（110）上开设有连通所述环形空间（111）与外界的出口（112）和进口（113）；所述分隔件（120）位于所述出口（112）和所述进口（113）之间；所述出口（112）靠近所述膨胀位置；所述进口（113）靠近所述收缩位置；

所述流体分隔装置（010）还包括与所述芯轴（200）连接的封堵件（610）；当所述芯轴（200）位于所述膨胀位置时，所述封堵件（610）封闭所述出口（112）；当所述封堵件（610）位于所述收缩位置时，所述封堵件（610）远离所述出口（112），使所述出口（112）敞开。

13.根据权利要求12所述的流体分隔装置（010），其特征在于：

所述封堵件（610）包括套设于所述芯轴（200）的连接环（611），由所述连接环（611）径向向外延伸的连接段（612），以及与所述连接段（612）远离所述连接环（611）一端连接的封堵片（613）。

14.根据权利要求13所述的流体分隔装置（010），其特征在于：

所述筒体（110）上开设有多个围绕所述筒体（110）轴线间隔布置的所述出口（112）；多个所述连接段（612）围绕所述连接环（611）的轴线间隔布置；多个所述连接段（612）与多个所述出口（112）一一对应；每个所述连接段（612）上分别连接有一个所述封堵片（613）；

所述筒体（110）内设置有位于相邻的所述封堵片（613）之间，并与相邻的所述封堵片（613）可滑动地接触的导向件（114）。

15.一种井道结构（020），其特征在于：

包括井道（201）、分别设置在所述井道（201）上下两端的上撞击装置（202）和下撞击装置（203）以及权利要求1-14中任意一项所述的流体分隔装置（010）；

所述流体分隔装置（010）设置在所述井道（201）内，并被构造为沿所述井道（201）轴向滑动；当所述芯轴（200）与所述上撞击装置（202）碰撞时，所述芯轴（200）运动至所述收缩位置，所述分隔件（120）与所述井道（201）内壁之间形成供流体通过的环状间隙；当所述芯轴（200）与所述下撞击装置（203）碰撞时，所述芯轴（200）运动至所述膨胀位置，所述分隔件（120）与所述井道（201）内壁接触。

16.一种石油或天然气的生产方法，其特征在于，所述生产方法基于权利要求15所述的井道结构（020）实现，所述生产方法包括：

在所述流体分隔装置（010）下行时，所述井道（201）的出口打开。