CN107313739B - 流体分隔装置、井道结构及石油或天然气的生产方法 - Google Patents

流体分隔装置、井道结构及石油或天然气的生产方法 Download PDF

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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。流体分隔装置包括：筒体；多个围绕筒体布置的分隔件；设置在分隔件与筒体之间，并沿筒体径向向外对分隔件施加弹性力的第一弹性件；沿轴向穿设于筒体，并被构造为沿筒体轴向在膨胀位置和收缩位置之间来回运动的第一导向装置；贯穿筒体，且一端与分隔件连接，另一端与第一导向装置之间通过配合面可滑动地配合的第二导向装置。本发明提供的流体分隔装置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。

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；多个围绕筒体布置的分隔件；设置在分隔件与筒体之间，并沿筒体径向向外对分隔件施加弹性力的第一弹性件；沿轴向穿设于筒体，并被构造为沿筒体轴向在膨胀位置和收缩位置之间来回运动的第一导向装置；贯穿筒体，且一端与分隔件连接，另一端与第一导向装置之间通过配合面可滑动地配合的第二导向装置；其中配合面沿收缩位置至膨胀位置的方向相对于筒体逐渐径向向内延伸；当第一导向装置向收缩位置运动时，第二导向装置带动分隔件相对于筒体径向向内运动；当第一导向装置向膨胀位置运动时，第一弹性件带动分隔件相对于筒体径向向外运动。
进一步的，第一导向装置包括沿筒体轴向延伸的芯轴，芯轴轴向两端之间的部分外周面构成配合面;第二导向装置包括：与分隔件连接，且具备第一抵靠部的定位筒；贯穿筒体，一端与定位筒可滑动地配合，另一端与配合面可滑动地配合的定位柱；与筒体连接，并沿筒体径向向内对定位柱施加弹性力的第二弹性件；定位柱与定位筒可滑动地配合的一端设置有第二抵靠部；当第一导向装置向收缩位置运动时，第二弹性件使第一抵靠部与第二抵靠部相互抵靠，并带动分隔件相对于筒体径向向内运动；当第一导向装置向膨胀位置运动时，第一弹性件带动分隔件相对于筒体径向向外运动。
进一步的，配合面的一端开设有第一止动槽；当第一导向装置位于膨胀位置时，定位柱远离分隔件的一端嵌入第一止动槽中；配合面的另一端开设有第二止动槽；当第一导向装置位于收缩位置时，定位柱远离分隔件的一端嵌入第二止动槽中。
进一步的，第一导向装置包括沿筒体轴向延伸的芯轴，以及与芯轴连接的导向叉；配合面设置在导向叉上；第二导向装置远离分隔件的一端开设有供导向叉贯穿的导向孔；导向孔的内表面与配合面可滑动地配合。
进一步的，芯轴内设置有第一空腔，第一空腔的壁上开设有沿芯轴轴向延伸的第一长条孔；第一长条孔被构造为与第二导向装置远离分隔件的一端可滑动地配合，并供第二导向装置远离分隔件的一端进入或脱离第一空腔。
进一步的，第一导向装置包括沿筒体轴向延伸的芯轴，芯轴内设置有第二空腔，第二空腔的壁上开设有沿芯轴轴向延伸的第二长条孔；第二导向装置包括连接段和导向段；连接段与分隔件连接，导向段与连接段连接，导向段穿过第二长条孔并进入第二空腔内；配合面设置在导向段上；配合面与第二长条孔的一端边缘可滑动地配合。
进一步的，第二导向装置还包括过渡段；连接段和导向段之间通过过渡段连接；过渡段沿收缩位置和至膨胀位置的方向相对于筒体逐渐径向向外延伸；导向段与过渡段的连接位置形成定位凸起；第二空腔的壁上开设有定位孔；当第一导向装置位于收缩位置时，定位凸起嵌入定位孔内。
进一步的，第二导向装置由金属条折弯形成；第二导向装置在折弯处具备弹性。
进一步的，芯轴的下端开设有连通第二空腔与外界的开口；筒体上开设有第一通孔，第二空腔的壁上开设有第二通孔；当第一导向装置位于收缩位置时，第一通孔和第二通孔连通，以使第二空腔通过第一通孔和第二通孔与外界连通。
进一步的，芯轴的外周面设置有径向向外凸出的环形凸台；环形凸台与筒体的内周面可滑动地配合。
进一步的，第二空腔的壁上开设有排污通孔。
进一步的，第一导向装置上设置有第一定位空间和第二定位空间，筒体通过弹性复位件连接有定位块；或筒体上设置有第一定位空间和第二定位空间，第一导向装置通过弹性复位件连接有定位块；当第一导向装置位于膨胀位置时，定位块在弹性复位件的作用下嵌入第一定位空间中；当第一导向装置位于收缩位置时，定位块在弹性复位件的作用下嵌入第二定位空间。
一种井道结构，包括井道、分别设置在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流体分隔装置；流体分隔装置设置在井道内，并被构造为沿井道轴向滑动；当第一导向装置与上撞击装置碰撞时，第一导向装置运动至收缩位置，分隔件与井道内壁之间形成供流体通过的环状间隙；当第一导向装置与下撞击装置碰撞时，第一导向装置运动至膨胀位置，分隔件与井道内壁接触。
一种石油或天然气的生产方法，基于上述的井道结构实现，该生产方法包括：在流体分隔装置下行时，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，第一导向装置与上撞击装置发生撞击，使得第一导向装置从膨胀位置运动至收缩位置。当第一导向装置位于收缩位置时，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，使得流体分隔装置也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。
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。
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为实施例1提供的流体分隔装置在膨胀状态下的结构示意图；
图2为图1的A处放大图；
图3为实施例1提供的流体分隔装置在收缩状态下的结构示意图；
图4为图3的B处放大图；
图5为实施例1提供的井道结构的一种工作状态图；
图6为实施例1提供的井道结构的另一种工作状态图；
图7为实施例2提供的流体分隔装置在膨胀状态下的结构示意图；
图8为图7的C处放大图；
图9为实施例2提供的流体分隔装置在收缩状态下的结构示意图；
图10为图9的D处放大图；
图11为实施例2提供的井道结构的一种工作状态图；
图12为实施例2提供的井道结构的另一种工作状态图；
图13为实施例3提供的流体分隔装置在膨胀状态下的结构示意图；
图14为图13的E处放大图；
图15为实施例3提供的流体分隔装置在收缩状态下的结构示意图；
图16为图15的F处放大图；
图17为实施例3提供的井道结构的一种工作状态图；
图18为实施例3提供的井道结构的另一种工作状态图；
图19为实施例4提供的流体分隔装置在膨胀状态下的结构示意图；
图20为图19的G处放大图；
图21为实施例4提供的流体分隔装置在收缩状态下的结构示意图；
图22为图21的H处放大图；
图23为实施例3提供的井道结构的一种工作状态图；
图24为实施例3提供的井道结构的另一种工作状态图。
图中：010-流体分隔装置；020-井道结构；100-配合面；101-第一止动槽；102-第二止动槽；110-筒体；111-第一通孔；112-弹性复位件；113-定位块；120-分隔件；121-导向柱；130-第一弹性件；200-第一导向装置；201-第一定位空间；202-第二定位空间；210-芯轴；211-第一空腔；212-第一长条孔；213-第二空腔；214-第二长条孔；215-定位孔；216-开口；217-第二通孔；218-环形凸台；219-排污通孔；220-导向叉；300-第二导向装置；310-定位筒；311-第一抵靠部；320-定位柱；321-第二抵靠部；330-第二弹性件；340-导向孔；350-连接段；360-导向段；370-过渡段；380-定位凸起；400-井道；410-上撞击装置；420-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-图4。图1为本实施例提供的流体分隔装置010在膨胀状态下的结构示意图。图2为图1的A处放大图。图3为本实施例提供的流体分隔装置010在收缩状态下的结构示意图。图4为图3的B处放大图。
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、第一导向装置200和第二导向装置300。多个分隔件120围绕筒体110布置。第一弹性件130设置在分隔件120与筒体110之间，第一弹性件130对分隔件120施加径向向外的弹性力，使得第一分隔件120能够相对于筒体110径向向外运动。第一导向装置200沿轴向穿设于筒体110，并被构造为沿筒体110轴向在膨胀位置（图1中所示位置）和收缩位置（图3中所示位置）之间来回运动。第二导向装置300贯穿筒体110，且一端与分隔件120连接，另一端与第一导向装置200之间通过配合面100可滑动地配合。配合面100沿收缩位置至膨胀位置的方向相对于筒体110逐渐径向向内延伸。当第一导向装置200向收缩位置运动时，第二导向装置300带动分隔件120相对于筒体110径向向内运动；当第一导向装置200向膨胀位置运动时，第一弹性件130带动分隔件120相对于筒体110径向向外运动。
具体的，在本实施例中，第一导向装置200包括沿筒体110轴向延伸的芯轴210，芯轴210轴向两端之间的部分外周面构成配合面100;
第二导向装置300包括定位筒310、定位柱320和第二弹性件330。定位筒310一端与分隔件120连接，定位筒310的另一端设置有径向向内延伸的第一抵靠部311。定位柱320贯穿筒体110。定位柱320一端延伸至定位筒310内并与定位筒310可滑动地配合，定位柱320位于定位筒310内的一端设置有径向向外凸出的第二抵靠部321。定位柱320的另一端为半球形，并在芯轴210运动过程中与配合面100可滑动地配合。第二弹性件330套设在定位柱320上，第二弹性件330一端与筒体110连接，另一端与定位柱320连接。第二弹性件330沿筒体110径向向内对定位柱320施加弹性力。当第一导向装置200向收缩位置运动时，第二弹性件330使第一抵靠部311与第二抵靠部321相互抵靠，并带动分隔件120相对于筒体110径向向内运动；当第一导向装置200向膨胀位置运动时，第一弹性件130带动分隔件120相对于筒体110径向向外运动。
请参照图5和图6，本实施例还提供一种井道结构020。井道结构020包括井道400以及上述的流体分隔装置010。井道400的上端设置有上撞击装置410，井道400的下端设置有下撞击装置420。图5为流体分隔装置010运动至井道400的下端，且第一导向装置200与下撞击装置420撞击后的结构示意图，此时第一导向装置200位于膨胀位置，流体分隔装置010处于膨胀状态。图6为流体分隔装置010运动至井道400的上端，且第一导向装置200与上撞击装置410撞击后的结构示意图，此时第一导向装置200位于收缩位置，流体分隔装置010处于收缩状态。
请参照图5，当流体分隔装置010运动至井道400的下端，且第一导向装置200与下撞击装置420撞击时，第一导向装置200向膨胀位置运动，定位柱320在配合面100的作用下径向向外运动，第二弹性件330被压缩，第一抵靠部311与第二抵靠部321相互脱离。然后在第一弹性件130带动分隔件120径向向外运动，使分隔件120与井道400的内壁接触。此时，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，因此流体分隔装置010下方的石油或天然气压力增大，进而带动流体分隔装置010上行。流体分隔装置010上行过程中，将流体分隔装置010上方的积液向上举升，并通过井口排出。当流体分隔装置010运动至井道400的上端，且第一导向装置200与上撞击装置410撞击时，第一导向装置200向收缩位置运动。由于第二弹性件330的弹性力大于第一弹性件130的弹性力，第二弹性件330使第一抵靠部311与第二抵靠部321相互抵靠，并带动分隔件120相对于筒体110径向向内运动，使分隔件120与井道400的内壁脱离，从而在流体分隔装置010与井道400之间形成环状间隙。这样，消除了分隔件120与井道400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，使流体分隔装置010能够快速回到井底。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400内壁之间的摩擦，也大大提高了分隔件120的使用寿命。
请参照图1和图3，进一步的，为了在流体分隔装置010上行过程中稳定的举升积液，需要使第一导向装置200在上行过程中维持在膨胀位置。为此，在本实施例中，配合面100的一端开设有第一止动槽101；当第一导向装置200位于膨胀位置时，定位柱320远离分隔件120的一端嵌入第一止动槽101中，以使第一导向装置200维持在膨胀位置。只有当第一导向装置200受到向下的撞击力时，定位柱320远离分隔件120的一端才能从第一止动槽101中脱出。这样，能够确保第一导向装置200在上行过程中始终维持在膨胀位置。
请参照图1和图3，进一步的，为了使流体分隔装置010能够快速下行，需要使第一导向装置200在下行过程中维持在收缩位置。为此，在本实施例中，配合面100的另一端开设有第二止动槽102；当第一导向装置200位于收缩位置时，定位柱320远离分隔件120的一端嵌入第二止动槽102中，以使第一导向装置200维持在收缩位置。只有当第一导向装置200受到向上的撞击力时，定位柱320远离分隔件120的一端才能从第二止动槽102中脱出。这样，能够确保第一导向装置200在下行过程中始终维持在收缩位置。
请参照图1和图3，进一步的，为了确保分隔件120能够实现稳定可靠的径向运动，在本实施例中，还设置有导向柱121。导向柱121沿筒体110的径向方向延伸。导向柱121的一端与分隔件120连接，导向柱121的另一端可滑动地贯穿筒体110。在运动过程中，导向柱121对分隔件120起导向作用，确保分隔件120能够实现稳定可靠的径向运动。在本实施例中，第一弹性件130套设在导向柱121上。
实施例2：
请参照图7-图10。图7为本实施例提供的流体分隔装置010在膨胀状态下的结构示意图。图8为图7 的C处放大图。图9为本实施例提供的流体分隔装置010在收缩状态下的结构示意图。图10为图9的D处放大图。
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、第一导向装置200和第二导向装置300。多个分隔件120围绕筒体110布置。第一弹性件130设置在分隔件120与筒体110之间，第一弹性件130对分隔件120施加径向向外的弹性力，使得第一分隔件120能够相对于筒体110径向向外运动。第一导向装置200沿轴向穿设于筒体110，并被构造为沿筒体110轴向在膨胀位置（图7中所示位置）和收缩位置（图9中所示位置）之间来回运动。第二导向装置300贯穿筒体110，且一端与分隔件120连接，另一端与第一导向装置200之间通过配合面100可滑动地配合。配合面100沿收缩位置至膨胀位置的方向相对于筒体110逐渐径向向内延伸。当第一导向装置200向收缩位置运动时，第二导向装置300带动分隔件120相对于筒体110径向向内运动；当第一导向装置200向膨胀位置运动时，第一弹性件130带动分隔件120相对于筒体110径向向外运动。
具体的，在本实施例中，第一导向装置200包括沿筒体110轴向延伸的芯轴210，以及与芯轴210连接的导向叉220；配合面100设置在导向叉220上。第二导向装置300为柱状。第二导向装置300远离分隔件120的一端开设有供导向叉220贯穿的导向孔340；导向孔340的内表面与配合面100可滑动地配合。第一弹性件130套设在第二导向装置300上。当第一导向装置200向收缩位置运动时，在导向叉220上的配合面100与导向孔340的配合下，第二导向装置300带动分隔件120径向向内运动。第一导向装置200向膨胀位置运动时，第一弹性件130带动分隔件120相对于筒体110径向向外运动。
请参照图11和图12，本实施例还提供一种井道结构020。井道结构020包括井道400以及上述的流体分隔装置010。井道400的上端设置有上撞击装置410，井道400的下端设置有下撞击装置420。图11为流体分隔装置010运动至井道400的下端，且第一导向装置200与下撞击装置420撞击后的结构示意图，此时第一导向装置200位于膨胀位置，流体分隔装置010处于膨胀状态。图12为流体分隔装置010运动至井道400的上端，且第一导向装置200与上撞击装置410撞击后的结构示意图，此时第一导向装置200位于收缩位置，流体分隔装置010处于收缩状态。
请参照图11，当流体分隔装置010运动至井道400的下端，且第一导向装置200与下撞击装置420撞击时，第一导向装置200向膨胀位置运动，第一弹性件130带动分隔件120相对于筒体110径向向外运动。使分隔件120与井道400的内壁接触。此时，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，因此流体分隔装置010下方的石油或天然气压力增大，进而带动流体分隔装置010上行。流体分隔装置010上行过程中，将流体分隔装置010上方的积液向上举升，并通过井口排出。当流体分隔装置010运动至井道400的上端，且第一导向装置200与上撞击装置410撞击时，第一导向装置200向收缩位置运动。在导向叉220上的配合面100与导向孔340的配合下，第二导向装置300带动分隔件120径向向内运动，使分隔件120与井道400的内壁脱离，从而在流体分隔装置010与井道400之间形成环状间隙。这样，消除了分隔件120与井道400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，使流体分隔装置010能够快速回到井底。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400内壁之间的摩擦，也大大提高了分隔件120的使用寿命。
请参照图8和图10，在本实施例中，为了使流体分隔装置010得结构更加紧凑，芯轴210内设置有第一空腔211，第一空腔211的壁上开设有沿芯轴210轴向延伸的第一长条孔212；第一长条孔212被构造为与第二导向装置300远离分隔件120的一端可滑动地配合，并供第二导向装置300远离分隔件120的一端进入或脱离第一空腔211。由于第二导向装置300能够在工作过程中进入第一空腔211，因此使得流体分隔装置010的结构更加紧凑。
请参照图7和图9，进一步的，为了在流体分隔装置010上行过程中稳定的举升积液，需要使第一导向装置200在上行过程中维持在膨胀位置，为了使流体分隔装置010能够快速下行，需要使第一导向装置200在下行过程中维持在收缩位置。为此，在本实施例中，芯轴210的下端设置有沿轴向间隔布置的第一定位空间201和第二定位空间202，筒体110通过弹性复位件112连接有定位块113；当第一导向装置200位于膨胀位置时，定位块113在弹性复位件112的作用下嵌入第一定位空间201中，以使第一导向装置200维持在膨胀位置。只有当第一导向装置200受到向下的撞击力时，定位块113才能从第一定位空间201中脱出。这样，能够确保第一导向装置200在上行过程中始终维持在膨胀位置。当第一导向装置200位于收缩位置时，定位块113在弹性复位件112的作用下嵌入第二定位空间202，以使第一导向装置200维持在收缩位置。只有当第一导向装置200受到向上的撞击力时，定位块113才能从第二定位空间202中脱出。这样，能够确保第一导向装置200在下行过程中始终维持在收缩位置。
可以理解的，在其他实施方式中，也可以在筒体110上设置第一定位空间201和第二定位空间202，且第一导向装置200通过弹性复位件112连接有定位块113。
实施例3：
请参照图13-图16。图13为本实施例提供的流体分隔装置010在膨胀状态下的结构示意图。图14为图13 的E处放大图。图15为本实施例提供的流体分隔装置010在收缩状态下的结构示意图。图16为图15的F处放大图。
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、第一导向装置200和第二导向装置300。多个分隔件120围绕筒体110布置。第一弹性件130设置在分隔件120与筒体110之间，第一弹性件130对分隔件120施加径向向外的弹性力，使得第一分隔件120能够相对于筒体110径向向外运动。第一导向装置200沿轴向穿设于筒体110，并被构造为沿筒体110轴向在膨胀位置（图13中所示位置）和收缩位置（图15中所示位置）之间来回运动。第二导向装置300贯穿筒体110，且一端与分隔件120连接，另一端与第一导向装置200之间通过配合面100可滑动地配合。配合面100沿收缩位置至膨胀位置的方向相对于筒体110逐渐径向向内延伸。当第一导向装置200向收缩位置运动时，第二导向装置300带动分隔件120相对于筒体110径向向内运动；当第一导向装置200向膨胀位置运动时，第一弹性件130带动分隔件120相对于筒体110径向向外运动。
具体的，本实施例中，第一导向装置200包括沿筒体110轴向延伸的芯轴210，芯轴210内设置有第二空腔213，第二空腔213的壁上开设有沿芯轴210轴向延伸的第二长条孔214。第二导向装置300包括连接段350和导向段360；连接段350与分隔件120连接，导向段360与连接段350连接，导向段360穿过第二长条孔214并进入第二空腔213内；配合面100设置在导向段360上；配合面100与第二长条孔214的一端边缘可滑动地配合。当第一导向装置200向收缩位置运动时，在导向段360上的配合面100的作用下，第二导向装置300带动分隔件120径向向内运动。第一导向装置200向膨胀位置运动时，第一弹性件130带动分隔件120相对于筒体110径向向外运动。
请参照图17和图18，本实施例还提供一种井道结构020。井道结构020包括井道400以及上述的流体分隔装置010。井道400的上端设置有上撞击装置410，井道400的下端设置有下撞击装置420。图17为流体分隔装置010运动至井道400的下端，且第一导向装置200与下撞击装置420撞击后的结构示意图，此时第一导向装置200位于膨胀位置，流体分隔装置010处于膨胀状态。图18为流体分隔装置010运动至井道400的上端，且第一导向装置200与上撞击装置410撞击后的结构示意图，此时第一导向装置200位于收缩位置，流体分隔装置010处于收缩状态。
请参照图17，当流体分隔装置010运动至井道400的下端，且第一导向装置200与下撞击装置420撞击时，第一导向装置200向膨胀位置运动，第一弹性件130带动分隔件120相对于筒体110径向向外运动。使分隔件120与井道400的内壁接触。此时，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，因此流体分隔装置010下方的石油或天然气压力增大，进而带动流体分隔装置010上行。流体分隔装置010上行过程中，将流体分隔装置010上方的积液向上举升，并通过井口排出。当流体分隔装置010运动至井道400的上端，且第一导向装置200与上撞击装置410撞击时，第一导向装置200向收缩位置运动。在导向段360上的配合面100的作用下，第二导向装置300带动分隔件120径向向内运动，使分隔件120与井道400的内壁脱离，从而在流体分隔装置010与井道400之间形成环状间隙。这样，消除了分隔件120与井道400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，使流体分隔装置010能够快速回到井底。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400内壁之间的摩擦，也大大提高了分隔件120的使用寿命。
请参照图13和图15，进一步的，为了在流体分隔装置010上行过程中稳定的举升积液，需要使第一导向装置200在上行过程中维持在膨胀位置，为了使流体分隔装置010能够快速下行，需要使第一导向装置200在下行过程中维持在收缩位置。为此，在本实施例中，芯轴210的下端设置有沿轴向间隔布置的第一定位空间201和第二定位空间202，筒体110通过弹性复位件112连接有定位块113；当第一导向装置200位于膨胀位置时，定位块113在弹性复位件112的作用下嵌入第一定位空间201中，以使第一导向装置200维持在膨胀位置。只有当第一导向装置200受到向下的撞击力时，定位块113才能从第一定位空间201中脱出。这样，能够确保第一导向装置200在上行过程中始终维持在膨胀位置。当第一导向装置200位于收缩位置时，定位块113在弹性复位件112的作用下嵌入第二定位空间202，以使第一导向装置200维持在收缩位置。只有当第一导向装置200受到向上的撞击力时，定位块113才能从第二定位空间202中脱出。这样，能够确保第一导向装置200在下行过程中始终维持在收缩位置。
可以理解的，在其他实施方式中，也可以在筒体110上设置第一定位空间201和第二定位空间202，且第一导向装置200通过弹性复位件112连接有定位块113。
实施例4：
请参照图19-图22。图19为本实施例提供的流体分隔装置010在膨胀状态下的结构示意图。图20为图19 的G处放大图。图21为本实施例提供的流体分隔装置010在收缩状态下的结构示意图。图22为图21 的H处放大图。
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、第一导向装置200和第二导向装置300。多个分隔件120围绕筒体110布置。第一弹性件130设置在分隔件120与筒体110之间，第一弹性件130对分隔件120施加径向向外的弹性力，使得第一分隔件120能够相对于筒体110径向向外运动。第一导向装置200沿轴向穿设于筒体110，并被构造为沿筒体110轴向在膨胀位置（图19中所示位置）和收缩位置（图21中所示位置）之间来回运动。第二导向装置300贯穿筒体110，且一端与分隔件120连接，另一端与第一导向装置200之间通过配合面100可滑动地配合。配合面100沿收缩位置至膨胀位置的方向相对于筒体110逐渐径向向内延伸。当第一导向装置200向收缩位置运动时，第二导向装置300带动分隔件120相对于筒体110径向向内运动；当第一导向装置200向膨胀位置运动时，第一弹性件130带动分隔件120相对于筒体110径向向外运动。
具体的，本实施例中，第一导向装置200包括沿筒体110轴向延伸的芯轴210，芯轴210内设置有第二空腔213，第二空腔213的壁上开设有沿芯轴210轴向延伸的第二长条孔214。第二导向装置300包括连接段350、导向段360和过渡段370；连接段350与分隔件120连接，导向段360与连接段350之间通过过渡段370连接，过渡段370沿收缩位置和至膨胀位置的方向相对于筒体110逐渐径向向外延伸；导向段360与过渡段370的连接位置形成定位凸起380。第二空腔213的壁上开设有定位孔215；当第一导向装置200位于收缩位置时，定位凸起380嵌入定位孔215内，以使第一导向装置200维持在收缩位置。导向段360穿过第二长条孔214并进入第二空腔213内；配合面100设置在导向段360上；配合面100与第二长条孔214的一端边缘可滑动地配合。当第一导向装置200向收缩位置运动时，在导向段360上的配合面100的作用下，第二导向装置300带动分隔件120径向向内运动。第一导向装置200向膨胀位置运动时，第一弹性件130带动分隔件120相对于筒体110径向向外运动。
请参照图23和图24，本实施例还提供一种井道结构020。井道结构020包括井道400以及上述的流体分隔装置010。井道400的上端设置有上撞击装置410，井道400的下端设置有下撞击装置420。图23为流体分隔装置010运动至井道400的下端，且第一导向装置200与下撞击装置420撞击后的结构示意图，此时第一导向装置200位于膨胀位置，流体分隔装置010处于膨胀状态。图24为流体分隔装置010运动至井道400的上端，且第一导向装置200与上撞击装置410撞击后的结构示意图，此时第一导向装置200位于收缩位置，流体分隔装置010处于收缩状态。
请参照图23，当流体分隔装置010运动至井道400的下端，且第一导向装置200与下撞击装置420撞击时，定位凸起380脱离定位孔215，第一导向装置200向膨胀位置运动，第一弹性件130带动分隔件120相对于筒体110径向向外运动。使分隔件120与井道400的内壁接触。此时，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，因此流体分隔装置010下方的石油或天然气压力增大，进而带动流体分隔装置010上行。流体分隔装置010上行过程中，将流体分隔装置010上方的积液向上举升，并通过井口排出。当流体分隔装置010运动至井道400的上端，且第一导向装置200与上撞击装置410撞击时，第一导向装置200向收缩位置运动。在导向段360上的配合面100的作用下，第二导向装置300带动分隔件120径向向内运动，使分隔件120与井道400的内壁脱离，从而在流体分隔装置010与井道400之间形成环状间隙。定位凸起380嵌入定位孔215，使第一导向装置200维持在收缩位置。这样，消除了分隔件120与井道400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，使流体分隔装置010能够快速回到井底。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400内壁之间的摩擦，也大大提高了分隔件120的使用寿命。
在本实施例中，第二导向装置300由金属条折弯形成；第二导向装置300在折弯处具备弹性。这样，当筒体110与分隔件120之间被外界的物体（泥沙、油蜡等）填充，导致分隔件120无法径向向内运动时，第二导向装置300能够发生形变，使得第一导向装置200能够运动至收缩位置，避免第一导向装置200与第二导向装置300剧烈碰撞导致第一导向装置200与第二导向装置300损坏。当筒体110与分隔件120之间填充的物体被排出后，即可在第二导向装置300自身弹力的作用下，分隔件120即可径向向内运动，使流体分隔装置010处于收缩状态。
进一步的，在本实施例中，芯轴210的下端开设有连通第二空腔213与外界的开口216；筒体110上开设有第一通孔111，第二空腔213的壁上开设有第二通孔217；当第一导向装置200位于收缩位置时，第一通孔111和第二通孔217连通，以使第二空腔213通过第一通孔111和第二通孔217与外界连通。这样，当流体分隔装置010下行时，流体分隔装置010下方的石油或天然气能够一次通过开口216、第二空腔213、第二通孔217和第一通孔111流动至流体分隔装置010上方，进一步降低了流体分隔装置010下行时的阻力，提高了流体分隔装置010的下行速度。
进一步的，在本实施例中，芯轴210的外周面设置有径向向外凸出的环形凸台218；环形凸台218与筒体110的内周面可滑动地配合。这样，能够降低芯轴210与筒体110之间的接触面积，提高使芯轴210的运动更加灵敏。
进一步的，在本实施例中，第二空腔213的壁上开设有排污通孔219，以避免芯轴210与筒体110之间形成较长的连续环形窄缝。较长的连续环形窄缝中容易聚集油蜡，这些油蜡会将芯轴210与筒体110黏住，使得芯轴210与筒体110之间的相对运动变得困难。排污通孔219能够使芯轴210与筒体110之间的油蜡通过第二空腔213和开口216向外排出，确保芯轴210与筒体110之间能够灵活的相对运动。
实施例5：
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-实施例4中任意一项记载的井道结构020实现，该方法包括：在述流体分隔装置010下行时，井道400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400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400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400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400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。
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 (14)

1.流体分隔装置(010)，被构造为沿井道(400)轴向滑动并在上行过程中将所述流体分隔装置(010)上方的积液向上举升，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第一导向装置(200)；
贯穿所述筒体(110)，且一端与所述分隔件(120)连接，另一端与所述第一导向装置(200)之间通过配合面(100)可滑动地配合的第二导向装置(300)；其中
所述配合面(100)沿所述收缩位置至所述膨胀位置的方向相对于所述筒体(110)逐渐径向向内延伸；当所述流体分隔装置(010)运动至所述井道(400)的上端且所述第一导向装置(200)与设置在所述井道(400)上端的上撞击装置(410)撞击时，第一导向装置(200)向收缩位置运动，当所述第一导向装置(200)向所述收缩位置运动时，所述第二导向装置(300)带动所述分隔件(120)相对于所述筒体(110)径向向内运动；当所述流体分隔装置(010)运动至所述井道(400)的下端且所述第一导向装置(200)与设置在所述井道(400)下端的下撞击装置(420)撞击时，第一导向装置(200)向膨胀位置运动，当所述第一导向装置(200) 向所述膨胀位置运动时，所述第一弹性件(130)带动所述分隔件(120)相对于所述筒体(110)径向向外运动。
2.根据权利要求1所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述第一导向装置(200)包括沿所述筒体(110)轴向延伸的芯轴(210)，所述芯轴(210)轴向两端之间的部分外周面构成所述配合面(100)；
所述第二导向装置(300)包括：与所述分隔件(120)连接，且具备第一抵靠部(311)的定位筒(310)；贯穿所述筒体(110)，一端与所述定位筒(310)可滑动地配合，另一端与所述配合面(100)可滑动地配合的定位柱(320)；与所述筒体(110)连接，并沿所述筒体(110)径向向内对所述定位柱(310)施加弹性力的第二弹性件(330)；
所述定位柱(320)与所述定位筒(310)可滑动地配合的一端设置有第二抵靠部(321)；当所述第一导向装置(200)向所述收缩位置运动时，第二弹性件(330)使所述第一抵靠部(311)与所述第二抵靠部(321)相互抵靠，并带动所述分隔件(120)相对于所述筒体(110)径向向内运动；当所述第一导向装置(200)向所述膨胀位置运动时，所述第一弹性件(130)带动所述分隔件(120)相对于所述筒体(110)径向向外运动。
3.根据权利要求2所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述配合面(100)的一端开设有第一止动槽(101)；当所述第一导向装置(200)位于所述膨胀位置时，所述定位柱(320)远离所述分隔件(120)的一端嵌入所述第一止动槽(101)中；
所述配合面(100)的另一端开设有第二止动槽(102)；当所述第一导向装置(200)位于所述收缩位置时，所述定位柱(320)远离所述分隔件(120)的一端嵌入所述第二止动槽(102)中。
4.根据权利要求1所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述第一导向装置(200)包括沿所述筒体(110)轴向延伸的芯轴(210)，以及与所述芯轴(210)连接的导向叉(220)；所述配合面(100)设置在所述导向叉(220)上；
所述第二导向装置(300)远离所述分隔件(120)的一端开设有供所述导向叉(220)贯穿的导向孔(340)；所述导向孔(340)的内表面与所述配合面(100)可滑动地配合。
5.根据权利要求4所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述芯轴(210)内设置有第一空腔(211)，所述第一空腔(211)的壁上开设有沿所述芯轴(210)轴向延伸的第一长条孔(212)；所述第一长条孔(212)被构造为与所述第二导向装置(300)远离所述分隔件(120)的一端可滑动地配合，并供所述第二导向装置(300)远离所述分隔件(120)的一端进入或脱离所述第一空腔(211)。
6.根据权利要求1所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述第一导向装置(200)包括沿所述筒体(110)轴向延伸的芯轴(210)，所述芯轴(210)内设置有第二空腔(213)，所述第二空腔(213)的壁上开设有沿所述芯轴(210)轴向延伸的第二长条孔(214)；
所述第二导向装置(300)包括连接段(350)和导向段(360)；所述连接段(350)与所述分隔件(120)连接，所述导向段(360)与所述连接段(350)连接，所述导向段(360)穿过所述第二长条孔(214)并进入所述第二空腔(213)内；所述配合面(100)设置在所述导向段(360)上；所述配合面(100)与所述第二长条孔(214)的一端边缘可滑动地配合。
7.根据权利要求6所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述第二导向装置(300)还包括过渡段(370)；所述连接段(350)和所述导向段(360)之间通过过渡段(370)连接；所述过渡段(370)沿所述收缩位置和至所述膨胀位置的方向相对于所述筒体(110)逐渐径向向外延伸；所述导向段(360)与所述过渡段(370)的连接位置形成定位凸起(380)；
所述第二空腔(213)的壁上开设有定位孔(215)；当所述第一导向装置(200)位于所述收缩位置时，所述定位凸起(380)嵌入所述定位孔(215)内。
8.根据权利要求7所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述第二导向装置(300)由金属条折弯形成；所述第二导向装置(300)在折弯处具备弹性。
9.根据权利要求7所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述芯轴(210)的下端开设有连通所述第二空腔(213)与外界的开口(216)；筒体(110)上开设有第一通孔(111)，所述第二空腔(213)的壁上开设有第二通孔(217)；当所述第一导向装置(200)位于所述收缩位置时，所述第一通孔(111)和所述第二通孔(217)连通，以使所述第二空腔(213)通过所述第一通孔(111)和所述第二通孔(217)与外界连通。
10.根据权利要求7所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述芯轴(210)的外周面设置有径向向外凸出的环形凸台(218)；所述环形凸台(218)与所述筒体(110)的内周面可滑动地配合。
11.根据权利要求10所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述第二空腔(213)的壁上开设有排污通孔(219)。
12.根据权利要求1所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述第一导向装置(200)上设置有第一定位空间(201)和第二定位空间(202)，所述筒体(110)通过弹性复位件(112)连接有定位块(113)；或所述筒体上设置有第一定位空间(201)和第二定位空间(202)，所述第一导向装置(200)通过弹性复位件(112)连接有定位块(113)；
当所述第一导向装置(200)位于所述膨胀位置时，所述定位块(113)在所述弹性复位件(112)的作用下嵌入所述第一定位空间(201)中；当所述第一导向装置(200)位于所述收缩位置时，所述定位块(113)在所述弹性复位件(112)的作用下嵌入所述第二定位空间(202)。
13.一种井道结构(020)，其特征在于：
包括井道(400)、分别设置在所述井道(400)上下两端的上撞击装置(410)和下撞击装置(420)以及权利要求1-12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(400)内，并被构造为沿所述井道(400)轴向滑动；当所述第一导向装置(200)与所述上撞击装置(410)碰撞时，所述第一导向装置(200)运动至所述收缩位置，所述分隔件(120)与所述井道(400)内壁之间形成供流体通过的环状间隙；当所述第一导向装置(200)与所述下撞击装置(420)碰撞时，所述第一导向装置(200)运动至所述膨胀位置，所述分隔件(120)与所述井道(400)内壁接触。
14.一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13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(400)的出口打开。
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