CN107503712B - 流体分隔装置、井道结构及石油或天然气的生产方法 - Google Patents
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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。流体分隔装置和井道结构降低了对流体分隔装置与下撞击装置的撞击力度的要求，只需要流体分隔装置与下撞击装置之间具备较小的碰撞力，即可完成芯轴从打开位置至关闭位置之间的转换，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，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。
Description
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
在石油或天然气井开发过程中，当井内石油或天然气产量低时，石油或天然气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，进而降低石油或天然气井产能，甚至导致石油或天然气井停喷。
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流体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，当需要下行时，由于下方流体阻力的作用导致流体分隔装置无法下行回到井底，或下行速度缓慢。为了使流体分隔装置下行回到井底，只能关井以平衡流体分隔装置上方和下方的压力，使流体分隔装置能够下行。但这样极大的影响了石油或天然气的开采效率。
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，其能够在不关井的情况下快速下行至井底，大大提高了石油或天然气的开采效率。
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：限定流体通道的筒体；多个围绕筒体轴线布置的分隔件；沿轴向设置在流体通道内，并被构造为沿流体通道轴向在打开位置和关闭位置之间来回运动的芯轴；设置在流体通道两端的锁定结构；可转动地设置在流体通道内，并被构造为与芯轴联动的阀板；设置在筒体内的储能组件，储能组件被构造为对芯轴施加沿从打开位置至关闭位置方向的弹性力；其中，当芯轴向打开位置运动时，阀板转动以增大流体通道的流通面积，储能组件带动分隔件径向向内运动；当芯轴位于打开位置时，芯轴与其中一个锁定结构可分离地配合，将芯轴维持在打开位置；当芯轴向关闭位置运动时，阀板转动以减小流体通道的流通面积，储能组件带动分隔件径向向外运动；当芯轴位于关闭位置时，芯轴与另一个锁定结构可分离地配合，将芯轴维持在关闭位置。
进一步的，储能组件包括一端与芯轴连接，另一端与筒体连接的弹性储能组件；弹性储能组件被构造为对芯轴施加沿从打开位置至关闭位置方向的弹性力；
储能组件还包括连接在分隔件与芯轴之间的连接组件；当芯轴向打开位置运动时，连接组件带动分隔件径向向内运动；当芯轴向关闭运动时，连接组件带动分隔件径向向外运动。
进一步的，弹性储能组件包括至少两个围绕芯轴布置的拉簧；拉簧的一端与芯轴连接；拉簧的另一端与筒体连接。
进一步的，连接组件为曲型弹簧；连接组件包括与芯轴连接的第一力臂，与所分隔件连接的第二力臂，以及连接在第一力臂和第二力臂之间的第一卷曲部。
进一步的，筒体内固定设置有固定轴；第一卷曲部绕设在固定轴上。
进一步的，第二力臂部分弯曲形成第二卷曲部。
进一步的，第二力臂远离第一卷曲部的一端连接有转动臂；分隔件上开设有转动孔；转动壁与转动孔可转动地配合；
芯轴上设置有容纳孔；第一力臂与容纳孔可活动地配合。
进一步的，芯轴包括沿轴向依次连接的第一轴体、连接板和第二轴体；连接板与筒体可轴向滑动地配合；连接板的板面与筒体的轴线平行；
连接板上开设有阀板孔；阀板设置在阀板孔内，并与连接板可转动地连接；
流体分隔装置还包括一端与阀板连接，另一端与筒体连接的控制组件；当芯轴向打开位置运动时，控制组件带动阀板转动以增大流体通道的流通面积，当芯轴向关闭位置运动时，控制组件带动阀板转动以减小流体通道的流通面积。
进一步的，流体分隔装置还包括设置在流体通道两端，且被构造为沿流体通道的轴线来回运动的动轴；
当芯轴位于关闭位置时，其中一个动轴被构造为撞击芯轴的一端，以使芯轴与其中一个锁定结构分离；
当芯轴位于打开位置时，另一个动轴被构造为撞击芯轴的另一端，以使芯轴与另一个锁定结构分离。
进一步的，流体分隔装置还包括一端与动轴连接，另一端与筒体连接的弹性回位装置；弹性回位装置被构造为对动轴施加远离芯轴的弹性力。
进一步的，锁定结构包括与筒体固定连接的弹性复位件以及与弹性复位件连接的锁止件；
芯轴的两端均开设有锁止槽；
弹性复位件被构造为对锁止件施加径向向内的弹性力；当芯轴位于打开位置时，其中一个锁止件可分离地嵌入其中一个锁止槽内；当芯轴位于关闭位置时，另一个锁止件可分离地嵌入另一个锁止槽内。
进一步的，锁定结构还包括板面与流体通道的轴线平行的导向板；导向板上开设有径向延伸的导向孔；导向板固定于筒体；
锁止件包括贯穿导向孔且被构造为沿导向孔滑动的导向件；锁止件还包括与导向件一端连接的锁止板；弹性复位件的一端与导向件的另一端连接；弹性复位件的另一端与锁止板连接；锁止板具备被构造为嵌入锁止槽内的第一锁止凸起。
进一步的，芯轴和动轴均与导向板可滑动地配合。
进一步的，锁止板还具备用于与动轴接触的第二锁止凸起；动轴被构造为向芯轴运动时，推动第二锁止凸起径向向外运动，使第一锁止凸起脱离锁止槽。
进一步的，筒体上开设有通孔；分隔件设置在通孔中；
通孔中设置有导向框；分隔件具备与导向框可沿径向方向滑动的配合的定位部。
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；当芯轴与上撞击装置碰撞时，芯轴运动至打开位置，分隔件与井道内壁之间形成供流体通过的环状间隙；当芯轴与下撞击装置碰撞时，芯轴运动至关闭位置，分隔件与井道内壁接触。
一种石油或天然气的生产方法，该生产方法基于上述的井道结构实现，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，流体分隔装置与上撞击装置发生撞击，使得芯轴从关闭位置运动至打开位置。当芯轴位于打开位置时，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。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。进一步的，芯轴从关闭位置运动至打开位置的过程中，阀板转动以增大流体通道的流通面积，这样流体分隔装置下方的石油或天然气能够通过流体通道上流动，降低了流体分隔装置的受力面积，进一步降低了流体分隔装置的下行阻力，使得流体分隔装置能够在不关井的情况下快速下行至井底，大大提高了石油或天然气的开采效率。
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，流体分隔装置与上撞击装置的撞击力度大，随着芯轴向打开位置运动，储能组件被压缩，使得撞击产生的动能存储在弹性组件中。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，流体分隔装置与下撞击装置的撞击力度小。由于储能组件中存储有能量，只需要流体分隔装置与下撞击装置时能够导致芯轴与其中一个锁定结构相互脱离，储能组件即可带动芯轴运动至关闭位置。如此，降低了对流体分隔装置与下撞击装置的撞击力度的要求，只需要流体分隔装置与下撞击装置之间具备较小的碰撞力，即可完成芯轴从打开位置至关闭位置之间的转换，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的外部结构示意图；
图4为本发明实施例提供的流体分隔装置在第一视角下的内部结构示意图；
图5为本发明实施例提供的流体分隔装置在第二视角下的内部结构示意图；
图6a为图4的6a处放大图；
图6b为图5的6b处放大图；
图7a为图4的7a处放大图；
图7b为图5的7b处放大图；
图8a为图4的8a处放大图；
图8b为图5的8b处放大图；
图9a-图9c为本发明实施例提供的流体分隔装置与上撞击装置碰撞时的过程图；
图10a-图10c为本发明实施例提供的流体分隔装置与下撞击装置碰撞时的过程图。
图中：010-流体分隔装置；110-筒体；111-流体通道；112-通孔；113-导向框；120-分隔件；121-转动孔；122-定位部；200-芯轴；200a-容纳孔；210-第一轴体；220-第二轴体；230-连接板；231-阀板孔；240-锁止槽；300-锁定结构；310-弹性复位件；320-锁止件；321-导向件；322-锁止板；322a-第一锁止凸起；322b-第二锁止凸起；330-导向板；331-导向孔；400-阀板；500-储能组件；510-弹性储能组件；511-拉簧；520-连接组件；521-第一力臂；522-第二力臂；523-第一卷曲部；524-第二卷曲部；525-转动臂；530-固定轴；600-控制组件；700-动轴；710-弹性回位装置；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9a-图9c中示出)和下撞击装置203(图10a-图10c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为本发明实施例提供的流体分隔装置010的外部结构示意图；图4为本发明实施例提供的流体分隔装置010在第一视角下的内部结构示意图；图5为本发明实施例提供的流体分隔装置010在第二视角下的内部结构示意图；图6a为图4的6a处放大图；图6b为图5的6b处放大图；图7a为图4的7a处放大图；图7b为图5的7b处放大图；图8a为图4的8a处放大图；图8b为图5的8b处放大图；图9a-图9c为本发明实施例提供的流体分隔装置010与上撞击装置202碰撞时的过程图；图10a-图10c为本发明实施例提供的流体分隔装置010与下撞击装置203碰撞时的过程图。
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、芯轴200、锁定结构300、阀板400和储能组件500。
筒体110限定流体通道111，芯轴200沿流体通道111的轴向设置在流体通道111内，芯轴200能够沿流体通道111运动。当芯轴200运动至嘴上端时，芯轴200位于关闭位置。当芯轴200运动至最下端时，芯轴200位于打开位置。在流体通道111的上下两端均设置有锁定结构300。当芯轴200位于关闭位置时，芯轴200的上端与流体通道111上端的锁定结构300可分离地配合，将芯轴200维持在关闭位置。芯轴200位于打开位置时，芯轴200与流体通道111下端的锁定结构300可分离地配合，将芯轴200维持在打开位置。
阀板400可转动地设置在流体通道111内，并与芯轴200联动。当芯轴200运动至打开位置时，阀板400转动至与流体通道111的轴线基本平行的位置，此时流体通道111的流通面积最大。当芯轴200运动至关闭位置时，阀板400转动至其外周缘与筒体110的内壁接触的位置，此时流体通道111的流通面积最小。储能组件500设置在筒体110内。储能组件500对芯轴200施加沿从打开位置至关闭位置方向的弹性力。当芯轴200向关闭位置运动时，储能组件500带动分隔件120径向向外运动。当芯轴200向打开位置运动时，储能组件500带动分隔件120径向向内运动。
当流体分隔装置010上行至井道201上端时，流体分隔装置010与上撞击装置202发生撞击，使得芯轴200从关闭位置运动至打开位置。当芯轴200位于打开位置时，分隔件120与井道201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。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。进一步的，芯轴200从关闭位置运动至打开位置的过程中，阀板400转动以增大流体通道111的流通面积，这样流体分隔装置010下方的石油或天然气能够通过流体通道111上流动，降低了流体分隔装置010的受力面积，进一步降低了流体分隔装置010的下行阻力，使得流体分隔装置010能够在不关井的情况下快速下行至井底，大大提高了石油或天然气的开采效率。
另外，由于流体分隔装置010在下方石油或天然气的推力下上行，其上行速度快，流体分隔装置010与上撞击装置202的撞击力度大，随着芯轴200向打开位置运动，储能组件500被压缩，使得撞击产生的动能存储在储能组件500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，流体分隔装置010与下撞击装置203的撞击力度小。由于储能组件500中存储有能量，只需要流体分隔装置010与下撞击装置203时能够导致芯轴200与流体通道111下端的锁定结构300相互脱离，储能组件500即可带动芯轴200运动至关闭位置。如此，降低了对流体分隔装置010与下撞击装置203的撞击力度的要求，只需要流体分隔装置010与下撞击装置203之间具备较小的碰撞力，即可完成芯轴200从打开位置至关闭位置之间的转换，提高了流体分隔装置010和井道结构020在工作中的可靠性。
当芯轴200运动至关闭位置时，储能组件500带动分隔件120径向向外运动，分隔件120与井道201内部密封接触，分隔件120与井道201之间的环状间隙消失。同时，阀板400将流体通道111关闭。流体分隔装置010的受力面积达到最大，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。这样，在流体分隔装置010下方的石油或天然气的推动下，流体分隔装置010高速向上运动，进而将流体分隔装置010上方的积液从井道201的出口排出。
储能组件500可以是连接在芯轴200和分隔件120之间的弹性装置(例如弹簧)。当芯轴200从关闭位置运动至打开位置，弹性装置被拉伸，同时拉动分隔件120径向向内运动。当芯轴200与流体通道111下端的锁定结构300脱离时，弹性装置拉动芯轴200向关闭位置运动，同时分隔件120也径向向外运动。
在本实施例中，储能组件500由两部分组成。储能组件500包括一端与芯轴200连接，另一端与筒体110连接的弹性储能组件510；弹性储能组件510被构造为对芯轴200施加沿从打开位置至关闭位置方向的弹性力；储能组件500还包括连接在分隔件120与芯轴200之间的连接组件520；当芯轴200向打开位置运动时，连接组件520带动分隔件120径向向内运动；当芯轴200向关闭运动时，连接组件520带动分隔件120径向向外运动。这样，弹性储能组件510和连接组件520分别控制芯轴200和分隔件120的运动，使得储能组件500的工作更加稳定可靠。
进一步的，在本实施例中，弹性储能组件510包括至少两个围绕芯轴200布置的拉簧511；拉簧511的一端与芯轴200连接；拉簧511的另一端与筒体110连接。当芯轴200从关闭位置运动至打开位置的过程中，拉簧511被拉伸，并存储弹性能。当芯轴200与流体通道111下端的锁定结构300脱离，拉簧511释放其存储的弹性能，带动芯轴200向从打开位置运动至关闭位置。
进一步的，在本实施例中，连接组件520为曲型弹簧；连接组件520包括与芯轴200连接的第一力臂521，与所分隔件120连接的第二力臂522，以及连接在第一力臂521和第二力臂522之间的第一卷曲部523。当芯轴200从关闭位置运动至打开位置的过程中，第一卷曲部523被压缩，同时驱动第二力臂522带动分隔件120径向向内运动。当芯轴200从打开位置运动至关闭位置的过程中，第一卷曲部523释放其存储的弹性能，驱动第二力臂522带动分隔件120径向向外运动。当流体分隔装置010上行时，如果井道201内壁存在凹凸不平的情况，第一卷曲部523也能被压缩，使得分隔件120能够径向向内运动，实现分隔件120与井道201内部的动态密封，避免流体分隔装置010卡在井道201内。
进一步的，在本实施例中，筒体110内固定设置有固定轴530；第一卷曲部523绕设在固定轴530上。这样，可以提高连接组件520的工作稳定性。
进一步的，在本实施例中，第二力臂522部分弯曲形成第二卷曲部524。第二卷曲部524同样能够存储弹性能，提高连接组件520的弹力，使得连接组件520能够对分隔件120施加更大的径向向外的力，提高分隔件120与井道201内壁之间的密封性能。
进一步的，在本实施例中，第二力臂522远离第一卷曲部523的一端连接有转动臂525；分隔件120上开设有转动孔121；转动臂525与转动孔121可转动地配合；芯轴200上设置有容纳孔200a；第一力臂521与容纳孔200a可活动地配合。这样，能够实现连接组件520与分隔件120和芯轴200的动态连接，避免连接组件520形变过程中第一力臂521和第二力臂522处出现应力集中，能够有效延长连接组件520的工作寿命。
进一步的，在本实施例中，芯轴200包括沿轴向依次连接的第一轴体210、连接板230和第二轴体220；连接板230与筒体110可轴向滑动地配合；连接板230的板面与筒体110的轴线平行；连接板230上开设有阀板孔231；阀板400设置在阀板孔231内，并与连接板230可转动地连接；流体分隔装置010还包括一端与阀板400可转动地连接，另一端与筒体110可转动地连接的控制组件600；当芯轴200向打开位置运动时，控制组件600带动阀板400转动以增大流体通道111的流通面积，当芯轴200向关闭位置运动时，控制组件600带动阀板400转动以减小流体通道111的流通面积。控制组件600可以为连杆，也可以为具备弹性的金属丝。当控制组件600为具备弹性的金属丝时，控制组件600对阀板400施加持续的弹力，这个弹力将使阀板400具备向关闭流体通道111的位置转动的趋势，使得流体分隔装置010在上行时，阀板400在流体冲击下也能够始终关闭流体通道111，提高了流体分隔装置010的工作可靠性。
进一步的，在本实施例中，流体分隔装置010还包括设置在流体通道111两端，且被构造为沿流体通道111的轴线来回运动的动轴700。
当流体分隔装置010运动至井道201的上端，芯轴200位于关闭位置时，上端的动轴700与上撞击装置202撞击，该动轴700向下运动撞击芯轴200的上端，以使芯轴200与其中一个锁定结构300分离，同时撞击力带动芯轴200向下运动至打开位置。当流体分隔装置010运动至井道201的下端，芯轴200位于打开位置时，下端的动轴700撞击芯轴200的下一端，以使芯轴200与另一个锁定结构300分离，拉簧511带动芯轴200向下运动至打开位置。
进一步的，在本实施例中，流体分隔装置010还包括一端与动轴700连接，另一端与筒体110连接的弹性回位装置710(例如拉簧)；弹性回位装置710被构造为对动轴700施加远离芯轴200的弹性力。弹性回位装置710能够带动动轴700在完成撞击后回位，在动轴700回位后，动轴700的一端位于筒体110外部。这样，使得动轴700能够和上撞击装置202或下撞击装置203发生有效碰撞。
进一步的，在本实施例中，锁定结构300包括与筒体110固定连接的弹性复位件310(例如扭簧)以及与弹性复位件310连接的锁止件320；芯轴200的两端均开设有锁止槽240；弹性复位件310被构造为对锁止件320施加径向向内的弹性力；当芯轴200位于打开位置时，流体通道111下端的锁止件320可分离地嵌入芯轴200下端的锁止槽240内；当芯轴200位于关闭位置时，流体通道111上端的锁止件320可分离地嵌入芯轴200上端的锁止槽240内。
进一步的，在本实施例中，锁定结构300还包括板面与流体通道111的轴线平行的导向板330；导向板330上开设有径向延伸的导向孔331；导向板330固定于筒体110；锁止件320包括贯穿导向孔331且被构造为沿导向孔331滑动的导向件321；锁止件320还包括与导向件321一端连接的锁止板322；弹性复位件310的一端与导向件321的另一端连接；弹性复位件310的另一端与锁止板322连接；锁止板322具备被构造为嵌入锁止槽240内的第一锁止凸起322a。
进一步的，在本实施例中，芯轴200和动轴700均与导向板330可滑动地配合。
进一步的，在本实施例中，锁止板322还具备用于与动轴700接触的第二锁止凸起322b；动轴700被构造为向芯轴200运动时，推动第二锁止凸起322b径向向外运动，使第一锁止凸起322a脱离锁止槽240。动轴700与第二锁止凸起322b的接触面为斜面。这样，当动轴700向芯轴200运动使，能够推动第二锁止凸起322b径向向外运动，进而使第一锁止凸起322a脱离锁止槽240。由于通过动轴700推动第二锁止凸起322b径向向外运动并带动第一锁止凸起322a脱离锁止槽240，使得第一锁止凸起322a与锁止槽240之间的配合面(靠近动轴700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打开位置或关闭位置。
进一步的，在本实施例中，筒体110上开设有通孔112；分隔件120设置在通孔112中；通孔112中设置有导向框113；分隔件120具备与导向框113可沿径向方向滑动的配合的定位部122。通过导向框113与定位部122的滑动配合，使得分隔件120的运动径向运动更加可控和稳定。
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，当流体分隔装置010上行至井道201上端时，流体分隔装置010与上撞击装置202发生撞击，使得芯轴200从关闭位置运动至打开位置。当芯轴200位于打开位置时，分隔件120与井道201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。进一步的，芯轴200从关闭位置运动至打开位置的过程中，阀板400转动以增大流体通道111的流通面积，这样流体分隔装置010下方的石油或天然气能够通过流体通道111上流动，降低了流体分隔装置010的受力面积，进一步降低了流体分隔装置010的下行阻力，使得流体分隔装置010能够在不关井的情况下快速下行至井底，大大提高了石油或天然气的开采效率。
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，流体分隔装置与上撞击装置发生撞击，使得芯轴从关闭位置运动至打开位置。当芯轴位于打开位置时，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。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。进一步的，芯轴从关闭位置运动至打开位置的过程中，阀板转动以增大流体通道的流通面积，这样流体分隔装置下方的石油或天然气能够通过流体通道上流动，降低了流体分隔装置的受力面积，进一步降低了流体分隔装置的下行阻力，使得流体分隔装置能够在不关井的情况下快速下行至井底，大大提高了石油或天然气的开采效率。
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，流体分隔装置与上撞击装置的撞击力度大，随着芯轴向打开位置运动，储能组件被压缩，使得撞击产生的动能存储在弹性组件中。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，流体分隔装置与下撞击装置的撞击力度小。由于储能组件中存储有能量，只需要流体分隔装置与下撞击装置时能够导致芯轴与其中一个锁定结构相互脱离，储能组件即可带动芯轴运动至关闭位置。如此，降低了对流体分隔装置与下撞击装置的撞击力度的要求，只需要流体分隔装置与下撞击装置之间具备较小的碰撞力，即可完成芯轴从打开位置至关闭位置之间的转换，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。
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 (17)
1.流体分隔装置(010)，其特征在于，包括：
限定流体通道(111)的筒体(110)；
多个围绕所述筒体(110)轴线布置的分隔件(120)；
沿轴向设置在所述流体通道(111)内，并被构造为沿所述流体通道(111)轴向在打开位置和关闭位置之间来回运动的芯轴(200)；
设置在所述流体通道(111)两端的锁定结构(300)；
可转动地设置在所述流体通道(111)内，并被构造为与所述芯轴(200)联动的阀板(400)；
设置在所述筒体(110)内的储能组件(500)，所述储能组件(500)被构造为对所述芯轴(200)施加沿从所述打开位置至所述关闭位置方向的弹性力；
其中，当所述芯轴(200)向所述打开位置运动时，所述阀板(400)转动以增大所述流体通道(111)的流通面积，所述储能组件(500)带动所述分隔件(120)径向向内运动；当所述芯轴(200)位于所述打开位置时，所述芯轴(200)与其中一个所述锁定结构(300)可分离地配合，将所述芯轴(200)维持在所述打开位置；当所述芯轴(200)向所述关闭位置运动时，所述阀板(400)转动以减小所述流体通道(111)的流通面积，所述储能组件(500)带动所述分隔件(120)径向向外运动；当所述芯轴(200)位于所述关闭位置时，所述芯轴(200)与另一个所述锁定结构(300)可分离地配合，将所述芯轴(200)维持在所述关闭位置。
2.根据权利要求1所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述储能组件(500)包括一端与所述芯轴(200)连接，另一端与所述筒体(110)连接的弹性储能组件(510)；所述弹性储能组件(510)被构造为对所述芯轴(200)施加沿从所述打开位置至所述关闭位置方向的弹性力；
所述储能组件(500)还包括连接在所述分隔件(120)与所述芯轴(200)之间的连接组件(520)；当所述芯轴(200)向所述打开位置运动时，所述连接组件(520)带动所述分隔件(120)径向向内运动；当所述芯轴(200)向所述关闭位置 运动时，所述连接组件(520)带动所述分隔件(120)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：
所述弹性储能组件(510)包括至少两个围绕所述芯轴(200)布置的拉簧(511)；所述拉簧(511)的一端与所述芯轴(200)连接；所述拉簧(511)的另一端与所述筒体(110)连接。
4.根据权利要求2所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述连接组件(520)为曲型弹簧；所述连接组件(520)包括与所述芯轴(200)连接的第一力臂(521)，与所述分隔件(120)连接的第二力臂(522)，以及连接在所述第一力臂(521)和所述第二力臂(522)之间的第一卷曲部(523)。
5.根据权利要求4所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述筒体(110)内固定设置有固定轴(530)；所述第一卷曲部(523) 绕设在所述固定轴(530)上。
6.根据权利要求4所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述第二力臂(522)部分弯曲形成第二卷曲部(524)。
7.根据权利要求4所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述第二力臂(522)远离所述第一卷曲部(523)的一端连接有转动臂(525)；所述分隔件(120)上开设有转动孔(121)；所述转动臂 (525 )与所述转动孔(121)可转动地配合；
所述芯轴(200)上设置有容纳孔(200a)；所述第一力臂(521)与所述容纳孔(200a)可活动地配合。
8.根据权利要求1所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述芯轴(200)包括沿轴向依次连接的第一轴体(210)、连接板(230)和第二轴体(220)；所述连接板(230)与所述筒体(110)可轴向滑动地配合；所述连接板(230)的板面与所述筒体(110)的轴线平行；
所述连接板(230)上开设有阀板孔(231)；所述阀板(400)设置在所述阀板孔(231)内，并与所述连接板(230)可转动地连接；
所述流体分隔装置(010)还包括一端与所述阀板(400)连接，另一端与所述筒体(110)连接的控制组件(600)；当所述芯轴(200)向所述打开位置运动时，所述控制组件(600)带动所述阀板(400)转动以增大所述流体通道(111)的流通面积，当所述芯轴(200)向所述关闭位置运动时，所述控制组件(600)带动所述阀板(400)转动以减小所述流体通道(111)的流通面积。
9.根据权利要求1所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述流体分隔装置(010)还包括设置在所述流体通道(111)两端，且被构造为沿所述流体通道(111)的轴线来回运动的动轴(700)；
当所述芯轴(200)位于关闭位置时，其中一个所述动轴(700)被构造为撞击所述芯轴(200)的一端，以使所述芯轴(200)与其中一个所述锁定结构(300)分离；
当所述芯轴(200)位于打开位置时，另一个所述动轴(700)被构造为撞击所述芯轴(200)的另一端，以使所述芯轴(200)与另一个所述锁定结构(300)分离。
10.根据权利要求9所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述流体分隔装置(010)还包括一端与所述动轴(700)连接，另一端与所述筒体(110)连接的弹性回位装置(710)；所述弹性回位装置(710)被构造为对所述动轴(700)施加远离所述芯轴(200)的弹性力。
11.根据权利要求9所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述锁定结构(300)包括与所述筒体(110)固定连接的弹性复位件(310)以及与所述弹性复位件(310)连接的锁止件(320)；
所述芯轴(200)的两端均开设有锁止槽(240)；
所述弹性复位件(310)被构造为对所述锁止件(320)施加径向向内的弹性力；当所述芯轴(200)位于所述打开位置时，其中一个所述锁止件(320)可分离地嵌入其中一个所述锁止槽(240)内；当所述芯轴(200)位于所述关闭位置时，另一个所述锁止件(320)可分离地嵌入另一个所述锁止槽(240)内。
12.根据权利要求11所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述锁定结构(300)还包括板面与所述流体通道(111)的轴线平行的导向板(330)；所述导向板(330)上开设有径向延伸的导向孔(331)；所述导向板(330)固定于所述筒体(110)；
所述锁止件(320)包括贯穿所述导向孔(331)且被构造为沿所述导向孔(331)滑动的导向件(321)；所述锁止件(320)还包括与所述导向件(321)一端连接的锁止板(322)；所述弹性复位件(310)的一端与所述导向件(321)的另一端连接；所述弹性复位件(310)的另一端与所述锁止板(322)连接；所述锁止板(322)具备被构造为嵌入所述锁止槽(240)内的第一锁止凸起(322a)。
13.根据权利要求12所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述芯轴(200)和所述动轴(700)均与所述导向板(330)可滑动地配合。
14.根据权利要求12所述的流体分隔装置(010)，其特征在于：
所述锁止板(322)还具备用于与所述动轴(700)接触的第二锁止凸起(322b)；所述动轴(700)被构造为向所述芯轴(200)运动时，推动所述第二锁止凸起(322b)径向向外运动，使所述第一锁止凸起(322a)脱离所述锁止槽(240)。
15.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)上开设有通孔(112)；所述分隔件(120)设置在所述通孔(112)中；
所述通孔(112)中设置有导向框(113)；所述分隔件(120)具备与所述导向框(113)可沿径向方向滑动的配合的定位部(122)。
16.一种井道结构(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1-15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)运动至所述打开位置，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)运动至所述关闭位置，所述分隔件(120)与所述井道(201)内壁接触。
17.一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16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。
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