CN109899035B - 柱塞操作装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及天然气和石油开采技术领域，公开了一种柱塞操作装置。柱塞操作装置设置有管状的基体，管状的基体用于容纳柱塞的打捞头。驱动机构驱动控制部件沿上下方向运动，进而控制捕捉机构在捕捉状态和释放状态之间转换，以捕捉基体内的打捞头或释放基体内的打捞头。这样，柱塞操作装置能够沿井口管路的轴向安装在井口管路中，换言之，柱塞操作装置能够以与井口管路同轴或基本同轴或平行的方式安装在井口管路中。柱塞操作装置可以与井口管路螺纹连接，也可以被固定在井口管路内，也可以可轴向活动的设置在井口管路内。如此，即避免了安装时的焊接作业。

Description

柱塞操作装置

技术领域

本申请涉及天然气和石油开采技术领域，尤其涉及一种柱塞操作装置。

背景技术

在油气井生产过程中，常采用柱塞举升井底的积液，以确保油气井的生产效率。柱塞具有封隔片，封隔片在弹性件的作用下与井道内壁紧贴形成密封，从而将柱塞上方的空间和柱塞下方的空间分隔开。柱塞在井底压力的作用下上行，从而将柱塞上方的积液向上举升，使积液能够通过井口排出至井外。

当柱塞到达井口后，有可能需要对柱塞进行一系列操作，例如对柱塞进行检修或阻止柱塞下落等。此时，需要将柱塞固定在井口。相关技术中，采用捕捉器将柱塞固定在井口，捕捉器只能沿径向安装在井口管路上，使得安装过程中不可避免的需要进行焊接。在井口管路上进行焊接作业存在安全风险，焊接后焊缝处也容易在短时间内被腐蚀而产生泄漏。

发明内容

本申请的实施例提供一种柱塞操作装置，其能够沿轴向安装在井口管路中，从而避免了安装时的焊接作业。

为了达到上述的目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

本申请的实施例提供一种柱塞操作装置，包括：

基体，基体为沿上下方向延伸的管状，用于容纳柱塞的打捞头；

捕捉机构，捕捉机构连接在基体上，捕捉机构具有能够捕捉基体内的打捞头的捕捉状态以及能够释放基体内的打捞头的释放状态；

控制部件，控制部件设置在基体内；以及

驱动机构，驱动机构与控制部件连接，并被构造为驱动控制部件至少在解锁位置和待机位置之间运动；

其中，沿从上至下的方向，解锁位置和待机位置依次排列；捕捉机构被构造为在控制部件位于解锁位置时处于释放状态；捕捉机构被构造为在控制部件位于待机位置时处于捕捉状态。

在本实施方式中，设置有管状的基体，管状的基体用于容纳柱塞的打捞头。驱动机构驱动控制部件沿上下方向运动，进而控制捕捉机构在捕捉状态和释放状态之间转换，以捕捉基体内的打捞头或释放基体内的打捞头。这样，柱塞操作装置能够沿井口管路的轴向安装在井口管路中，换言之，柱塞操作装置能够以与井口管路同轴或基本同轴或平行的方式安装在井口管路中。柱塞操作装置可以与井口管路螺纹连接，也可以被固定在井口管路内，也可以可轴向活动的设置在井口管路内。如此，即避免了安装时的焊接作业。

在一种实施方式中，驱动机构被构造为驱动控制部件运动至储能位置；沿从上至下的方向，解锁位置、待机位置和储能位置依次排列；控制部件被构造为从待机位置运动至储能位置的过程中，对柱塞的储能机构进行储能。

在本实施方式中，当捕捉机构将柱塞的打捞头捕捉后，驱动机构能够驱动控制部件从待机位置运动至储能位置，对柱塞的储能机构进行储能，从而无需在井口单独设置储能设备，降低了井口的结构复杂程度。

在一种实施方式中，控制部件上设置有通信触头；驱动机构被构造为驱动控制部件运动至通信位置；沿从上至下的方向，解锁位置、待机位置和通信位置依次排列；控制部件被构造为运动至通信位置时，通信触头与柱塞的通信端子接触。

在本实施方式中，当捕捉机构将柱塞的打捞头捕捉后，驱动机构能够驱动控制部件运动至通信位置，使得通信触头与柱塞的通信端子接触，实现与柱塞的通信，从而无需在井口单独设置与柱塞通信的设备，降低了井口的结构复杂程度。

在一种实施方式中，控制部件上设置有通信触头；控制部件上设置有通信触头；驱动机构被构造为驱动控制部件在解锁位置、待机位置、通信位置和储能位置之间运动；沿从上至下的方向，解锁位置、待机位置、通信位置和储能位置依次排列；控制部件被构造为运动至通信位置时，通信触头与柱塞的通信端子接触；控制部件被构造为从通信位置运动至储能位置的过程中，对柱塞的储能机构进行储能。

可以理解的，在本实施方式中，只需要驱动机构驱动控制部件在解锁位置、待机位置、通信位置和储能位置之间运动，即可实现对柱塞的释放、捕捉、通信和储能，无需单独设置对柱塞储能的设备以及与柱塞通信的设备，大大简化了油气井井口的结构。

在一种实施方式中，捕捉机构包括：

设置在基体内的勾爪部件，勾爪部件的一端为钩爪部，勾爪部件的另一端为受力部，勾爪部件两端之间的部位可转动的连接于基体，以使受力部远离基体的轴线时钩部靠近基体的轴线，或受力部靠近基体的轴线时钩部远离基体的轴线；

设置在基体内且位于勾爪部件上方的解锁部件，解锁部件的一端为施压部，解锁部件的另一端为联动部，解锁部件两端之间的部位可转动的连接于基体，以使联动部远离基体的轴线时施压部靠近基体的轴线，或施压部远离基体的轴线时联动部靠近基体的轴线；沿径向施压部搭接于受力部的外侧；以及

弹性复位件，弹性复位件作用于勾爪部件，以使受力部具备远离基体的轴线的趋势；

其中，控制部件从待机位置运动至解锁位置的过程中，控制部件带动联动部远离基体的轴线，施压部带动受力部靠近基体的轴线，勾爪部远离基体的轴线，以使捕捉机构处于释放状态；控制部件从解锁位置运动至待机位置的过程中，控制部件脱离联动部，受力部在弹性复位件的作用下带动施压部远离基体的轴线，联动部和勾爪部靠近基体的轴线，以使捕捉机构处于捕捉状态。

在一种实施方式中，捕捉机构包括：

设置在基体内的勾爪部件，勾爪部件的一端为钩爪部，勾爪部件的另一端为受力部，勾爪部件两端之间的部位可转动的连接于基体，以使受力部远离基体的轴线时钩部靠近基体的轴线，或受力部靠近基体的轴线时钩部远离基体的轴线；

设置在基体内且位于勾爪部件上方的解锁部件，解锁部件的一端为施压部，解锁部件的另一端为联动部，解锁部件两端之间的部位可转动的连接于基体，以使联动部远离基体的轴线时施压部靠近基体的轴线，或施压部远离基体的轴线时联动部靠近基体的轴线；沿径向施压部搭接于受力部的内侧；

作用于勾爪部件的第一弹性装置，第一弹性装置被构造为使受力部具有靠近基体的轴线的趋势；以及

作用于解锁部件的第二弹性装置，第二弹性装置被构造为使施压部具有远离基体的轴线的趋势；

其中，第二弹性装置的弹性力大于第一弹性装置的弹性力；控制部件从待机位置运动至解锁位置的过程中，控制部件带动联动部远离基体的轴线，施压部靠近基体的轴线，第一弹性装置带动受力部远离基体的轴线，以使捕捉机构处于释放状态；控制部件从解锁位置运动至待机位置的过程中，控制部件脱离联动部，施压部在第二弹性装置的作用下带动受力部远离基体的轴线，勾爪部靠近基体的轴线，以使捕捉机构处于捕捉状态。

在一种实施方式中，钩爪部具有工作斜面，工作斜面被构造为与上行的柱塞的打捞头滑动配合，以使勾爪部远离基体的轴线。

在本实施方式中，通过设置工作斜面，能够利用柱塞上行的动能使勾爪部远离基体的轴线，从而为柱塞的打捞头上行让位。当柱塞的打捞头运动至勾爪部的上方后，在弹性复位件的作用下，勾爪部径向向内运动并靠近基体的轴线，将柱塞的打捞头勾住，阻止柱塞下行。这样，当柱塞上行时无需额外对捕捉机构进行控制即可完成对柱塞的捕捉，降低了控制难度。

在一种实施方式中，多个捕捉机构围绕基体的轴线布置。

在一种实施方式中，基体的周壁上开设有沿径向贯通的长条孔，勾爪部件、解锁部件和弹性复位件均设置在长条孔内。

在一种实施方式中，弹性复位件位于受力部的径向内侧，弹性复位件被构造为始终处于被压缩的状态。

在一种实施方式中，驱动机构包括电机、转动部件和轴向运动部件；转动部件与电机的输出轴连接，转动部件与轴向运动部件螺纹配合，轴向运动部件与基体可轴向运动且不可转动的配合，轴向运动部件与控制部件连接。

在一种实施方式中，轴向运动部件与基体之间设置有轴密封机构。

在一种实施方式中，轴向运动部件的一端与控制部件连接；控制部件相对于轴向运动部件与之连接的一端径向向外凸出。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施方式，不应被看作是对本申请范围的限制。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为柱塞的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的柱塞操作装置的外部结构示意图；

图3a为本申请实施例提供的柱塞操作装置的剖面结构示意图，其中控制部件位于待机位置；

图3b为图3a的局部放大图，其中示出了柱塞操作装置捕捉柱塞时的状态；

图4a为本申请实施例提供的柱塞操作装置的剖面结构示意图，其中控制部件位于解锁位置；

图4b为图4a的局部放大图，其中示出了柱塞操作装置释放柱塞时的状态；

图5a为本申请实施例提供的柱塞操作装置的剖面结构示意图，其中控制部件位于通信位置；

图5b为图5a的局部放大图，其中示出了柱塞操作装置与柱塞通信时的状态；

图6a为本申请实施例提供的柱塞操作装置的剖面结构示意图，其中控制部件位于储能位置；

图6b为图6a的局部放大图，其中示出了柱塞操作装置对柱塞储能时的状态；

图7为本申请实施例提供的柱塞操作装置中，密封机构的结构示意图。

图中：010-柱塞；110-芯管；111-颈部；112-打捞头；120-封隔片；130-通信端子；140-受力杆；020-柱塞操作装置；200-基体；210-第一基体；211-长条孔；211a-凹槽；220-第二基体；220a-上腔室；220b-下腔室；221-分隔环；230-第三基体；231-支撑板；232-支撑板；300-捕捉机构；310-勾爪部件；311-勾爪部；311a-工作斜面；312-受力部；320-解锁部件；321-施压部；322-联动部；330-弹性复位件；400-控制部件；410-通信触头；500-驱动机构；510-电机；520-转动部件；521-支撑部；521a-传动孔；522-螺杆；530-轴向运动部件；531-大直径段；531a-内螺纹孔；532-小直径段；600-轴密封机构；610-密封套；620-弹性体；630-压环；640-密封弹簧；650-压紧盘。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的部分实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请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。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。

本申请的描述中，“油气井”可以指石油井，也可以指天然气井。当“油气井”为天然气井时，其可以是用于采集常规天然气的天然气井，也可以是用于采集非常规天然气（页岩气、煤层气等）的天然气井。

本实施例提供一种柱塞操作装置020。图1为柱塞010的结构示意图。柱塞操作装置020用于对油气井中运行的柱塞010进行操作。为了能够更加清楚的说明柱塞操作装置020的工作原理，首先对柱塞010进行简单介绍。柱塞010包括芯管110、封隔片120和弹性件（图中未示出）。多个封隔片120围绕芯管110设置。弹性件设置在封隔片120和芯管110之间，以使封隔片120能够径向向外运动以与油气井的井道内壁接触，形成密封。在芯管110的上端向上延伸出细长的颈部111。在颈部111的上端设置有直径大于颈部111的打捞头112。当柱塞010意外滞留在油气井内时，能够通过夹持打捞头112将柱塞010从油气井中打捞出来，避免滞留在油气井内的柱塞010对油气井的正常生产造成影响。在芯管110内设置有储能机构（图未示出）。储能机构可以利用被拉伸或压缩的弹性物（例如弹簧）储能。储能机构具有一个受力杆140，受力杆140从芯管110中向上延伸，并贯穿打捞头112的端面延伸至芯管110外。通过向下压受力杆140，使受力杆140向下运动，即可将弹性物拉伸或压缩，实现储能机构的储能。当柱塞010位于井口时，对储能机构进行储能。当柱塞010到达井底的期望位置时，储能机构释放其存储的能量，以驱动柱塞010完成预定动作。例如，在井口储能的过程中，储能机构带动封隔片120径向向内运动并使封隔片120锁定在径向向内的位置，使得柱塞010与井道内壁之间形成流体间隙，这样能够降低柱塞010的下行阻力，柱塞010能够更快的下行至井底。当柱塞010到达井底的期望位置时，储能机构释放其存储的能量，解除对封隔片120的径向位置的锁定，封隔片120在弹性件的作用下与油气井的井道内壁接触，形成密封。如此，当柱塞010上行时能够将位于其上方的积液向上举升。在受力杆140上设置有通信端子130。通信端子130与芯管110内的电子器件（图未示出）电连接。作为示例，芯管110中的电子器件可以是温度传感器和压力传感器，用于采集油气井内的温度数据和压力数据。这些数据可以通过通信端子130输出。

图2为本实施例提供的柱塞操作装置020的外部结构示意图。从图2中可以看出，柱塞操作装置020整体上呈圆柱状，其包括沿上下方向延伸的基体200。基体200具有圆柱状轮廓。具体的，基体200包括同轴的第一基体210、第二基体220和第三基体230。沿从下至上的方向第一基体210、第二基体220和第三基体230依次螺纹连接。

图3a为本实施例提供的柱塞操作装置020的剖面结构示意图，其中控制部件400位于待机位置。图3b为本实施例提供的柱塞操作装置020捕捉柱塞010时的状态图。图4a为本实施例提供的柱塞操作装置020的剖面结构示意图，其中控制部件400位于解锁位置。图4b为本实施例提供的柱塞操作装置020释放柱塞010时的状态图。请结合参照上述附图，柱塞操作装置020还包括捕捉机构300、控制部件400和驱动机构500。捕捉机构300设置在第一基体210上。第一基体210为管状，能够容纳柱塞010的打捞头112。捕捉机构300具有能够捕捉第一基体210内的打捞头112的捕捉状态（图3a和图3b）以及能够释放第一基体210内的打捞头112的释放状态（图4a和图4b）。控制部件400设置在第一基体210内。驱动机构500以第二基体220和第三基体230连接。驱动机构500与控制部件400传动连接，以带动控制部件400在第一基体210内沿上下方向运动。驱动机构500至少带动控制部件400在解锁位置和待机位置之间往复运动。其中解锁位置位于待机位置上方（在其他实施方式中，当控制部件400仅用于控制捕捉机构300时，解锁位置也可以位于待机位置下方）。当控制部件400位于解锁位置时，捕捉机构300处于释放状态。此时，捕捉机构300能够释放第一基体210中的打捞头112。当控制部件400位于待机位置时，捕捉机构300处于捕捉状态，此时捕捉机构300能够捕捉从下至上进入第一基体210中的打捞头112，以阻止柱塞010下落。

本实施例提供柱塞操作装置020，设置有管状的基体200，管状的基体200用于容纳柱塞010的打捞头112。驱动机构500驱动控制部件400沿上下方向运动，进而控制捕捉机构300在捕捉状态和释放状态之间转换，以捕捉基体200内的打捞头112或释放基体200内的打捞头112。这样，柱塞操作装置020能够沿井口管路的轴向安装在井口管路中，换言之，柱塞操作装置020能够以与井口管路同轴或基本同轴或平行的方式安装在井口管路中。柱塞操作装置020可以与井口管路螺纹连接，也可以被固定在井口管路内，也可以可轴向活动的设置在井口管路内。如此，即避免了安装时的焊接作业。

在一种实施方式中，驱动机构500还能够带动控制部件400运动至通信位置。图5a为本实施例提供的柱塞操作装置020的剖面结构示意图，其中控制部件400位于通信位置。图5b为本实施例提供的柱塞操作装置020与柱塞010通信时的状态图。沿从上至下的方向，解锁位置、待机位置和通信位置依次排列。控制部件400上设置有通信触头410。当柱塞010的打捞头112被捕捉机构300捕捉，且控制部件400运动至通信位置时，通信触头410与柱塞010的通信端子130接触，实现与柱塞010的通信，从而无需在井口单独设置与柱塞010通信的设备，降低了井口的结构复杂程度。

在一种实施方式中，驱动机构500还能够带动控制部件400运动至储能位置。图6a为本实施例提供的柱塞操作装置020的剖面结构示意图，其中控制部件400位于储能位置。图6b为本实施例提供的柱塞操作装置020对柱塞010储能时的状态图。沿从上至下的方向，解锁位置、待机位置和储能位置依次排列。当柱塞010的打捞头112被捕捉机构300捕捉，且控制部件400运动至储能位置的过程中，控制部件400推动受力杆140向下运动，使柱塞010中的储能机构储能。如此，无需在井口单独设置储能设备，降低了井口的结构复杂程度。

在本实施例中，驱动机构500既能够带动控制部件400运动至通信位置，也能够带动控制部件400运动至储能位置。沿从上至下的方向，解锁位置、待机位置、通信位置和储能位置依次排列。下面对柱塞操作装置020的工作过程进行描述。当柱塞010在油气井中运动时，控制部件400处于待机位置，捕捉机构300处于捕捉状态。当柱塞010的打捞头112上行进入第一基体210后，捕捉机构300将打捞头112捕捉住。然后，驱动机构500驱动控制部件400向下运动至通信位置，使通信触头410与柱塞010的通信端子130接触，实现与柱塞010的通信。进一步的，驱动机构500驱动控制部件400继续向下运动至储能位置，控制部件400推动受力杆140向下运动，使柱塞010中的储能机构储能。在需要柱塞010下行时，驱动机构500驱动控制部件400上行至解锁位置，使捕捉机构300处于释放状态，柱塞010的打捞头112被释放，柱塞010下行。

捕捉机构300可以采用多种方式实现。在本实施例中，采用勾爪式的捕捉机构300。具体的，请结合参照图3a、图3b、图4a和图4b。捕捉机构300包括勾爪部件310、解锁部件320和弹性复位件330。

勾爪部件310为具有一定厚度的片状，在长度方向上其具备基本相对的两端。其中一端为勾爪部311，另一端为受力部312。勾爪部311位于受力部312的下方。勾爪部311具有朝向基体200的轴线的勾爪状轮廓。受力部312为条状。勾爪部件310两端之间的部位通过转轴可转动的连接在第一基体210上。勾爪部件310的转动轴线与基体200的轴线基本垂直，这使得当勾爪部311靠近基体200的轴线时，受力部312远离基体200的轴线，反之亦然。

解锁部件320为具有一定厚度的片状，其同样具有基本相对的两端。其中一端为施压部321，另一端为联动部322。施压部321位于联动部322的下方。施压部321和联动部322均大致为条状。解锁部件320位于勾爪部件310的上方。解锁部件320两端之间的部位通过转轴可转动的连接在第一基体210上。解锁部件320的转动轴线与勾爪部件310的转动轴线基本平行，这使得当施压部321靠近基体200的轴线时，联动部322远离基体200的轴线。反之亦然。沿径向，施压部321搭接在受力部312的外侧。

弹性复位件330作用于勾爪部件310，被构造为使勾爪部件310旋转，以使受力部312具备远离基体200的轴线的趋势。弹性复位件330可以采用多种形式实现，例如扭簧或弹性橡胶等。在本实施例中，弹性复位件330为弹簧，其一端作用于受力部312，另一端作用于第一基体210，使得受力部312具备远离基体200的轴线的趋势。

控制部件400从待机位置运动至解锁位置的过程中，控制部件400与联动部322接触并带动联动部322远离基体200的轴线，施压部321带动受力部312克服弹性复位件330的弹性力以靠近基体200的轴线，相应的勾爪部311远离基体200的轴线，以使捕捉机构300处于释放状态。控制部件400从解锁位置运动至待机位置的过程中，控制部件400脱离联动部322，受力部312在弹性复位件330的作用下带动施压部321远离基体200的轴线，相应的联动部322和勾爪部311靠近基体200的轴线，以使捕捉机构300处于捕捉状态。

可以理解的，在其他实施方式中，也可以使施压部321沿径向搭接在受力部312的内侧。弹性复位件包括一个第一弹性装置和一个第二弹性装置。第一弹性装置作用于勾爪部件310，使得受力部312具有向基体200的轴线运动的趋势。第二弹性装置作用于解锁部件320，使得施压部321具有远离基体200的轴线的趋势。第一弹性装置的弹性力小于第二弹性装置的弹性力。控制部件400从待机位置运动至解锁位置的过程中，控制部件400与联动部322接触并带动联动部322远离基体200的轴线，施压部321克服第二弹性装置的弹性力靠近基体200的轴线，受力部312在第一弹性装置的作用下靠近基体200的轴线，相应的勾爪部311远离基体的轴线，以使捕捉机构300处于释放状态。控制部件400从解锁位置运动至待机位置的过程中，控制部件400脱离联动部322，在第二弹性装置的作用下施压部321带动受力部312远离基体200的轴线，相应的联动部322和勾爪部311靠近基体200的轴线，以使捕捉机构300处于捕捉状态。（上述实施方式仅仅作为一个示例，图未示出）

在本实施例中，勾爪部311具有工作斜面311a。工作斜面311a位于勾爪部311下部内侧。沿从上至下的方向，工作斜面311a逐渐径向向外延伸。上行的柱塞010的打捞头112进入第一基体210后，首先与工作斜面311a滑动配合，从而带动勾爪部311远离基体200的轴线，为柱塞010的打捞头112上行让位。当柱塞010的打捞头112运动至勾爪部311的上方后，在弹性复位件330的作用下，勾爪部311径向向内运动并靠近基体200的轴线，将柱塞010的打捞头112勾住，阻止柱塞010下行。这样，当柱塞010上行时，只需控制部件400处于待机位置，无需额外对捕捉机构300进行控制即可完成对柱塞010的捕捉，降低了控制难度。

捕捉机构300可以为一个、两个或两个以上。在本实施例中，三个捕捉机构300围绕基体200的轴线均匀布置，以更加可靠的捕捉柱塞010。

为了使本实施例提供的柱塞操作装置020的结构更加紧凑，在本实施例中，第一基体210的周壁上开设有沿径向贯通的长条孔211。勾爪部件310、解锁部件320和弹性复位件330均设置在长条孔211内。从第一基体210的外周面沿径向向内打沉孔，从而在长条孔211的两个侧壁上形成相对的两条凹槽211a，弹性复位件330位于两条凹槽211a内。弹性复位件330位于受力部312的径向内侧，弹性复位件330的一端与受力部312抵靠，弹性复位件330的另一端与凹槽211a径向靠内的一端的内壁抵靠。弹性复位件330处于被压缩的状态，从而对受力部312施加径向向外的弹性力，使得受力部312具备远离基体200的轴线的趋势。

驱动机构500用于带动控制部件400沿上下方向运动。为了输出直线运动，驱动机构500可以采用多种形式实现，例如：液压缸、气压缸、齿轮齿条机构或电磁铁机构等。在本实施例中，驱动机构500包括电机510、转动部件520和轴向运动部件530。电机510、转动部件520和轴向运动部件530沿从上至下的方向依次排列。电机510固定设置在第三基体230中，转动部件520与电机510的输出轴连接。转动部件520与轴向运动部件530螺纹配合。轴向运动部件530与第二基体220可轴向运动且不可转动的配合。轴向运动部件530与控制部件400连接。电机510带动转动部件520转动，由于转动部件520与轴向运动部件530螺纹配合，轴向运动部件530与第二基体220可轴向运动且不可转动的配合，使得转动部件520转动时，轴向运动部件530发生轴向运动，从而带动控制部件400沿上下方向运动。

下面对驱动机构500进行更加具体的说明。第三基体230中沿轴向间隔设置有两个支撑板231、232。电机510固定在位于上方的支撑板231上。电机510的输出轴贯穿支撑板231延伸至支撑板231和支撑板232之间的空间中。转动部件520包括支撑部521和螺杆522。支撑部521设置在支撑板231和支撑板232之间的空间中，支撑部521上端开设有传动孔521a，电机510的输出轴插入传动孔521a中。电机510的输出轴与传动孔521a之间是不能相对转动的，只能同步转动，使得电机510能够带动转动部件520转动。支撑部521的上表面与支撑板231之间设置有滚珠，支撑部521的下表面与支撑板231之间设置有滚珠，以降低支撑部521的转动阻力。螺杆522贯穿支撑板232与支撑部521连接。螺杆522与电机510的输出轴同轴。第二基体220的内壁设置有分隔环221，将第二基体220的内部空间沿轴向分隔为上腔室220a和下腔室220b。轴向运动部件530包括相互连接的大直径段531和小直径段532。大直径段531与上腔室220a可上下滑动的配合，小直径段532贯穿分隔环221并延伸至第一基体210中，并与控制部件400连接。大直径段531的外周面设置有限位凸起（图未示出），上腔室220a的内周面开设有沿轴向延伸的限位凹槽（图未示出）。限位凸起与限位凹槽可滑动的配合，从而使得大直径段531与第二基体220之间无法相对转动。在大直径段531上开设有沿轴向延伸的内螺纹孔531a，螺杆522与内螺纹孔531a螺纹配合。当电机510带动转动部件520转动时，轴向运动部件530即可上下运动，进而带动控制部件400在解锁位置、待机位置、通信位置和储能位置之间往复运动。

在本实施例中，控制部件400相对于轴向运动部件530与之连接的一端径向向外凸出。换言之，控制部件400的直径大于小直径段532的直径。当控制部件400位于待机位置、通信位置或储能位置时，联动部322抵靠在小直径段532的外周面，使得捕捉机构300处于捕捉状态。当控制部件400到达解锁位置时，联动部322抵靠在控制部件400的外周面，使得捕捉机构300处于释放状态。

在本实施例中，第三基体230的上端是封闭的，为了确保电机510的正常工作，需要确保液体无法通过第一基体210和第二基体220进入第三基体230中。因此，在本实施例中，小直径段532与下腔室220b的内壁之间设置有轴密封机构600。图7为本实施例提供的柱塞操作装置020中，密封机构600的结构示意图。请参照图7，轴密封机构600包括密封套610、弹性体620、压环630、密封弹簧640和压紧盘650。密封套610由聚四氟乙烯制成，其套设在小直径段532上。密封套610的上端径向向外凸出，并与分隔环221抵靠。弹性体620为筒状，并套设在密封套610上。压环630套设在密封套610上，并位于弹性体620的下方。压紧盘650位于压环630的下方并与小直径段532螺纹连接。密封弹簧640设置在压紧盘650与压环630之间。通过转动压紧盘650使密封弹簧640被压缩，密封弹簧640对压环630施加向上的弹性力，压环630挤压弹性体620，使弹性体620在径向上膨胀。弹性体620径向向内挤压密封套610、使得密封套610与小直径段532之间形成动密封。弹性体620紧贴下腔室220b的内周面，形成密封。如此，液体即无法通过第一基体210和第二基体220进入第三基体230中。弹性体620由橡胶制成。进一步的，在本实施例中，弹性体620采用多个层叠的橡胶环构成，这样一来，当弹性体620倍压缩时，各个橡胶环的变形量基本一致，使得密封套610的轴向各处受到基本一致的径向向内的压力，提高了密封性能。

在本实施例中，小直径段532为管状，通信线缆（图未示出）与通信触头410连接后，沿着小直径段532向上延伸至第三基体230内，然后通过设置在第三基体230顶部的密封头延伸至柱塞操作装置020外，如此即可实现通信数据的传输。

以上所述仅为本申请的部分实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.柱塞操作装置，其特征在于，包括：

基体，所述基体为沿上下方向延伸的管状，用于容纳柱塞的打捞头；

捕捉机构，所述捕捉机构连接在所述基体上，所述捕捉机构具有能够捕捉所述基体内的所述打捞头的捕捉状态以及能够释放所述基体内的所述打捞头的释放状态；

控制部件，所述控制部件设置在所述基体内；以及

驱动机构，所述驱动机构与所述控制部件连接，并被构造为驱动所述控制部件沿轴向至少在解锁位置和待机位置之间运动；

其中，所述捕捉机构被构造为在所述控制部件位于所述解锁位置时处于所述释放状态；所述捕捉机构被构造为在所述控制部件位于所述待机位置时处于所述捕捉状态；

所述控制部件上设置有通信触头；所述驱动机构被构造为驱动所述控制部件在所述解锁位置、所述待机位置、通信位置和储能位置之间运动；沿从上至下的方向，所述解锁位置、所述待机位置、所述通信位置和所述储能位置依次排列；

所述控制部件被构造为运动至所述通信位置时，所述通信触头与所述柱塞的通信端子接触；所述控制部件被构造为从所述通信位置运动至所述储能位置的过程中，对所述柱塞的储能机构进行储能。

2.根据权利要求1所述的柱塞操作装置，其特征在于，所述捕捉机构包括：

设置在所述基体内的勾爪部件，所述勾爪部件的一端为勾爪部，所述勾爪部件的另一端为受力部，所述勾爪部件两端之间的部位可转动的连接于所述基体，以使所述受力部远离所述基体的轴线时所述勾爪部靠近所述基体的轴线，或所述受力部靠近所述基体的轴线时所述勾爪部远离所述基体的轴线；

设置在所述基体内且位于所述勾爪部件上方的解锁部件，所述解锁部件的一端为施压部，所述解锁部件的另一端为联动部，所述解锁部件两端之间的部位可转动的连接于所述基体，以使所述联动部远离所述基体的轴线时所述施压部靠近所述基体的轴线，或所述施压部远离所述基体的轴线时所述联动部靠近所述基体的轴线；沿径向所述施压部搭接于所述受力部的外侧；以及

弹性复位件，所述弹性复位件作用于所述勾爪部件，以使所述受力部具备远离所述基体的轴线的趋势；

其中，所述控制部件从所述待机位置运动至所述解锁位置的过程中，所述控制部件带动所述联动部远离所述基体的轴线，所述施压部带动所述受力部靠近所述基体的轴线，所述勾爪部远离所述基体的轴线，以使所述捕捉机构处于释放状态；所述控制部件从所述解锁位置运动至所述待机位置的过程中，所述控制部件脱离所述联动部，所述受力部在所述弹性复位件的作用下带动施压部远离所述基体的轴线，所述联动部和所述勾爪部靠近所述基体的轴线，以使所述捕捉机构处于捕捉状态。

3.根据权利要求1所述的柱塞操作装置，其特征在于，所述捕捉机构包括：

设置在所述基体内的勾爪部件，所述勾爪部件的一端为勾爪部，所述勾爪部件的另一端为受力部，所述勾爪部件两端之间的部位可转动的连接于所述基体，以使所述受力部远离所述基体的轴线时所述勾爪部靠近所述基体的轴线，或所述受力部靠近所述基体的轴线时所述勾爪部远离所述基体的轴线；

设置在所述基体内且位于所述勾爪部件上方的解锁部件，所述解锁部件的一端为施压部，所述解锁部件的另一端为联动部，所述解锁部件两端之间的部位可转动的连接于所述基体，以使所述联动部远离所述基体的轴线时所述施压部靠近所述基体的轴线，或所述施压部远离所述基体的轴线时所述联动部靠近所述基体的轴线；沿径向所述施压部搭接于所述受力部的内侧；

作用于所述勾爪部件的第一弹性装置，所述第一弹性装置被构造为使所述受力部具有靠近所述基体的轴线的趋势；以及

作用于所述解锁部件的第二弹性装置，所述第二弹性装置被构造为使所述施压部具有远离所述基体的轴线的趋势；

其中，所述第二弹性装置的弹性力大于所述第一弹性装置的弹性力；所述控制部件从所述待机位置运动至所述解锁位置的过程中，所述控制部件带动所述联动部远离所述基体的轴线，所述施压部靠近所述基体的轴线，所述第一弹性装置带动所述受力部靠近所述基体的轴线，以使所述捕捉机构处于释放状态；所述控制部件从所述解锁位置运动至所述待机位置的过程中，所述控制部件脱离所述联动部，所述施压部在所述第二弹性装置的作用下带动所述受力部远离所述基体的轴线，所述勾爪部靠近所述基体的轴线，以使所述捕捉机构处于捕捉状态。

4.根据权利要求2或3所述的柱塞操作装置，其特征在于：

所述勾爪部具有工作斜面，所述工作斜面被构造为与上行的所述柱塞的所述打捞头滑动配合，以使所述勾爪部远离所述基体的轴线。

5.根据权利要求2或3所述的柱塞操作装置，其特征在于：

多个所述捕捉机构围绕所述基体的轴线布置。

6.根据权利要求2所述的柱塞操作装置，其特征在于：

所述基体的周壁上开设有沿径向贯通的长条孔，所述勾爪部件、所述解锁部件和所述弹性复位件均设置在所述长条孔内。

7.根据权利要求2所述的柱塞操作装置，其特征在于：

所述弹性复位件位于所述受力部的径向内侧，所述弹性复位件被构造为始终处于被压缩的状态。

8.根据权利要求1所述的柱塞操作装置，其特征在于：

所述驱动机构包括电机、转动部件和轴向运动部件；所述转动部件与所述电机的输出轴连接，所述转动部件与所述轴向运动部件螺纹配合，所述轴向运动部件与所述基体可轴向运动且不可转动的配合，所述轴向运动部件与所述控制部件连接。

9.根据权利要求8所述的柱塞操作装置，其特征在于：

所述轴向运动部件与所述基体之间设置有轴密封机构。

10.根据权利要求8所述的柱塞操作装置，其特征在于：

所述轴向运动部件的一端与所述控制部件连接；所述控制部件相对于所述轴向运动部件与之连接的一端径向向外凸出。