本發(fā)明涉及天然氣開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種流體分隔裝置及井道結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在天然氣井開(kāi)發(fā)過(guò)程中，當(dāng)井內(nèi)天然氣產(chǎn)量低或液體較多時(shí)，天然氣無(wú)法將大量液體舉升至地面，這會(huì)在井底形成一定高度的積液，進(jìn)而降低天然氣井產(chǎn)能，甚至導(dǎo)致天然氣井停噴。

相關(guān)技術(shù)中提供了一種流體分隔裝置。流體分隔裝置外圍設(shè)置有多個(gè)封隔件，這些封隔件在彈性件的作用下始終與井道內(nèi)壁接觸，形成密封。這樣流體分隔裝置下方的氣體所產(chǎn)生的壓力帶動(dòng)流體分隔裝置上行，并在流體分隔裝置上行至井口時(shí)排出流體分隔裝置上方的積液。這種流體分隔裝置的問(wèn)題在于，一旦砂礫、油蠟或鐵屑等異物進(jìn)入封隔件與內(nèi)部軸體之間，封隔件將無(wú)法徑向向內(nèi)收回，進(jìn)而導(dǎo)致流體分隔裝置極易卡在井道內(nèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種流體分隔裝置，其能夠在沿井道運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中自動(dòng)排出封隔件與軸體之間的異物，避免封隔件無(wú)法徑向向內(nèi)收回的情況發(fā)生，進(jìn)而避免流體分隔裝置卡在井道內(nèi)。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種包括上述流體分隔裝置的井道結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的實(shí)施例通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

流體分隔裝置，包括：軸體；圍繞所述軸體布置的多個(gè)封隔件；以及連接在所述軸體與所述封隔件之間的彈性復(fù)位件，其中，所述封隔件與所述軸體外周面之間形成容納空間，所述封隔件上開(kāi)設(shè)有連通所述容納空間與外界的第一通孔；所述封隔件可選擇性的用于在外力的作用下沿徑向向內(nèi)收縮并減小所述容納空間的體積，或在所述彈性復(fù)位件的作用下沿徑向向外擴(kuò)張并增大所述容納空間的體積。

進(jìn)一步的，所述流體分隔裝置還包括導(dǎo)向件；所述軸體的外周面上開(kāi)設(shè)有導(dǎo)向孔；所述導(dǎo)向件的一端與所述封隔件連接，所述導(dǎo)向件的另一端與所述導(dǎo)向孔可滑動(dòng)地配合。

進(jìn)一步的，所述軸體內(nèi)具備空腔；所述空腔與所述導(dǎo)向孔連通；所述導(dǎo)向件的一端伸入所述空腔內(nèi)；所述導(dǎo)向件位于所述空腔內(nèi)的一端具備限位部；所述限位部用于在所述封隔件沿徑向向外擴(kuò)張至極限位置時(shí)與所述空腔的內(nèi)壁抵靠。

進(jìn)一步的，所述軸體內(nèi)具備空腔；所述軸體的一端開(kāi)設(shè)有連通所述空腔與外界的開(kāi)口；所述軸體的外周面上開(kāi)設(shè)有連通所述空腔與所述容納空間的溝通孔。

進(jìn)一步的，沿所述軸體的軸線方向，所述封隔件的至少一端的外弧面設(shè)置有弧形的密封槽，以及與所述密封槽相鄰的弧形密封段；所述弧形密封段搭接在相鄰的所述封隔件的所述密封槽中，且所述弧形密封段的內(nèi)弧面與所述密封槽的槽底面可滑動(dòng)地接觸。

進(jìn)一步的，所述流體分隔裝置還包括與所述封隔件一一對(duì)應(yīng)的連接的密封環(huán)；所述密封環(huán)套設(shè)在所述軸體上，多個(gè)所述密封環(huán)層疊設(shè)置；所述密封環(huán)的中間孔的面積大于所述軸體的橫截面積，以使所述密封環(huán)能夠隨與之連接的所述封隔件相對(duì)于所述軸體徑向運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述中間孔的內(nèi)周壁具備相對(duì)的兩段弧形壁；所述弧形壁的直徑與所述軸體外周面的直徑相同；當(dāng)所述封隔件徑向向內(nèi)收縮至極限位置時(shí)，其中一個(gè)所述弧形壁與所述軸體外周面貼合；當(dāng)所述封隔件徑向向外擴(kuò)張至極限位置時(shí)，另一個(gè)所述弧形壁與所述軸體外周面貼合。

進(jìn)一步的，所述密封環(huán)的外周面設(shè)置有至少兩個(gè)徑向凸出的封隔片；所述封隔片與相鄰的所述封隔件之間形成的流道正對(duì)。

進(jìn)一步的，所述軸體的兩端分別設(shè)置有徑向凸出的第一大直徑段和第二大直徑段；所述第一大直徑段的外周緣設(shè)置有軸向凸出的第一限位環(huán)；所述第二大直徑段的外周緣設(shè)置有軸向凸出的第二限位環(huán)；所述封隔件的兩端分別設(shè)置有沿軸向延伸的第一凸緣和第二凸緣；所述第一凸緣位于所述第一限位環(huán)與所述軸體的外周面之間；所述第二凸緣位于所述第二限位環(huán)與所述軸體的外周面之間。

一種井道結(jié)構(gòu)，包括井道以及上述任意一種流體分隔裝置；所述流體分隔裝置可滑動(dòng)地設(shè)置在所述井道內(nèi)；所述封隔件與所述井道的內(nèi)表面接觸。

本發(fā)明的技術(shù)方案至少具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

本發(fā)明實(shí)施例提供的述流體分隔裝置在工作中，封隔件沿徑向方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于封隔件上開(kāi)設(shè)有連通容納空間與外界的第一通孔，因此容納空間內(nèi)的砂礫、油蠟或鐵屑等異物會(huì)被運(yùn)動(dòng)的封隔件擠壓，從而迫使容納空間內(nèi)的異物通過(guò)第一通孔排出，如此避免了封隔件無(wú)法徑向向內(nèi)收回的情況發(fā)生，進(jìn)而避免流體分隔裝置卡在井道內(nèi)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的井道結(jié)構(gòu)，由于具備上述的流體分隔裝置，因此也具備流體分隔裝置不易卡在井道內(nèi)的技術(shù)效果。

附圖說(shuō)明

為了更清楚的說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面對(duì)實(shí)施例中需要使用的附圖作簡(jiǎn)單介紹。應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施方式，不應(yīng)被看作是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下，能夠根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發(fā)明的實(shí)施例提供的井道結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的實(shí)施例中流體分隔裝置的外部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的實(shí)施例中流體分隔裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的實(shí)施例中密封環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：010-流體分隔裝置；100-軸體；101-導(dǎo)向孔；102-空腔；103-開(kāi)口；104-溝通孔；110-第一大直徑段；111-第一限位環(huán)；120-第二大直徑段；121-第二限位環(huán)；200-封隔件；201-第一通孔；210-密封槽；220-弧形密封段；230-流道；240-第一凸緣；250-第二凸緣；300-彈性復(fù)位件；401-容納空間；500-導(dǎo)向件；510-限位部；600-密封環(huán)；610-中間孔；611-弧形壁；620-封隔片；020-井道結(jié)構(gòu)；700-井道。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

因此，以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的部分實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征和技術(shù)方案可以相互組合。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，或者是本領(lǐng)域技術(shù)人員慣常理解的方位或位置關(guān)系，這類(lèi)術(shù)語(yǔ)僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

實(shí)施例1：

請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)施例一種井道結(jié)構(gòu)020.井道結(jié)構(gòu)020包括井道700以及流體分隔裝置010；流體分隔裝置010可滑動(dòng)地設(shè)置在井道700內(nèi)。

請(qǐng)結(jié)合參照?qǐng)D2和圖3，圖2為本實(shí)施例提供的流體分隔裝置010的外部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)施例提供的流體分隔裝置010的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。從圖2和圖3中可以看出，流體分隔裝置010包括軸體100、封隔件200和彈性復(fù)位件300。

多個(gè)封隔件200圍繞軸體100布置，彈性復(fù)位件300連接在軸體100與封隔件200之間。彈性復(fù)位件300對(duì)封隔件200施加徑向向外的彈性力。封隔件200與軸體100外周面之間形成容納空間401，封隔件200上開(kāi)設(shè)有連通容納空間401與外界的第一通孔201。

流體分隔裝置010在井道700內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，在彈性復(fù)位件300的作用下，封隔件200始終與井道700內(nèi)壁接觸，以將流體分隔裝置010上方和流體分隔裝置010下方的流體分隔開(kāi)。當(dāng)井道700內(nèi)壁出現(xiàn)凹凸不平的情況時(shí)，封隔件200受到徑向向內(nèi)的力，封隔件200將彈性復(fù)位件300壓縮并徑向向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，以使流體分隔裝置010能夠順利通過(guò)井道700內(nèi)壁凹凸不平處。流體分隔裝置010在井道700內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，封隔件200始終處于不斷徑向運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，當(dāng)封隔件200徑向向內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，容納空間401的體積減??；當(dāng)封隔件200徑向向外運(yùn)動(dòng)時(shí)，容納空間401的體積增大。在流體分隔裝置010運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，井道700內(nèi)的砂礫、油蠟或鐵屑等異物通過(guò)第一通孔201進(jìn)入容納空間401中。當(dāng)封隔件200徑向向內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，容納空間401的體積減小，進(jìn)而將容納空間401中的異物通過(guò)第一通孔201擠出去。由于容納空間401中的異物能夠被實(shí)時(shí)的排出，因此避免了封隔件200無(wú)法徑向向內(nèi)收回的情況發(fā)生，進(jìn)而避免流體分隔裝置010卡在井道700內(nèi)。

井道700的內(nèi)壁容易附著油蠟，通過(guò)流體分隔裝置010的運(yùn)動(dòng)，能夠在避免封隔件200被卡住的情況下，將井道700內(nèi)壁的油蠟刮除。具體的，在流體分隔裝置010運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，封隔件200將井道700內(nèi)壁的油蠟刮除，被刮掉的油蠟通過(guò)第一通孔201進(jìn)入容納空間401中，隨著封隔件200的擠壓，油蠟又通過(guò)第一通孔201排出，排出的油蠟隨著井道700內(nèi)的流體運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而被排出至井道700外。這樣能夠有效避免井道700內(nèi)壁上油蠟過(guò)多聚集，影響井道700內(nèi)的流體流通。

進(jìn)一步的，請(qǐng)參照?qǐng)D3，在本實(shí)施例中，流體分隔裝置010還包括導(dǎo)向件500。軸體100的外周面上開(kāi)設(shè)有導(dǎo)向孔101。導(dǎo)向件500的一端與封隔件200連接，導(dǎo)向件500的另一端與導(dǎo)向孔101可滑動(dòng)地配合。導(dǎo)向件500為圓柱狀，導(dǎo)向孔101為圓孔。設(shè)置導(dǎo)向件500，能夠使確保封隔件200只能進(jìn)行徑向運(yùn)動(dòng)，提高流體分隔裝置010的工作可靠性。

進(jìn)一步的，請(qǐng)參照?qǐng)D3，在本實(shí)施例中，軸體100內(nèi)具備空腔102；空腔102與導(dǎo)向孔101連通；導(dǎo)向件500的一端伸入空腔102內(nèi)；導(dǎo)向件500位于空腔102內(nèi)的一端具備限位部510。限位部510為由導(dǎo)向件500位于空腔102內(nèi)的一端徑向向外凸出的凸緣。當(dāng)封隔件200沿徑向向外擴(kuò)張至極限位置時(shí)，限位部510與空腔102的內(nèi)壁抵靠。這樣，能夠防止導(dǎo)向件500完全脫離導(dǎo)向孔101導(dǎo)致的封隔件200無(wú)法正常回位的情況發(fā)生。提高了流體分隔裝置010的工作可靠性。

進(jìn)一步的，請(qǐng)參照?qǐng)D3，在本實(shí)施例中，軸體100的一端開(kāi)設(shè)有連通空腔102與外界的開(kāi)口103；軸體100的外周面上開(kāi)設(shè)有連通空腔102與容納空間401的溝通孔104。具體的，開(kāi)口103開(kāi)設(shè)在軸體100的下端。當(dāng)流體分隔裝置010沿井道700下行時(shí)，流體通過(guò)開(kāi)口103進(jìn)入空腔102內(nèi)，然后通過(guò)溝通孔104進(jìn)入容納空間401，對(duì)容納空間401內(nèi)的異物進(jìn)行沖擊。容納空間401內(nèi)的異物在流體沖擊作用下，能夠更加容易地通過(guò)第一通孔201排出，進(jìn)一步提高了流體分隔裝置010排出異物的能力。

請(qǐng)參照?qǐng)D2，從圖2中可以看出，相鄰的兩個(gè)封隔件200之間不可避免的存在間隙，在本實(shí)施例中，該間隙被稱(chēng)為流道230。當(dāng)流體分隔裝置010上行過(guò)程中，流體分隔裝置010下方的流體會(huì)通過(guò)流道230流動(dòng)至流體分隔裝置010上方，這導(dǎo)致流體分隔裝置010受到的推力減小，影響流體分隔裝置010的舉升能力。為了提高流體分隔裝置010的舉升能力，在本實(shí)施例中，封隔件200的上端的外弧面設(shè)置有弧形的密封槽210，以及與密封槽210相鄰的弧形密封段220；弧形密封段220搭接在相鄰的封隔件200的密封槽210中，且弧形密封段220的內(nèi)弧面221與密封槽210的槽底面可滑動(dòng)地接觸。通過(guò)弧形密封段220與密封槽210的配合，能夠大幅度降低流道230上端的流通面積，甚至將流道230上端封閉，進(jìn)而使得流體分隔裝置010上行過(guò)程中，流體分隔裝置010下方的流體難以流動(dòng)至流體分隔裝置010上方。這樣，能夠有效提高流體分隔裝置010受到的向上的推力，提高流體分隔裝置010的舉升能力?？梢岳斫獾模谄渌麑?shí)施方式中，也可以在封隔件200的下端設(shè)置密封槽210和弧形密封段220，或者在封隔件200的上下兩端均設(shè)置密封槽210和弧形密封段220。

請(qǐng)參照?qǐng)D4，并結(jié)合圖2和圖3，圖4為本實(shí)施例中密封環(huán)600的結(jié)構(gòu)示意圖,在本實(shí)施例中，流體分隔裝置010還包括與封隔件200一一對(duì)應(yīng)的連接的密封環(huán)600；密封環(huán)600套設(shè)在軸體100上，多個(gè)密封環(huán)600層疊設(shè)置；密封環(huán)600的中間孔610的面積大于軸體100的橫截面積，以使密封環(huán)600能夠隨與之連接的封隔件200相對(duì)于軸體100徑向運(yùn)動(dòng)。通過(guò)層疊設(shè)置的密封環(huán)600，夠大幅度降低流道230下端的流通面積，使得流體分隔裝置010下方的流體更加難以流動(dòng)至流體分隔裝置010上方，從而進(jìn)一步提高流體分隔裝置010受到的向上的推力。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，中間孔610的內(nèi)周壁具備相對(duì)的兩段弧形壁611；弧形壁611的直徑與軸體100外周面的直徑相同；當(dāng)封隔件200徑向向內(nèi)收縮至極限位置時(shí)，其中一個(gè)弧形壁611與軸體100外周面貼合；當(dāng)封隔件200徑向向外擴(kuò)張至極限位置時(shí)，另一個(gè)弧形壁611與軸體100外周面貼合。通過(guò)弧形壁611與軸體100的配合，能夠提高密封環(huán)600與軸體100之間的密封能力，使得流體分隔裝置010下方的流體更加難以流動(dòng)至流體分隔裝置010上方，從而進(jìn)一步提高流體分隔裝置010受到的向上的推力。

進(jìn)一步的，密封環(huán)600的外周面設(shè)置有至少兩個(gè)徑向凸出的封隔片620；封隔片620與相鄰的封隔件200之間形成的流道230正對(duì)。通過(guò)封隔片620能夠進(jìn)一步降低流道230下端的流通面積，使得流體分隔裝置010下方的流體更加難以流動(dòng)至流體分隔裝置010上方，從而進(jìn)一步提高流體分隔裝置010受到的向上的推力。

請(qǐng)?jiān)俅螀⒄請(qǐng)D3，在本實(shí)施例中，軸體100的兩端分別設(shè)置有徑向凸出的第一大直徑段110和第二大直徑段120；第一大直徑段110的外周緣設(shè)置有軸向凸出的第一限位環(huán)111；第二大直徑段120的外周緣設(shè)置有軸向凸出的第二限位環(huán)121；封隔件200的兩端分別設(shè)置有沿軸向延伸的第一凸緣240和第二凸緣250；第一凸緣240位于第一限位環(huán)111與軸體100的外周面之間；第二凸緣250位于第二限位環(huán)121與軸體100的外周面之間。通過(guò)是上述結(jié)構(gòu)，能夠?qū)Ψ飧艏?00的徑向運(yùn)動(dòng)起限位作用，提高了流體分隔裝置010的工作可靠性。

綜上所述，本實(shí)施例提供的流體分隔裝置010和井道結(jié)構(gòu)020，避免了封隔件200無(wú)法徑向向內(nèi)收回的情況發(fā)生，進(jìn)而避免流體分隔裝置010卡在井道700內(nèi)。

以上所述僅為本發(fā)明的部分實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。