流体分隔装置、井道结构及石油或天然气的生产方法与流程

本发明涉及石油或天然气开采技术领域，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。

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。

技术实现要素：

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：筒体；多个围绕筒体轴线布置的分隔件；与分隔件连接，并被构造为沿筒体径向向外对分隔件施加弹性力的第一弹性件；与筒体可滑动地配合，并被构造为沿筒体轴向在打开位置和关闭位置之间来回运动的芯管；芯管两端开放，芯管内形成流体通道；可转动地设置在流体通道内的阀板；位于流体通道内的控制装置；其中芯管从关闭位置运动至打开位置的过程中，控制装置带动阀板正向转动第一预设角度并增大流体通道的流通面积；芯管从打开位置运动至关闭位置的过程中，控制装置带动阀板反向转动第二预设角度并减小流体通道的流通面积。

进一步的，阀板通过转轴与芯管可转动地连接；芯管上开设有沿其轴向延伸的第一长条孔；控制装置包括连杆；连杆的一端与阀板可转动地连接；连杆的另一端贯穿第一长条孔并与筒体可转动地连接。

进一步的，芯管上开设有沿其轴向延伸的第一长条孔；阀板通过贯穿第一长条孔的转轴与筒体可转动地连接；控制装置包括连杆；连杆的一端与阀板可转动地连接；连杆的另一端与芯管可转动地连接。

进一步的，芯管上开设有沿其轴向延伸的第一长条孔；阀板通过贯穿第一长条孔的转轴与筒体可转动地连接；阀板相对的两个板面分别设置有第一斜面和第二斜面；第一斜面和第二斜面位于转轴两侧；控制装置包括设置在芯管内壁的第一凸体和第二凸体；芯管从关闭位置运动至打开位置的过程中，首先第二斜面脱离第二凸体，然后第一凸体与阀板的板面接触，并带动阀板正向转动第一预设角度；芯管从关闭位置运动至打开位置的过程中，首先第一凸体与第一斜面接触并带动阀板反向转动第三预设角度，然后第二凸体与第二斜面接触并继续带动阀板反向转动第四预设角度；第三预设角度和第四预设角度的和等于第二预设角度。

进一步的，阀板通过转轴与芯管可转动地连接；阀板相对的两个板面分别设置有第一斜面和第二斜面；第一斜面和第二斜面位于转轴两侧；芯管上开设有沿其轴向延伸的第一长条孔；控制装置包括分别贯穿第一长条孔并与筒体连接的第一凸体和第二凸体；芯管从关闭位置运动至打开位置的过程中，首先第二斜面脱离第二凸体，然后第一凸体与阀板的板面接触，并带动阀板正向转动第一预设角度；芯管从关闭位置运动至打开位置的过程中，首先第一凸体与第一斜面接触并带动阀板反向转动第三预设角度，然后第二凸体与第二斜面接触并继续带动阀板反向转动第四预设角度；第三预设角度和第四预设角度的和等于第二预设角度。

进一步的，芯管上开设有沿其轴向延伸的第一长条孔；阀板通过贯穿第一长条孔的转轴与筒体可转动地连接；阀板的一个板面上设置有相对的第一斜面和第二斜面；第一斜面和第二斜面位于转轴两侧；控制装置包括设置在芯管内壁的第一凸体、第二凸体和第三凸体；芯管从关闭位置运动至打开位置的过程中，首先阀板脱离第三凸体，然后第一凸体与第一斜面接触，并带动阀板正向转动第一预设角度；芯管从打开位置运动至关闭位置的过程中，首先第二凸体与第二斜面接触，并带动阀板反向转动第三预设角度；然后第三凸体与阀板的另一个板面接触，并继续带动阀板反向转动第四预设角度；第三预设角度和第四预设角度的和等于第二预设角度。

进一步的，阀板通过转轴与芯管可转动地连接；阀板的一个板面上设置有相对的第一斜面和第二斜面；第一斜面和第二斜面位于转轴两侧；芯管上开设有沿其轴向延伸的第一长条孔；控制装置包括分别贯穿第一长条孔并与筒体连接的第一凸体、第二凸体和第三凸体；芯管从关闭位置运动至打开位置的过程中，首先阀板脱离第三凸体，然后第一凸体与第一斜面接触，并带动阀板正向转动第一预设角度；芯管从打开位置运动至关闭位置的过程中，首先第二凸体与第二斜面接触，并带动阀板反向转动第三预设角度；然后第三凸体与阀板的另一个板面接触，并继续带动阀板反向转动第四预设角度；第三预设角度和第四预设角度的和等于第二预设角度。

进一步的，芯管上开设有沿其轴向延伸的第一长条孔；阀板通过贯穿第一长条孔的转轴与筒体可转动地连接；控制装置包括第一弹簧；第一弹簧的一端与阀板可转动地连接；第一弹簧的另一端与芯管可转动地连接。

进一步的，流体分隔装置还包括芯轴；芯轴与芯管连接并沿筒体轴向延伸；筒体上开设有通孔；分隔件与通孔可滑动地配合；第一弹性件的一端与分隔件可转动地连接；第一弹性件的另一端与芯轴可转动地配合；当芯管位于关闭位置时，第一弹性件被压缩，并带动分隔件径向向外运动；当芯管位于打开位置时，第一弹性件被拉伸，并带动分隔件径向向内运动。

进一步的，分隔件包括弧形的分隔片，以及连接在分隔片内弧面的连接片；第一弹性件与连接片可转动地连接。

进一步的，筒体内设置有定位环；定位环上设置有第一卡接部；芯管的一端设置有用于与第一卡接部可分离地卡接的第二卡接部；当芯管位于打开位置时，第一卡接部与第二卡接部卡接。

进一步的，芯管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，芯管通过弹性复位件连接有定位块；当芯管位于打开位置时，定位块在弹性复位件的作用下嵌入第一定位空间中；当芯管位于关闭位置时，定位块在弹性复位件的作用下嵌入第二定位空间。

进一步的，流体分隔装置还包括贯穿筒体，且一端与分隔件连接，另一端与芯管之间通过配合面可滑动地配合的导向装置；其中配合面沿关闭位置至打开位置的方向相对于筒体逐渐径向向外延伸；当芯管向打开位置运动时，导向装置带动分隔件相对于筒体径向向内运动；当芯管向关闭位置运动时，第一弹性件带动分隔件相对于筒体径向向外运动。

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；当芯管与上撞击装置碰撞时，芯管运动至打开位置，当芯管与下撞击装置碰撞时，芯管运动至关闭位置。

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，芯管与上撞击装置发生碰撞，使得芯管从关闭位置运动至打开位置，此时控制装置带动阀板正向转动第一预设角度并增大流体通道的流通面积。这样一来，流体分隔装置下方的流体能够通过流体通道流至流体分隔装置上方，降低了流体分隔装置的受力面积，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。

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1a-图1c为实施例1提供的流体分隔装置从打开状态转换至关闭状态的过程图；

图1d-图1f为实施例1提供的流体分隔装置从关闭状态转换至打开状态的过程图；

图2为图1a的c处放大图；

图3a为实施例1提供的井道结构的一种工作状态图；

图3b为实施例1提供的井道结构的另一种工作状态图；

图4a-图4c为实施例2提供的流体分隔装置从打开状态转换至关闭状态的局部结构示意图；

图4d-图4f为实施例2提供的流体分隔装置从关闭状态转换至打开状态的局部结构示意图；

图5a-图5c为实施例3提供的流体分隔装置从打开状态转换至关闭状态的局部结构示意图；

图5d-图5f为实施例3提供的流体分隔装置从关闭状态转换至打开状态的局部结构示意图；

图6a为实施例4提供的流体分隔装置在打开状态时的结构示意图；

图6b为实施例4提供的流体分隔装置在关闭状态时的结构示意图；

图7a为实施例4提供的井道结构的一种工作状态图；

图7b为实施例4提供的井道结构的另一种工作状态图；

图8为实施例4中分隔件的结构示意图；

图9为实施例4中定位环与芯管卡接的结构示意图。

图中：010-流体分隔装置；100-筒体；110-通孔；120-定位环；121-第一卡接部；200-分隔件；210-分隔片；220-连接片；300-第一弹性件；400-芯管；401-流体通道；410-第一长条孔；420-第二卡接部；430-第二长条孔；500-阀板；510-转轴；520-第一斜面；530-第二斜面；600-控制装置；610-连杆；620-第一凸体；621-第一接触面；622-第二接触面；630-第二凸体；640-第三凸体；650-第一弹簧；651-第一段；652-第二段；653-第三段；700-芯轴；810-第一定位空间；820-第二定位空间；830-弹性复位件；840-定位块；850-配合面；900-导向装置；910-连接段；920-导向段；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1a-图1f以及图2。其中：图1a-图1c为本实施例提供的流体分隔装置010从打开状态转换至关闭状态的过程图；图1d-图1f为本实施例提供的流体分隔装置010从关闭状态转换至打开状态的过程图；图2为图1a的c处放大图。

本实施例中，流体分隔装置010包括筒体100、分隔件200、第一弹性件300、芯管400、阀板500和控制装置600。多个分隔件200围绕筒体100的轴线布置。分隔件200位于筒体100外侧。第一弹性件300设置在分隔件200与筒体100之间。沿筒体100的径向方向，第一弹性件300对分隔件200施加径向向外的弹性力，使得分隔件200能够相对于筒体100径向向外运动。芯管400两端开放，芯管400内形成流体通道401。芯管400沿筒体100的轴向贯穿筒体100，芯管400与筒体100可滑动地配合，以沿筒体100轴向在打开位置（图1a和图1f中所示的位置）和关闭位置（图1c和图1d中所示的位置）之间来回运动。阀板500可转动地设置在流体通道401内。控制装置600位于流体通道401内。芯管400从打开位置运动至关闭位置的过程中（图1a-图1c），控制装置600带动阀板500反向（图1a-图1c中的a方向）转动第二预设角度并减小流体通道401的流通面积。芯管400从关闭位置运动至打开位置的过程中（图1d-图1f），控制装置600带动阀板500正向（图1d-图1f中的b方向）转动第一预设角度并增大流体通道401的流通面积。

具体的，本实施例中，阀板500通过转轴510与芯管400可转动地连接。芯管400上开设有沿其轴向延伸的第一长条孔410。控制装置600包括连杆610；连杆610的一端与阀板500可转动地连接；连杆610的另一端贯穿第一长条孔410并与筒体100可转动地连接。需要说明的是，在其他实施方式中，也可以是阀板500通过贯穿第一长条孔410的转轴510与筒体100可转动地连接；连杆610的一端与阀板500可转动地连接；连杆610的另一端与芯管400可转动地连接。

如图1a-图1c，在初始状态下，流体分隔装置010处于打开状态，芯管400相对于筒体100位于最下方的位置（打开位置），此时阀板500与芯管400的轴线平行，流体通道401的流通面积最大，流体分隔装置010的受力面积最小。当芯管400受到向上的力时，芯管400相对于筒体100向上运动，连杆610推动阀板500反向转动，在转动过程中，阀板500逐渐缩小流体通道401的流通面积。当芯管400相对于筒体100运动至最上方的位置时（关闭位置），阀板500与芯管400的轴线垂直，阀板500将流体通道401完全关闭，流体分隔装置010的受力面积最大，流体分隔装置010处于关闭状态。

如图1d-图1f，在初始状态下，流体分隔装置010处于打开状态，芯管400相对于筒体100位于最上方的位置（关闭位置），此时阀板500与芯管400的轴线垂直，流体通道401被完全关闭，流体分隔装置010的受力面积最大。当芯管400受到向下的力时，芯管400相对于筒体100向下运动，连杆610推动阀板500正向转动，在转动过程中，阀板500逐渐增大流体通道401的流通面积。当芯管400相对于筒体100运动至最下方的位置时（打开位置），阀板500与芯管400的轴线平行，流体通道401的流通面积最大，流体分隔装置010的受力面积最小，流体分隔装置010处于打开状态。

请参照图3a和图3b，本实施例还提供一种井道结构020。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和下撞击装置203以及本实施例提供的流体分隔装置010。流体分隔装置010设置在井道201内，并能够沿井道201轴向滑动。图3a为流体分隔装置010运动至井道201下端，且芯管400与下撞击装置203撞击后的结构示意图，此时芯管400位于关闭位置，流体分隔装置010处于关闭状态。图3b为流体分隔装置010运动至井道201上端，且芯管400与上撞击装置202撞击后的结构示意图，此时芯管400位于打开位置，流体分隔装置010处于打开状态。

请参照图1a-图1c以及图3a。当流体分隔装置010运动至井道201下端，且芯管400与下撞击装置203撞击时，芯管400相对于筒体100向上运动，连杆610推动阀板500反向转动，在转动过程中，阀板500逐渐缩小流体通道401的流通面积。当芯管400相对于筒体100运动至最上方的位置时（关闭位置），阀板500与芯管400的轴线垂直，阀板500将流体通道401完全关闭，流体分隔装置010的受力面积最大，流体分隔装置010处于关闭状态。此时，流体分隔装置010下方的流体难以流动至流体分隔装置010上方，流体分隔装置010下方的流体压力完全作用在流体分隔装置010上，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。在此过程中，第一弹性件300使分隔件200与井道201的内壁接触，消除了流体分隔装置010与井道201之间的间隙，进一步增大了流体分隔装置010受到的推力，提高了流体分隔装置010的上行速度。

请参照图1f-图1d以及图3b。当流体分隔装置010运动至井道201上端，且芯管400与上撞击装置202撞击时，芯管400相对于筒体100向下运动，连杆610推动阀板500正向转动，在转动过程中，阀板500逐渐增大流体通道401的流通面积。当芯管400相对于筒体100运动至最下方的位置时（打开位置），阀板500与芯管400的轴线平行，流体通道401的流通面积最大，流体分隔装置010的受力面积最小，流体分隔装置010处于打开状态。此时，流体分隔装置010下方的流体通过流体通道401流动至流体分隔装置010上方。流体分隔装置010基本只受流体粘性阻力与端面推力的作用，流体分隔装置010受力很小，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。

在流体分隔装置010下行的过程中，如果分隔件200持续与井道201的内壁接触，分隔件200与井道201内壁之间的摩擦力将减缓流体分隔装置010的下行速度，并且会使得分隔件200更快被磨损，导致流体分隔装置010上行时密封不严，降低了流体分隔装置010的使用寿命。为了克服这一问题，在本实施例中，流体分隔装置010还包括贯穿筒体100，且一端与分隔件200连接，另一端与芯管400之间通过配合面850可滑动地配合的导向装置900。其中配合面850沿关闭位置至打开位置的方向相对于筒体100逐渐径向向外延伸；当芯管400向打开位置运动时，导向装置900带动分隔件200相对于筒体100径向向内运动；当芯管400向关闭位置运动时，第一弹性件300带动分隔件200相对于筒体100径向向外运动。

具体的，在本实施例中，芯管400上开设有沿其轴线方向延伸的第二长条孔430。导向装置900包括连接段910和导向段920；连接段910与分隔件200连接，导向段920与连接段910连接，导向段920穿过第二长条孔430并进入芯管400内；配合面850设置在导向段920上。配合面850与第二长条孔430的一端边缘可滑动地配合。当芯管400向打开位置运动时，在导向段920上的配合面850的作用下，导向装置900带动分隔件200相对于筒体100径向向内运动。当芯管400向膨胀位置运动时，第一弹性件300带动分隔件200相对于筒体100径向向外运动。这样一来，当芯管400处于打开位置时，分隔件200与井道201的内壁脱离，从而在流体分隔装置010与井道201之间形成环状间隙。这样，消除了分隔件200与井道201内壁之间的摩擦，且流体分隔装置010下方的流体能够通过环状间隙向上流动，进一步降低了流体分隔装置010的下行阻力，使分隔件200不易被磨损，提高了流体分隔装置010的使用寿命。

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，需要使芯管400在上行过程中维持在关闭位置，为了使流体分隔装置010能够快速下行，需要使芯管400在下行过程中维持在收缩位置。为此，在本实施例中，芯管400下端设置有沿其轴向间隔布置的第一定位空间810和第二定位空间820，筒体100通过弹性复位件830连接有定位块840。当芯管400位于打开位置时，定位块840在弹性复位件830的作用下嵌入第一定位空间810中，以使芯管400维持在打开位置。只有当芯管400受到向上的撞击力时，定位块840才能从第一定位空间810中脱出。这样，能够确保芯管400在下行过程中始终维持在打开位置。当芯管400位于关闭位置时，定位块840在弹性复位件830的作用下嵌入第二定位空间820。以使芯管400维持在关闭位置。只有当芯管400受到向下的撞击力时，定位块840才能从第二定位空间820中脱出。这样，能够确保芯管400在上行过程中始终维持在关闭位置。

可以理解的，在其他实施方式中，也可以在筒体100上设置第一定位空间810和第二定位空间820，芯管400通过弹性复位件830连接有定位块840。

实施例2：

本实施例提供一种流体分隔装置010和井道结构020。本实施例提供的流体分隔装置010和井道结构020与实施例1基本相同，不同之处在于，阀板500和控制装置600不同。本实施例主要对阀板500和控制装置600进行说明，其余部分可以参照实施例1，本实施例中不再赘述。

请参照图4a-图4f。其中：图4a-图4c为本实施例提供的流体分隔装置010从打开状态转换至关闭状态的局部结构示意图；图4d-图4f为本实施例提供的流体分隔装置010从关闭状态转换至打开状态的局部结构示意图。

在本实施例中，芯管400上开设有沿其轴向延伸的第一长条孔410；阀板500通过贯穿第一长条孔410的转轴510与筒体100可转动地连接；阀板500相对的两个板面分别设置有第一斜面520和第二斜面530；第一斜面520和第二斜面530位于转轴510两侧；控制装置600包括设置在芯管400内壁的第一凸体620和第二凸体630。芯管400从打开位置运动至关闭位置的过程中，首先第一凸体620与第一斜面520接触并带动阀板500反向（图4a-图4c中的a方向）转动第三预设角度，然后第二凸体630与第二斜面530接触并继续带动阀板500反向转动第四预设角度；第三预设角度和第四预设角度的和等于第二预设角度。芯管400从关闭位置运动至打开位置的过程中，首先第二斜面530脱离第二凸体630，然后第一凸体620与阀板500的板面接触，并带动阀板500正向（图4d-图4f中的b方向）转动第一预设角度。

具体的，本实施例中，第一凸体620具备圆弧形的第一接触面621和第二接触面622。第一接触面积621与阀板500的板面接触，第二接触面622与第一斜面520接触，如此能够有效避免阀板500的板面和第一斜面520被划伤，提高了流体分隔装置010的使用寿命。第二凸体630为圆柱状，当第二凸体630与第二斜面530接触时，能够有效避免第二斜面530被划伤，提高了流体分隔装置010的使用寿命。

需要说明的是，在其他实施方式中，也可以是阀板500通过转轴510与芯管400可转动地连接，第一凸体620和第二凸体630贯穿第一长条孔410与筒体100连接。

如图4a-图4c，在初始状态下，流体分隔装置010处于打开状态，芯管400相对于筒体100位于最下方的位置（打开位置），此时阀板500与芯管400的轴线平行，流体通道401的流通面积最大，流体分隔装置010的受力面积最小。当芯管400受到向上的力时，芯管400相对于筒体100向上运动。首先第一凸体620与第一斜面520接触并带动阀板500反向转动第三预设角度，然后第二凸体630与第二斜面530接触并继续带动阀板500反向转动第四预设角度。第三预设角度和第四预设角度的和等于第二预设角度。在转动过程中，阀板500逐渐缩小流体通道401的流通面积。当芯管400相对于筒体100运动至最上方的位置时（关闭位置），阀板500外周缘与芯管400内周面接触，阀板500将流体通道401完全关闭，流体分隔装置010的受力面积最大，流体分隔装置010处于关闭状态。

如图4d-图4f，在初始状态下，流体分隔装置010处于打开状态，芯管400相对于筒体100位于最上方的位置（关闭位置），此时阀板500外周缘与芯管400内周面接触，流体通道401被完全关闭，流体分隔装置010的受力面积最大。当芯管400受到向下的力时，芯管400相对于筒体100向下运动，首先第二斜面530脱离第二凸体630，然后第一凸体620与阀板500的板面接触，并带动阀板500正向转动第一预设角度。在转动过程中，阀板500逐渐增大流体通道401的流通面积。当芯管400相对于筒体100运动至最下方的位置时（打开位置），阀板500与芯管400的轴线平行，流体通道401的流通面积最大，流体分隔装置010的受力面积最小，流体分隔装置010处于打开状态。

实施例3：

本实施例提供一种流体分隔装置010和井道结构020。本实施例提供的流体分隔装置010和井道结构020与实施例1基本相同，不同之处在于，阀板500和控制装置600不同。本实施例主要对阀板500和控制装置600进行说明，其余部分可以参照实施例1，本实施例中不再赘述。

请参照图5a-图5f。其中：图5a-图5c为本实施例提供的流体分隔装置010从打开状态转换至关闭状态的局部结构示意图；图5d-图5f为本实施例提供的流体分隔装置010从关闭状态转换至打开状态的局部结构示意图。

在本实施例中，芯管400上开设有沿其轴向延伸的第一长条孔410；阀板500通过贯穿第一长条孔410的转轴510与筒体100可转动地连接；阀板500的一个板面上设置有相对的第一斜面520和第二斜面530；第一斜面520和第二斜面530位于转轴510两侧；控制装置600包括设置在芯管400内壁的第一凸体620、第二凸体630和第三凸体640。芯管400从打开位置运动至关闭位置的过程中，首先第二凸体630与第二斜面530接触，并带动阀板500反向（图5a-图5c中的a方向）转动第三预设角度；然后第三凸体640与阀板500的另一个板面接触，并继续带动阀板500反向转动第四预设角度；第三预设角度和第四预设角度的和等于第二预设角度。芯管400从关闭位置运动至打开位置的过程中，首先阀板500脱离第三凸体640，然后第一凸体620与第一斜面520接触，并带动阀板500正向（图5d-图5f中的b方向）转动第一预设角度。

具体的，本实施例中，第一凸体620、第二凸体630和第三凸体640均为圆柱体，如此能够有效避免第一斜面520、第二斜面530和阀板500的板面被划伤，提高了流体分隔装置010的使用寿命。

需要说明的是，在其他实施方式中，也可以是阀板500通过转轴510与芯管400可转动地连接，第一凸体620、第二凸体630和第三凸体640贯穿第一长条孔410与筒体100连接。

如图5a-图5c，在初始状态下，流体分隔装置010处于打开状态，芯管400相对于筒体100位于最下方的位置（打开位置），此时阀板500与芯管400的轴线平行，流体通道401的流通面积最大，流体分隔装置010的受力面积最小。当芯管400受到向上的力时，芯管400相对于筒体100向上运动。首先第二凸体630与第二斜面530接触，并带动阀板500反向转动第三预设角度；然后第三凸体640与阀板500的另一个板面接触，并继续带动阀板500反向转动第四预设角度；第三预设角度和第四预设角度的和等于第二预设角度。在转动过程中，阀板500逐渐缩小流体通道401的流通面积。当芯管400相对于筒体100运动至最上方的位置时（关闭位置），阀板500板面与芯管400的轴线垂直，阀板500将流体通道401完全关闭，流体分隔装置010的受力面积最大，流体分隔装置010处于关闭状态。

如图5d-图5f，在初始状态下，流体分隔装置010处于打开状态，芯管400相对于筒体100位于最上方的位置（关闭位置），此时阀板500外周缘与芯管400内周面接触，流体通道401被完全关闭，流体分隔装置010的受力面积最大。当芯管400受到向下的力时，芯管400相对于筒体100向下运动，首先阀板500脱离第三凸体640，然后第一凸体620与第一斜面520接触，并带动阀板500正向转动第一预设角度。在转动过程中，阀板500逐渐增大流体通道401的流通面积。当芯管400相对于筒体100运动至最下方的位置时（打开位置），阀板500的板面与芯管400的轴线平行，流体通道401的流通面积最大，流体分隔装置010的受力面积最小，流体分隔装置010处于打开状态。

实施例4：

请参照图6a和图6b。图6a为本实施例提供的流体分隔装置010在打开状态时的结构示意图；图6b为本实施例提供的流体分隔装置010在关闭状态时的结构示意图。

本实施例中，流体分隔装置010包括筒体100、分隔件200、第一弹性件300、芯管400、阀板500和控制装置600。多个分隔件200围绕筒体100的轴线布置。分隔件200位于筒体100外侧。第一弹性件300设置在分隔件200与筒体100之间。沿筒体100的径向方向，第一弹性件300对分隔件200施加径向向外的弹性力，使得分隔件200能够相对于筒体100径向向外运动。芯管400两端开放，芯管400内形成流体通道401。芯管400沿筒体100的轴向贯穿筒体100，芯管400与筒体100可滑动地配合，以沿筒体100轴向在打开位置（图6a中所示的位置）和关闭位置（图6b中所示的位置）之间来回运动。阀板500可转动地设置在流体通道401内。控制装置600位于流体通道401内。芯管400从打开位置运动至关闭位置的过程中，控制装置600带动阀板500反向转动第二预设角度并减小流体通道401的流通面积。芯管400从关闭位置运动至打开位置的过程中，控制装置600带动阀板500正向转动第一预设角度并增大流体通道401的流通面积。

具体的，在本实施例中，芯管400位于筒体100上端，芯管400外周面与筒体100上端内周面可滑动地配合。流体通道401与筒体100的内部空间连通，流体能够通过筒体100的内部空间以及流体通道401向上流动。芯管400上开设有沿其轴向延伸的第一长条孔410；阀板500通过贯穿第一长条孔410的转轴510与筒体100可转动地连接；控制装置600包括第一弹簧650；第一弹簧650的一端与阀板500可转动地连接；第一弹簧650的另一端与芯管400可转动地连接。

第一弹簧650为“z”字型。第一弹簧650由金属丝折弯形成，包括依次连接的第一段651、第二段652和第三段653。第一段651与第二段652之间的连接位置为弧形，第二段652与第三段653之间的连接位置也为弧形。第一端651与阀板500可转动地连接，第三段653与芯管400可转动地连接。

在流体分隔装置010从打开状态转换至关闭状态的过程中，在初始状态下，流体分隔装置010处于打开状态，芯管400相对于筒体100位于最下方的位置（打开位置），此时阀板500与芯管400的轴线平行，流体通道401的流通面积最大，流体分隔装置010的受力面积最小。当芯管400受到向上的力时，芯管400相对于筒体100向上运动，第一弹簧650推动阀板500反向转动（图6a和图6b中的a方向），在转动过程中，阀板500逐渐缩小流体通道401的流通面积。当芯管400相对于筒体100运动至最上方的位置时（关闭位置），阀板500与芯管400的轴线垂直，阀板500将流体通道401完全关闭，流体分隔装置010的受力面积最大，流体分隔装置010处于关闭状态。在阀板500转动过程中，第一弹簧650被压缩，当阀板500与芯管400的轴线垂直时，第一弹簧650依然被压缩，并对阀板500施加沿筒体100径向的弹性力，使得阀板500能够维持在与芯管400的轴线垂直的状态。如此，阀板500在流体冲击下不容易发生转动，确保流体不容易从流体通道401通过。

在流体分隔装置010从关闭状态转换至打开状态的过程中，在初始状态下，流体分隔装置010处于打开状态，芯管400相对于筒体100位于最上方的位置（关闭位置），此时阀板500与芯管400的轴线垂直，流体通道401被完全关闭，流体分隔装置010的受力面积最大。当芯管400受到向下的力时，芯管400相对于筒体100向下运动，第一弹簧650推动阀板500正向（图6a和图6b中的b方向）转动，在转动过程中，阀板500逐渐增大流体通道401的流通面积。当芯管400相对于筒体100运动至最下方的位置时（打开位置），阀板500与芯管400的轴线平行，流体通道401的流通面积最大，流体分隔装置010的受力面积最小，流体分隔装置010处于打开状态。

请参照图7a和图7b，本实施例还提供一种井道结构020。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和下撞击装置203以及本实施例提供的流体分隔装置010。流体分隔装置010设置在井道201内，并能够沿井道201轴向滑动。图7a为流体分隔装置010运动至井道201下端，且芯管400与下撞击装置203撞击后的结构示意图，此时芯管400位于关闭位置，流体分隔装置010处于关闭状态。图7b为流体分隔装置010运动至井道201上端，且芯管400与上撞击装置202撞击后的结构示意图，此时芯管400位于打开位置，流体分隔装置010处于打开状态。

当流体分隔装置010运动至井道201下端，且芯管400与下撞击装置203撞击时，芯管400相对于筒体100向上运动，第一弹簧650推动阀板500反向转动，在转动过程中，阀板500逐渐缩小流体通道401的流通面积。当芯管400相对于筒体100运动至最上方的位置时（关闭位置），阀板500与芯管400的轴线垂直，阀板500将流体通道401完全关闭，流体分隔装置010的受力面积最大，流体分隔装置010处于关闭状态。此时，流体分隔装置010下方的流体难以流动至流体分隔装置010上方，流体分隔装置010下方的流体压力完全作用在流体分隔装置010上，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。在此过程中，第一弹性件300使分隔件200与井道201的内壁接触，消除了流体分隔装置010与井道201之间的间隙，进一步增大了流体分隔装置010受到的推力，提高了流体分隔装置010的上行速度。

当流体分隔装置010运动至井道201上端，且芯管400与上撞击装置202撞击时，芯管400相对于筒体100向下运动，第一弹簧650推动阀板500正向转动，在转动过程中，阀板500逐渐增大流体通道401的流通面积。当芯管400相对于筒体100运动至最下方的位置时（打开位置），阀板500与芯管400的轴线平行，流体通道401的流通面积最大，流体分隔装置010的受力面积最小，流体分隔装置010处于打开状态。此时，流体分隔装置010下方的流体通过流体通道401流动至流体分隔装置010上方。流体分隔装置010基本只受流体粘性阻力与端面推力的作用，流体分隔装置010受力很小，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。

在流体分隔装置010下行的过程中，如果分隔件200持续与井道201的内壁接触，分隔件200与井道201内壁之间的摩擦力将减缓流体分隔装置010的下行速度，并且会使得分隔件200更快被磨损，导致流体分隔装置010上行时密封不严，降低了流体分隔装置010的使用寿命。为了克服这一问题，在本实施例中，流体分隔装置010还包括芯轴700；芯轴700与芯管400连接并沿筒体100轴向延伸；筒体100上开设有通孔110；分隔件200与通孔110可滑动地配合。第一弹性件300为弹簧。第一弹性件300的一端与分隔件200可转动地连接；第一弹性件300的另一端与芯轴700可转动地配合；当芯管400位于关闭位置时，第一弹性件300被压缩，并带动分隔件200径向向外运动；当芯管400位于打开位置时，第一弹性件300被拉伸，并带动分隔件200径向向内运动。这样，消除了分隔件200与井道201内壁之间的摩擦，且流体分隔装置010下方的流体能够通过环状间隙向上流动，进一步降低了流体分隔装置010的下行阻力，使分隔件200不易被磨损，提高了流体分隔装置010的使用寿命。在本实施例中，当流体分隔装置010运动至井道201上端时，芯管400上端与上撞击装置202撞击；当流体分隔装置010运动至井道201下端时，芯轴700下端与下撞击装置203撞击，即是说芯管400通过芯轴700与下撞击装置203间接的撞击。

进一步的，请参照图8，图8为本实施例中分隔件200的结构示意图。在本实施例中，分隔件200包括弧形的分隔片210，以及连接在分隔片210内弧面的连接片220；第一弹性件300与连接片220可转动地连接。如此，使得第一弹性件300与分隔件200之间的连接更加容易，也使得分隔件200的制造更加简单。

进一步的，为了避免在流体分隔装置010下行过程中芯管400运动至关闭位置，在本实施例中，请参照图9，筒体100内设置有定位环120；定位环120上设置有第一卡接部121；芯管400的一端设置有用于与第一卡接部121可分离地卡接的第二卡接部420；当芯管400位于打开位置时，第一卡接部121与第二卡接部420卡接。这样，使得流体分隔装置010下行时，芯管400能够有效维持在打开位置，提高了流体分隔装置010的工作稳定性。只有当芯管400受到撞击时，第一卡接部121与第二卡接部420才能相互脱离，芯管400才能运动至关闭位置。具体的，第一卡接部121包括两个相对间隔设置的凸起部，第二卡接部420为开设在芯管400下端的凹槽。在第一卡接部121嵌入第二卡接部420的过程中，两个凸起部首先被压缩，两个凸起部之间距离缩短。随着第一卡接部121向第二卡接部420的内部运动，两个凸起部在自身弹力的作用下复位并相互远离，进而使得第一卡接部121与第二卡接部420之间实现有效卡接。

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200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400之间的环状间隙，以及流体通道401向上流动，大大降低了流体分隔装置010的受力面积，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。