一种多级液控找水开关及多级反复分层找水管柱的制作方法

1.本发明是关于采油工程领域的机械找堵水工艺，尤其涉及一种多级液控找水开关及多级反复分层找水管柱。


背景技术：

2.近年来随着注水注汽措施井井数的增多、开采时间的延长和油井多轮吞吐等增产方案的实施，油井含水量逐步上升，特别是稀油井含水率增高明显，产油量下降，油井层间矛盾日益突出。在现有技术中，针对稀油开采，一般需要首先下入找水管柱，通过液体抽吸，确定各层的油水含量；再根据所得数据，下入相关的堵水生产管柱，封堵高含水层。目前常规的分层找水多为两层找水，工具开关只能变换一次，具有不可逆性，同时单次变换的工具无法对三层及以上的油井实施有效措施。
3.由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种多级液控找水开关及多级反复分层找水管柱，以克服现有技术的缺陷。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种多级液控找水开关及多级反复分层找水管柱，通过打压能够实现多级液控找水开关多次状态的切换，具有可逆性。
5.本发明的目的可采用下列技术方案来实现：
6.本发明提供了一种多级液控找水开关，包括竖直设置的第一外管；在第一外管的上端侧壁内设有至少一个能够使液体从外向内流动的单向阀，在第一外管的上部内壁且对应每个单向阀的位置分别开设一能够与单向阀连通的第一径向孔；第一外管的下部内壁开设有环形安装槽，在第一外管内套设有中心管，中心管的上端面横截面积大于其下端面的横截面积；中心管的上端位于环形安装槽的上方，其下端位于环形安装槽的下方，且中心管的上端外壁和其下端外壁均与第一外管的内壁密封接触；
7.在中心管外侧且位于环形安装槽内呈上下套设有能够在旋转并轴向移动的轨迹管以及能够轴向移动的复位管，在中心管的中部侧壁向外凸设形成对轨迹管的上端进行限位的固定环；复位管的上端与中心管固定，复位管的下端面与环形安装槽的下侧槽壁之间留有一定移动距离；复位管的上端外壁向外凸设形成限位环，在复位管的外侧且位于环形安装槽内套设有第一弹簧，第一弹簧的两端分别顶抵在限位环的底面和环形安装槽的下侧槽壁上；轨迹管的外壁沿其周向设有至少一组轨迹槽，每组轨迹槽包括呈上下对应设置的一组止挡槽和一组定位槽，每组止挡槽包括周向设置的多个上锯齿槽，且上锯齿槽的锯齿朝下设置；每组定位槽包括沿轨迹管能够旋转的方向顺序地均匀排布的(n-1)个长轨迹槽以及一个短轨迹槽，其中，n为多级液控找水开关的级数，且n为大于等于2的整数，长轨迹槽沿轨迹管的轴向长度大于短轨迹槽沿轨迹管的轴向长度；在第一外管的下部侧壁固定插设有轨迹钉，轨迹钉的内侧端部能够插设在长轨迹槽中或者短轨迹槽中。
8.在本发明的一较佳实施方式中，每个长轨迹槽包括呈上下连通的第一下锯齿槽和
竖直槽，每个短轨迹槽为第二下锯齿槽，第一下锯齿槽和第二下锯齿槽的锯齿均朝上设置，第一下锯齿槽和第二下锯齿槽的锯齿齿向相同并均与上锯齿槽的锯齿齿向相反；上锯齿槽的齿尖与第一下锯齿槽或者第二下锯齿槽的斜面上下相对设置，第一下锯齿槽的齿尖与对应的上锯齿槽的斜面相对设置，第二下锯齿槽的齿尖与对应的上锯齿槽的斜面相对设置。
9.在本发明的一较佳实施方式中，轨迹管的上端内壁向上形成一内径扩大的第一阶梯孔，第一阶梯孔的底部孔肩能够顶靠在固定环的底面。
10.在本发明的一较佳实施方式中，在中心管的下部外壁开设有第一环形卡槽，复位管的上端内壁向上形成一内径扩大的第二阶梯孔，第一环形卡槽和第二阶梯孔之间形成第一环形容置空间，在第一环形容置空间内嵌设第一卡环，第一卡环的上端面能够顶靠在轨迹管的下端面。
11.在本发明的一较佳实施方式中，第一卡环为环状的第一铁环，并在第一铁环的侧壁上开设有第一纵向切口。
12.在本发明的一较佳实施方式中，轨迹管的外壁与环形安装槽的槽底之间以及轨迹管的内壁与中心管的外壁之间均留有一定间隙，第一阶梯孔的孔壁与固定环的外壁之间留有一定间隙；轨迹管的下端面与限位环的顶面之间留有一定间隙，且固定环和第一卡环之间的轴向长度大于第一阶梯孔下方的轨迹管部分的轴向长度。
13.在本发明的一较佳实施方式中，在第一外管的上端外壁向外凸设形成过流凸环，在过流凸环的下部侧壁内开设有至少一条沿其轴向延伸的轴向通道，轴向通道贯穿过流凸环的底面，在每条轴向通道的上方设有一单向阀。
14.在本发明的一较佳实施方式中，在第一外管的外壁且位于过流凸环和环形安装槽之间从上至下依次套设有调节管、第二弹簧和垫环，调节管的上端内壁与第一外管的外壁螺纹固定，调节管的下部内壁向下形成一内径扩大且贯穿其底面的第三阶梯孔，第二弹簧和垫环的上部均插设在第三阶梯孔内，第二弹簧的两端分别顶抵在第三阶梯孔的顶部孔肩和垫环的顶面上；垫环的下部内壁向下形成一内径扩大的阶梯环，垫环的内壁且位于阶梯环的上方为向下渐扩的锥面；在第一外管的上部侧壁且对应垫环的位置沿其周向均匀开设有至少两个第二径向孔，在中心管的上部外壁开设有环形容纳槽，环形容纳槽的上侧槽壁为向上渐扩的锥面；在每个第二径向孔内嵌设一调节球，调节球的外侧顶靠在垫环的锥面上，且调节球的内侧能够插设在环形容纳槽中。
15.在本发明的一较佳实施方式中，第一外管包括从上至下依次固定的第一接管、第二接管、第三接管、第四接管和第五接管，第一接管的下部内壁向下形成一内径扩大的阶梯管，第二接管的上部外壁向外凸设形成安装凸环，安装凸环嵌设在阶梯管内，阶梯管和安装凸环构成过流凸环；轴向通道开设在安装凸环的下部侧壁内并贯穿安装凸环的底面，单向阀设在安装凸环的上部侧壁内，第一径向孔开设在第二接管的上部内壁上，第二接管的上端外壁与第一接管的内壁密封接触；第二径向孔开设在第二接管的下部侧壁上，调节管、第二弹簧和垫环均套设在第二接管上；第四接管的内径大于第三接管的内径和第五接管的内径，第三接管的底面、第四接管的内壁和第五接管的顶面之间构成环形安装槽，轨迹钉插设在第四接管上。
16.在本发明的一较佳实施方式中，在安装凸环的上部外壁沿第二接管的径向形成有至少一个限位槽，限位槽的数量与轴向通道的数量相同；轴向通道的上端与限位槽相连通，
第一径向孔开设在限位槽的槽底上，在限位槽内嵌设一阀球，阀球的直径大于轴向通道的直径和第一径向孔的直径，轴向通道和其顶部口处覆盖的阀球构成单向阀。
17.本发明还提供了一种多级反复分层找水管柱，包括：
18.分层管柱，分层管柱包括从上至下顺序连接的丢手封隔器、至少两个上述的多级液控找水开关以及丝堵，在相邻两个多级液控找水开关之间连接一堵水封隔器，至少两个多级液控找水开关中仅有一个处于打开位置；
19.以及能插设在分层管柱内的生产管柱，生产管柱包括抽油泵。
20.在本发明的一较佳实施方式中，多级分层找水管柱还包括连接在丢手封隔器上方的坐封工具，坐封工具包括竖直设置的第二外管，第二外管中段的内腔直径小于第二外管上段内腔和第二外管下段内腔的直径；在第二外管的中段内壁固定有底堵，在第二外管的中段侧壁且位于底堵的上方开设有多个第三径向孔；在第二外管的中段侧壁内开设有沿其轴向延伸的轴向过流孔，轴向过流孔的两端分别与第二外管的上段内腔和第二外管的下段内腔相连通；在第二外管的中段内腔顶端能够坐落一密封球，密封球的直径大于第二外管中段内腔的内径小于第二外管上段内腔的内径。
21.在本发明的一较佳实施方式中，第二外管包括从上至下顺序连接的上接管、中间接管和下接管，上接管、中间接管和下接管分别构成第二外管的上段、中段和下段；第三径向孔和轴向过流孔均开设在中间接管上，底堵固定在中间接管的下端内壁，密封球能够坐落在中间接管的上端口处。
22.在本发明的一较佳实施方式中，中间接管的上端内壁为向上渐扩的锥面。
23.在本发明的一较佳实施方式中，丢手封隔器包括：
24.上层管，在其上端外壁向外凸设形成进液凸环，在进液凸环的侧壁内形成贯穿其底面的环形通道；在环形通道内密封嵌设有滑套，滑套的下端伸出环形通道的下端口，在上层管的内壁开设有与环形通道连通的第一进液孔；在上层管的下端沿其周向间隔设有多个爪簧，爪簧下端外侧设有向外凸起的第一圆弧形凸棱，在上层管的下部内壁且位于爪簧的上方向上形成一内径缩小的第一限位台阶，上层管下部外壁且位于爪簧的上方向下形成一外径扩大的第二限位台阶；
25.下层管，位于上层管的下方，下层管的上端套设在上层管的下端外侧，且第一圆弧形凸棱的外壁与下层管的上端内壁螺纹固定；
26.内管，密封套设在上层管内，内管的上端通过丢手钉与上层管连接，在内管的上部侧壁开设有能够与第一进液孔导通的第二进液孔，在内管的下部外壁且位于第一限位台阶的下方向外凸设形成一支撑环，支撑环的外壁径向抵压在爪簧的下端内壁上，内管的下端外壁与下层管的上端内壁密封接触；
27.上坐封活塞机构，套设在下层管的上部外侧并通过坐封销钉与下层管连接，且上坐封活塞机构的上端伸出下层管的上端，滑套的下端面抵靠在上坐封活塞机构的上端面上；在上坐封活塞机构和下层管之间设有止退环，止退环的内侧固定于下层管的外壁，止退环的外侧能轴向呈向上单向移动地套设于上坐封活塞机构上；
28.胶筒封隔机构，套设在上坐封活塞机构上；
29.卡瓦机构，套设在下层管的中部外侧，卡瓦机构包括能径向移动地多个双向卡瓦；
30.以及下坐封活塞机构，套设固定在下层管的下部外侧。
31.在本发明的一较佳实施方式中，上层管包括从上至下顺序固定的限位管、衬管和固定管，限位管的上端向外凸设形成限位凸缘，在限位管的下部外壁间隔套设有液缸套，液缸套的上端与限位凸缘固定，限位管突出衬管外壁的部分以及液缸套构成进液凸环，液缸套的内壁与限位管的下部外壁和衬管的上部外壁之间构成环形通道；限位凸缘通过丢手钉与内管连接，第一进液孔开设在限位管的下部管壁上，第一限位台阶形成在固定管的上部内壁上，固定管的上端面构成第二限位台阶，爪簧形成在固定管的下端。
32.在本发明的一较佳实施方式中，固定管的下部管壁上沿其周向环设有多条间隔设置的透槽，透槽向下延伸至固定管的底部，相邻两个透槽之间的固定管管壁部分弹性向外突设形成爪簧。
33.在本发明的一较佳实施方式中，内管包括从上至下顺序固定的上内管、中间内管和下内管，上内管通过丢手钉与上层管连接，第二进液孔开设在中间内管的上部管壁，支撑环套设固定在下内管的外侧，下内管的下端外壁与下层管的上端内壁密封接触。
34.在本发明的一较佳实施方式中，在下内管的上部内壁开设有第二环形卡槽，在支撑环的上端内壁向上形成一内径扩大的第四阶梯孔，第二环形卡槽和第四阶梯孔之间形成第二环形容置空间，在第二环形容置空间内嵌设第二卡环；在下内管的下部外壁且位于支撑环的下方向下形成一外径扩大的第三限位台阶。
35.在本发明的一较佳实施方式中，第二卡环为环状的第二铁环，并在第二铁环的侧壁上开设有第二纵向切口。
36.在本发明的一较佳实施方式中，下内管的内径小于中间内管的内径，下内管能够构成一球座。
37.在本发明的一较佳实施方式中，第二进液孔为长圆孔，且长圆孔的长轴方向沿内管的轴向延伸；在限位管的下部管壁且位于第一进液孔的下方径向插设有连接钉，连接钉的内侧端部插设在长圆孔中；上内管的下端内壁与中间内管的上端外壁之间、中间接管的下端内壁与下内管的上端外壁之间、限位凸缘的外壁与液缸套的上端内壁之间、限位管的下端内壁与衬管的上端外壁之间以及衬管的下端外壁与固定管的上端内壁之间均采用右旋螺纹连接；第一圆弧形凸棱的外壁与下层管的上端内壁之间采用左旋螺纹连接。
38.在本发明的一较佳实施方式中，上坐封活塞机构包括从上至下顺序设置的第一挡套、胶筒芯轴、第二挡套和上锥体，滑套的下端面抵靠在第一挡套的上端面，第一挡套的下端内壁与胶筒芯轴的上端外壁螺纹连接；上锥体的上部呈管状且间隔地环绕在下层管上，该间隔形成环形容置区域，胶筒芯轴的下端伸入环形容置区域内并与环形容置区域的底部留有一定移动距离；胶筒芯轴的下端通过坐封销钉与下层管连接，止退环设在胶筒芯轴和下层管之间；第二挡套套设在胶筒芯轴的下端外侧并与上锥体的上端外壁螺纹固定，上锥体的下端外壁形成有倒锥形面，双向卡瓦的上端设有与倒锥形面相配合的斜面；胶筒封隔机构套设在胶筒芯轴上，且胶筒封隔机构的两端分别顶抵在第一挡套的下端以及第二挡套的上端。
39.在本发明的一较佳实施方式中，第一挡套的上端内壁为向上渐扩的锥面。
40.在本发明的一较佳实施方式中，胶筒封隔机构包括多个套设在胶筒芯轴上的胶筒，在相邻两个胶筒之间夹设有隔环。
41.在本发明的一较佳实施方式中，下坐封活塞机构包括下锥套，下锥套套设固定在
下层管的下部外侧，下锥套的上端外壁形成有外锥形面，双向卡瓦的下端设有与外锥形面相配合的斜面。
42.在本发明的一较佳实施方式中，下层管包括呈上下固定的上护管和下护管，上护管的上端内壁与第一圆弧形凸棱的外壁螺纹固定，内管的下端外壁与上护管的上端内壁密封接触；止退环设在上护管的上部与胶筒芯轴之间，上护管的上部且位于止退环的下方通过坐封销钉与胶筒芯轴连接；卡瓦机构套设在上护管的外侧，下锥套套设在上护管的下部并与下护管的上端固定。
43.在本发明的一较佳实施方式中，下锥套包括呈上下设置的下锥体和压套，外锥形面形成在下锥体的上端；压套的内壁从下向上形成有孔径依次增大的第五阶梯孔和第六阶梯孔，下锥体的下端穿设在第六阶梯孔中，且第六阶梯孔的内壁与下锥体的下端外壁螺纹连接；下锥体的下端内壁为向下渐扩的锥面，下锥体的下端面、第五阶梯孔的孔壁以及第五阶梯孔的底部孔肩之间构成环形嵌设槽；在上护管的下端内壁向下形成一内径扩大的第七阶梯孔，下护管的上部内壁向上形成一内径扩大的第八阶梯孔；第七阶梯孔的顶部孔肩、第七阶梯孔的孔壁、第八阶梯孔的孔壁以及第八阶梯孔的底部孔肩之间构成环形滑槽，在下护管的上部侧壁开设有与环形嵌设槽和环形滑槽连通的嵌设孔；
44.下层管还包括密封套设在下护管内的打捞管，打捞管的内壁设有内螺纹，打捞管的外壁向外凸设形成阻挡环，阻挡环嵌设在环形滑槽内并正对嵌设孔设置；在嵌设孔内嵌设有锁块，锁块的外侧嵌设在环形嵌设槽中，锁块的顶部外侧形成有与下锥体的下端锥面相配合的斜面，阻挡环的外壁径向抵压在锁块的内侧；在上护管的下部内壁且位于打捞管的上方向上形成一内径缩小的第四限位台阶，在上护管的上部外壁向下形成一外径扩大的第五限位台阶，在胶筒芯轴的上部内壁向上形成一内径缩小的第六限位台阶。
45.在本发明的一较佳实施方式中，卡瓦机构包括套设在下层管外侧的卡瓦座，多个双向卡瓦能够卡设在卡瓦座上并能自卡瓦座径向向外伸出。
46.在本发明的一较佳实施方式中，卡瓦座呈管状并间隔套设在上层管的外侧，该间隔与上层管的外壁构成卡瓦槽；在卡瓦座的管壁上沿其周向间隔设有多组方孔，方孔的组数与双向卡瓦的个数相同，每组方孔包括呈上下间隔设置的上方孔和下方孔；在卡瓦座的上端内壁向上形成一内径缩小的第七限位台阶，在卡瓦座的下端内壁向下形成一内径缩小的第八限位台阶；每个双向卡瓦的中部外壁向内凹设形成内凹槽，双向卡瓦嵌设在卡瓦槽内，且双向卡瓦的上端卡设在上方孔中，双向卡瓦的下端卡设在下方孔中，并在内凹槽与卡瓦座的内壁之间夹设有弹簧片；在上锥体的下部外壁向下形成一外径扩大的第九限位台阶，在下锥套的上部外壁向上形成一外径扩大的第十限位台阶，上锥体的下端伸入卡瓦槽的上部，且第九限位台阶顶靠在第七限位台阶上；下锥套的上端伸入卡瓦槽的下部，且第八限位台阶顶靠在第十限位台阶上。
47.由上所述，本发明中的多级液控找水开关通过中心管、轨迹管、轨迹钉的配合，能够在打压时推动中心管下行，在轨迹钉相对轨迹管上行时，通过上锯齿槽的斜面作用使得轨迹管旋转，在泄压后通过第一弹簧的弹力以及定位槽的作用使得轨迹钉能够实现位置的切换，使得多级液控找水开关能够根据需要在打压后由关闭位置切换为打开位置、由打开位置切换为关闭位置或者由关闭位置切换为另一关闭位置。通过控制每组定位槽中长轨迹槽的数量以及在初始位置时轨迹钉插设在长轨迹槽还是短轨迹槽，就能够方便控制该多级
液控找水开关在打压后的下一次状态，且可以通过多次打压实现多次状态的切换。这样，利用至少两个多级液控找水开关便可以实现两层以及两层以上的分层找水作业，且可以进行多次变换，具有可逆性，为两层及两层以上的油井分层找水提供了有效的技术支持。
附图说明
48.以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
49.其中：
50.图1：为本发明提供的多级液控找水开关处于关闭位置的结构示意图。
51.图2：为本发明提供的多级液控找水开关处于打开位置的结构示意图。
52.图3：为本发明提供的第一接管的结构示意图。
53.图4：为本发明提供的第二接管的结构示意图。
54.图5：为本发明提供的第二接管的剖视图
55.图6：为本发明提供的中心管的结构示意图。
56.图7：为本发明提供的轨迹管的结构示意图。
57.图8：为图7中轨迹管的展开示意图。
58.图9：为本发明提供的轨迹管的另一结构示意图。
59.图10：为图9的轨迹管的展开示意图。
60.图11：为本发明提供的复位管的结构示意图。
61.图12：为本发明提供的多级反复分层找水管柱下入分层管柱时的结构示意图。
62.图13：为本发明提供的多级反复分层找水管柱坐封及丢手后的结构示意图。
63.图14：为本发明提供的多级反复分层找水管柱下入生产管柱时的结构示意图。
64.图15：为本发明提供的坐封工具的结构示意图。
65.图16：为本发明提供的中间接管的结构示意图。
66.图17：为本发明提供的丢手封隔器的结构示意图一。
67.图18：为本发明提供的丢手封隔器的结构示意图二。
68.图19：为本发明提供的固定管的结构示意图。
69.图20：为本发明提供的固定管的剖视图。
70.图21：为本发明提供的中间内管的结构示意图。
71.图22：为本发明提供的下内管的结构示意图。
72.图23：为本发明提供的胶筒芯轴的结构示意图。
73.图24：为本发明提供的上护管的结构示意图。
74.图25：为本发明提供的打捞管的结构示意图。
75.图26：为本发明提供的压套的结构示意图。
76.图27：为本发明提供的卡瓦罩的结构示意图。
77.图28：为本发明提供的卡瓦罩的剖视图。
78.图29：为本发明提供的双向卡瓦的结构示意图。
79.图30：为本发明提供的双向卡瓦的剖视图。
80.附图标号说明：
81.10、多级液控找水开关；
82.11、第一外管；
83.111、第一接管；1111、阶梯管；
84.112、第二接管；1121、第一径向孔；1122、安装凸环；11221、轴向通道；11222、限位槽；11223、阀球；1123、第二径向孔；11231、调节球；
85.113、第三接管；114、第四接管；1141、轨迹钉；115、第五接管；
86.12、中心管；121、固定环；122、第一环形卡槽；1221、第一卡环；123、环形容纳槽；
87.13、轨迹管；131、上锯齿槽；132、长轨迹槽；1321、第一下锯齿槽；1322、竖直槽；133、短轨迹槽；
88.14、复位管；141、限位环；142、第二阶梯孔；
89.15、第一弹簧；
90.16、调节管；161、第三阶梯孔；
91.17、第二弹簧；
92.18、垫环；181、阶梯环；
93.20、坐封工具；
94.21、第二外管；211、上接管；212、中间接管；2121、第三径向孔；2122、轴向过流孔；213、下接管；
95.22、底堵；
96.30、丢手封隔器；
97.31、上层管；
98.311、限位管；3111、限位凸缘；3112、第一进液孔；312、衬管；313、固定管；3131、第一限位台阶；3132、爪簧；3133、透槽；3134、第一圆弧形凸棱；3135、第二圆弧形凸棱；314、液缸套；315、丢手钉；316、连接钉；
99.32、滑套；
100.33、下层管；331、上护管；3311、第七阶梯孔；3312、第四限位台阶；3313、第五限位台阶；332、下护管；333、止退环；334、打捞管；3341、阻挡环；335、锁块；
101.34、内管；341、上内管；342、中间内管；3421、第二进液孔；343、下内管；3431、第二环形卡槽；3432、第三限位台阶；344、支撑环；345、第二卡环；
102.35、上坐封活塞机构；351、第一挡套；3511、排气孔；352、胶筒芯轴；3521、第六限位台阶；353、第二挡套；354、上锥体；3541、环形容置区域；355、坐封销钉；
103.36、胶筒封隔机构；361、胶筒；362、隔环；
104.37、卡瓦机构；371、双向卡瓦；3711、内凹槽；372、卡瓦罩；3721、上方孔；3722、下方孔；3723、第七限位台阶；373、第三挡套；
105.38、下坐封活塞机构；381、下锥体；382、压套；3821、第五阶梯孔；3822、第六阶梯孔；
106.40、堵水封隔器；
107.50、丝堵；
108.60、抽油泵。
具体实施方式
109.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
110.如图1至图11所示，本实施例中提供一种多级液控找水开关10，包括竖直设置的第一外管11。在第一外管11的上端侧壁内设有至少一个能够使液体从外向内流动的单向阀，在第一外管11的上部内壁且对应每个单向阀的位置分别开设一能够与单向阀连通的第一径向孔1121。第一外管11的下部内壁开设有环形安装槽，在第一外管11内套设有中心管12，中心管12的上端面横截面积大于其下端面的横截面积。中心管12的上端位于环形安装槽的上方，其下端位于环形安装槽的下方，且中心管12的上端外壁和其下端外壁均与第一外管11的内壁密封接触。
111.在中心管12外侧且位于环形安装槽内呈上下套设有能够旋转并轴向移动的轨迹管13以及能够轴向移动的复位管14，在中心管12的中部侧壁向外凸设形成对轨迹管13的上端进行限位的固定环121。复位管14的上端与中心管12固定，复位管14的下端面与环形安装槽的下侧槽壁之间留有一定移动距离。复位管14的上端外壁向外凸设形成限位环141，在复位管14的外侧且位于环形安装槽内套设有第一弹簧15，第一弹簧15的两端分别顶抵在限位环141的底面和环形安装槽的下侧槽壁上。
112.轨迹管13的外壁沿其周向设有至少一组轨迹槽，每组轨迹槽包括呈上下对应设置的一组止挡槽和一组定位槽，每组止挡槽包括周向设置的多个上锯齿槽131，且上锯齿槽131的锯齿朝下设置。每组定位槽包括沿轨迹管13能够旋转的方向顺序地均匀排布的(n-1)个长轨迹槽132以及一个短轨迹槽133，其中，n为多级液控找水开关10的级数，且n为大于等于2的整数，长轨迹槽132沿轨迹管13的轴向长度大于短轨迹槽133沿轨迹管13的轴向长度。在第一外管11的下部侧壁固定插设有轨迹钉1141，轨迹钉1141的内侧端部能够插设在长轨迹槽132中或者短轨迹槽133中。
113.其中，上述的单向阀具体是能够使外部液体经单向阀的单向导通作用后经第一径向孔1121进入中心管12的内腔中。中心管12的上端面横截面积大于其下端面的横截面积，可以通过在中心管12的外壁加工有台阶来实现其两端面横截面积的不同。第一径向孔1121的数量与单向阀的数量相同，具体根据实际过液量需要而定，例如本实施例中设有三个第一径向孔1121和三个单向阀。一般长轨迹槽132和短轨迹槽133的总数量与上锯齿槽131的数量相同。对于上述n的取值，一般n取2、3或者4，具体取值根据需要而定，本实施例仅为举例说明。各上锯齿槽131之间、长轨迹槽132和短轨迹槽133之间以及各长轨迹槽132之间可以存在间隔，也可以没有间隔紧挨设置，具体根据实际需要而定。
114.在初始位置时，整个多级液控找水开关10根据轨迹钉1141所插在轨迹管13上的位置不同而处于打开位置或者关闭位置，当轨迹钉1141插设在长轨迹槽132中时，整个多级液控找水开关10处于关闭位置，当轨迹钉1141插设在短轨迹槽133中时，整个多级液控找水开关10处于打开位置。对于仅设置一组轨迹槽的情况而言，若设有两个及两个以上的长轨迹槽132，整个多级液控找水开关10则具有多个关闭位置，但只有一个打开位置。
115.无论在初始位置时整个多级液控找水开关10处于打开位置还是关闭位置，向第一外管11内打压时，由于中心管12的上端面横截面积大于其下端面的横截面积，同时由于中心管12的上端外壁和其下端外壁均与第一外管11的内壁密封接触，因此只有中心管12的上
端面和其下端面受内压。另外，由于井筒很深，中心管12的长度相较于井筒深度而言很短，中心管12上端面处的压强与中心管12下端面处的压强可以近似相等，所以，中心管12上端面所受的力大于其下端面所受的力，在中心管12两端压差作用下向下推动中心管12。
116.由于固定环121的存在以及复位管14与中心管12固定，在中心管12下行过程中带着轨迹管13和复位管14一起下行，此时由于限位环141的存在将向下压缩第一弹簧15。轨迹钉1141相对于轨迹管13向上滑动，并沿着对应的上锯齿槽131的斜面向上滑动至上锯齿槽131的上端位置，由于上锯齿槽131的斜面的作用将使得轨迹管13会围绕自身轴线方向进行旋转。当泄压后，在第一弹簧15的弹力作用下轨迹管13上行，轨迹钉1141相对于轨迹管13向下滑动并实现位置的切换，例如轨迹钉1141从长轨迹槽132中切换至短轨迹槽133中，或者从短轨迹槽133中切换至长轨迹槽132中，或者从一个长轨迹槽132中切换至另一个长轨迹槽132中。
117.由此，本实施例中的多级液控找水开关10通过中心管12、轨迹管13、轨迹钉1141的配合，能够在打压时推动中心管12下行，在轨迹钉1141相对轨迹管13上行时，通过上锯齿槽131的斜面作用使得轨迹管13旋转，在泄压后通过第一弹簧15的弹力以及定位槽的作用使得轨迹钉1141能够实现位置的切换，使得多级液控找水开关10能够根据需要在打压后由关闭位置切换为打开位置、由打开位置切换为关闭位置或者由关闭位置切换为另一关闭位置。通过控制每组定位槽中长轨迹槽132的数量以及在初始位置时轨迹钉1141插设在长轨迹槽132还是短轨迹槽133，就能够方便控制该多级液控找水开关10在打压后的下一次状态，且可以通过多次打压实现多次状态的切换。这样，利用至少两个多级液控找水开关10便可以实现两层以及两层以上的分层找水作业，且可以进行多次变换，具有可逆性，为两层及两层以上的油井分层找水提供了有效的技术支持。
118.在具体实现方式中，如图7至图10所示，每个长轨迹槽132包括呈上下连通的第一下锯齿槽1321和竖直槽1322，每个短轨迹槽133为第二下锯齿槽，第一下锯齿槽1321和第二下锯齿槽的锯齿均朝上设置，第一下锯齿槽1321和第二下锯齿槽的锯齿齿向相同并均与上锯齿槽131的锯齿齿向相反。上锯齿槽131的齿尖与第一下锯齿槽1321或者第二下锯齿槽的斜面上下相对设置，第一下锯齿槽1321的齿尖与对应的上锯齿槽131的斜面相对设置，第二下锯齿槽的齿尖与对应的上锯齿槽131的斜面相对设置。
119.其中，轨迹钉1141具体是能够插设在长轨迹槽132的竖直槽1322中。对于上锯齿槽131、第一下锯齿槽1321和短轨迹槽133的斜面的倾斜角度并没有特殊要求，只要倾斜即可，例如本实施例中上锯齿槽131的斜面、第一下锯齿槽1321的斜面以及短轨迹槽133的斜面均与水平面呈45
°
倾斜设置。在初始位置时，轨迹钉1141可以插设在竖直槽1322或者短轨迹槽133的最下端，根据需要也可以插设在中间位置。在可能的实现方式中，为了便于加工，竖直槽1322的下端贯穿轨迹管13的底面。由于轨迹钉1141的头部一般为圆形，为了适应轨迹钉1141的形状，一般上锯齿槽131的槽底以及短轨迹槽133的槽底均为过渡弧面。
120.具体来说，由于短轨迹槽133的轴向长度小于长轨迹槽132的轴向长度，而轨迹钉1141的位置始终未变，因此当轨迹钉1141插设在长轨迹槽132中时，中心管12的上端能够覆盖第一径向孔1121，使得多级液控找水开关10关闭；当轨迹钉1141插设在短轨迹槽133中时，中心管12的上端位置能够与第一径向孔1121的位置错开，使得多级液控找水开关10打开。
121.在进行打压而推动中心管12下行时，中心管12带动轨迹管13向下移动，由于轨迹钉1141是固定不动的，轨迹钉1141相对于轨迹管13向上滑动，当压力达到一定值时，轨迹钉1141碰到对应的上锯齿槽131的斜面上，并沿着该斜面向上滑动至该上锯齿槽131的上端位置(即上锯齿槽131的齿尖)。当泄压后，在第一弹簧15的弹力作用下向上推动复位管14，进而推动中心管12和轨迹管13向上移动，此时轨迹钉1141相对于轨迹管13向下滑动，碰到下一个轨迹槽的斜面时，沿着该倾斜面向下滑动至该轨迹槽的下端位置，进而实现从一个轨迹槽切换至下一个轨迹槽，使得多级液控找水开关10切换为下一次状态。在轨迹钉1141相对于轨迹管13，沿着上锯齿槽131的斜面或者定位槽的斜面滑动时，由于轨迹钉1141与该斜面之间的作用力，将会使得轨迹管13旋转。
122.举例来说，以图9和图10中示出的共设有两组轨迹槽，n等于3，每组定位槽包括两个长轨迹槽132和一个短轨迹槽133，整个多级液控找水开关10具有四个关闭位置和两个打开位置为例，沿着轨迹管13的旋转方向(本实施例中，轨迹管13的旋转方向为图9中从轨迹管13的顶部向下看时的顺时针方向)，每组定位槽中的两个长轨迹槽132分别记作第一长轨迹槽和第二长轨迹槽。
123.若打压前轨迹钉1141位于其中一组轨迹槽的第一长轨迹槽中，而使多级液控找水开关10处于关闭位置，则一次打压后，轨迹钉1141将位于另一组轨迹槽中的短轨迹槽133中，而使多级液控找水开关10处于打开位置；若打压前轨迹钉1141位于其中一组轨迹槽的第二长轨迹槽中，而使多级液控找水开关10处于关闭位置，则一次打压后，轨迹钉1141将位于同一组轨迹槽的第一长轨迹槽中，而使多级液控找水开关10处于另一个关闭位置；若打压前轨迹钉1141位于其中一组轨迹槽的短轨迹槽133中，而使多级液控找水开关10处于打开位置，则一次打压后，轨迹钉1141将位于同一组轨迹槽的第二长轨迹槽中，而使多级液控找水开关10处于关闭位置。
124.因此，在初始位置时若轨迹钉1141插设在第一长轨迹槽中，在依次打压后多级液控找水开关10将从关闭位置先切换至打开位置，再次打压后切换为另一个关闭位置，以此关-开-关作为一个状态循环，每次打压将以此状态不断循环，实现多次状态的更换。
125.需要说明的是，在每次打压过程中不能中途泄压，否则在施工过程中很难判断多级液控找水开关10切换后的开闭状态。所以在每次打压时一次达到指定压力，使得轨迹钉1141相对于轨迹管13向上滑动至对应的上锯齿槽131的最上端，然后再泄压，便可以实现一次切换。
126.进一步地，为了便于对轨迹管13的上端进行限位，轨迹管13的上端内壁向上形成一内径扩大的第一阶梯孔，第一阶梯孔的底部孔肩能够顶靠在固定环121的底面。
127.为了便于对复位管14的上端进行固定，同时便于加工和安装，在中心管12的下部外壁开设有第一环形卡槽122，复位管14的上端内壁向上形成一内径扩大的第二阶梯孔142，第一环形卡槽122和第二阶梯孔142之间形成第一环形容置空间，在第一环形容置空间内嵌设第一卡环1221，第一卡环1221的上端面能够顶靠在轨迹管13的下端面，以对轨迹管13的下端进行限位。
128.这样，对多级液控找水开关10打压并泄压后，在第一弹簧15的弹力作用下推动复位管14和中心管12上移时，通过第一卡环1221的作用能够推动轨迹管13一起上移。且通过第一卡环1221的设置可以保证限位环141的顶面与轨迹管13的下端面之间能够留有间隙。
129.其中，一般第一卡环1221为环状的第一铁环，并在第一铁环的侧壁上开设有第一纵向切口，使得第一卡环1221本身具有一定弹性，安装在第一环形容置空间内时，整个第一铁环处于被挤压状态，进而起到对复位管14和中心管12的固定作用。
130.在实际应用中，为了便于打压时轨迹管13能够更加顺利旋转，轨迹管13的外壁与环形安装槽的槽底之间以及轨迹管13的内壁与中心管12的外壁之间均留有一定间隙，第一阶梯孔的孔壁与固定环121的外壁之间留有一定间隙，使得轨迹管13的内壁和外壁均与相邻部件存在间隙。轨迹管13的下端面与限位环141的顶面之间留有一定间隙，且固定环121和第一卡环1221之间的轴向长度大于第一阶梯孔下方的轨迹管13部分的轴向长度。
131.这样，在轨迹管13移动时，只有轨迹管13的上部(具体是第一阶梯孔的底部孔肩)或者其下端面与相邻部件贴合。在轨迹管13向下移动时，第一阶梯孔的底部孔肩与固定环121的底面贴合，当轨迹管13向上移动时轨迹管13下端面与第一卡环1221的上端面贴合，进而保证轨迹管13能够更加方便旋转。
132.在具体实现过程中，为了便于单向阀能够实现液体从外向内流动，在第一外管11的上端外壁向外凸设形成过流凸环，在过流凸环的下部侧壁内开设有至少一条沿其轴向延伸的轴向通道11221，轴向通道11221贯穿过流凸环的底面，在每条轴向通道11221的上方设有一单向阀。
133.这样，各轴向通道11221的下端与第一外管11外部连通，外部液体能够从轴向通道11221的下端进入，经单向阀的单向导通作用和第一径向孔1121后进入中心管12的内腔。轴向通道11221的数量与单向阀的数量相同，例如本实施例中共设有三条轴向通道11221。
134.进一步地，由于对多级液控找水开关10进行打压想要切换状态时，中心管12推动轨迹管13向下移动，且中心管12向下移动时需要克服第一弹簧15的弹力，因此，通过控制第一弹簧15的弹力大小可以控制中心管12何时向下移动，进而来控制打压到多少压力值时多级液控找水开关10才能实现切换状态。但是弹簧的稳定性较差，对弹簧的弹力进行调节存在误差，若更换新的弹簧相对繁琐。
135.因此，为了能够更加方便调节多级液控找水开关10实现切换状态时的打压力大小，如图1和图2所示，在第一外管11的外壁且位于过流凸环和环形安装槽之间从上至下依次套设有调节管16、第二弹簧17和垫环18，调节管16的上端内壁与第一外管11的外壁螺纹固定，调节管16的下部内壁向下形成一内径扩大且贯穿其底面的第三阶梯孔161，第二弹簧17和垫环18的上部均插设在第三阶梯孔161内，第二弹簧17的两端分别顶抵在第三阶梯孔161的顶部孔肩和垫环18的顶面上。
136.垫环18的下部内壁向下形成一内径扩大的阶梯环181，垫环18的内壁且位于阶梯环181的上方为向下渐扩的锥面。在第一外管11的上部侧壁且对应垫环18的位置沿其周向均匀开设有至少两个第二径向孔1123，在中心管12的上部外壁开设有环形容纳槽123，环形容纳槽123的上侧槽壁为向上渐扩的锥面。在每个第二径向孔1123内嵌设一调节球11231，调节球11231的外侧顶靠在垫环18的锥面上，且调节球11231的内侧能够插设在环形容纳槽123中。
137.其中，对于第二径向孔1123的数量根据需要而定，例如本实施例中共对称设有两个，以保证各调节球11231能够对垫环18均匀施力。通过调节调节管16与第一外管11螺纹连接的旋拧位置便可以方便调节第二弹簧17的弹力大小。
138.在初始位置时，在第二弹簧17的弹力作用下垫环18的锥面一直抵压在调节球11231上，使得调节球11231的内侧插设在环形容纳槽123中。当进行打压时，液体推动中心管12先克服第一弹簧15的弹力并向下移动，向下移动至环形容纳槽123的上侧锥面抵靠在调节球11231上时，环形容纳槽123的上侧锥面对调节球11231产生向外的力。继续打压到一定值时，使得调节球11231被径向向外顶出，此时调节球11231对垫环18产生向上的力，使得垫环18向上移动并压缩第二弹簧17。当调节球11231被向外顶出后便脱离环形容纳槽123，使得中心管12能够继续下移，并推动轨迹管13继续下移，在泄压后便可实现状态切换。上述的阶梯环181能够防止调节球11231被顶出后跑出，对调节球11231起到一定的限位和保护的作用。
139.因此，通过调节管16、第二弹簧17、垫环18和调节球11231的配合，通过调节调节管16的旋拧位置便可以方便调整第二弹簧17的压紧力，进而间接调节调节球11231能够被中心管12顶出的作用力大小，以调节中心管12继续下移所需要的的压力值，实现通过调节调节管16来调节多级液控找水开关10实现切换状态时的打压力大小。
140.在实际使用时，轨迹钉1141与上锯齿槽131的槽底之间的轴向距离要大于环形容纳槽123的上侧锥面能够与调节球11231接触的移动距离，以保证调节球11231被顶出之前，轨迹钉1141不会碰到上锯齿槽131的倾斜面，进而保证在达到一定压力值使得调节球11231被顶出之前，轨迹管13并不会切换工作位置。另外，复位管14的下端面与环形安装槽的下侧槽壁之间的移动距离要小于轨迹钉1141与上锯齿槽131的槽底之间的轴向距离，避免打压时力太大而压弯轨迹钉1141。
141.进一步地，为了便于加工和安装，第一外管11包括从上至下依次固定的第一接管111、第二接管112、第三接管113、第四接管114和第五接管115，第一接管111的下部内壁向下形成一内径扩大的阶梯管1111，第二接管112的上部外壁向外凸设形成安装凸环1122，安装凸环1122嵌设在阶梯管1111内，阶梯管1111和安装凸环1122构成过流凸环。
142.轴向通道11221开设在安装凸环1122的下部侧壁内并贯穿安装凸环1122的底面，单向阀设在安装凸环1122的上部侧壁内，第一径向孔1121开设在第二接管112的上部内壁上，第二接管112的上端外壁与第一接管111的内壁密封接触。第二径向孔1123开设在第二接管112的下部侧壁上，调节管16、第二弹簧17和垫环18均套设在第二接管112上。第四接管114的内径大于第三接管113的内径和第五接管115的内径，第三接管113的底面、第四接管114的内壁和第五接管115的顶面之间构成环形安装槽，轨迹钉1141插设在第四接管114上。
143.具体地，一般阶梯管1111的下部内壁与安装凸环1122的外壁螺纹连接，第二接管112的下部外壁与第三接管113的上端内壁螺纹连接，第三接管113的下端内壁与第四接管114的上端外壁螺纹连接，第四接管114的下端内壁与第五接管115的上端外壁螺纹固定。为了保证打压时的密封性，在第一接管111的上部内壁、阶梯管1111的内壁、中心管12的上端外壁以及中心管12的下端外壁分别开设有凹槽，并在每个凹槽中分别套设密封圈。
144.进一步地，为了便于上述的单向阀的加工和安装，如图1、图2、图4和图5所示，在安装凸环1122的上部外壁沿第二接管112的径向形成有至少一个限位槽11222，限位槽11222的数量与轴向通道11221的数量相同。轴向通道11221的上端与限位槽11222相连通，第一径向孔1121开设在限位槽11222的槽底上，在限位槽11222内嵌设一阀球11223，阀球11223的直径大于轴向通道11221的直径和第一径向孔1121的直径，轴向通道11221和其顶部口处覆
盖的阀球11223构成上述的单向阀。
145.其中，上述限位槽11222沿第二接管112的轴向长度大于阀球11223的直径，以便于外部液体进来后能够顺利向上顶开阀球11223。当多级液控找水开关10处于打开位置时，阀球11223在重力作用下封堵轴向通道11221，在利用抽油泵60采油之前，第一外管11的内腔中即便有液体，液体进入第二径向孔1123后由于阀球11223的阻挡作用也无法进入轴向通道11221而流出。利用抽油泵60进行采油时，液体进入轴向通道11221后，能够顶开阀球11223，然后经第一径向孔1121流入第一外管11的内腔，进而通过阀球11223与轴向通道11221的顶部口的配合就可以起到单向导通的作用。
146.进一步地，如图12至图14所示，本实施例中还提供一种多级反复分层找水管柱，包括：
147.分层管柱，分层管柱包括从上至下顺序连接的丢手封隔器30、至少两个上述的多级液控找水开关10以及丝堵50，在相邻两个多级液控找水开关10之间连接一堵水封隔器40，至少两个多级液控找水开关10中仅有一个处于打开位置；
148.以及能插设在分层管柱内的生产管柱，生产管柱包括抽油泵60。
149.其中，一般上述的堵水封隔器40采用液力式封隔器，例如y341封隔器，具体结构为现有技术，在此不再赘述。多级液控找水开关10的个数、多级液控找水开关10的级数以及实际需要对油井进行划分的层数相同，例如，图12中示出的需要实现三层找水时，则管柱中共设有三个多级液控找水开关10，上述的n等于3，每组定位槽中包括两个长轨迹槽132，具体多级液控找水开关10的个数根据需要而定，本实施例仅为举例说明。
150.无论在哪个状态，至少两个多级液控找水开关10中都仅有一个处于打开位置，其余均处于关闭位置，以保证在同一时间只有一个多级液控找水开关10处于打开位置，为分层找水提供了有效的技术支持。具体哪个多级液控找水开关10先处于打开位置或者关闭位置，哪个多级液控找水开关10通过打压后而处于打开位置或者关闭位置，根据采油时想先开采哪个油层而定。
151.更具体地，在使用时，先利用油管携带分层管柱下入指定位置，进行打压，使得丢手封隔器30和堵水封隔器40坐封，以将不同的生产层分隔开。此时由于进行了打压，各多级液控找水开关10的开关状态将实现第一次变化。
152.然后进行丢手作业，完成丢手并向上提出上部的油管后，再下入生产管柱，利用油管携带抽油泵60下入分层管柱中，利用抽油泵60的抽吸作用便可以对此时处于打开位置的多级液控找水开关10所对应的生产层进行开采。
153.当需要进行换层时，在井口连接管线套管打压，打压至一定压力(例如20mpa)时，各多级液控找水开关10的开关状态将实现再一次变化。抽油泵60恢复工作后，就会按照预定的顺序开启下一生产层的生产。若后期还需要换层，可以再次打压，整个换层操作可逆，且整个管柱可以实现多次换层。
154.由此，本实施例中的多级反复分层找水管柱通过各多级液控找水开关10的相互配合，能够适用于层数多(大于等于两层)、且层位确定的生产直井，可以实现多级分层找水(两层及以上)的生产需求，并且该管柱找水顺序可以自定义，同时找水顺序可以多次循环，尤其适用于多级分层开采的直井。整个管柱可以在丢手封隔器30和堵水封隔器40坐封、丢手封隔器30丢手后，提出上部油管，直接下入生产管柱开始生产，如需要切换生产层位，无
需对管柱任何作业，直接泵车套管打压换层即可，且各层生产可以反复切换，操作更加简便，能够更好地进行分层找水和开采。
155.在实际使用过程中，对于较深的井来说，若井筒内液面高度小于井筒深度(即井筒内非满液的情况)，在下入整个管柱时，由于有一个多级液控找水开关10是处于打开位置的，套管内的液体会通过该多级液控找水开关10进入管柱内腔，管柱下入到一定深度后，管柱内腔的液面快速升高，管柱内部与油套环空的压力将存在较大的压力差，压差达到一定程度后可能导致管柱较难下入，还可能导致各封隔器存在中途坐封的风险。
156.因此，为了保证管柱能够顺利下入到指定位置，同时避免各封隔器出现中途坐封，如图12、图15和图16所示，多级分层找水管柱还包括连接在丢手封隔器30上方的坐封工具20，坐封工具20包括竖直设置的第二外管21，第二外管21中段的内腔直径小于第二外管21上段内腔和第二外管21下段内腔的直径。在第二外管21的中段内壁固定有底堵22，在第二外管21的中段侧壁且位于底堵22的上方开设有多个第三径向孔2121。在第二外管21的中段侧壁内开设有沿其轴向延伸的轴向过流孔2122，轴向过流孔2122的两端分别与第二外管21的上段内腔和第二外管21的下段内腔相连通。在第二外管21的中段内腔顶端能够坐落一密封球，密封球的直径大于第二外管21中段内腔的内径小于第二外管21上段内腔的内径。
157.其中，一般轴向过流孔2122设置一个即可。在下入管柱时，由于有一个多级液控找水开关10是处于打开位置的，套管内的液体会通过该多级液控找水开关10进入管柱内腔，进入的液体向上经轴向过流孔2122后，又会从第三径向孔2121流出到油套环空中，保证管柱内与油套环空基本没有压差。
158.这样，管柱下入到指定位置后，向管柱内投入密封球，该密封球将封堵第二外管21中段的内腔，避免打压时液体从第三径向孔2121流出。进行打压时，液体将通过轴向过流孔2122传递到下部的丢手封隔器30、堵水封隔器40和各多级液控找水开关10的内腔中。因此，通过坐封工具20的设置既能够保证了管柱的顺利下入，也避免了因压差较大而导致各封隔器中途坐封的风险；又能够通过投球的方式，在打压时保证能够正常起压，实现管柱的顺利坐封。
159.在实际应用中，为了便于加工和安装，如图15所示，第二外管21包括从上至下顺序连接的上接管211、中间接管212和下接管213，上接管211、中间接管212和下接管213分别构成第二外管21的上段、中段和下段。第三径向孔2121和轴向过流孔2122均开设在中间接管212上，底堵22固定在中间接管212的下端内壁，密封球能够坐落在中间接管212的上端口处。
160.一般上接管211的下端内壁与中间接管212的上端外壁螺纹连接，中间接管212的下端外壁与下接管213的上端内壁螺纹连接，底堵22的外壁与第二接管112的下端内壁螺纹固定。为了避免上接管211、中间接管212和下接管213之间相对转动，在上接管211的下端侧壁和中间接管212的上端外壁之间以及中间接管212的下端外壁和下接管213的上端侧壁之间分别插设有防转销钉。为了保证打压以及过液时的密封性，在上接管211的下端内壁、下接管213的上端内壁以及底堵22的外壁分别设有凹槽，并在每个凹槽中分别套设密封圈。
161.另外，为了保证投球时密封球能够居中，提高密封性，中间接管212的上端内壁为向上渐扩的锥面。
162.进一步地，为了便于丢手封隔器30实现稳定坐封以及方便丢手，如图17至图30所
示，丢手封隔器30包括：
163.上层管31，在其上端外壁向外凸设形成进液凸环，在进液凸环的侧壁内形成贯穿其底面的环形通道；在环形通道内密封嵌设有滑套32，滑套32的下端伸出环形通道的下端口，在上层管31的内壁开设有与环形通道连通的第一进液孔3112；在上层管31的下端沿其周向间隔设有多个爪簧3132，爪簧3132下端外侧设有向外凸起的第一圆弧形凸棱3134，在上层管31的下部内壁且位于爪簧3132的上方向上形成一内径缩小的第一限位台阶3131，上层管31下部外壁且位于爪簧3132的上方向下形成一外径扩大的第二限位台阶；
164.下层管33，位于上层管31的下方，下层管33的上端套设在上层管31的下端外侧，且第一圆弧形凸棱3134的外壁与下层管33的上端内壁螺纹固定；
165.内管34，密封套设在上层管31内，内管34的上端通过丢手钉315与上层管31连接，在内管34的上部侧壁开设有能够与第一进液孔3112导通的第二进液孔3421，在内管34的下部外壁且位于第一限位台阶3131的下方向外凸设形成一支撑环344，支撑环344的外壁径向抵压在爪簧3132的下端内壁上，内管34的下端外壁与下层管33的上端内壁密封接触；
166.上坐封活塞机构35，套设在下层管33的上部外侧并通过坐封销钉355与下层管33连接，且上坐封活塞机构35的上端伸出下层管33的上端，滑套32的下端面抵靠在上坐封活塞机构35的上端面上；在上坐封活塞机构35和下层管33之间设有止退环333，止退环333的内侧固定于下层管33的外壁，止退环333的外侧能轴向呈向上单向移动地套设于上坐封活塞机构35上；
167.胶筒封隔机构36，套设在上坐封活塞机构35上；
168.卡瓦机构37，套设在下层管33的中部外侧，卡瓦机构37包括能径向移动地多个双向卡瓦371；
169.以及下坐封活塞机构38，套设固定在下层管33的下部外侧。
170.具体而言，在使用时坐封过程如下：向内管34中打压，液体经第二进液孔3421和第一进液孔3112进入滑套32顶面和环形通道顶部之间的间隙内，由于滑套32与环形通道内壁密封接触，液体进入该间隙后，一部分液体推动滑套32向下移动，滑套32向下推动上坐封活塞机构35，坐封销钉355被剪断，上坐封活塞机构35推动胶筒封隔机构36一起向下移动，上坐封活塞机构35向下移动过程中向下推动多个双向卡瓦371。
171.另一部分液体推动上层管31向上移动，上层管31带动内管34和下层管33上移，下层管33带动下坐封活塞机构38上移，下坐封活塞机构38向上移动过程中向上推动多个双向卡瓦371。从而在上坐封活塞机构35和下坐封活塞机构38的双向推动下，驱使多个双向卡瓦371径向向外伸出支撑到套管内壁形成锚定。止退环333的设置可以有效保证整个下层管33向上移动后不会后退，防止解卡现象。当液压再加大时，上坐封活塞机构35推动胶筒封隔机构36实现胶筒封隔机构36的坐封。
172.坐封完毕后开始进行丢手作业，丢手过程如下：上提内管34，当压力达到一定值时丢手钉315剪断，此时上层管31与内管34之间的固定解除，在上提内管34的过程中，内管34带着支撑环344一起上移。在内管34上移之前由于支撑环344的外壁径向抵压在爪簧3132的下端内壁，使得各爪簧3132并没有收拢空间；当支撑环344上移一定距离后，便不再抵压各爪簧3132的下端内壁，使得各爪簧3132的下端向内具有收拢空间。
173.当支撑环344上移至其上端面抵靠在第一限位台阶3131上时，将推动上层管31一
起上移，当上提力达到一定值时，便能够将第一圆弧形凸棱3134与下层管33上端内壁的螺纹连接脱开，当上层管31继续向上移动至第二限位台阶抵靠在滑套32上时，便能够推动滑套32一起上行，进而实现一起将内管34、上层管31和滑套32提出，下层管33、上坐封活塞机构35、胶筒封隔机构36、卡瓦机构37以及下坐封活塞机构38(构成丢手工具串)留在井内，实现丢手。整个丢手封隔器30设计有双向卡瓦371，能够有效方式丢手工具串在受压情况下上顶下窜，保证了坐封的稳定性。
174.需要说明的是，在丢手封隔器30随管柱下入套管后，井口位置是不动的，即整个管柱的上端位置是不动的，但是由于整个管柱很长，下入管柱后在重力的作用下，整个管柱的长度相较于原始设计长度而言是有所伸长的。一般丢手封隔器30的上端(具体是内管34的上端)连接有油管一起下入，在对向内管34中打压时，一方面由于上层管31受到液体向上的作用力，推动内管34上移；另一方面丢手封隔器30上方连接的油管由于鼓胀效应也会拉动内管34上行。使得内管34、上层管31、下层管33和下坐封活塞机构38均会向上移动，以向上推动多个双向卡瓦371。因此，在打压后整个管柱的长度相对于打压前的长度是有所缩短的。
175.在具体实现过程中，为了便于上层管31的加工和安装，如图17至图20所示，上述的上层管31包括从上至下顺序固定的限位管311、衬管312和固定管313，限位管311的上端向外凸设形成限位凸缘3111，在限位管311的下部外壁间隔套设有液缸套314，液缸套314的上端与限位凸缘3111固定，限位管311突出衬管312外壁的部分以及液缸套314构成进液凸环，液缸套314的内壁与限位管311的下部外壁和衬管312的上部外壁之间构成环形通道。限位凸缘3111通过丢手钉315与内管34连接，第一进液孔3112开设在限位管311的下部管壁上，第一限位台阶3131形成在固定管313的上部内壁上，固定管313的上端面构成第二限位台阶，爪簧3132形成在固定管313的下端。
176.一般限位凸缘3111的外壁与液缸套314的上端内壁螺纹连接，限位管311的下端内壁与衬管312的上端外壁螺纹连接，衬管312的下端外壁与固定管313的上端内壁螺纹连接。为了保证打压时的密封性，在限位凸缘3111的下部外壁、滑套32的上端外壁以及滑套32的下部内壁分别开设有凹槽，并在每个凹槽中分别套设密封圈。
177.更详细地，上述的多个爪簧3132能够在丢手封隔器30处于初始位置时，实现上层管31和下层管33的固定，并配合坐封销钉355的作用能够保证下层管33、上坐封活塞机构35、胶筒封隔机构36、卡瓦机构37以及下坐封活塞机构38不会自动向下移动，起到固定的作用。如图19和图20所示，固定管313的下部管壁上沿其周向环设有多条间隔设置的透槽3133，透槽3133向下延伸至固定管313的底部，相邻两个透槽3133之间的固定管313管壁部分弹性向外突设形成爪簧3132。
178.其中，上述透槽3133所在的直线方向与固定管313的轴线方向平行，爪簧3132的数量根据实际需要进行选择，本发明对此不进行限定。在可能的实现方式中，爪簧3132下端内侧设有向内凸起的第二圆弧形凸棱3135，支撑环344的外壁径向抵压在第二圆弧形凸棱3135外侧。
179.进一步地，为了便于内管34的加工和安装，如图17、图18、图21和图22所示，上述的内管34包括从上至下顺序固定的上内管341、中间内管342和下内管343，上内管341通过丢手钉315与上层管31连接，第二进液孔3421开设在中间内管342的上部管壁，支撑环344套设
固定在下内管343的外侧，下内管343的下端外壁与下层管33的上端内壁密封接触。
180.一般上内管341的下端内壁与中间内管342的上端外壁螺纹固定，中间接管212的下端内壁与下内管343的上端外壁螺纹固定。为了保证打压时的密封性，在中间内管342的上部外壁且位于第二进液孔3421的上方、中间内管342的中部外壁且位于第二进液孔3421的下方、下内管343的上端外壁且位于第二环形卡槽3431的上方以及下内管343的下端外壁分别开设有凹槽，并在每个凹槽中分别套设密封圈。
181.在实际应用中，为了便于对支撑环344进行固定，同时便于加工和安装，在下内管343的上部内壁开设有第二环形卡槽3431，在支撑环344的上端内壁向上形成一内径扩大的第四阶梯孔，第二环形卡槽3431和第四阶梯孔之间形成第二环形容置空间，在第二环形容置空间内嵌设第二卡环345。在下内管343的下部外壁且位于支撑环344的下方向下形成一外径扩大的第三限位台阶3432。
182.一般上述的第二卡环345为环状的第二铁环，并在第二铁环的侧壁上开设有第二纵向切口，使得第二卡环345本身具有一定弹性，安装在第二环形容置空间内时，整个第二铁环处于被挤压状态，进而起到对支撑环344上端限位的作用。当然，上述的支撑环344也可以采用其他的方式固定在下内管343上，只要在丢手作业是能够跟随下内管343一起上移即可，本实施例仅为举例说明。
183.这样，第二卡环345和第三限位台阶3432能够起到对支撑环344的两端限位固定的作用。在进行丢手作业时，当上层管31与内管34之间的固定解除后，在内管34继续上移过程中，带着第三限位台阶3432一起上移，当第三限位台阶3432抵靠在支撑环344的下端面时，便能够推动支撑环344一起上移。
184.另外，下内管343的内径小于中间内管342的内径，下内管343能够构成一球座。这样，整个丢手封隔器30也可以单独使用也可以配合无球座管柱使用，在使用时通过投球的方式实现憋压，进行打压后便可以实现丢手封隔器30的坐封。之后进行丢手作业时，在上提内管34并推动上层管31一起上移时，当第二限位台阶顶靠在滑套32上时，由于滑套32上端外壁的密封圈已经位于液缸套314的下方，此时滑套32外壁与液缸套314之间不再密封，因此，第二进液孔3421、第一进液孔3112便可以与外部连通而形成泄压通道，将内管34、上层管31和滑套32(三者构成丢手管柱)一起上提出来时，丢手管柱内的水将会经泄压通道排到油套环空内，不会在丢手管柱内存水，更便于上提丢手，且不会给起管柱造成井口水污染。
185.在具体实现过程中，进行丢手作业时若仅采用直接上提内管34的方式，通过增大上提力将第一圆弧形凸棱3134与下层管33上端内壁的螺纹连接脱开，对于较深的直井来说，由于整个管柱较沉，此种方式则需要很大的上提力。而作业机的最大负荷有限，当需要的上提力特别大的存在安全风险。
186.因此，为了在丢手作业时能够减少上提力，第二进液孔3421为长圆孔，且长圆孔的长轴方向沿内管34的轴向延伸。在限位管311的下部管壁且位于第一进液孔3112的下方径向插设有连接钉316，连接钉316的内侧端部插设在长圆孔中。上内管341的下端内壁与中间内管342的上端外壁之间、中间接管212的下端内壁与下内管343的上端外壁之间、限位凸缘3111的外壁与液缸套314的上端内壁之间、限位管311的下端内壁与衬管312的上端外壁之间以及衬管312的下端外壁与固定管313的上端内壁之间均采用右旋螺纹连接。第一圆弧形凸棱3134的外壁与下层管33的上端内壁之间采用左旋螺纹连接。
187.这样，进行丢手时，可以边上提边旋转内管34，在上提内管34过程中丢手钉315被剪断。在对内管34旋转时对其向右旋拧，此时上内管341旋转带动中间内管342和下内管343旋转，由于连接钉316的存在，中间内管342的旋转带动限位管311一起旋转，限位管311将带动液缸套314和衬管312一起旋转，衬管312带动固定管313一起旋转。由于除了第一圆弧形凸棱3134的外壁与下层管33的上端内壁之间为左旋螺纹之外，其余部件的螺纹连接均为右旋螺纹，因此，在对内管34右旋时，其余部件之间的螺纹连接会越拧越紧，而第一圆弧形凸棱3134的外壁与下层管33的上端内壁之间的螺纹将会越拧越松，直至第一圆弧形凸棱3134与下层管33上端内壁的螺纹连接脱开。
188.因此，通过连接钉316的设置以及对右旋螺纹和左旋螺纹的区分设置，能够通过边上提边旋转的方式实现丢手，大大降低了上提力，更有利于丢手操作。
189.在实际使用时，一般对于浅井而言，由于管柱长度短，作业机负荷吨位小，可以直接选择上提丢手的方式，利用爪簧3132的形变使得丢手封隔器30完成丢手；对于深井而言，可以选择边上提边右旋旋转丢手的方式，利用爪簧3132和下层管33内壁的左旋螺纹完成丢手，由于管柱较长本身已经较重，该方式可以减少作业机作业吨位负荷，只需要增大径向扭矩，就可以实现封隔器丢手。
190.由此，本实施例中的丢手封隔器30具有双丢手方式，可以根据井筒的深浅以及管柱的悬重等因素来选择合适的丢手方式，操作更加灵活。
191.进一步地，如图17、图18和图23所示，上述的上坐封活塞机构35包括从上至下顺序设置的第一挡套351、胶筒芯轴352、第二挡套353和上锥体354，滑套32的下端面抵靠在第一挡套351的上端面，第一挡套351的下端内壁与胶筒芯轴352的上端外壁螺纹连接。上锥体354的上部呈管状且间隔地环绕在下层管33上，该间隔形成环形容置区域3541，胶筒芯轴352的下端伸入环形容置区域3541内并与环形容置区域3541的底部留有一定移动距离。
192.胶筒芯轴352的下端通过坐封销钉355与下层管33连接，止退环333设在胶筒芯轴352和下层管33之间。第二挡套353套设在胶筒芯轴352的下端外侧并与上锥体354的上端外壁螺纹固定，上锥体354的下端外壁形成有倒锥形面，双向卡瓦371的上端设有与倒锥形面相配合的斜面。胶筒封隔机构36套设在胶筒芯轴352上，且胶筒封隔机构36的两端分别顶抵在第一挡套351的下端以及第二挡套353的上端。
193.其中，胶筒芯轴352的内径大于固定管313的外径。为了在丢手后便于后续的打捞作业，上述的第一挡套351的上端内壁为向上渐扩的锥面，以便于后续进行打捞时打捞工具更方便下入丢手封隔器30内部。在可能的实现方式，在第一挡套351的管壁开设有排气孔3511，以便于滑套32向下滑动时更加顺利。
194.如此，进行打压坐封时，当液体推动滑套32下移时，滑套32向下推动第一挡套351，第一挡套351向下推动胶筒芯轴352，坐封销钉355被剪断，第一挡套351推动胶筒芯轴352、胶筒封隔机构36、第二挡套353和上锥体354向下移动，上锥体354向下推动多个双向卡瓦371，待多个双向卡瓦371坐封后，第一挡套351继续推动胶筒封隔机构36，实现胶筒封隔机构36的坐封。
195.对于上述的胶筒封隔机构36，一般包括多个套设在胶筒芯轴352上的胶筒361，在相邻两个胶筒361之间夹设有隔环362。当然，根据需要胶筒封隔机构36也可以采用其他的结构形式，本实施例中仅为举例说明。
196.进一步地，上述的下坐封活塞机构38包括下锥套，下锥套套设固定在下层管33的下部外侧，下锥套的上端外壁形成有外锥形面，双向卡瓦371的下端设有与外锥形面相配合的斜面。
197.为了便于下层管33的加工和安装，如图17、图18和图24所示，下层管33包括呈上下固定的上护管331和下护管332，上护管331的上端内壁与第一圆弧形凸棱3134的外壁螺纹固定，内管34的下端外壁与上护管331的上端内壁密封接触。止退环333设在上护管331的上部与胶筒芯轴352之间，上护管331的上部且位于止退环333的下方通过坐封销钉355与胶筒芯轴352连接。卡瓦机构37套设在上护管331的外侧，下锥套套设在上护管331的下部并与下护管332的上端固定。
198.其中，一般上护管331的下端外壁与下护管332的上端内壁螺纹固定。对于上述的止退环333，在止退环333的外侧和胶筒芯轴352的内侧设有对应的止退齿环，止退环333的侧壁上开设有第三纵向切口。对于止退环333的结构为现有技术，在此不再赘述。
199.进一步地，为了便于后续对丢手封隔器30进行打捞作业，如图17、图18、图23、图24、图25和图26所示，下锥套包括呈上下设置的下锥体381和压套382，外锥形面形成在下锥体381的上端。压套382的内壁从下向上形成有孔径依次增大的第五阶梯孔3821和第六阶梯孔3822，下锥体381的下端穿设在第六阶梯孔3822中，且第六阶梯孔3822的内壁与下锥体381的下端外壁螺纹连接。下锥体381的下端内壁为向下渐扩的锥面，下锥体381的下端面、第五阶梯孔3821的孔壁以及第五阶梯孔3821的底部孔肩之间构成环形嵌设槽。在上护管331的下端内壁向下形成一内径扩大的第七阶梯孔3311，下护管332的上部内壁向上形成一内径扩大的第八阶梯孔；第七阶梯孔3311的顶部孔肩、第七阶梯孔3311的孔壁、第八阶梯孔的孔壁以及第八阶梯孔的底部孔肩之间构成环形滑槽，在下护管332的上部侧壁开设有与环形嵌设槽和环形滑槽连通的嵌设孔。
200.下层管33还包括密封套设在下护管332内的打捞管334，打捞管334的内壁设有内螺纹，打捞管334的外壁向外凸设形成阻挡环3341，阻挡环3341嵌设在环形滑槽内并正对嵌设孔设置。在嵌设孔内嵌设有锁块335，锁块335的外侧嵌设在环形嵌设槽中，锁块335的顶部外侧形成有与下锥体381的下端锥面相配合的斜面，阻挡环3341的外壁径向抵压在锁块335的内侧。在上护管331的下部内壁且位于打捞管334的上方向上形成一内径缩小的第四限位台阶3312，在上护管331的上部外壁向下形成一外径扩大的第五限位台阶3313，在胶筒芯轴352的上部内壁向上形成一内径缩小的第六限位台阶3521。
201.其中，一般止退环333固定在上护管331的上部外壁且位于第五限位台阶3313的上方。为了避免下锥体381与压套382之间发生转动，在下锥体381的下部外壁和压套382的上部侧壁之间插设有防转销钉。为了保证打压时的密封性，在上护管331的上部外壁且位于第五限位台阶3313和坐封销钉355之间、打捞管334的上端内壁且位于环形滑槽的上方以及打捞管334的下端内壁且位于环形滑槽的下方分别开设有凹槽，并在每个凹槽中分别套设密封圈。
202.一般在下护管332的下部内壁向下形成一内径扩大的限位部，打捞管334的下端面抵靠在该限位部上，以对打捞管334实现限位。当然，也可以在打捞管334与下护管332之间通过打捞销钉固定，在打捞上提时，该打捞销钉被剪断，打捞管334上行。
203.这样，通过锁块335的设置能够实现下锥套与下层管33的固定。在进行打捞时，若
下锥套和下层管33之间通过螺钉或者螺纹连接等方式固定，打捞时若直接上提下层管33，将会使得下锥体381向上推动双向卡瓦371，若直接向下推上坐封活塞机构35，又会使得上锥体354向下推动双向卡瓦371，较难实现打捞。
204.而本实施例中利用锁块335对下锥套和下层管33进行固定，在打压坐封时，液体推动上层管31上移时，带动内管34的下层管33一起上移，由于锁块335的存在，下层管33将带动下锥套一起上移，使得下锥体381向上推动多个双向卡瓦371。
205.在完成丢手作业，后续需要对丢手封隔器30进行打捞时，向下层管33中下入打捞工具，打捞工具下入至打捞管334的位置时与打捞管334螺纹固定，然后开始上提打捞工具，打捞工具带着打捞管334一起上移。当阻挡环3341向上移动至锁块335的上方时便不再抵压锁块335，使得锁块335具有一定的径向活动空间。当打捞管334上移至其上端面顶靠在第四限位台阶3312上时，将推动上护管331上移，上护管331带着下护管332一起上移，此时下锥体381的下端锥面将会对锁块335产生向内的力，使得锁块335向内侧移动，锁块335的内侧将嵌设在环形滑槽中，其外侧将脱离环形嵌设槽，进而使得下锥套与下层管33之间的固定解除。
206.继续上提打捞工具，整个下层管33继续上移，并带着止退环333一起上移，当第五限位台阶3313顶靠在第六限位台阶3521上时，下层管33将推动胶筒芯轴352上移，胶筒芯轴352带动第一挡套351上移，胶筒封隔机构36回弹，实现胶筒封隔机构36的解封。胶筒封隔机构36回弹后上锥体354也会向上拔出，不再向下推动双向卡瓦371。由于锁块335不再顶靠下锥体381，在下锥套的重力作用下，下锥体381将与双向卡瓦371分开，不再向上推动双向卡瓦371。由此，通过锁块335的设置，能够在打捞时将上锥体354和下锥体381与双向卡瓦371脱开，进而实现卡瓦机构37的解封，继续上提打捞工具，便可以将丢手封隔器30全部打捞出来。
207.因此，本实施例中的丢手封隔器30在打捞时通过设置有打捞管334，采用内打捞方式解封，打捞上提即可，简单方便。
208.进一步地，卡瓦机构37包括套设在下层管33外侧的卡瓦座，多个双向卡瓦371能够卡设在卡瓦座上并能自卡瓦座径向向外伸出。
209.对于卡瓦座和双向卡瓦371的结构为现有技术，详细来说，如图17、图18以及图27至图30所示，卡瓦座呈管状并间隔套设在上层管31的外侧，该间隔与上层管31的外壁构成卡瓦槽。在卡瓦座的管壁上沿其周向间隔设有多组方孔，方孔的组数与双向卡瓦371的个数相同，每组方孔包括呈上下间隔设置的上方孔3721和下方孔3722。在卡瓦座的上端内壁向上形成一内径缩小的第七限位台阶3723，在卡瓦座的下端内壁向下形成一内径缩小的第八限位台阶。
210.每个双向卡瓦371的中部外壁向内凹设形成内凹槽3711，双向卡瓦371嵌设在卡瓦槽内，且双向卡瓦371的上端(即内凹槽3711上方的双向卡瓦371部分)卡设在上方孔3721中，双向卡瓦371的下端(即内凹槽3711下方的双向卡瓦371部分)卡设在下方孔3722中，并在内凹槽3711与卡瓦座的内壁之间夹设有弹簧片。在上锥体354的下部外壁向下形成一外径扩大的第九限位台阶，在下锥套的上部外壁向上形成一外径扩大的第十限位台阶，上锥体354的下端伸入卡瓦槽的上部，且第九限位台阶顶靠在第七限位台阶3723上。下锥套的上端伸入卡瓦槽的下部，且第八限位台阶顶靠在第十限位台阶上。
211.其中，一般为了便于加工和安装，卡瓦座包括呈上下固定的卡瓦罩372和第三挡套373，卡瓦罩372的下端内壁与第三挡套373的外壁螺纹固定，第三挡套373的上端面构成上述的第八限位台阶，上方孔3721和下方孔3722开设在卡瓦罩372上，第七限位台阶3723形成在卡瓦罩372的上端内壁。上述的第十限位台阶具体是形成在下锥体381的上部外壁。
212.这样，在打压坐封时，上锥体354的倒锥形面抵压在双向卡瓦371上端的斜面上，下锥体381的外锥形面抵压在双向卡瓦371下端的斜面上，进而使得双向卡瓦371的上端和下端均能自卡瓦座径向向外平移打开，实现坐封。
213.以上仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。