[发明专利]一种机械式智能井井下解码装置及方法

权利要求书

1.一种机械式智能井井下解码装置，其特征在于：该装置包括解码模块和导通模块；所述解码模块与所述导通模块经液路连接；

所述解码模块包括解码壳体、第一柱塞、第二柱塞、第三柱塞、第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧、第一控制管线、第二控制管线和第三控制管线；所述解码壳体内设置有两平行设置的隔板，两所述隔板之间、所述隔板与所述解码壳体壁面之间形成三个容纳腔；所述第一柱塞、第二柱塞和第三柱塞分别设置在一个所述容纳腔内，所述第一柱塞位于所述第二柱塞和第三柱塞之间；在所述第一柱塞的容纳腔内，所述第一柱塞左端部与该容纳腔左端部之间具有第一左压力腔，所述第一左压力腔与所述第一控制管线连通，所述第一柱塞右端部与该容纳腔右端部之间具有第一右压力腔，位于所述第一右压力腔内设置有所述第一弹簧；同理，在所述第二柱塞的容纳腔内，具有第二左压力腔和第二右压力腔，所述第二左压力腔与所述第二控制管线连通，所述第二右压力腔内设置有所述第二弹簧；在所述第三柱塞的容纳腔内，具有第三左压力腔和第三右压力腔，所述第三左压力腔与所述第三控制管线连通，所述第三右压力腔内设置有所述第三弹簧；

靠近所述第一柱塞左端，在所述第一柱塞上设置有两第一变截面凹槽；在所述第二柱塞上设置有第二变截面凹槽，所述第二变截面凹槽位于两所述第一变截面凹槽之间；在所述第三柱塞上设置有第三变截面凹槽，所述第三变截面凹槽与所述第一柱塞上远离左端的所述第一变截面凹槽对应设置；

位于所述第一柱塞与所述第二柱塞之间的隔板上设置有用于容纳第一锁球的第一通孔，该第一通孔与所述第二变截面凹槽对应设置；位于所述第一柱塞与所述第三柱塞之间的隔板上设置有用于容纳第二锁球的第二通孔，该第二通孔与所述第三变截面凹槽对应设置；

位于所述第一柱塞的空腔内左端设置有第一通油孔，该空腔右端设置有第二通油孔；所述第一通油孔经液路与所述导通模块连接，所述第二通油孔经液压油管与所述第二控制管线连接；

位于所述第二柱塞的空腔内左端设置有第三通油孔，所述第三通油孔经液路与所述导通模块连接；

所述导通模块包括导通壳体、上柱塞、下柱塞、第一液路、第二液路、上柱塞弹簧和下柱塞弹簧；

所述导通壳体内设置有隔板，该隔板将导通壳体内分隔成两个导通腔，所述上柱塞和下柱塞分别设置在一个导通腔内；在所述上柱塞的导通腔左端设置有与所述第一液路连通的孔，所述第一液路一端与孔连接，另一端与所述第一通油孔连接，所述上柱塞的导通腔右端设置有所述上柱塞弹簧；在所述下柱塞的导通腔左端设置有与所述第二液路连通的孔，所述第二液路一端与孔连接，另一端与所述第三通油孔连接，所述下柱塞的导通腔右端设置有所述下柱塞弹簧。

2.如权利要求1所述装置，其特征在于：在所述导通壳体上壁面设置有上进油口和上出油口，所述上进油口和上出油口均与所述上柱塞的导通腔连通，所述上进油口与所述第二通油孔连接；在所述导通壳体下壁面设置有下进油口和下出油口，所述下进油口和下出油口均与所述下柱塞的导通腔连通，所述下进油口与所述第一通油孔连接。

3.如权利要求2所述装置，其特征在于：所述上柱塞的中部设置有上柱塞凹槽，所述下柱塞的中部设置有下柱塞凹槽；所述上柱塞凹槽与所述下柱塞凹槽呈对应设置，且长度相同。

4.如权利要求3所述装置，其特征在于：所述上进油口与所述上出油口之间的距离小于所述上柱塞凹槽的轴向长度，所述下进油口与所述下出油口之间的距离小于所述下柱塞凹槽的轴向长度。

5.一种基于如权利要求4所述装置的机械式智能井井下解码方法，其特征在于包括以下步骤：

1)当三条控制管线都不施加压力信号时，在三个弹簧的作用下，三个柱塞都位于解码模块的左端，三条控制管线都不导通；

2)当第三控制管线施加压力信号时，液压油进入第三左压力腔；当第三柱塞左压力腔内的压力不足以克服右端第三弹簧的推力，第二锁球座在第三柱塞、第一柱塞以及第二通孔所形成的空间内，第三柱塞保持在左端；当第三左压力腔内的压力足以克服第三弹簧的推力时，进入第三控制管线的液压油的压力推动第三柱塞向右开始移动；直到第三柱塞移动到解码模块的最右端，第二锁球进入第一柱塞与第二通孔所在的空间内，第一柱塞被第二锁球锁住，第一柱塞不能向右移动；同样，在第二控制管线上施加压力信号也不能使第二柱塞向右移动；

3)如果第二控制管线施加压力信号，此时第二柱塞的第二左压力腔有压力控制信号；但第一通孔和第二柱塞上的第二变截面凹槽所构成的空腔内容纳有第一锁球，把由第一柱塞和第三柱塞构成的解码模块体和第二柱塞锁在一起，阻止第二柱塞移动；同时第二控制管线与第一柱塞右端的空腔通过第二通油孔连接，使第一柱塞的右端也有压力信号作用，与第一弹簧一起把第一柱塞推向左端；保持第二控制管线的压力，第一控制管线内的压力不足以推动第一柱塞向右移动；

4)如果第一控制管线加压，此时第一柱塞的第一左压力腔有压力控制信号；在压力的作用下，第一柱塞克服右端第一弹簧的推力向右端移动，并覆盖与第二控制管线连接的第一柱塞右腔的第二通油孔，使第二控制管线内液压油不能再进入第一柱塞的右腔；在第一柱塞向右移动时，把第三柱塞和第一柱塞之间的第二锁球压入第三柱塞及第二通孔所在的空间里，并把第三柱塞锁住；同时第一柱塞移动到最右端，露出第一通油孔，第一柱塞上最左端的第一变截面凹槽、第二柱塞上的第二变截面凹槽和第一通孔对齐，允许第二柱塞向右移动；保持第一控制管线的压力信号，再在第二控制管线上施加压力信号，第二柱塞左压力腔内压力升高，推动第二活塞向右移动，并把第一锁球压入第二柱塞和第一通孔构成的空间内，同时露出第三通油孔；第二控制管线和第一控制管线的液压油分别经第三通油孔和第一通油孔进入导通模块；

5)如果只有与第二通油孔相连的第二液路进油，同时下进油口进油；在导通模块下部，在液压力的作用下，下柱塞克服下柱塞弹簧的作用力，推动下柱塞运动到最右端，下柱塞凹槽运动到下进油口与下出油口中间，打开下进油口与下出油口之间的通道，允许液压油由下进油口流向下出油口；但第一控制管线的油路没有打开，第一控制管线的液压油不能流入下进油口和下出油口，同样，如果只有与第一通油孔相连的第一液路进油，第二控制管线的液压油同样不能流入上进油口和上出油口；

6)当第一控制管线和第二控制管线的油路都打开，以及第一液路和第二液路同时有压力信号作用，导通模块的上柱塞和下柱塞都推向右端，打开下进油口到下出油口、上进油口到上出油口之间的液压油通道，压力信号进入下一级。