CN104100231A - 井筒自动除垢装置及其除垢方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了井筒自动除垢装置，它包括泵壳（1）、泵体、芯轴（3）、进流体头（4）、胶筒（5）、接头（6）、叶轮（7）和刮刀装置，芯轴（3）与泵体固定连接，芯轴（3）上间隔安装有叶轮（7）和刀片轮（11），刮刀装置安装于刀片轮（11）的外圆周上，进流体头（4）、胶筒（5）连通芯轴（3）的进水端，泵壳（1）的出水端依次连接压力控制阀（17）和接头（6）；还公开了其除垢方法。本发明的有益效果是：实现了利用井下气液动能转化为除垢装置工作机械能，达到自动除垢效果，缩短了除垢时间；实现了高速气液除垢和机械除垢两种除垢方式的结合。

Description

井筒自动除垢装置及其除垢方法

技术领域

本发明涉及一种利用井下气液动力转化为除垢装置除垢动力的自动除垢装置及其除垢方法。

背景技术

油气井结垢会减小气液举升过程中的过流界面，增大其流动的阻力，导致采收率降低，影响油气井的正常开发，更有甚者会堵死井筒，造成油气井的停产。目前，除垢技术主要有化学除垢和机械除垢两种方式，其中以机械除垢效果更为明显。但是现阶段的机械除垢方式具有以下缺点:刮刀片的外径固定，往往导致除垢装置下放困难，无法下入到结垢更严重的地方；遇到硬度大的垢时，容易使刀片卡住；机械带来的能耗严重，需要地面动力设备提供刮蜡器的井下除垢动力；由于除垢需要复杂的工艺，使得整个除垢周期耗费时间长；整个除垢系统设备操作复杂，给除垢带来了操作技术上的复杂性；由于以上种种原因，使得除垢效果达不到预期等等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种利用井下气液动力转化为除垢装置除垢动力的井筒自动除垢装置及其除垢方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：井筒自动除垢装置，它包括泵壳、泵体、芯轴、进流体头、胶筒、接头、叶轮和刮刀装置，所述的泵体包括设置有泵腔的主体和封盖泵腔的盖体，泵体设置于泵壳内，主体和盖体均通过销钉与泵壳固定连接，芯轴设置于泵腔内，主体和盖体上均设置有安装芯轴的轴孔，盖体上的轴孔轴向贯穿盖体，主体的轴端面和盖体上均布置有多个贯穿轴端面和盖体的通孔，芯轴的两端分别固定连接于主体和盖体上，

芯轴内部设置有轴向贯穿芯轴的流体通道A，芯轴上间隔安装有叶轮和刀片轮，

刀片轮的外圆周上均布有刀片安装孔，每个刀片安装孔内均安装有刮刀装置，泵体和泵壳上均设置有用于安装刮刀装置的通孔，所述的刮刀装置包括刮刀片、壳体和压缩弹簧，壳体上设置有径向通孔，壳体固定安装于刀片安装孔内，刮刀片沿径向安装于壳体内，刮刀片的前端部伸出壳体，壳体和刮刀片上设置有阻止刮刀片与壳体分离的限位结构，刮刀片的后端面与壳体之间设置有压缩弹簧，刮刀片上设置有贯穿刮刀片的流体通道B，芯轴和刀片轮上分别设置有沿径向延伸的流体通道C和流体通道D，流体通道A依次通过流体通道C和流体通道D连通流体通道B，

进流体头连接胶筒的一端，胶筒的另一端与泵体的盖体连接，胶筒的内腔与盖体的轴孔和盖体上的通孔连通，泵壳的出水端依次连接压力控制阀和接头。

所述的芯轴上与刀片轮相配合的部位固定安装有轮齿，刀片轮套装于轮齿上，

胶筒与盖体之间和泵体与压力控制阀之间均设置有一个过滤板。

所述的胶筒通过转接头与泵体连接，转接头一端固定连接胶筒，转接头的另一端可旋转地与泵体连接。

所述的刮刀装置还包括下井前锁住刀片、到达井底关井处受到反作用力锁扣打开的循环锁紧/解锁结构，所述的循环锁紧/解锁结构包括前端具有环形棘齿A的套管、设置于刮刀片后端的环形棘齿B和设置于壳体内的导轨，壳体包括通过螺纹连接的上壳体和下壳体，导轨设置于上壳体的内壁，套管设置于刮刀片和压缩弹簧之间，环形棘齿A和环形棘齿B均设置于导轨内。

所述的刮刀片内部设置的流体通道B包括中心流道和多个连通中心流道与外部空间的喷嘴流道，喷嘴流道包括多个射流喷嘴、一个中心直喷嘴和多个侧喷嘴，射流喷嘴布置在刮刀片的前部，射流喷嘴均与刮刀片的轴心线位于同一平面内，射流喷嘴均与刮刀片的轴心线呈14°夹角，中心直喷嘴与刮刀片的轴心线同轴设置，侧喷嘴布置在刮刀片的后部，侧喷嘴垂直于刮刀片的中心轴线，喷嘴流道直径为0.6～1.0mm

采用所述井筒自动除垢装置进行井筒除垢的方法，包括以下步骤：

S1、选择刮刀片、弹簧，并组装井筒自动除垢装置，

S2、关井，将整个除垢装置下放到井底关井位置； 

S3、当本发明除垢装置到达井底关井处时，由于受到撞击作用，除垢装置的底部受到向上的反作用力，装置上半部分由于惯性力的作用会继续向下运动一小段距离，胶筒受到两者的挤压，使得胶筒筒半径增大，减小了除垢装置与油管之间的过流界面或将油管完全堵死；

S4、除垢装置自动除垢，其包括以下子步骤：

S41、开井；

S42、地层气体或者液体通过进流体头沿着流通通道进入装置；

S43、气液经过过滤板时，由于过滤板的作用，防止了井筒气液中的大颗粒杂质使叶轮发生卡阻，以及对刮刀片中的流通通道造成堵塞；

S44、气液冲击半闭式叶轮，将地层气液动能转化为除垢装置机械能，从而驱动整个装置旋转；

S45、由于胶筒的封隔作用，气液会推动整个装置向上运动，当遇阻时，刮刀片开始工作，当刮刀片难以克服阻力除垢时，刮刀片可以改变工作半径，只去除表层的垢，减小了卡转的可能，而难以除去的垢由下一组工作半径更大的刮刀片来去除；装置的旋转和向上运动同时进行，实现了除垢装置的自动除垢；当除垢装置内的压力过高，装置尾部的压力控制阀受到挤压，大于一定值时，阀门打开，装置内的气液排除，保证装置内部的压力不会因为太高而使除垢装置损坏；

S46、气液通过通道从刮刀片中高速喷射出，既粉碎了垢，达到除垢的效果，也驱动整个装置旋转；

S47、当除垢阶段完成，除垢装置由于气流的推动作用上升到井口，取下装置，除垢完成。

所述的步骤S1包括以下子步骤：

S11、选择除垢装置所需的刮刀片，包括以下子步骤：

S111、根据结垢的厚度，选择合适工作半径的刮刀片，所述刮刀片的最大工作半径始终小于井筒的半径，

S112、根据结垢的硬度，选择刮刀片的强度，使刮刀片的强度适合井筒所结垢的强度，

S113、所述刮刀片的工作半径自上而下依次增大；

S12、选择除垢装置所需的弹簧，根据结垢的硬度，选择弹簧的强度；

S13、组装井筒自动除垢装置。

所述的步骤S13 中组装井筒自动除垢装置后，还包括以下步骤：锁住刮刀片，利用循环锁紧/解锁结构锁住刮刀片，缩小刮刀片的半径，使得下放过程中不会因为刮刀片半径过大或半径固定而引起的整个装置在井筒结垢处卡住，保证该除垢装置顺利下放到井底关井位置。

所述的步骤S2将整个除垢装置下放到井底关井位置的过程中还包括以下步骤：在下放过程中，除垢装置经过井筒结垢处时，由于井筒的过流界面变小，刮刀片受到壁面的反作用力，井壁面的垢厚度越大，则给刮刀片的反作用力就越大，当反作用力大于一定值时，会使得循环锁紧/解锁结构的锁扣打开，导致刮刀片受到弹簧力的作用；由于重力的作用，除垢装置将继续下行，原本被锁住的刮刀片会相继打开，处于工作状态。

本发明具有以下优点：

本发明克服了除垢装置刮刀片外径固定，而导致刀片容易卡住的问题。

本发明设置了胶筒，其可以在除垢装置到达井底关井位置时，受压膨胀使油管过流面积减小甚至封死，提高了液力值，实现了利用井下气液动能转化为除垢装置工作机械能，达到自动除垢效果，缩短了除垢时间；克服了现有除垢装置系统复杂，操作复杂的问题，使得井筒除垢操作变得简单。

本发明在装置两端添加过滤板，防止了因井筒气液中大颗粒杂质进入，使叶轮发生卡阻和对刮刀片中的流通通道造成堵塞的发生。

为了提高除垢能力，本发明的刮刀片上设置有与中间通道连通、允许气液高速流过的通道，实现了高速气液除垢和机械除垢两种除垢方式的结合。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图

图2 为本发明进流体头的结构示意图

图3 为本发明胶筒的正面剖视结构示意图

图4 为本发明胶筒的侧面剖视图结构示意图

图5 为本发明过滤板的剖面结构示意图

图6 为本发明叶轮的剖面结构示意图

图7 为本发明刮刀装置的刮刀片处于锁定状态时的结构示意图

图8 为本发明刮刀装置的刮刀片处于打开状态时的结构示意图

图9 为本发明的工作示意图

图中，1-泵壳，2-主体，3-芯轴，4-进流体头，5-胶筒，6-接头，7-叶轮，8-轮齿，9-刮刀片，10-流体通道A，11-刀片轮，12-压缩弹簧，13-流体通道B，14-流体通道C，15-流体通道D，16-过滤板，17-压力控制阀，18-壳体，19-中心流道，20-射流喷嘴，21-中心直喷嘴，22-侧喷嘴，23-盖体，24-转接头，25-环形棘齿A，26-套管，27-环形棘齿B，28-导轨。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1所示，井筒自动除垢装置，它包括泵壳1、泵体、芯轴3、进流体头4、胶筒5、接头6、叶轮7和刮刀装置，所述的泵体包括设置有泵腔的主体2和封盖泵腔的盖体23，主体2由筒形侧壁和密封筒形侧壁一端开口的轴端面构成，侧壁和轴端面围成一端开口的泵腔，泵腔的开口由盖体23密封，泵体设置于泵壳1内，主体2和盖体23均通过销钉与泵壳1固定连接，芯轴3设置于泵腔内，主体2和盖体23上均设置有安装芯轴3的轴孔，盖体23上的轴孔轴向贯穿盖体23，主体2轴端面上的轴孔可贯穿该轴端面，也可不贯穿该周端面，主体2的轴端面和盖体23上均布置有多个贯穿轴端面和盖体23的通孔，芯轴3的两端分别固定连接于主体2和盖体23上，优选的，芯轴3与主体2之间、芯轴3与盖体23之间可采用在芯轴3的两端均设置凸棱、在主体2和芯轴3安装芯轴3的轴孔内设置与凸棱相配合的凹槽的周向固定结构，也可采用销钉的连接结构，从而便于芯轴3与泵体和盖体23的周向传动。

芯轴3内部设置有轴向贯穿芯轴3的流体通道A10，芯轴3上间隔安装有叶轮7和刀片轮11，叶轮7和刀片轮11均固定安装于芯轴3上，如图6所示，叶轮7为半闭式叶轮7，其是将流动工质的能量转换为机械功的叶轮7机械，进而带动整个除垢装置使其旋转。在本装置中起到涡轮的作用，经过前人研究采用半闭式叶轮7为较好选择。

芯轴3上与刀片轮11相配合的部位固定安装有轮齿8，刀片轮11套装于轮齿8上，刀片轮11的外圆周上均布有刀片安装孔，每个刀片安装孔内均安装有刮刀装置，泵体和泵壳1上均设置有用于安装刮刀装置、为刮刀装置让位的通孔，

所述的刮刀装置包括刮刀片9、壳体18和压缩弹簧12，壳体18上设置有径向通孔便于流体流通，壳体18固定安装于刀片安装孔内，刮刀片9安装于壳体18内且刮刀片9沿径向设置，刮刀片9的前端部伸出壳体18，刮刀片9与壳体18间沿径向滑动连接，壳体18和刮刀片9上设置有阻止刮刀片9与壳体18分离的限位结构，刮刀片9的后端面与壳体18之间设置有压缩弹簧12。上述结构的设置使得刮刀片9可沿径向伸缩，压缩弹簧12的设置使得刮刀片9难以克服阻力除垢时，刮刀片9可以改变工作半径，只去除表层的垢，减小了由于阻力过大，而导致卡转的可能，而难以除去的垢由下一组工作半径更大的刮刀片9来去除，这样实现了除垢的目的，沿从出水端到进水端的方向，刮刀片9的工作半径逐渐增大，且最大不超过井筒半径，保证除垢工作结束后，除垢装置可以顺利回收，刮刀片9上设置有贯穿刮刀片9的流体通道B13，芯轴3和刀片轮11上分别设置有沿径向延伸的流体通道C14和流体通道D15，流体通道A10依次通过流体通道C14和流体通道D15连通流体通道B13。

如图1、图2、图3、图4所示，进流体头4连接胶筒5的一端，进流体头4通过销钉接胶筒5，进流体头4为除垢装置的下部，其作用是为气液进入除垢装置提供进口；当整个装置下到关井位置时，与关井装置发生碰撞，挤压胶筒5，胶筒5的另一端与泵体的盖体23连接，胶筒5的内腔与盖体23的轴孔和盖体23上的通孔连通，胶筒5的作用是受到进流体头4与上部装置的挤压，封隔除垢装置与有关的空间，使气液进入除垢装置内部。胶筒5作为该清蜡装置实现自动运行的关键部件，其材料的确定尤为重要。丁腈橡胶因具有优良的耐油性能及较高的耐磨性和耐高温性在各种耐油场合被大量使用。经过橡胶材料性能试验分析，当温度小于50℃时，随环境温度升高丁腈橡胶逐渐软化，橡胶越软化越容易受压膨胀使油管过流面积减小甚至封死。因此选取丁腈橡胶作为胶筒5材料可以达到预期的工作性能。泵壳1的出水端依次连接压力控制阀17和接头6，压力控制阀17的入水端连通泵壳1内部，压力控制阀17的出水端连通接头6，工作时，进流体头4位于下部、接头6位于上部。

优选的，可在胶筒5与盖体23之间设置一个过滤板16，在泵体和压力控制阀17之间也安装一个过滤板16，过滤板16的作用在于防止井筒气液中的大颗粒杂质使叶轮7发生卡阻和对刮刀片9中的流通通道造成堵塞。如图5所示，过滤板16为网式过滤器，其滤芯由绕在支撑架上的金属网组成，依靠金属网微小网格来挡住油液中杂质的通过。网式过滤器一般能滤去d＞0.08～0.18mm的杂质颗粒，压力损失低于0.01Mpa。网式过滤器没有外壳通常装在液压泵的吸油口处，作粗滤器用。该滤器特点是结构简单，通流能力大，清洗方便。

优选的，所述的胶筒5通过转接头24与泵体连接，转接头24为筒形结构，所述转接头24一端固定连接胶筒5，转接头24的另一端可旋转地与泵体连接，该可旋转连接结构可为在转接头24的外表面设置圆盘，在泵体连接转接头24的端面上设置与圆盘相配合的凹槽，然后在泵体的外端面上安装环形压盖，压盖与泵体固定连接，从而由压盖将圆盘限位于泵体的凹槽内，实现转接头24与泵体的可旋转连接。现有技术中存在多种两个部件间可旋转连接的结构，凡是适合于筒形转接头24与泵体间的可旋转连接结构均适用于本发明。该可旋转连接的结构使得泵体、泵壳1的旋转不会带动胶筒5旋转，因除垢工作是靠泵体、泵壳1的转动带动刮刀旋转而实现的，因而避免带动胶筒5旋转能够避免旋转力的浪费，进而增强了除垢驱动效果。

优选的，如图7、图8所示，所述的刮刀装置还包括下井前锁住刀片、到达井底关井处受到反作用力锁扣打开的循环锁紧/解锁结构，所述的循环锁紧/解锁结构包括前端具有环形棘齿A25的套管26、设置于刮刀片9后端的环形棘齿B27和设置于壳体18内的导轨28，

套管26为管形，从而也可使进入壳体18的液体从套管26内继续向外流通，壳体18包括通过螺纹连接的上壳体和下壳体，从而方便刮刀片9、压缩弹簧12和刮刀片9的安装，上壳体的内壁设置有导轨28，套管26设置于刮刀片9和压缩弹簧12之间，环形棘齿A25和环形棘齿B27均设置于导轨28内，刮刀片9的环形棘齿B27、上壳体内的导轨28和套管26的环形棘齿A25的结构可采用中国专利CN1861419A在说明书背景部分公开的环形棘齿111、外笔管10的导轨2810、内套管2612的环形棘齿121，或其他市售按压式笔芯自动伸缩笔的笔帽结构，按压刮刀片9时，刮刀片9后端的环形棘齿B27可沿着导轨28径向滑动，环形棘齿B27抵住套管26的环形棘齿A25，当环形棘齿A25的前端超出导轨28的后末端时，压缩弹簧12的回复力使得环形棘齿A25转动一小角度，并使环形棘齿A25向前滑动一小段距离，且卡止于导轨28的浅止位槽内，此时刮刀片9处于锁定状态，如图7所示；当再次按压刮刀片9时，刮刀片9后端的环形棘齿B27再次沿着导轨28径向滑动，环形棘齿B27抵住套管26的环形棘齿A25，当环形棘齿A25的前端超出导轨28的后末端时，压缩弹簧12的回复力使得环形棘齿A25又转动一小角度，并使环形棘齿A25向前滑动进入导轨28的且卡止于导轨28的后末端的深止位槽内，此时刮刀片9处于打开状态，如图8所示。

为了方便理解上述结构，现进一步的详细描述上述结构如下，下述结构与市售按压式笔芯自动伸缩笔的笔帽结构相同，笔的型号为晨光牌0.5mmAUTOK-35，所述的环形棘齿A25的为周向均布的三角齿，三角齿由两个对称的斜面构成，每个三角齿的外圆周面的上均对应设置有一个凸块，凸块的宽度为三角齿的宽度的一半，三角齿的对称中心线与凸块的对称中心线重合，环形棘齿B27为周向均布的斜面齿，斜面齿由一个斜面构成，斜面齿的宽度与凸块的宽度相等，且斜面齿的径向厚度为三角齿和凸块的径向厚度之和，导轨28为周向均布的轴向凹槽，凹槽宽度与凸块宽度相同，凹槽的个数等于凸块的个数，斜面齿的个数为三角齿的一半，凹槽包括径向深度为凸块厚度的凹槽A和径向深度为斜面齿厚度的凹槽B，凹槽A和凹槽B间隔设置，凹槽A的前端面设置浅止位槽，凹槽B即为深止位槽。

上述结构使得下井前可锁住刀片，缩小刀片外径，到达井底关井处受到反作用力锁扣打开刀片伸出，并可以实现变工作半径机械除垢，刮刀片9内部设置的流体通道B13包括中心流道19和多个连通中心流道19与外部空间的喷嘴流道，从而使得装置同时具有高速射流除垢功能。本实施例中刮刀片9内部设置有七个喷嘴流道，其中四个喷嘴流道为射流喷嘴20，射流喷嘴20布置在刮刀片9的前部，该四个射流喷嘴20沿周向均布，射流喷嘴20均与刮刀片9的轴心线位于同一平面内，射流喷嘴20均与刮刀片9的轴心线呈14°夹角，这时钻头的破岩效果最佳，破岩扭矩和耗费的机械比能又较小；另有一个喷嘴流道为中心直喷嘴21，中心直喷嘴21与刮刀片9的轴心线同轴设置，剩余两个喷嘴流道为侧喷嘴22，两个侧喷嘴22对称布置在刮刀片9的后部，侧喷嘴22垂直于刮刀片9的中心轴线，根据水力计算，将喷嘴流道直径定为0.6～1.0mm。

采用所述井筒自动除垢装置进行井筒除垢的方法，包括以下步骤：

S1、选择刮刀片9、弹簧，并组装井筒自动除垢装置，包括以下子步骤：

S11、选择除垢装置所需的刮刀片9，包括以下子步骤：

S111、根据结垢的厚度，选择合适工作半径的刮刀片9，所述刮刀片9的最大工作半径始终小于井筒的半径，保证除垢工作结束后，除垢装置可以顺利回收，

S112、根据结垢的硬度，选择刮刀片9的强度，使刮刀片9的强度适合井筒所结垢的强度，

S113、所述刮刀片9的工作半径自上而下依次增大；

S12、选择除垢装置所需的弹簧，根据结垢的硬度，选择弹簧的强度；

S13、组装井筒自动除垢装置；

S2、关井，将整个除垢装置下放到井底关井位置； 

S3、当本发明除垢装置到达井底关井处时，由于受到撞击作用，除垢装置的底部受到向上的反作用力，装置上半部分由于惯性力的作用会继续向下运动一小段距离，胶筒5受到两者的挤压，使得胶筒5筒半径增大，减小了除垢装置与油管之间的过流界面，也有可能将油管完全堵死；

S4、除垢装置自动除垢，其包括以下子步骤：

S41、开井；

S42、地层气体或者液体通过进流体头4沿着流通通道进入装置；

S43、气液经过过滤板16时，由于过滤板16的作用，防止了井筒气液中的大颗粒杂质使叶轮7发生卡阻，以及对刮刀片9中的流通通道造成堵塞；

S44、气液冲击半闭式叶轮7，将地层气液动能转化为除垢装置机械能，从而驱动整个装置旋转；

S45、由于胶筒5的封隔作用，气液会推动整个装置向上运动，当遇阻时，刮刀片9开始工作，当刮刀片9难以克服阻力除垢时，刮刀片9可以改变工作半径，只去除表层的垢，减小了卡转的可能，而难以除去的垢由下一组刮刀片9工作半径更大来去除，这样可以实现除垢的目的；从而装置的旋转和向上运动同时进行，实现了除垢装置的自动除垢，并且除垢有序、高效；当除垢装置内的压力过高，装置尾部的压力控制阀17受到挤压，大于一定值时，阀门打开，装置内的气液排除，保证装置内部的压力不会因为太高而使除垢装置损坏；

S46、气液通过通道从刮刀片9中高速喷射出，既粉碎了垢，达到除垢的效果，也驱动整个装置旋转；

S47、当除垢阶段完成，除垢装置由于气流的推动作用上升到井口，取下装置，除垢完成。

所述的步骤S13在组装井筒自动除垢装置后还包以下步骤：锁住刮刀片9，按压刮刀片9，利用循环锁紧/解锁结构锁住刮刀片9，缩小刮刀片9的半径，使得下放过程中不会因为刮刀片9半径过大或半径固定而引起的整个装置在井筒结垢处卡住，保证该除垢装置顺利下放到井底关井位置。

所述的步骤S2还包括以下步骤：在下放过程中，除垢装置经过井筒结垢处时，由于井筒的过流界面变小，刮刀片9受到壁面的反作用力，井壁面的垢厚度越大，则给除垢装置刮刀片9的反作用力就越大，当反作用力大于一定值时，会使循环锁紧/解锁结构的锁扣打开，导致刮刀片9受到弹簧力的作用沿径向向外伸出；由于重力的作用，除垢装置将继续下行，原本被锁住的刮刀片9会相继打开，处于工作状态。

本发明工作时，如图9所示，高压气液从斜喷嘴喷出的同时，产生一定的反作用力，对轴线产生一个反扭矩并产生反向转动。在压力和排量一定的条件下，改变喷嘴的角度，可得到不同的转速，但是转速越高，射流对垢的冲击压力越小。它既使高压水射流发生器整体转动，又能产生一定的冲击压力，这时地层中的堵塞物质受到时大时小的冲击压力和剪切力，达到了解堵的目的。为了把旋转速度控制在一定范围内，上面可以连接一个能自动调整速度的阻尼器。

由于转速高则产生的阻力大，而转速低产生的阻力小，这样就可以把高压气液射流发生器的转速控制在一定的范围内。为了使刮刀片9既能产生较大的冲击力，又能多次覆盖整个地层，转速一般控制在200-350r/min为最好。 

Claims (9)

1.井筒自动除垢装置，其特征在于：它包括泵壳（1）、泵体、芯轴（3）、进流体头（4）、胶筒（5）、接头（6）、叶轮（7）和刮刀装置，所述的泵体包括设置有泵腔的主体（2）和封盖泵腔的盖体（23），泵体设置于泵壳（1）内，主体（2）和盖体（23）均通过销钉与泵壳（1）固定连接，芯轴（3）设置于泵腔内，主体（2）和盖体（23）上均设置有安装芯轴（3）的轴孔，盖体（23）上的轴孔轴向贯穿盖体（23），主体（2）的轴端面和盖体（23）上均布置有多个贯穿轴端面和盖体（23）的通孔，芯轴（3）的两端分别固定连接于主体（2）和盖体（23）上，

芯轴（3）内部设置有轴向贯穿芯轴（3）的流体通道A（10），芯轴（3）上间隔安装有叶轮（7）和刀片轮（11），

刀片轮（11）的外圆周上均布有刀片安装孔，每个刀片安装孔内均安装有刮刀装置，泵体和泵壳（1）上均设置有用于安装刮刀装置的通孔，所述的刮刀装置包括刮刀片（9）、壳体（18）和压缩弹簧（12），壳体（18）上设置有径向通孔，壳体（18）固定安装于刀片安装孔内，刮刀片（9）沿径向安装于壳体（18）内，刮刀片（9）的前端部伸出壳体（18），壳体（18）和刮刀片（9）上设置有阻止刮刀片（9）与壳体（18）分离的限位结构，刮刀片（9）的后端面与壳体（18）之间设置有压缩弹簧（12），刮刀片（9）上设置有贯穿刮刀片（9）的流体通道B（13），芯轴（3）和刀片轮（11）上分别设置有沿径向延伸的流体通道C（14）和流体通道D（15），流体通道A（10）依次通过流体通道C（14）和流体通道D（15）连通流体通道B（13），

进流体头（4）连接胶筒（5）的一端，胶筒（5）的另一端与泵体的盖体（23）连接，胶筒（5）的内腔与盖体（23）的轴孔和盖体（23）上的通孔连通，泵壳（1）的出水端依次连接压力控制阀（17）和接头（6）。

2.根据权利要求1所述的井筒自动除垢装置，其特征在于：所述的芯轴（3）上与刀片轮（11）相配合的部位固定安装有轮齿（8），刀片轮（11）套装于轮齿（8）上。

3.根据权利要求1所述的井筒自动除垢装置，其特征在于：所述的胶筒（5）与盖体（23）之间和泵体与压力控制阀（17）之间均设置有一个过滤板（16）。

4.根据权利要求1所述的井筒自动除垢装置，其特征在于：所述的胶筒（5）通过转接头（24）与泵体连接，转接头（24）一端固定连接胶筒（5），转接头（24）的另一端可旋转地与泵体连接。

5.根据权利要求1所述的井筒自动除垢装置，其特征在于：所述的刮刀装置还包括下井前锁住刀片、到达井底关井处受到反作用力锁扣打开的循环锁紧/解锁结构，所述的循环锁紧/解锁结构包括前端具有环形棘齿A（25）的套管（26）、设置于刮刀片（9）后端的环形棘齿B（27）和设置于壳体（18）内的导轨（28），壳体（18）包括通过螺纹连接的上壳体和下壳体，导轨（28）设置于上壳体的内壁，套管（26）设置于刮刀片（9）和压缩弹簧（12）之间，环形棘齿A（25）和环形棘齿B（27）均设置于导轨（28）内。

6.根据权利要求1所述的井筒自动除垢装置，其特征在于：所述的刮刀片（9）内部设置的流体通道B（13）包括中心流道（19）和多个连通中心流道（19）与外部空间的喷嘴流道，喷嘴流道包括多个射流喷嘴（20）、一个中心直喷嘴（21）和多个侧喷嘴（22），射流喷嘴（20）布置在刮刀片（9）的前部，射流喷嘴（20）均与刮刀片（9）的轴心线位于同一平面内，射流喷嘴（20）均与刮刀片（9）的轴心线呈14°夹角，中心直喷嘴（21）与刮刀片（9）的轴心线同轴设置，侧喷嘴（22）布置在刮刀片（9）的后部，侧喷嘴（22）垂直于刮刀片（9）的中心轴线，喷嘴流道直径为0.6～1.0mm。

7.采用如权利要求1～6中任意一项所述的井筒自动除垢装置进行井筒除垢的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、选择刮刀片（9）、弹簧，并组装井筒自动除垢装置，

S2、关井，将整个除垢装置下放到井底关井位置； 

S3、当本发明除垢装置到达井底关井处时，由于受到撞击作用，除垢装置的底部受到向上的反作用力，装置上半部分由于惯性力的作用会继续向下运动一小段距离，胶筒（5）受到两者的挤压，使得胶筒（5）筒半径增大，减小了除垢装置与油管之间的过流界面或将油管完全堵死；

S4、除垢装置自动除垢，其包括以下子步骤：

S41、开井；

S42、地层气体或者液体通过进流体头（4）沿着流通通道进入装置；

S43、气液经过过滤板（16）时，由于过滤板（16）的作用，防止了井筒气液中的大颗粒杂质使叶轮（7）发生卡阻，以及对刮刀片（9）中的流通通道造成堵塞；

S44、气液冲击半闭式叶轮（7），将地层气液动能转化为除垢装置机械能，从而驱动整个装置旋转；

S45、由于胶筒（5）的封隔作用，气液会推动整个装置向上运动，当遇阻时，刮刀片（9）开始工作，当刮刀片（9）难以克服阻力除垢时，刮刀片（9）可以改变工作半径，只去除表层的垢，减小了卡转的可能，而难以除去的垢由下一组工作半径更大的刮刀片（9）来去除；装置的旋转和向上运动同时进行，实现了除垢装置的自动除垢；当除垢装置内的压力过高，装置尾部的压力控制阀（17）受到挤压，大于一定值时，阀门打开，装置内的气液排除，保证装置内部的压力不会因为太高而使除垢装置损坏；

S46、气液通过通道从刮刀片（9）中高速喷射出，既粉碎了垢，达到除垢的效果，也驱动整个装置旋转；

S47、当除垢阶段完成，除垢装置由于气流的推动作用上升到井口，取下装置，除垢完成

根据权利要求7所述的采用井筒自动除垢装置进行井筒除垢的方法，其特征在于：所述的步骤S1包括以下子步骤：

S11、选择除垢装置所需的刮刀片（9），包括以下子步骤：

S111、根据结垢的厚度，选择合适工作半径的刮刀片（9），所述刮刀片（9）的最大工作半径始终小于井筒的半径，

S112、根据结垢的硬度，选择刮刀片（9）的强度，使刮刀片（9）的强度适合井筒所结垢的强度，

S113、所述刮刀片（9）的工作半径自上而下依次增大；

S12、选择除垢装置所需的弹簧，根据结垢的硬度，选择弹簧的强度；

S13、组装井筒自动除垢装置。

8.根据权利要求8所述的采用井筒自动除垢装置进行井筒除垢的方法，其特征在于：所述的步骤S13 中组装井筒自动除垢装置后，还包括以下步骤：锁住刮刀片（9），利用循环锁紧/解锁结构锁住刮刀片（9），缩小刮刀片（9）的半径，使得下放过程中不会因为刮刀片（9）半径过大或半径固定而引起的整个装置在井筒结垢处卡住，保证该除垢装置顺利下放到井底关井位置。

9.根据权利要求7所述的采用井筒自动除垢装置进行井筒除垢的方法，其特征在于：所述的步骤S2将整个除垢装置下放到井底关井位置的过程中还包括以下步骤：在下放过程中，除垢装置经过井筒结垢处时，由于井筒的过流界面变小，刮刀片（9）受到壁面的反作用力，井壁面的垢厚度越大，则给刮刀片（9）的反作用力就越大，当反作用力大于一定值时，会使得循环锁紧/解锁结构的锁扣打开，导致刮刀片（9）受到弹簧力的作用；由于重力的作用，除垢装置将继续下行，原本被锁住的刮刀片（9）会相继打开，处于工作状态。