CN114737921A - 井下自感式刮削、往复定量举排水装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种井下自感式刮削、往复定量举排水装置及使用方法，其特点在于，借助所设计的新的感控系统、动态互补扩封系统，以及自感应对式启动刮削作业模式等构建的技术方案，得以实现能独立地分别对吸附在井下井筒管壁上的硫沉积或蜡质垢进行旋转刮削清除作业，同时又能针对井下井筒内的积水实施上下往复定量举排水作业，所具有的技术特点及可行性，有效地弥补了原先单一的作业工艺所存在的不足，不需要再配备高压泵车、钢丝绳作业车等繁琐的地面设备，凭借井下井筒内自有能量就能自行、便捷地完成所设定的作业任务，所具备的多功能作业性能有很高的实际应用及推广价值。

Description

井下自感式刮削、往复定量举排水装置及使用方法

技术领域

本发明属于天然气井清除管壁结垢及上下往复举排井下井筒内积水等维护性作业领域，涉及一种井下自感式刮削、往复定量举排水装置及使用方法。

背景技术

我国天然气井根据地质构造及气田分布区域的不同，大致可分为以下三种井况：纯天然气井、含硫化氢天然气井、含蜡天然气井，同时无论哪种类别的天然气井，在开采一段时间后都会见水，其中最大的含硫化氢天然气井是四川省境内的普光气田，含蜡质天然气井具有普遍性，只是含量有高或低之分。由于存在以上几个特殊因素，在温度和压力波动的影响下，含硫化氢的天然气井井下井筒管壁上就会出现单质硫沉积，而含蜡质的天然气井井下井筒管壁上就会出现结蜡质垢现象，其中当这些吸附在井下井筒管壁上的单质硫沉积或蜡质垢的厚度严重超标后就会堵塞井下井筒通道而造成减产；说到天然气井的减产，其中当地层水过多地涌入井下井筒内后所形成的水柱，也会压迫地层内的天然气而造成减产。从物理层面，以上三种特殊井况又可以细分为固态和液态，目前针对单质硫沉积和蜡垢这类固态吸附物，主要采用机械刮除和化学溶解法进行处理；针对井下井筒内液态物水的排出，则主要采用化学发泡和机械柱塞法进行处理，其中近十年来也有全自动的机械式柱塞排水技术提出，由于存在的问题还无法有效解决，所提出的该类全自动机械式柱塞排水技术还无法实现能应用，除了提出的全自动机械式柱塞排水技术具有操作简便性外，上面所简述的各项技术由于存在地面作业需要配套高压泵车、钢丝绳作业车，以及倒井口流程等，存在作业功能单一及生产管理可控性差等问题，已无法满足当下所主导的高效、节能、安全可控的天然气井开采管理模式。那么，为满足生产需要，结合天然气井井下实际井况，借助先进的传感元器件、高性能材料，研发设计出适应型复合传感器及高性能动态互补扩封做功结构，以得以真正实现一种在具有优异性能、智能可控以及作业配套简便的同时，又能完成不同井况的作业任务的智能自行多功能作业系统具有很好的应用价值及推广意义，值得加大投入及提升研发力度。所涉及的天然气井维护作业领域，目前还未见与该类智能化多功能联合作业系统所相关的研究文献及实际应用案列公示。

发明内容

本发明的目的是为了获得一种能凭借井下自有能量分别独立完成不同井况作业任务的多功能智能作业系统，借助所设计的感控系统、动态互补扩封系统，以及自感触及式启动旋转刮削作业模式等构建的技术方案，得以实现能自行独立地分别对吸附在井下井筒管壁上的硫沉积或蜡质垢进行旋转刮削清除作业，同时又能针对井下井筒内的积水实施上下往复定量举排水作业，所具有的技术特点及可行性，有效地弥补了原先单一的作业工艺所存在的不足，不需要再配备高压泵车、钢丝绳作业车，以及整改地面流程等繁琐的地面辅助作业工序，凭借井下井筒内自有能量就能自行、便捷地完成所设定的作业任务，提供一种井下自感式刮削、往复定量举排水装置及使用方法。

本发明的技术方案是这样实现的，一种井下自感式刮削、往复定量举排水装置及使用方法，其特点是，它由总感控系统、进退式阀体系统、动态互补扩封系统、触及旋转刮削系统、地面井口辅助系统5个子系统、复合扶正器、减震短节、打捞头、压缩弹簧、防掉螺母和O型密封圈组成：

a)总感控系统主要由感控部件外筒、可充式干电池组、增压电路、正转控制电路、反转控制电路、深度仪、弹性开关、总控电路、耐高压传输电信号排线管、密封挡板、水位传感器、感应开关、浮环、感应块、单通芯管、浮球和标定集水杯构成；

b)进退式阀体系统主要由阀体部件外筒、大扭矩直流电机、限位丝杆、阀芯丝杆、限位拨杆、限旋座、阀芯、限旋杆、限位控制总成座、上限位开关、下限位开关、旁通阀座、下旁通孔、复合密封圈、滚珠轴承、上旁通孔、上密封挡板、下密封挡板和耐高压传输电信号排线管构成；

c)动态互补扩封系统主要由通孔中芯杆、橡胶筒座、凹凸橡胶筒、高分子耐磨条、限扩环、通孔、旁通孔和耐高压传输电信号排线管构成；

d)触及旋转刮削系统主要由刮削部件外筒、大功率高速直流电机、密封压板、接近开关、止推轴承、输出轴、凸键环、套筒、涡轮组、弹性阻流叶、锥形构架磨铣头、合金齿、凹键槽、磁感应块、限位弹簧、防掉螺母、上旁通孔、上密封挡板和耐高压传输电信号排线管构成；

e)地面井口辅助系统主要由耐高压防喷管、对接头、泄压阀、压力表、捕放器总成、释放旋杆、缓冲板、减震弹簧、耐高压顶盖和吊环构成。

本发明提供一种井下自感式刮削、往复定量举排水装置及使用方法，通过采用适应井况的感控设计、互补扩封结构以及电动和自涡流能相联合的旋转刮削工况，共同构建了一种能自动独立完成多项井下作业任务的多功能作业装置，为了能满足在高含硫化氢成分的天然气井的作业要求，构成装置的所有金属属性工件全采用耐腐蚀性能好的316L不锈钢圆棒加工而成，包括所用到的弹簧也有耐腐蚀性能好的4145级不锈钢丝制成。

包括一个技术特点是，触及旋转刮削系统所设的锥形构架磨铣头，只有在遇到井下井筒管壁上所吸附的固态单质结晶体或固态蜡质垢体时，因收缩而使得凹凸对接及感应块贴近感应开关而启动大功率高速直流电机，能实现大功率高速直流电机和涡轮组能同时同步旋转做功。

包括另一个技术特点是，该装置设计了标定集水杯和双敏感元件同步感应被测量水的互补联合工况结构，从而能实现精准地感测出并及时发出关闭阀芯指令，使得装置所设计的动态互补扩封系统在安全水深位界快速启动扩涨憋压工况，让装置能凭借井下自有能量而快速上行。

该套装置所具备的多功能作业性能的能实现，对今后研究智能化多功能井下作业工具的功能匹配可行性验证具有很高的可借鉴性。

附图说明

图1为井下自感式刮削、往复定量举排水装置及使用方法工况示意图；

图2为该套井下多功能独立作业装置组成示意图；

图3为总感控系统示意图；

图4为进退式阀体系统示意图；

图5为动态互补扩封系统示意图；

图6为触及旋转刮削系统示意图；

图7为地面井口辅助系统示意图。

具体实施方式

由图1所示，井下自感式刮削、往复定量举排水装置及使用方法，其特点是，该套装置1采用的是一种独立的作业模式设计，可以清晰地看出其的井下作业目标：一种是针对井下管壁所附着的固态物5、另一种是针对井下液态水6，以及该设计是为了能实现多功能作业性能；又由于整个作业流程都是在全封闭高压环境内独立完成，需要凭借所设计的地面井口辅助系统4上的对接头70(请参见图7)与地面井口3相对接后才能和井下井筒2共同构建一个具有连通性的可耐高压的全封闭工况结构，显然一项特种作业技术的所有配套越可靠简便，就越便于现场实施及操作。

由图2所示，该套装置1，其特点是，能清晰地看出其由打捞头13、减震短节12、总感控系统7、复合扶正器11、进退式阀体系统8、动态互补扩封系统9和触及旋转刮削系统10构成；具体实际是这样完成装配的，先按设计及装备要求组装好每个功能系统单元，而后从打捞头13开始逐级装配完成整个装置1的组装及调试。

由图3所示，总感控系统7主要由感控部件外筒14、可充式干电池组15、增压电路16、正转控制电路17、反转控制电路18、深度仪19、弹性开关20、总控电路21、耐高压传输电信号排线管22、密封挡板23、水位传感器24、感应开关25、浮环26、感应块27、单通芯管28、浮球29和标定集水杯30构成，其特点是，水位传感器24、感应开关25、浮环26、感应块27、单通芯管28、浮球29和标定集水杯30是构成精准感测被测量水和实现定量举排水的关键；其中、感控部件外筒14的本体上端口设计有统一标准的母扣、在其下端口设计有统一标准的公扣并配有O型密封圈；其中在感控部件外筒14筒体以180度对角开有两个用于组装深度仪19和弹性开关20附件的圆形孔，深度仪19伸出筒体的圆柱上装有滚轮，同时圆柱上设装有O型密封圈，滚轮在井下管壁上摩擦滚动而起到计量装置1下行深度的作用，其中设置装置1下行至上返的深度根据井况的不同分为：50米、100米、150米、200米、300米和500米5个深度计数值，设定了作业后上返深度值，当滚轮计数达到时就会给出相应的能上返指令；而弹性开关20也由可伸缩圆柱控制，该圆柱上也设装有O型密封圈，当装置1运行到不同管径的部位时，随着圆柱的伸或缩就能控制弹性开关20开或关；引出不同颜色、不同含意的电源线后，就可以把可充式干电池组15、增压电路16、正转控制电路17、反转控制电路18按设计要求组装在一块承接板上，并采用绝缘胶灌封好，同时引出不同颜色、不同含意的电源线，这时再把水位传感器24、感应开关25和单通芯管28按设计要求装配在密封挡板23上预留的位置上，其中单通芯管28与密封挡板23对接的部位也装有O型密封圈，在引出引出不同颜色、不同含意的电源线后就可以把套装了O型密封圈的密封挡板23装到感控部件外筒14内所设计的位置并用卡簧卡牢固，由图2可以清晰看出感应开关25是装在单通芯管28的上部位的；接着把镶有感应块27的浮环26套装在单通芯管28上并在下部旋上放掉螺母，再把浮球29放入标定集水杯30内，采用设计在标定集水杯30上端的螺纹与密封挡板23对接在一起；最后把所有引出的不同颜色、不同含意的电源线穿入、耐高压传输电信号排线管22内，再由密封挡板23上预留的圆孔传出，其中耐高压传输电信号排线管22与密封挡板23插接部位也套装有O型密封圈，经过性能测试合格后，便完成了总感控系统7的装配。

由图4所示，进退式阀体系统8主要由阀体部件外筒31、大扭矩直流电机32、限位丝杆轴33、阀芯丝杆34、限位拨杆35、限旋座36、阀芯37、限旋杆38、限位控制总成座39、上限位开关40、下限位开关41、旁通阀座42、下旁通孔43、复合密封圈44、滚珠轴承45、上旁通孔43-1、上密封挡板23-1、下密封挡板23-2和耐高压传输电信号排线管22-1构成，其特点是，阀体部件外筒31的上端口也设计有统一标准的母扣、在其下端口仍然设计的是统一标准公扣并配有O型密封圈；首先把滚珠轴承45装在下密封挡板23-2上，同样在下密封挡板23-2的外圈面套装好O型密封圈后装在阀体部件外筒31上设计好的部位并用卡簧卡紧；接下来把限位控制总成座39和限旋座36以相对的状态装到阀体部件外筒31设计好的位置并固定好，而后把限位拨杆35旋装到限位丝杆轴33上，再由阀芯丝杆34一头起把由大扭矩直流电机32、限位丝杆轴33、限位拨杆35和阀芯丝杆34的构成体插入下密封挡板23-2中部滚珠轴承45内孔并调整好阀芯丝杆34的伸出量，而后采用卡簧把大扭矩直流电机32固定在阀体部件外筒31内，接着再把阀芯37旋装在阀芯丝杆34上，并把限旋杆38穿过设在阀芯37上的圆孔后固定在下密封挡板23-2上，同时再把限位哦杆35与、限旋座36装配固定好，接下来的调试步骤非常关键：先调整限位拨杆35和阀芯37分别在对应丝杆上的位置，要能精准地做到大扭矩直流电机32在正转动时：限位拨杆35离开上限位开关40时阀芯37能把旁通阀座42上所设的下旁通孔43封堵住，这时电机在继续正传一圈就能继续带着限位拨杆35和阀芯37下行，直到限位拨杆35触及到下限位开关41后电机才停止工作；同时在大扭矩直流电机32接受反转指令后，阀芯37和限位拨杆35又能同步反旋退回到起始位置，在大扭矩直流电机32的继续反转下使得限位拨杆35触及到上限位开关40而使大扭矩直流电机32停止工作；完成阀芯37的往复行程限位调试后，再把上密封挡板23-1装好在阀体部件外筒31内并用卡簧卡紧，再引出大扭矩直流电机32的输入线及控制总成座39上所设的上限位开关40和下限位开关41的输出线，与增压电路16、正转控制电路17、反转控制电路18引出线对应的连接在一起并穿入耐高压传输电信号排线管22-1，而后由阀体部件外筒31的上部插入留出的通槽内并做好密封封固措施，接着在旁通阀座42上所设计的下旁通孔43上下部位两个凹槽内装入复合密封圈44便完成进退式阀体系统8的组装；其中设计的限旋座36和限旋杆38，能有效地限制限位拨杆35和阀芯37在限位丝杆轴33和阀芯丝杆34旋转时不跟着旋转而只能前进或后退；而设计在阀体部件外筒31上的上旁通孔43-1是井下井筒内水进入标定集水杯30的通道。

由图5所示，动态互补扩封系统9主要由通孔中芯杆46、橡胶筒座47、凹凸橡胶筒48、高分子耐磨条49、限扩环50、通孔51、旁通孔52和耐高压传输电信号排线管22-2构成，其特点是，在通孔中芯杆46的上端口设计有统一标准的母扣、在其下端口设计的是统一标准公扣并配有O型密封圈；标准的组装是这样的，先把凹凸橡胶筒48与橡胶筒座47装配好，而后再把限扩环50装在凹凸橡胶筒48下部；为了便于装配高分子耐磨条49，在凹凸橡胶筒48表面设有3-6个深度为5毫米的凹槽用于安装高分子耐磨条49，把高分子耐磨条49与在凹凸橡胶筒48装配在一起后就形成了一组外圆度与井下井筒内径相吻合互补扩封结构，其中凹凸橡胶筒48和高分子耐磨条49的配合是构成良好动态耐磨性能的基础；再从通孔中芯杆46下部带公扣端套装在通孔中芯杆46上便完成了动态互补扩封系统9的组装；由图5还可以清晰地看出，通孔中芯杆46设计有同内径的通孔51，根据实际天然气过流工况的需要，通孔中芯杆46上的通孔51的内径设定在25-30毫米之间，其中为了能使天然气快速、大量地涌入凹凸橡胶筒48内腔，在通孔中芯杆46上还加工有尺寸相同的旁通孔52，根据实际井况，旁通孔52的个数设计在3-5个范围内；最后可以看到耐高压传输电信号排线管22-2，其在动态互补扩封系统9的存在，主要是为了把控制触及旋转刮削系统10所含的大功率高速直流电机54电源线传输过去，其中为了便于对接及密封，所有涉及到的耐高压传输电信号排线管都设计成大小头短节状，对接前先在小头套装好O型密封圈，而后在插接固定。

由图6所示，触及旋转刮削系统10主要由刮削部件外筒53、大功率高速直流电机54、密封压板55、接近开关56、止推轴承57、输出轴58、凸键环59、套筒60、涡轮组61、弹性阻流叶62、锥形构架磨铣头63、合金齿64、凹键槽65、磁感应块66、限位弹簧67、防掉螺母68、上旁通孔43-2、上密封挡板23-3和耐高压传输电信号排线管22-3构成，其特点是，刮削部件外筒53的上端加工有用于对接的统一标准的母扣，为了便于与密封压板55对接，下端也是加工成统一标准的母扣，具体组装是这样的，先把接近开关56和止推轴承57安装在密封压板55上设计好的位置后旋装在刮削部件外筒53的底部并引出信号线，而后把大功率高速直流电机54所连带的输出轴58上端套装好O型密封圈，再从刮削部件外筒53筒内穿过密封压板55并引出电源输入线，接着把引出的信号线和电源输入线一起穿入耐高压传输电信号排线管22-3内后再把套装好O型密封圈的上密封挡板23-3压装好并用卡簧卡紧，而后就可以把凸键环59套装在输出轴58设计好的位置并用高强度螺钉固定牢固以防止其自由旋转，完成这些组装后再把限位弹簧67套装在凸键环59部位；接下来把弹性阻流叶62与涡轮组61上所对应的涡轮片装配好后再套装在套筒60上并铆钉固定牢固，再通过粗牙防松动螺纹把锥形构架磨铣头63上紧在套筒60上，为了能起到导流作用，锥形构架磨铣头63的锥体部位设计成有一定导流角度的条片，能很好地引导井下井筒内带压能天然气气流对涡轮组61和弹性阻流叶62构成的涡轮系统做功，以实现强有力的辅助性旋转动能，再在套筒60上装好磁感应块66后就可以套装在输出轴58上后上紧防掉螺母68便完成了触及旋转刮削系统10的组装；其中，接近开关56、磁感应块66、凸键环59、凹键槽65和限位弹簧67的构成只有在碰到井下井筒管壁上的硫沉积或蜡质垢时才启动工作，在没有遇阻到固态物的情况下不旋转做功；其中，为了提高刮削效果在锥形构架磨铣头63的底部焊有一组10-25个的合金齿64；其中，刮削部件外筒53上所设的上旁通孔43-2是井下井筒内带压能天然气涌入动态互补扩封系统9所含通孔中芯杆46上通孔51(请参照图5)的进气孔；其中，套筒60上端设计有与凸键环59对应的凹键槽65，其作用是把涡轮组61所产生的扭力与大功率高速直流电机54所有的扭力匹配在一起。

由图7所示，地面井口辅助系统4主要由耐高压防喷管69、对接头70、泄压阀71、压力表72、捕放器总成73、释放旋杆74、缓冲板75、减震弹簧76、耐高压顶盖77和吊环78构成，其特点是，泄压阀71和压力表72用于监测耐高压防喷管69内的天然气压力值，在必要时可以凭借泄压阀71释放天然气压力以实现安全作业，具体安装步骤如下，对接头70的下端加工有能与地面井口3对接的公螺纹，其上端加工有母螺纹用于与耐高压防喷管69实现对接，而后先把泄压阀71和压力表72通过螺纹上紧在对接头70上，再依次把捕放器总成73、释放旋杆74和缓冲板75、减震弹簧76装进耐高压防喷管69内部设计好的位置并固定好，经过调试及加注适量的润滑脂后，再把耐高压顶盖77上紧到耐高压防喷管69顶端便完成了该地面井口辅助系统4的组装。

综上所述，一种井下自感式刮削、往复定量举排水装置及使用方法所含的5个子系统已初级组装完毕，接下来的总装配是这样进行的：

第一步，把触及旋转刮削系统10所含的穿入耐高压传输电信号排线管22-3的信号线和电源输入线一起再穿入动态互补扩封系统9所含耐高压传输电信号排线管22-2内，并把耐高压传输电信号排线管22-3和耐高压传输电信号排线管22-2插接在一起，再通过动态互补扩封系统9下端所含统一标准公扣与触及旋转刮削系统10上端所含统一标准的母扣上紧在一起；

第二步，把动态互补扩封系统9所含耐高压传输电信号排线管22-2内伸出的信号线和电源输入线先与进退式阀体系统8所含耐高压传输电信号排线管22-1下端所伸出的与之相对应的信号线和电源输入线对接在一起，而后把耐高压传输电信号排线管22-2和耐高压传输电信号排线管22-1插接牢固，接着把进退式阀体系统8下端所含统一标准公扣和动态互补扩封系统9上端所含统一标准的母扣上紧在一起，其中耐高压传输电信号排线管22-1是加长的，其多出的长度刚好与复合扶正器11相对应；

第三步，先把加长的耐高压传输电信号排线管22-1穿入复合扶正器11中芯通孔，而后把复合扶正器11下端所加工的统一标准公扣与进退式阀体系统8上端所含的统一标准的母扣上紧在一起；

第四步，也是先把伸出复合扶正器11内孔的耐高压传输电信号排线管22-1所含各路信号线和电源输入线与感控部件外筒14下端伸出的耐高压传输电信号排线管22内的各路信号线和电源线根据设计相对应地连接在一起，而后再把耐高压传输电信号排线管22和耐高压传输电信号排线管22-1插接在一起并做好绝缘和密封处理，接着把感控部件外筒14下端的统一标准公扣与复合扶正器11上端所加工的统一标准的母扣上紧在一起；

第五步，先把减震短节12、打捞头13和压缩弹簧装配好，其中减震短节12下端加工的是统一标准公扣，并配有O型密封圈凹槽，在O型密封圈凹槽内套装入O型密封圈后，把减震短节12下端加工的是统一标准公扣与感控部件外筒14上端所加工的统一标准的母扣上紧在一起，这时便完成装置1的总装配；

第六步，与地面井口3对接前装配：如图7所示，完成组装和调试的本发明所述装置1先由耐高压防喷管69下端插入并被捕放器总成73咬住，而后再把耐高压防喷管69下端与对接头70由丝扣旋装在一起，再由液压起升架把地面井口辅助系统4吊起来以完成与地面井口3的对接，试压合格后打开采气树7号闸门，便可以通过旋出释放旋杆74而释放装置1使其进入所设定的独立智能作业流程，其中，捕放器总成73在装置1完成所设定的作业后还能实现有效抓捕。

作业前功能设定流程

一、针对井下井筒管壁上所吸附的固态单质结晶体或固态蜡质垢体进行刮削作业设定：

把总感控系统7所设的可充式干电池组15、增压电路16、总控电路21上用于控制大扭矩直流电机32、限位控制总成座39上的上限位开关40、深度仪19和给大功率高速直流电机54供电线路和信号线路全接通，其他的输出控制线路全部关闭；其特点是，当装置1投入井下，在锥形构架磨铣头63遇到井下井筒管壁上所吸附的固态单质结晶体或固态蜡质垢体5时套筒60就会自动上行，而套筒60的上行使得磁感应块66与接近开关56接近而连通启动大扭矩直流电机32带动锥形构架磨铣头63旋转做功、而凸键环59与凹键槽65咬合将能把涡轮组61和弹性阻流叶62产生旋转动能传递给输出轴58而增强刮削能力；当完成对遇阻物井下井筒管壁上所吸附的固态单质结晶体或固态蜡质垢体刮削处理后，套筒60在无阻力的工况下就会自动下落并一起带着磁感应块66离开接近开关56而使大扭矩直流电机32因断电而停止转动，同时装置1将会自由下落，而设计在感控部件外筒14上的深度仪19在计量到设定的米数后会给总控电路21发出一个能让大扭矩直流电机32正转的指令，大扭矩直流电机32正转将带动阀体部件外筒31上所设限位拨杆35和阀芯37同步下行，当下行的阀芯37封闭住下旁通孔43后同时限位拨杆35也将触及下限位开关41而使大扭矩直流电机32停止转动；这时井下井筒内带压能天然气就由阀体部件外筒31上所设上旁通孔43-1快速涌入动态互补扩封系统9所设通孔51后再由旁通孔52进入凹凸橡胶筒48内腔而使得凹凸橡胶筒48快速扩涨而起到憋压集聚能的目的，这时井下井筒内的带压能天然气就能快速地推动整个装置1上行，当装置1上行进入地面井口辅助系统4后，将会被捕放器总成73抓捕到而完成本次刮削作业。

二、针对井下井筒内的积水实施上下往复定量举排水作业设定：

把总感控系统7所设的可充式干电池组15、增压电路16、总控电路21上与深度仪19、刮削部件外筒53上所设接近开关56，以及给大功率高速直流电机54的连接线路全部关闭；其特点是，在入井工作前把限位拨杆35和阀芯37都调整到上止点位置，由于下旁通孔43处于打开状，此时的凹凸橡胶筒48呈收缩不憋压态，释放装置1后将会自动下行；当装置1下行沉入井下井筒积水面以下后，井下井筒内的水会通过上旁通孔43-1急剧进入标定集水杯30，当标定集水杯30内水满时，随着浮环26的上浮带动感应块27激活感应开关25，同时水位传感器24也同时感应到了被测量水的存在，当总控电路21接收到这些信息后就会通过正转控制电路17对大扭矩直流电机32发出正转的指令而使阀芯37快速下行关闭下旁通孔43，这时井下井筒内带压能天然气就由阀体部件外筒31上所设上旁通孔43-1快速涌入动态互补扩封系统9所设通孔51后再由旁通孔52进入凹凸橡胶筒48内腔而使得凹凸橡胶筒48快速扩涨而起到憋压集聚能的目的，这时井下井筒内的带压能天然气就能快速地推动整个装置1上行；当装置1上行进入地面井口辅助系统4后，感控部件外筒14所设弹性开关20将自动连通反转控制电路18与大扭矩直流电机32的连线而使大扭矩直流电机32反转，大扭矩直流电机32的反转将带动限位拨杆35和阀芯37又回到起始位置，下旁通孔43的打开将使凹凸橡胶筒48恢复原收缩状而不再憋压；这时装置1将第二次自动落向井下井筒，如此周而复始地完成上下往复定量举排水作业，当到井口天然气气压恢复到正常态时，便可设置捕放器总成73进入抓捕工况，当装置1再次上行进入耐高压防喷管69时将被捕放器总成73抓捕到。

以上是本发明所述的一种井下自感式刮削、往复定量举排水装置及使用方法所具有的典型的两种作业功能，其还具有的特点是，在对总控电路21做适当的调配后，将能实现在一个井次的设计范围内，完成对井下井筒管壁上所吸附的固态单质结晶体或固态蜡质垢体进行刮削作业后，又能自动转入对井下井筒内的积水实施上下往复定量举排水作业；所具有的多功能作业性能，对今后研究智能化多功能井下作业工具的功能匹配可行性验证具有很高的可借鉴性及激发出新的研究思路。

仅为本发明的具体实施方法，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种井下自感式刮削、往复定量举排水装置及使用方法，其特点是，它由总感控系统、进退式阀体系统、动态互补扩封系统、触及旋转刮削系统、地面井口辅助系统5个子系统、复合扶正器、减震短节、打捞头、压缩弹簧、防掉螺母和O型密封圈组成：

a)总感控系统7主要由感控部件外筒(14)、可充式干电池组(15)、增压电路(16)、正转控制电路(17)、反转控制电路(18)、深度仪(19)、弹性开关(20)、总控电路(21)、耐高压传输电信号排线管(22)、密封挡板(23)、水位传感器(24)、感应开关(25)、浮环(26)、感应块(27)、单通芯管(28)、浮球(29)和标定集水杯(30)构成；

b)进退式阀体系统8主要由阀体部件外筒(31)、大扭矩直流电机(32)、限位丝杆(33)、阀芯丝杆(34)、限位拨杆(35)、限旋座(36)、阀芯(37)、限旋杆(38)、限位控制总成座(39)、上限位开关(40)、下限位开关(41)、旁通阀座(42)、下旁通孔(43)、复合密封圈(44)、滚珠轴承(45)、上旁通孔(43-1)、上密封挡板(23-1)、下密封挡板(23-2)和耐高压传输电信号排线管(22-1)构成；

c)动态互补扩封系统9主要由通孔中芯杆(46)、橡胶筒座(47)、凹凸橡胶筒(48)、高分子耐磨条(49)、限扩环(50)、通孔(51)、旁通孔(52)和耐高压传输电信号排线管(22-2)构成；

d)触及旋转刮削系统10主要由刮削部件外筒(53)、大功率高速直流电机(54)、密封压板(55)、接近开关(56)、止推轴承(57)、输出轴(58)、凸键环(59)、套筒(60)、涡轮组(61)、弹性阻流叶(62)、锥形构架磨铣头(63)、合金齿(64)、凹键槽(65)、磁感应块(66)、限位弹簧(67)、防掉螺母(68)、上旁通孔(43-2)、上密封挡板(23-3)和耐高压传输电信号排线管(22-3)构成；

e)地面井口辅助系统4主要由耐高压防喷管(69)、对接头(70)、泄压阀(71)、压力表(72)、捕放器总成(73)、释放旋杆(74)、缓冲板(75)、减震弹簧(76)、耐高压顶盖(77)和吊环(78)构成。

2.根据权利要求1所述的井下自感式刮削、往复定量举排水装置及使用方法，其特点是，所述的能对被测量水精准定量感测的方法由水位传感器(24)、感应开关(25)、浮环(26)、感应块(27)、浮球(29)和标定集水杯(30)构成。

3.根据权利要求1所述的井下自感式刮削、往复定量举排水装置及使用方法，其特点是，所述的正转控制电路(17)、反转控制电路(18)、深度仪(19)、弹性开关(20)、总控电路(21)、水位传感器(24)、感应开关(25)、浮环(26)、感应块(27)、浮球(29)和标定集水杯(30)能控制阀芯(37)关闭或打开下旁通孔(43)。

4.根据权利要求1所述的井下自感式刮削、往复定量举排水装置及使用方法，其特点是，所述的凹凸橡胶筒(48)和高分子耐磨条(49)配合构成动态耐磨性能。

5.根据权利要求1所述的井下自感式刮削、往复定量举排水装置及使用方法，其特点是，所述的接近开关(56)、磁感应块(66)、凸键环(59)、凹键槽(65)、限位弹簧(67)构成遇阻才能联动做功。

6.根据权利要求1所述的井下自感式刮削、往复定量举排水装置及使用方法，其特点是，所述的捕放器总成(73)、释放旋杆(74)构成可释放、可抓捕功能。

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