[发明专利]油田固井套管外表面自动粘胶-粘砂装置

说明书

一、     技术领域：

本发明涉及的是石油与天然气固井工艺过程提高套管与水泥环的胶结强度而设计的增强套管表面粗糙度的装置，具体涉及的是油田固井套管外表面自动粘胶-粘砂装置。

二、背景技术：

在油田固井过程中技术领域中，对于一些地层，特别是固井效果较差层段多使用粘砂套管（在套管表面刷胶、洒砂粒提高套管表面粗糙度）固井以提高水泥环与套管表面的胶结强度，进而提高油水井固井质量。目前，对于油田套管粘胶-粘砂多是通过工人的手动操作，即先通过人工在套管表面刷胶，之后通过随机洒砂粒的方式将规则不等的砂粒洒在粘胶表面。该方法制作的粘砂套管存在以下几个方面的问题：

（1）砂粒粒径大小不等，固井时水泥环与粘砂砂粒胶结不均匀；

（2）在泥浆顶替过程中，小粒径砂粒被泥浆滞留层淹没，无法实现胶结；

（3）人工刷胶、布砂不均匀，出现胶层薄厚布砂密度等不均，脱砂现象严重。

三、发明内容：

本发明的目的是提供油田固井套管外表面自动粘胶-粘砂装置，它用于解决现有技术中采用人工在固井套管外刷胶、粘砂不均匀、效果不好的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种油田固井套管外表面自动粘胶-粘砂装置包括刷胶系统、喷砂系统、旋转支架，刷胶系统包括胶盒、胶刷、注胶控制装置、胶刷给进机构，胶刷给进机构由第一双向电机、第一传动轴、第一万向轴、第一传动丝杆依次连接组成， 胶盒与胶刷通过管线连接，注胶控制装置串接在胶盒与胶刷连接的管线上，胶刷的底座穿在第一滑动光杆上，胶刷给进机构的传动丝杆与胶刷的底座螺纹连接；喷砂系统包括空气压缩机、砂盒、喷砂器、喷砂给进机构，喷砂给进机构由第二双向电机、第二传动轴、第二万向轴、第二传动丝杆依次连接组成，砂盒与喷砂器通过砂粒输送管线连接，空气压缩机通过风线与砂粒输送管线连接，喷砂器由单粒装砂管、砂粒喷嘴、喷砂移动座构成，单粒装砂管位于喷砂移动座外，喷砂移动座内设置有砂粒喷嘴，单粒装砂管与砂粒喷嘴连接，喷砂移动座穿在第二滑动光杆上，喷砂给进机构的传动丝杆与喷砂移动座螺纹连接；套管安装在旋转支架上，套管的一端与旋转支架的电动转盘螺纹连接，套管另一端与旋转支架的轴承和轴承固定杆安装在一起；胶刷和喷砂器分别靠近套管设置，喷砂器可将砂粒喷到套管上，胶刷的刷毛恰好与套管接触。

上述方案中旋转支架由步进电机、电动转盘、轴承、轴承固定杆均水平安装在支撑架上构成，步进电机、电动转盘设置在支撑架的一侧，轴承、轴承固定杆设置在支撑架的另一侧，步进电机连接电动转盘，套管安装在电动转盘与轴承固定杆之间。

上述方案中注胶控制装置包括流量计、压力计及流量控制阀门。

上述方案中砂粒喷嘴在喷砂移动座上面交错排列。

上述方案中砂盒连接砂粒分选系统，砂粒分选系统包括多级振动筛、分级砂粒容器、砂粒流量控制装置，分级砂粒容器内安装多级振动筛，分级砂粒容器设有多级出口，每级出口分别外接砂粒输送管线，各砂粒输送管线均连接到砂盒，各砂粒输送管线上均设置砂粒流量控制装置，砂粒分选系统主要是分选粘砂砂粒，确保任意级粘砂砂粒尺寸接近。

上述方案中砂粒流量控制装置包括流量计、压力计及砂粒流量控制阀门。

有益效果：

1、本发明实现了油田套管自动刷胶和喷砂，整个过程自动实现，刷胶和喷砂时胶刷和喷砂器均进行直线运动，被刷的套管在电动转盘的带动下进行旋转，由于胶刷和喷砂器仅进行直线运动，可确保整个刷胶过程中刷胶和喷砂的均匀性，标准性化程度高。

2、本发明将套管可拆卸地安装在旋转支架中间，旋转支架的支撑架没有长度的限制，旋转支架的长度可依套管长度自由调节，可对任意长度的套管进行刷胶和喷砂。

3、本发明能够制备不同粘砂分布密度与粒径尺寸的油田粘砂套管。

4、本发明可实现不同尺寸粒径砂粒均匀布置在套管表面。

四、附图说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中套管、轴承、轴承固定杆安装结构示意图；

图3是本发明中喷砂器喷嘴布置示意图；

图4是本发明中单粒装砂管的结构示意图；

图5是本发明中砂粒分选系统的结构示意图。