[发明专利]多相位套管粗糙表面一体化制备装置

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，具体涉及的是多相位套管粗糙表面一体化制备装置。

二、背景技术：

在油田固井过程中，套管表面粗糙特性对提高固井质量有重要的影响，一方面套管表面粗糙能够与水泥浆形成很好的胶结。另一方面，套管表面粗糙特性影响着水泥浆的顶替效率。另外，不同材料（金属颗粒、粘接剂、矿石颗粒）制备的套管粗糙表面对声波传播特征亦具有不同程度的影响。为了能够准确地分析套管粗糙表面特征对固井质量及声波传播的影响，开展套管粗糙表面特征提高固井质量实验研究具有重要意义。然而，如何按照实验要求制备不同特征的套管粗糙表面是开展后续实验研究的前提，目前，对于油田套管粗糙表面的制备多是通过工人操作，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，这种方式刷胶、粘砂不均匀，使套管表面粗糙度无法满足实验的要求。

三、发明内容：

本发明的目的是提供多相位套管粗糙表面一体化制备装置，它用于解决现有技术中采用人工在固井套管外刷胶、粘砂使套管表面粗糙度无法满足实验的要求的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种多相位套管粗糙表面一体化制备装置包括刷胶系统、喷砂系统、给进机构、旋转支架，刷胶系统、喷砂系统、给进机构均为三套，三套给进机构位于同一圆周面上并呈                                               相位角排列，每套给进机构对应设置一套刷胶系统和一套喷砂系统并且共同构成子单元；每套子单元的给进机构均由双向电机、传动轴、万向轴、传动丝杆依次连接组成；每套子单元的刷胶系统包括胶盒、胶刷、注胶控制装置， 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；每套子单元的喷砂系统包括空气压缩机、砂盒、喷砂器，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；每套子单元中胶刷的底座和喷砂移动座穿在同一滑动光杆上，给进机构的传动丝杆与胶刷的底座螺纹连接，上述给进机构的传动丝杆还同时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；每套子单元的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。

上述方案中步进电机连接计算机控制系统，计算机控制系统主要通过调节步进电机带动套管转动，套管的转动速度、转动类型由计算机控制系统控制。

上述方案中每套给进机构均与计算机控制系统连接，计算机控制系统内嵌有自动控制软件，对每套给进机构的运转进行分别控制。

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，可确保整个过程中刷胶和喷砂的均匀性，标准性化程度高，使套管表面粗糙度满足了实验的要求。

2、本发明可实现套管表面三相位同时喷涂不同材质粘胶与固体颗粒。

3、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。

4、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。