专利名称：套管外表面自动喷砂装置的制作方法
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，具体涉及的是套管外表面自动喷砂装置。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。
发明内容
本发明的目的是提供套管外表面自动喷砂装置，它用于解决现有技术中采用人工在刷胶后套管外洒砂粒，布砂不均匀，脱砂现象严重的问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是这种套管外表面自动喷砂装置包括空气压缩机、砂盒、喷砂器、喷砂给进机构、旋转支架，喷砂给进机构由双向电机、传动轴、万向轴、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；喷砂器靠近套管设置，喷砂器可将砂粒喷到套管上。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。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。有益效果
I、本发明实现了油田套管自动喷砂，整个过程自动实现，喷砂时喷砂器进行直线运动，需要喷砂的套管在电动转盘的带动下进行旋转，由于喷砂器仅进行直线运动，可确保整个喷砂过程中喷砂均匀，标准化程度高。
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喷砂。3、本发明可实现不同尺寸粒径砂粒均匀布置在套管表面。4、本发明结构简单、操作方便，适应能力强。四
图I是本发明的结构示意 图2是本发明中套管、轴承、轴承固定杆安装结构示意 图3是本发明中喷砂器喷嘴布置示意 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。I砂盒；2单粒装砂管；3喷砂移动座；4砂粒喷嘴；5双向电机；6传动轴；7万向轴；8传动丝杆；9滑动光杆；10套管；11电动转盘；13轴承；14轴承固定杆；15支撑架；16振动筛；17分级砂粒容器；18砂粒流量控制装置；19空气压缩机；20气动阀门；21供电装置。五具体实施例方式 下面结合附图对本发明做进一步的说明
如图I所示，这种套管外表面自动喷砂装置包括空气压缩机19、砂盒I、喷砂器、喷砂给进机构、旋转支架，喷砂给进机构由双向电机5、传动轴6、万向轴7、传动丝杆8依次连接组成；砂盒I与喷砂器通过砂粒输送管线连接，空气压缩机19通过风线与砂粒输送管线连接，砂粒输送管线上安装气动阀门20，喷砂器由单粒装砂管2、砂粒喷嘴4、喷砂移动座3构成，单粒装砂管2位于喷砂移动座3外，喷砂移动座3内设置有砂粒喷嘴4，如图3所示，喷砂喷嘴4在喷砂移动座3上面交错排列，单粒装砂管2与砂粒喷嘴4连接，单粒装砂管2的个数与砂粒喷嘴4的个数相同，一对一连接，如图4所示，单粒装砂管2的内径与砂粒的内径相同，单粒装砂管2内只容纳一个一个的砂粒顺次通过，喷砂移动座3穿在滑动光杆9上，喷砂给进机构的传动丝杆8与喷砂移动座3螺纹连接，传动丝杆8转动时，喷砂器随着做直线运动。对套管10进行喷砂时，把套管10安装在旋转支架上，套管10的一端与旋转支架的电动转盘11螺纹连接，套管10另一端与旋转支架的轴承13和轴承固定杆14安装在一起，以实现套管10旋转；喷砂器靠近套管10设置，喷砂器可将砂粒喷到套管10上。喷砂给进机构的双向电机5连接传动轴6，传动轴6连接万向轴7，万向轴7连接传动丝杆8，双向电机5带动传动丝杆8转动，传动丝杆8带动喷砂器做直线运动，喷砂给进机构为喷砂器沿轴向滑动提供动力。砂粒流量控制装置18包括流量计、压力计及砂粒流量控制阀门。旋转支架由步进电机、电动转盘11、轴承13、轴承固定杆14均水平安装在支撑架15上构成，步进电机、电动转盘11设置在支撑架15的一侧，轴承13、轴承固定杆14设置在支撑架15的另一侧，步进电机连接电动转盘11，旋转支架的中间是断开的，当对套管10刷胶时，将套管10安装在电动转盘11与轴承固定杆14之间，具体是将套管10的一端与电动转盘11螺纹连接，套管10的另一端与轴承固定杆14连接，参阅图2所示，套管10与轴承固定杆14之间设置滚动轴承13，由于套管10与轴承固定杆14之间设置滚动轴承13，套管转动时，轴承固定杆14并不随着套管11转动。
本发明中砂盒I内的砂可以是预置好的单一粒径的砂，砂在空气压缩机19提供的高压风的吹动下进入单粒装砂管2内，砂粒在单粒装砂管2中进行单粒排列，经由喷砂嘴4喷出，可使喷砂均匀；本发明还可以为砂盒I连接砂粒分选系统，由砂粒分选系统筛选砂粒，将筛选后的某个粒径的砂粒输送到砂盒1，如图5所示，砂粒分选系统包括多级振动筛16、分级砂粒容器17、砂粒流量控制装置18、供电装置21组成，多级振动筛16设置为2_4级，分级砂粒容器17内安装多级振动筛16，分级砂粒容器17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I，各砂粒输送管线上均设置砂粒流量控制装置18，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，由于分级砂粒容器设有多级出口，通过砂粒流量控制装置18控制各个多级出口的砂粒外输，当选定某个粒径的砂粒，将相应的砂粒流量控制装置18开启，其它的砂粒流量控制装置18关闭。砂粒筛选系统的工作过程为砂粒筛选系统的装砂装置中的初始砂粒经砂粒输送管线输送至振动筛16，振动筛16对初始砂粒进行筛选分级，不同粒径的砂粒输送至分级砂粒容器17中，分级后砂粒经砂粒流量控制装置18输送至高压喷砂管线中。供电装置21对振动筛16提供动力,砂粒流量控制装置18对分级后的砂粒流动实施压力及流量控制。
本发明喷砂开始前，先将套管10与电动转盘11丝扣连接并固定于旋转支架上，开启电动转盘11使得套管10做匀速转动。启动砂粒分选系统以及空气压缩机19，打开气动阀门，单粒装砂管2内进砂，开启喷砂给进机构中的双向电机5，喷砂器匀速沿轴滑动开始对刷胶后的套管10进行喷砂。当喷砂器运行至套管10末端则完成一次套管的粘砂工作，此时关闭空气压缩机19和砂粒经砂粒流量控制装置18。同时改变双向电机5的转动方向，使得喷砂系统自行运行至初始端。
权利要求
1.一种套管外表面自动喷砂装置，其特征在于这种套管外表面自动喷砂装置包括空气压缩机(19)、砂盒(I)、喷砂器、喷砂给进机构、旋转支架，喷砂给进机构由双向电机(5)、传动轴(6)、万向轴(7)、传动丝杆(8)依次连接组成；砂盒(I)与喷砂器通过砂粒输送管线连接，空气压缩机(19)通过风线与砂粒输送管线连接，喷砂器由单粒装砂管(2)、砂粒喷嘴(4)、喷砂移动座(3)构成，单粒装砂管(2)位于喷砂移动座(3)外，喷砂移动座(3)内设置有砂粒喷嘴(4)，单粒装砂管(2)与砂粒喷嘴(4)连接，喷砂移动座(3)穿在滑动光杆(9)上，喷砂给进机构的传动丝杆(8)与喷砂移动座(3)螺纹连接；套管(10)安装在旋转支架上，套管(10)的一端与旋转支架的电动转盘(11)螺纹连接，套管(10)另一端与旋转支架的轴承(13)和轴承固定杆(14)安装在一起；喷砂器靠近套管(10)设置，喷砂器可将砂粒喷到套管(10)上。
2.根据权利要求I所述的套管外表面自动喷砂装置，其特征在于所述的旋转支架由步进电机、电动转盘(11)、轴承(13 )、轴承固定杆(14)均水平安装在支撑架(15 )上构成，步进电机、电动转盘(11)设置在支撑架(15)的ー侧，轴承(13)、轴承固定杆(14)设置在支撑架(15 )的另ー侧，步进电机连接电动转盘(11)，套管(10 )安装在电动转盘(11)与轴承固定杆(14)之间。
3.根据权利要求2所述的套管外表面自动喷砂装置，其特征在于所述的砂粒流量控制装置(18)包括流量计、压カ计及砂粒流量控制阀门。
4.根据权利要求3所述的套管外表面自动喷砂装置，其特征在于所述的砂粒喷嘴(4)在喷砂移动座(3)上面交错排列。
5.根据权利要求4所述的套管外表面自动喷砂装置，其特征在于所述的砂盒(I)连接砂粒分选系统，砂粒分选系统包括多级振动筛(16)、分级砂粒容器(17)、砂粒流量控制装置(18)，分级砂粒容器(17)内安装多级振动筛(16)，分级砂粒容器(17)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(1)，各砂粒输送管线上均设置砂粒流量控制装置(18)。
全文摘要
本发明涉及的是套管外表面自动喷砂装置，这种套管外表面自动喷砂装置的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；喷砂器靠近套管设置，喷砂器可将砂粒喷到套管上。本发明实现了油田套管自动喷砂，整个过程自动实现，可确保整个喷砂过程中喷砂均匀，标准化程度高。
文档编号B05C19/04GK102836809SQ201210373048
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月30日 优先权日2012年9月30日
发明者赵万春, 刘义坤, 李士斌, 王婷婷, 艾池, 孙玉学 申请人:东北石油大学