一种多级防冲刺含砂压裂液返排管汇装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多级防冲刺含砂压裂液返排管汇装置，包括一级固定节流防刺缓冲装置和二级手动可调节流防刺缓冲装置，所述的一级固定节流防刺缓冲装置由固定节流阀、第一级防刺短节和第一缓冲管线依次连接组成，所述的二级手动可调节流防刺缓冲装置由手动节流阀、第二防刺短节和第二缓冲管线依次连接组成，所述的第一缓冲管线的出口端与手动节流阀的入口端连通固定。本装置相对以往常规返排管汇，具有多级逐级降压的功能，两级节流阀可以逐级调节流体的流量、减小压力；两级防刺缓冲装置可以改变流体的流场，对高速流体具有缓冲作用，减少流体的冲刷，其结构简单，可靠性高，便于安装。

【技术实现步骤摘要】
一种多级防冲刺含砂压裂液返排管汇装置
本专利技术属于油气井压裂设备
，涉及一种用于含砂压裂液返排用管汇装置，特别是一种多级防冲刺含砂压裂液返排管汇装置。
技术介绍
压裂液返排系统指实施油气井返排压裂液压力控制所需的一整套设备、仪器仪表和专用工具，能有效解决(压裂作业后井筒中含砂液对设备及管道高速切割和冲刺)，从而保护了压裂作业相关人员、压裂设备以及油气井的生产安全。(返排)管汇系统作为压裂装置的核心设备，在防喷器关闭的条件下，通过控制节流阀的开关在井口产生一定的回压，恢复泥浆液柱对(可有效对)井底的压力(实施)控制；当井口压力较高时，如果直接开启平板阀，高压高速的含砂气液混合介质通过放喷通道直接放喷会刺坏阀门或放喷管线造成井口失控。因此，(返排)管汇系统是钻井作业后期实施压裂作业后安全作业必要的设备，担负着确保压裂后作业的成功率、提高井控装置的安全可靠性的重要任务，可将油气井压力控制技术提高到一个更安全、可靠的水平。目前，含砂返排管汇的设计和应用较少，大多数使用常规油嘴管汇，常常受到含砂压裂液的冲蚀，阀体以及法兰短节极其容易失效，使用很短时间就发生刺漏，使用寿命较短。常规油嘴管汇没有设置防刺短接结构，因此无法避免含砂返排液对阀体内壁面或管线内壁的冲蚀。常规油嘴管汇连接件较多，主要是通过双法兰连接后排放，含砂返排液压力和速度、流场都不会发生改变，返排介质的流动速度快，通过节流阀和阀体内部的流体速度和压力都不能有效的降低或改变，为了达到多级节流的目的，常规油嘴管汇通常采用多个节流阀设备使得节流管汇整体结构相符复杂，可靠性较差，增大了安装和维修难度，且不具有防刺的功能，不能从性质上改变流体的流场性质。常规管汇整体结构稳定，但存在较大的振动和冲刷。另外，节流阀以及防刺短节是返排节流管汇中的关键设备，现场应用中常规节流阀常因节流阀阀座、阀芯的冲蚀磨损而失效，给压裂返排作业带来了很大的安全隐患，防刺短节就是针对此问题而设计的，防刺短节可以减小壁面上的流体速度进而减小壁面的冲蚀，改变流体的流场性质，减缓冲刷，防刺短节的节流效果不明显，其对节流阀的压力控制没有明显变化，加防刺短节后，流线复杂流场漩涡增多，可能会产生振动和噪声。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有含砂介质返排技术的缺点，提供一种可以多级防冲蚀含砂压裂液返排节流管汇，既可以多级节流，又可以保证节流阀以及主阀体内壁面的防冲蚀性能。本专利技术具体通过以下技术方案实现：一种多级防冲刺含砂压裂液返排管汇装置，包括一级固定节流防刺缓冲装置和二级手动可调节流防刺缓冲装置，所述的一级固定节流防刺缓冲装置由固定节流阀、第一防刺短节和第一缓冲管线依次连接组成，所述的二级手动可调节流防刺缓冲装置由手动节流阀、第二防刺短节和第二缓冲管线依次连接组成，所述的第一缓冲管线的出口端与手动节流阀的入口端连通固定。所述的第一防刺短节和第二防刺短节均由防刺短节本体和防刺短节法兰，所述的防刺短节法兰固定在防刺短节本体的出口端。所述的防刺短节本体和防刺短节法兰的连接处设置有耐腐蚀耐压的金属密封钢圈，用于对管路进行密封。所述的防刺短节法兰上与防刺短节本体接合处设置有防刺短节压帽。所述的法兰连接之间设置有防冲刷的硬质合金。所述的防刺短节压帽的台肩位置安装有防刺短节垫片，所述的防刺短节垫片由耐高温耐腐蚀的特氟龙制成。所述的一级固定节流防刺缓冲装置和二级手动可调节流防刺缓冲装置的内腔内沿其长度方向堆焊有耐蚀合金材料层。所述的硬质合金材料层厚度大于等于3.2mm。本专利技术的有益效果为：1)本专利技术采用多级节流既可减少返排高压流体的压力，增加了两道防冲刺短接和固定节流阀以及可调楔形节流阀，达到两级节流作用和两级防冲蚀，结合防刺短接合金体，可以减少含砂返排液对阀体内壁面的冲蚀。大容积的防刺短接对高速含砂流体具有缓冲作业。2)本专利技术各连接件布局是含砂返排液沿程阻力也增多，根据伯努利以及能量守恒原理，含砂返排液压力和速度都会大大减少，虽然局部速度较大，但是通过防刺短接后到达楔形节流阀和阀体内部的流体速度和压力都被大大削弱，因此本装置既可以多级节流，又可以保证节流阀以及主阀体内壁面的防冲蚀性能。3)本专利技术只需要一个固定节流阀和一个可调楔形节流阀，即可达到多级节流的目的，因此本装置相对以往油嘴节流管汇，结构简单，可靠性高，便于安装。4)本专利技术采用增加了配重块，整体结构呈U型结构，保持整体结构稳定，减少整体的振动。5)本专利技术的防刺短接具有缓冲并改变流体流场的作用。附图说明图1是本专利技术多级防冲刺含砂压裂液返排管汇装置的结构示意图；图2是本专利技术防刺短节结构示意图；图中：1、第二缓冲管线，2、第二防刺短节，3、手动节流阀，4、第一缓冲管线，5、第一防刺短节，6、固定节流阀，7、支架I，8、支架II，9、支架III，10、支架Ⅳ，11、底座，12、工具箱，13、配重块；20、防刺短节本体，21、防刺短节法兰，22、密封钢圈，23、防刺短节压帽，24、防刺短节垫片。具体实施方式下面将结合本专利技术具体的实施例，对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术采用发展出了一种多级返排管汇装置，设置了两道防冲刺短接和固定节流阀以及可调楔形节流阀，达到两级节流和两处缓冲的作用，这种多级节流方式既可减少返排高压流体的压力，又可以减少含砂返排液对阀体内壁面的冲蚀，并结合能量守恒原理可知，到达可调楔形节流阀的含砂返排液压力和速度都会大大减少，虽然局部速度较大，但是通过防刺短接后到达楔形节流阀和阀体内部的流体速度和压力都被大大削弱，因此本装置既可以多级节流，又可以保证节流阀以及主阀体内壁面的防冲蚀性能，能够避免管汇撬中管汇连接件的早期冲蚀和阀芯阀杆的断裂。本专利技术只需要设置上述四个主要组件，即可达到多级节流和防刺的目的，因此本装置相对以往油嘴节流管汇，结构简单，可靠性高，便于安装。本专利技术采用增加了配重块，整体结构呈U型结构，保持整体结构稳定，减少整体的振动，保证压裂后期作业顺利完成。如图1所示的多级防冲刺含砂压裂液返排管汇装置，包括一级固定节流防刺缓冲装置和二级手动可调节流防刺缓冲装置，其中，一级固定节流防刺缓冲装置由固定节流阀6、第一防刺短节5和第一缓冲管线4连接组成，固定节流阀6的出口端与第一防刺短节5的入口端通过双头螺栓和螺母连接固定，第一防刺短节5的出口端与第一缓冲管线4的入口端通过双头螺栓和螺母连接固定。固定节流阀6通过更换油嘴直径大小以限定一级流体流量，调节流体的流速并改变流体的状态和性质，出口端下游镶嵌有硬质合金防止含砂的高速流体冲蚀。第一防刺短节5内腔内堆焊有耐蚀合金，设计有大容积的缓冲腔体，可以容纳并缓解高速流体的能量，内部的硬质合金可以改变流体的流场和流速。二级手动可调节流防刺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级防冲刺含砂压裂液返排管汇装置，其特征在于，包括一级固定节流防刺缓冲装置和二级手动可调节流防刺缓冲装置，所述的一级固定节流防刺缓冲装置由固定节流阀(6)、第一防刺短节(5)和第一缓冲管线(4)依次连接组成，所述的二级手动可调节流防刺缓冲装置由手动节流阀(3)、第二防刺短节(2)和第二缓冲管线(1)依次连接组成，所述的第一缓冲管线(4)的出口端与手动节流阀(3)的入口端连通固定。/n

【技术特征摘要】
1.一种多级防冲刺含砂压裂液返排管汇装置，其特征在于，包括一级固定节流防刺缓冲装置和二级手动可调节流防刺缓冲装置，所述的一级固定节流防刺缓冲装置由固定节流阀(6)、第一防刺短节(5)和第一缓冲管线(4)依次连接组成，所述的二级手动可调节流防刺缓冲装置由手动节流阀(3)、第二防刺短节(2)和第二缓冲管线(1)依次连接组成，所述的第一缓冲管线(4)的出口端与手动节流阀(3)的入口端连通固定。


2.根据权利要求1所述的一种多级防冲刺含砂压裂液返排管汇装置，其特征在于，所述的第一防刺短节(5)或第二防刺短节(2)包括防刺短节本体(20)和防刺短节法兰(21)，所述的防刺短节法兰(21)固定在防刺短节本体(20)的出口端。


3.根据权利要求2所述的一种多级防冲刺含砂压裂液返排管汇装置，其特征在于，所述的防刺短节本体(20)和防刺短节法兰(21)的连...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明安，刘敏，蒋兴，熊俊，张欢，李瑞玲，李朝明，唐光进，
申请(专利权)人：重庆新泰机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50