本实用新型专利技术涉及，一种大通径高低压分配压裂一字型管汇装置，包括高压一字型管汇、低压一字型管汇、压裂机组、井口旋转换向机构；高压一字型管汇两端通过法兰短节分别连接一个井口旋转换向机构；高压一字型管汇上通过高压压裂液入口管线连接压裂机组；压裂机组通过低压压裂液入口管线连接低压一字型管汇。本实用新型专利技术的井口换向结构属于直管结构，可以根据井口位置对旋转轴进行移动，直管的通径和短节通径一致，中间不存在变径结构，可以保证大排量和压力稳定输送作业，减少管道内壁的冲蚀，减少了弯接头和多油壬组装。该装置结构简单，可靠性高，便于安装，使用时间长久，使用效率高。使用效率高。使用效率高。
【技术实现步骤摘要】
一种大通径高低压分配压裂一字型管汇装置
[0001]本技术涉及一种大通径高低压分配压裂一字型管汇装置，特别是一种大通径高低压分配压裂一字型管汇装置。
技术介绍
[0002]高压管汇是油田酸化压裂作业中必不可少的设备，随着压裂作业深度的不断增大，管汇承受越来越高的压裂压力，其强度直接影响着压裂作业中安全问题。管弯头是高压管汇最易发生冲蚀和疲劳破坏的地方，且弯头外侧内壁面处为最大危险区。
[0003]高压管汇弯头受到的破坏是由于冲蚀疲劳引起的，冲蚀对管汇弯头表面的破坏主要是机械力产生的，其次是腐蚀因素。高速压裂液中携带的支撑剂(陶粒砂)具有较大的动能且其硬度大于被冲蚀的管汇的硬度。当固体粒子撞击弯头表面时，会造成短程的微切削和塑性变形的坑，在若干粒子的长时间冲击下就会形成磨损，当流速很高时，甚至水滴等软粒子也会造成冲蚀，加之较高压力和反复应力作用甚至会使得管汇容易产生疲劳断裂。
[0004]高压压裂泵的工作特点是在吸液和排液的过程中呈间歇性和周期性，当这种高压液体流经管汇时，在一些阀门和弯头部位会产生激振力，当某个部位的激振力发生的时间到了一定的极限，就会使压裂管系出现一定的机械振动响应。这种振幅与液流的压力呈正比关系。水力压裂作业中，高压管汇器件属于同时承受高压作用和液固两相流冲蚀作用的高风险管件，针对水力压裂工况下，压裂液中支撑剂颗粒对地面设备高压管汇的冲蚀磨损研究目前还比较少。连接弯头是高压管汇的重要组成部分，由于其结构的特殊性，相对于直管等管件的其他部位更容易遭受流体介质的冲蚀破坏。有研究称，弯头的冲蚀磨损率比直管段大约高50倍。一旦因冲蚀破坏导致管件发生刺漏、破裂或控制失灵，很可能会造成设备损坏甚至人员伤亡等重大生产安全事故；因此，准确预测颗粒对设备的冲蚀并制定相应的减弱冲蚀措施显得越来越重要。对于高压管汇的安全评定来说，准确检测高压管汇的最小减薄壁厚是进行准确评价的基础，准确预测高压管汇的冲蚀磨损，找到管道壁厚减薄最严重的区域，成为失效监测和预测的关键。
[0005]另外常规压裂管汇在高压作业过程中，由于管汇中有多处直角，导致管汇的振动问题对实际工程作业的安全性和设备寿命造成了很大影响，而流固耦合是造成管道振动的重要原因之一。压裂技术作为目前最常用的增产技术，已成为提高采收率和非常规油气开采的主要手段，而高压管汇作为油气压裂装备主要输出部件，不仅承受着内部高压作用，还要承受内部压力波动以及外界激励引起的振动，恶劣的工况易导致早期破坏。当外界的激励频率接近固有频率时，结构很容易发生共振，造成结构的损坏，因此在结构设计时，应避免结构件的频率与外界激励频率相接近，以免产生共振现象。
[0006]专利CN109630083A公开了一种喷砂射孔环空压裂地面控制系统及方法，主要是实现喷砂射孔环空压裂地面控制系统，利用小型压裂车从连续油管内部注入压裂液经过地面管汇实现洗井，对于压裂管汇的布置仍然按照常规结构，包括弯接头和多油壬组装，仍然难以摆脱管汇收到早期冲蚀的弊端。
[0007]专利CN110056548A公开了一种压裂管汇快速连接装置液压控制系统，包括多种液控单元，液压油缸的两端均固接管汇活动臂，管汇活动臂其实就是一种管接头结构，对于压裂车排出管汇的组成部分，需要承担高压输出功能，冲蚀和高压流体的冲蚀作用仍然较大，长时间作用会影响该结构的稳定性，其中管路连接比较复杂，对于在大流量的压裂施工中存在较多缺陷，只能作为临时转换结构使用。
[0008]专利CN110864014A公开了一种压裂管汇橇快速连接装置液压助力系统，主要是解决现有技术中液压系统结构复杂、操作困难的问题，该系统使用了多种卸荷阀以及弯接头活动臂，与前述专利结构类似，并引入了气动控制结构，虽然在一定程度上解决了压裂液换向的功能，但是该结构系统无法满足大流量的压裂液吸入和排出要求。
[0009]专利CN111140699A公开一种超高压压裂管汇与井口装置间的联接管路，联接管道为倾斜管线，很难保证该结构的稳定性，需要配备短立柱零部件，安装和制造存在一定难度，局部存在孔径较小的弯接头，对于流体流动性能较差，不适于大排量的压裂使用范围。
[0010]专利CN203362146U公开了一种超高压压裂管汇设备，该结构由多个油壬、液动闸阀、手动闸阀组成，压裂头安装在短接头侧面位置，离闸阀不到一米，对于液动闸阀、手动闸阀控制高压流体有一定困难，很难达到控制压力的目的。
[0011]专利CN203430496U、CN203531876U、CN203879476U公开的三种压裂管汇装置，该压裂管汇主要用于压裂车的组成结构中，不适于大排量压裂操作。
[0012]专利CN204327058U公开了一种耐高压、多管路、组合式压裂管汇，该管汇结构由多条交叉的支管与升高的压裂短接组成，高压压裂液在支管中流动过程中，会发生冲蚀，高压流体三叉管中流动并不畅通，不能长期稳定输送压裂液。专利CN206111161U公开了一种大通径、多井位压裂管汇，压裂头连接在是个位置，呈十字形结构，整体仍然与专利CN203362146U结构类型相似，压裂头固定在某个井口，不能换向和移动。专利CN206429235U公开的一种抗冲蚀斜向压裂管汇，在压裂主管侧面水平安装有分支管路，分支管路呈对称分布，增加的油壬较多，通径较小，不利于大排量压裂液的输送。
[0013]专利CN209277864U公开了一种轻型高低压压裂管汇，该结构由高低压压裂管汇组成，并固定在管汇撬上，T型三通在输送压裂液中起到主要连接作用，整体通径较小，属于固定翼结构，不易更换和流体的换向。
[0014]专利CN210141121U公开了一种大通径压裂作业用提速提效装置，主要由三通、旋转装置、油壬、压裂管汇组成，其中旋转装置可以对管汇进行换向安装，但该压裂装置主要用于管道局部换向作用，在局部换向过程中，管道中的流体仍然存在冲蚀和局部涡流作用，这些部位会受到高压流体的冲蚀，在压裂液排出口并不能实现换向，并且该旋转结构为油壬和短节组成，换向通径较小，不适用于大排量也列也的输送。经过对上述各厂家和科研单位对高压压裂管汇专利和使用等资料的收集和分析，上述专利主要存在一下问题：
[0015]1、对于压裂管汇的布置仍然按照常规结构，包括弯接头和多油壬组装，仍然难以摆脱管汇受到早期冲蚀的弊端。
[0016]2、长时间作用会影响该结构的稳定性，其中管路连接比较复杂，对于在大流量的压裂施工中存在较多缺陷，只能作为临时转换结构使用。
[0017]3、安装和制造存在一定难度，局部存在孔径较小的弯接头，对于流体流动性能较差，不适于大排量的压裂使用范围。
[0018]4、高压压裂液在支管中流动过程中，会发生冲蚀，高压流体三叉管中流动并不畅通，不能长期稳定输送压裂液，压裂头固定在某个井口，不能换向和移动。
[0019]5、增加的油壬较多，通径较小，不利于大排量压裂液的输送。整体通径较小，属于固定翼结构，不易更换和流体的换向。
[0020]6、有些管汇专利可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大通径高低压分配压裂一字型管汇装置，包括高压一字型管汇(I)、低压一字型管汇(III)、压裂机组(II)、井口旋转换向机构(IV)；高压一字型管汇(I)两端通过法兰短节(1)分别连接一个井口旋转换向机构(IV)；高压一字型管汇(I)上通过高压压裂液入口管线(19)连接压裂机组(II)；压裂机组(II)通过低压压裂液入口管线(18)连接低压一字型管汇(III)。2.根据权利要求1所述的一种大通径高低压分配压裂一字型管汇装置，其特征在于：所述的高压一字型管汇(I)包括，两端的法兰短节(1)，法兰短节(1)均连接第一双法兰短节(2)，两个第一双法兰短节(2)之间有多个依次连接的第二双法兰短节(3)；第一双法兰短节(2)与第二双法兰短节(3)之间，相邻的第二双法兰短节(3)之间，均连接有四通(4)，四通(4)上的通孔(6)通过母油壬法兰(5)和油壬盘根(7)连接高压压裂液入口管线(19)。3.根据权利要求1所述的一种大通径高低压分配压裂一字型管汇装置，其特征在于：所述的低压一字型管汇(III)包括不锈钢管线(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：王明安，李朝明，唐光进，邓德兵，熊峻，张欢，刘敏，蒋兴，
申请(专利权)人：重庆新泰机械有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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