175MPa压裂管汇系统及其流体控制方法与流程

本发明涉及压裂管汇。更具体地说，本发明涉及一种175mpa压裂管汇系统及其流体控制方法。

背景技术：

1、压裂管汇是油田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。目前普遍应用的140mpa压裂管汇系统存在管汇件本体承压能力不足、结构复杂等问题，并且利用现有的压裂管汇将175mpa的超高压压裂流体直接输送至井口时，将对井口产生较大的冲击力，进而使井口装置产生较大振动，影响人员及设备的安全性。因此，现有的压裂管汇无法满足超深井、超高压力、大排量压裂作业的需求，需要形成一种175mpa压裂管汇系统，能够完成对超高压压裂流体的汇流、分配、输送和超压排放的控制，将压裂流体从高压泵稳定输送至井口。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

2、为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种175mpa压裂管汇系统，包括：

3、高低压管汇，其包括主通道高压管汇以及低压管汇，所述主通道高压管汇的两侧分别间隔设置有多个侧通道旋塞阀；所述主通道高压管汇靠近井口的一端设置有高压卸荷阀；

4、多个泵排出管汇，所述泵排出管汇与所述侧通道旋塞阀一一对应设置，所述泵排出管汇一端与对应的所述侧通道旋塞阀连接，另一端与泵送压裂流体的高压泵连接；

5、阻流管汇，其与所述主通道高压管汇的一端连接，另一端连接有分流管汇；所述阻流管汇用以阻止压裂流体从所述分流管汇向所述主通道高压管汇回流；所述分流管汇的另一端分出两条对称设置的支流管汇，两条所述支流管汇均与井口羊角四通连接，所述井口羊角四通的其中一个接口与井口连通；

6、节流放喷管汇和投球管汇，二者分别与一条所述支流管汇连通；所述节流放喷管汇用以释放所述分流管汇内的压裂流体；所述投球管汇用以通过所述分流管汇向井口内输送暂堵球。

7、优选的是，所述主通道高压管汇由多根直管依次拼接形成，相邻两根所述直管之间通过法兰四通连接，所述法兰四通上位于所述直管两侧的两个接口分别连接有所述侧通道旋塞阀。

8、优选的是，所述泵排出管汇由多个l型短管依次拼接形成，其中两个所述l型短管之间通过管线伸缩装置连接，位于端部的所述l型短管通过旋转法兰与对应的所述侧通道旋塞阀连接。

9、优选的是，所述分流管汇包括主管路，所述主管路一端与所述阻流管汇连接，另一端通过法兰三通分别与两条所述支流管汇连接；所述主管路上沿压裂流体流动方向依次设置有手动闸板阀和液动闸板阀。

10、优选的是，所述阻流管汇包括阻流管线以及设置在所述阻流管线上的单向阀，所述阻流管线一端与所述主通道高压管汇连接，另一端与所述主管路连接。

11、优选的是，所述节流放喷管汇包括泄放主管线，所述泄放主管线的一端与所述支流管汇连通，另一端通过泄放三通分别连接有第一泄放支管线和第二泄放支管线，所述第一泄放支管线上沿压裂流体放喷流向依次设置有第一放喷液动旋塞阀和可调节流阀，所述第二泄放支管线上沿压裂流体放喷流向依次设置有第二放喷液动旋塞阀和固定节流嘴。

12、优选的是，还包括测量装置，其设置在所述主通道高压管汇上，所述测量装置与控制组件连接；所述测量装置包括压力测量装置、温度测量装置、流量测量装置、振动测量装置，分别用以监测所述主通道高压管汇内的压裂流体压力、温度、流量以及所述主通道高压管汇的振动情况。

13、优选的是，所述高低压管汇和所述分流管汇的主管路均设置于底座上，所述支流管汇和所述阻流管汇的底部设置有支撑调节装置，所述支撑调节装置用以支撑并调整所述支流管汇和所述阻流管汇的竖向位置。

14、优选的是，所述支撑调节装置包括支撑架、伸缩装置、压力传感器；所述伸缩装置固定设置在所述支撑架上，其活动端上安装有所述压力传感器，且与所述支流管汇或所述阻流管汇抵接；各所述支撑调节装置的压力传感器和所述伸缩装置分别与控制元件连接。

15、本发明还有一个目的是提供一种175mpa压裂管汇系统的流体控制方法，包括：

16、向井内输送压裂流体时，打开各所述泵排出管汇对应的侧通道旋塞阀、所述手动闸板阀、所述液动闸板阀，压裂流体经各所述泵排出管汇向所述主通道高压管汇汇流，并经过所述阻流管汇、所述分流管汇的两条支流管汇输送至井口；当所述主通道高压管汇内的压力大于设定的工作压力时，所述高压卸荷阀开启，超压的压裂流体经所述高压卸荷阀流出，直至所述主通道高压管汇内的压力不超过设定的工作压力时，所述高压卸荷阀关闭；

17、当需要释放所述分流管汇内的压裂流体时，打开所述可调节流阀和所述第一放喷液动旋塞阀进行节流变速放喷，或者打开所述第二放喷液动旋塞阀进行节流定速放喷；

18、当所述测量装置监测到所述主通道高压管汇内的压裂流体压力、温度、流量或者所述主通道高压管汇的振动情况出现异常时，由所述控制组件发出预警信息。

19、本发明至少包括以下有益效果：

20、1、本发明提供的175mpa压裂管汇系统，压裂流体经各泵排出管汇以及各侧通道旋塞阀汇流至所述主通道高压管汇中，经阻流管汇后进入分流管汇，在分流管汇中分别通过两个支流管汇输送到井口，压裂流体在分成两路后可有效减少对井口的冲击力，减小振动，进而保证人员与设备的安全性；可满足工作压力不低于175mpa的超高压、大排量的压裂流体从高压泵至井口的稳定输送，实现压裂流体的汇流、分配、阻流、超压排放以及投球功能。

21、2、本发明提供的175mpa压裂管汇系统，相对于常规的由壬连接，泵排出管汇采用法兰连接，并通过管线伸缩装置和旋转法兰提供更多的自由度，解决了超高压密封寿命不足和安装不便的问题。

22、3、本发明提供的175mpa压裂管汇系统，通过节流放喷管汇可以对压裂流体的放喷进行可变压力和速度的调节或者固定压力和速度的调节。

23、4、本发明提供的175mpa压裂管汇系统，通过所述测量装置可以实现对175mpa压裂管汇系统内压裂流体的工作状态进行实时监测，以便及时发现异常情况。

24、5、本发明提供的175mpa压裂管汇系统，对于松软地基条件下，地面在管汇振动的作用下会发生沉降，导致管汇中各管线及连接处承受过大的弯曲载荷的问题，提供了一种支撑调节装置，通过各支撑调节装置对应管线的相对位移进行补偿，确保对应管线的精确连接以及工作时的稳定性，防止因地面沉降而导致法兰接口过载而损坏。

25、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种175mpa压裂管汇系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的175mpa压裂管汇系统，其特征在于，所述主通道高压管汇由多根直管依次拼接形成，相邻两根所述直管之间通过法兰四通连接，所述法兰四通上位于所述直管两侧的两个接口分别连接有所述侧通道旋塞阀。

3.如权利要求1所述的175mpa压裂管汇系统，其特征在于，所述泵排出管汇由多个l型短管依次拼接形成，其中两个所述l型短管之间通过管线伸缩装置连接，位于端部的所述l型短管通过旋转法兰与对应的所述侧通道旋塞阀连接，其余的所述l型短管中相邻两个所述l型短管之间转动连接。

4.如权利要求1所述的175mpa压裂管汇系统，其特征在于，所述分流管汇包括主管路，所述主管路一端与所述阻流管汇连接，另一端通过法兰三通分别与两条所述支流管汇连接；所述主管路上沿压裂流体流动方向依次设置有手动闸板阀和液动闸板阀。

5.如权利要求4所述的175mpa压裂管汇系统，其特征在于，所述阻流管汇包括阻流管线以及设置在所述阻流管线上的单向阀，所述阻流管线一端与所述主通道高压管汇连接，另一端与所述主管路连接。

6.如权利要求4所述的175mpa压裂管汇系统，其特征在于，所述节流放喷管汇包括泄放主管线，所述泄放主管线的一端与所述支流管汇连通，另一端通过泄放三通分别连接有第一泄放支管线和第二泄放支管线，所述第一泄放支管线上沿压裂流体放喷流向依次设置有第一放喷液动旋塞阀和可调节流阀，所述第二泄放支管线上沿压裂流体放喷流向依次设置有第二放喷液动旋塞阀和固定节流嘴。

7.如权利要求6所述的175mpa压裂管汇系统，其特征在于，还包括测量装置，其设置在所述主通道高压管汇上，所述测量装置与控制组件连接；所述测量装置包括压力测量装置、温度测量装置、流量测量装置、振动测量装置，分别用以监测所述主通道高压管汇内的压裂流体压力、温度、流量以及所述主通道高压管汇的振动情况。

8.如权利要求4所述的175mpa压裂管汇系统，其特征在于，所述高低压管汇和所述分流管汇的主管路均设置于底座上，所述支流管汇和所述阻流管汇的底部设置有支撑调节装置，所述支撑调节装置用以支撑并调整所述支流管汇和所述阻流管汇的竖向位置。

9.如权利要求8所述的175mpa压裂管汇系统，其特征在于，所述支撑调节装置包括支撑架、伸缩装置、压力传感器；所述伸缩装置固定设置在所述支撑架上，其活动端上安装有所述压力传感器，且与所述支流管汇或所述阻流管汇抵接；各所述支撑调节装置的压力传感器和所述伸缩装置分别与控制元件连接。

10.一种如权利要求7所述的175mpa压裂管汇系统的流体控制方法，其特征在于，包括：

技术总结本发明公开了一种175MPa压裂管汇系统，包括：高低压管汇，其包括主通道高压管汇以及低压管汇，所述主通道高压管汇的两侧分别间隔设置有多个侧通道旋塞阀；所述主通道高压管汇靠近井口的一端设置有高压卸荷阀；多个泵排出管汇，所述泵排出管汇与所述侧通道旋塞阀一一对应设置；阻流管汇，其与所述主通道高压管汇的一端连接，另一端连接有分流管汇；所述分流管汇的另一端分出两条对称设置的支流管汇，两条所述支流管汇均与井口羊角四通连接，所述井口羊角四通的其中一个接口与井口连通；节流放喷管汇和投球管汇，二者分别与一条所述支流管汇连通。本发明可满足工作压力不低于175MPa的超高压、大排量的压裂流体从高压泵至井口的稳定输送，安全性高。技术研发人员：王峻乔,杨玮,任四武,董小庆,史世攀,许菊荣,谭爱芳,田野,石芸受保护的技术使用者：中国石油化工集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1