一種大排量集成壓裂高低壓管匯裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于致密油水平井體積壓裂施工【技術領域】，具體提供了一種大排量集成壓裂高低壓管匯裝置，包括高壓管匯組和低壓管匯組，其特征在于：所述高壓管匯組位于低壓管匯組正上方，并且都固定在管匯撬上；所述高壓管匯組為由A管路和B管路組成的II型雙管路結(jié)構，所述低壓管匯組為“I”型結(jié)構，由一條橫向管和連接在橫向管兩端的縱向管組合而成。本實用新型實現(xiàn)了致密油水平井體積壓裂單臺混砂車對10-14臺壓裂車的良好供液，實現(xiàn)了混砂車排出的排量、排出壓力的遠端傳輸和聚能供給，解決了單臺混砂車排出總成壓力不足、排出供液管線遠的缺陷；減少了現(xiàn)場高壓管線的連接數(shù)量，實現(xiàn)了10m3/min排量的井口高壓低阻注入，極大地降低了管壁摩阻和沖蝕安全隱患。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于致密油水平井體積壓裂施工【技術領域】，具體涉及一種大排量集成 壓裂高低壓管匯裝置。 一種大排量集成壓裂高低壓管匯裝置

【背景技術】
[0002] 體積壓裂過程中，施工排量能否達到設計要求，是判定一次施工是否合格的重要 因素，同時也是保證施工順利完成的一個前提條件。隨著目前致密油水平井、頁巖氣水平井 體積壓裂大排量施工的推廣，致密油水平井體積壓裂施工呈現(xiàn)大排量、大液量、大砂量注入 發(fā)展趨勢，單次施工排量將達到6-10m3/min的注入要求。而現(xiàn)有的壓裂施工均采用3"高 壓管線單條注入，單條3"高壓管線允許安全注入的最大排量為2. 8m3/min，極大地限制了 施工規(guī)模，如果按照10m3/min大型壓裂計算，需要同時連接4條3"高壓管件才能滿足施工 要求。但同時連接多條管線，會造成管線之間排量分配不均，而且井口注入液體匯集對沖導 致壓裂井口、多條管線抖動嚴重，安全風險大；多條管線注入占用作業(yè)場地大，無法滿足致 密油水平井作業(yè)場所要求；連接多條注入管線，勞動強度大，準備時間長。
[0003] 另外，由于致密油水平井體積供液無低壓管匯撬，需要多臺壓裂泵車直接連接到 混砂車排出口，遠端壓裂車供液管線遠，不能滿足壓裂車上水要求，如果按照10m3/min大 型壓裂計算，需要10臺2000型壓裂車一起作業(yè)，壓裂車尾部距離混砂車排出口最小安全距 離6m，壓裂車車間距3. 2m，最遠端壓裂車上水將達到40-50m，無法實現(xiàn)供液0. 35Mpa的工 作要求，無法滿足體積壓裂施工要求。
[0004] 綜上所述，影響體積壓裂大排量施工的因素主要有兩個：一是壓裂井場多處于丘 陵溝壑之間，壓裂井場規(guī)模受限，有效停車、施工距離小，高壓管線的布置范圍有限；二是目 前使用的100桶混砂車理論排量是15. 9m3/min，（實際只能達到12m3/min作業(yè)要求），安裝 車輛連接規(guī)范及現(xiàn)場作業(yè)要求，10臺2000型壓裂車同時連接至混砂車時，第6-10臺壓裂車 上水距離將達到40-50m，供液壓力、排量不能滿足壓裂車作業(yè)要求。
[0005] 鑒于以上原因，為了實現(xiàn)致密油水平井體積壓裂大排量注入要求，必須設計出一 款集成高壓注入、低壓供夜撬裝集成管匯，從而滿足10m3/min排量注入，排量自由分配，高 低壓管匯作業(yè)平穩(wěn)，低壓供液距離近，保障供液壓力，實現(xiàn)多臺壓裂泵車近距離連接，滿足 作業(yè)場所要求。 實用新型內(nèi)容
[0006] 本實用新型的目的是提供一種大排量集成壓裂高低壓管匯裝置。來克服現(xiàn)有技術 中單臺混砂車排出總成壓力不足、排出供液管線遠的缺陷，實現(xiàn)致密油水平井體積壓裂中 單臺混砂車對10-14臺壓裂車的良好供液，實現(xiàn)混砂車排量、排出壓力的遠端傳輸和聚能 供給。
[0007] 為此，本實用新型提供了一種大排量集成壓裂高低壓管匯裝置，包括高壓管匯組 和低壓管匯組，所述高壓管匯組位于低壓管匯組正上方，并且都固定在管匯撬上；
[0008] 所述高壓管匯組為由A管路和B管路組成的II型雙管路結(jié)構，所述A管路和B管 路均由3個直管短接通過T形接頭呈直線依次連接而組成，所述A管路兩端均連接有十字 接頭，所述B管路兩端均連接有立體五通，A管路左端的十字接頭的左接頭和B管路左端的 立體五通的左接頭均作為第一高壓進液口與壓裂車連接，A管路右端的十字接頭的右接頭 和B管路右端的立體五通的右接頭均作為高壓排出口與井內(nèi)環(huán)空通過管匯連通，A管路和B 管路側(cè)面的接頭均作為第二高壓進液口與壓裂車連接；
[0009] 所述低壓管匯組為"I"型結(jié)構，由一條橫向管和連接在橫向管兩端的縱向管組合 而成，所述左端縱向管外側(cè)設置有8個與混砂車連接的低壓進液口，所述右端縱向管外側(cè) 設置有4個與壓裂車連接的第一低壓排出口，所述橫向管的側(cè)面對稱設置有10個與壓裂車 連接的第二低壓排出口。
[0010] 所述A管路和B管路同一端的十字接頭和立體五通通過短接聯(lián)通。
[0011] 所述直管短接的長度為1. 3米；所述短接的長度為0. 3米。
[0012] 所述第二高壓進液口上均連接有公由壬堵頭，第二高壓進液口與公由壬堵頭之間 設置有第一旋塞閥，第一高壓進液口上連接有第二旋塞閥，所述第二旋塞閥與變頭總成連 接。
[0013] 所述低壓進液口、第一低壓排出口、第二低壓排出口分別通過蝶閥與由壬母接頭 相接。
[0014] 所述低壓進液口按上下兩層錯峰布置排列，上層設置3個，下層設置5個。
[0015] 所述管匯撬寬度為2. 1米，長度為7. 5米，高度為0. 8米，重量4781kg ;
[0016] 所述A管路和B管路上的第二高壓進液口之間間距均為1. 8米。
[0017] 所述高壓管匯組和低壓管匯組所采用的均是防酸、防堿材料。
[0018] 本實用新型的有益效果：本實用新型提供的這種大排量集成壓裂高低壓管匯裝 置，減少了現(xiàn)場高壓管線的連接數(shù)量，實現(xiàn)了 l〇m3/min排量的井口高壓低阻注入，極大地降 低了管壁摩阻和沖蝕安全隱患；實現(xiàn)了致密油水平井小井場大排量的標準化車輛擺放和作 業(yè)要求，降低了致密油水平井體積壓裂現(xiàn)場勞動強度，為壓裂施工的順利進行提供了強有 力的保障。
[0019] 以下將結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是集成壓裂高低壓管匯裝置的結(jié)構示意圖。
[0021] 圖2是高壓管匯組的結(jié)構示意圖。
[0022] 圖3是低壓管匯組的結(jié)構示意圖。
[0023] 附圖標記說明：1、變頭總成；2、第二旋塞閥；3、第一高壓進液口；4、第二高壓進液 口；5、公由壬堵頭；6、第一旋塞閥；7、直管短接；8、T形接頭；9、十字接頭；10、高壓排出口； 11、短接；12、立體五通；13、低壓進液口；14、蝶閥；15、第二低壓排出口；16、第一低壓排出 口；17、由壬母接頭；18、法蘭盤安裝卡扣；19、管匯撬。

【具體實施方式】
[0024] 實施例1 :
[0025] 為克服現(xiàn)有技術中單臺混砂車排出總成壓力不足、排出供液管線遠的缺陷，本實 用新型提供了一種大排量集成壓裂高低壓管匯裝置，如圖1所示，包括高壓管匯組和低壓 管匯組，所述高壓管匯組位于低壓管匯組正上方，并且都固定在管匯撬19上；高壓管匯組 和低壓管匯組采用撬裝方式，整體吊裝，低壓管匯在高壓管匯的內(nèi)側(cè)，避免高壓管匯在連接 井口彎頭時摩擦高壓管線，以免減少高壓管匯的使用壽命；兩管匯組連接牢固，結(jié)實，適合 頻繁轉(zhuǎn)場施工的吊裝和運輸。整體管匯撬19寬度控制在2. lm，長度控制在7. 5m，方便吊裝 運輸，為了保障施工過程中高低壓裂管匯平穩(wěn)性，管匯撬高度控制在〇. 8m，管匯撬19平臺 上設置有4個4〃1/16法蘭盤安裝卡扣18,方便法蘭盤隨管匯運輸。
[0026] 如圖2所示，高壓管匯組為由A管路和B管路組成的II型雙管路結(jié)構，所述A管 路和B管路均由3個直管短接7通過T形接頭8呈直線依次連接而組成，直管短接7的管 徑為4"，型號為FIG1502,強度為105MPa，所述A管路兩端均連接有十字接頭9,十字接頭 9的接口直徑為3〃，所述B管路兩端均連接有立體五通12, A管路左端的十字接頭9的左接 頭和B管路左端的立體五通12的左接頭均作為第一高壓進液口 3與壓裂車連接，A管路右 端的十字接頭9的右接頭和B管路右端的立體五通12的右接頭均作為高壓排出口 10與井 內(nèi)環(huán)空通過管匯連通，立體五通12的下接口上設置有壓力傳感器，用于測試管口壓力。A管 路和B管路側(cè)面的接頭均作為第二高壓進液口 4與壓裂車連接。本實用新型中的左右與圖 1，2, 3中的左右相對應。
[0027] 該高壓管匯組減少了現(xiàn)場高壓管線的連接數(shù)量，由過去的4條3"高壓管路縮小 為2條4"高壓管路件，單條4"高壓管路允許最大安全流速5. 12m3/min，該高壓管匯組滿足 10m3/min內(nèi)排量注入要求，大通徑高壓管件的使用減低了管壁摩阻和沖蝕的安全隱患，不 僅提高了現(xiàn)場的標準化程度，同時也降低了現(xiàn)場的安全隱患系數(shù)，這在小井場、大排量的施 工中表現(xiàn)尤為突出。
[0028] 如圖3所示，低壓管匯組為"I"型結(jié)構，由一條橫向管和連接在橫向管兩端的縱向 管組合而成，所述左端縱向管外側(cè)設置有8個與混砂車連接的低壓進液口 13,所述右端縱 向管外側(cè)設置有4個與壓裂車連接的第一低壓排出口 16,方便增加壓裂車供液需要；所述 橫向管的側(cè)面對稱設置有10個與壓裂車連接的第二低壓排出口 15。
[0029] 低壓管匯組實現(xiàn)了單臺混砂車同時對10-14臺壓裂車的供液需求，施工排量可達 10m 3/min，低壓管匯組所有通徑為12"，在壓裂施工中起到了排出壓力儲能器的的作用，通 過聚集混砂車排出的〇. 35MPa聚能，更好的保障了連接到主管線上壓裂車的上水問題，解 決了單臺混砂車排出總成壓力不足、排除供液管線遠的缺陷。
[0030] 實施例2:
[0031] 為了使A管路和B管路的排量平均分配，所述A管路和B管路同一端的十字接頭 9和立體五通12通過短接11聯(lián)通，其中短接11的長度為0. 3米，短接11的管徑為4"。
[0032] 為了根據(jù)施工排量要求，方便選擇從2條支路或多條支路輸出，所述第二高壓進 液口 4上均連接有公由壬堵頭5,第二高壓進液口 4與公由壬堵頭5之間設置有第一旋塞閥 6,所述公由壬堵頭5的堵頭直徑為3"，型號為FIG1502,第一旋塞閥6的閥口直徑為3〃，型 號為FIG1502。第一高壓進液口 3上連接有第二旋塞閥2,所述第二旋塞閥2與變頭總成1 連接，第二旋塞閥2的閥口直徑為4"型號為FIG1502。通過旋塞閥的開啟與關閉來控制施 工排量，不需要的進液口用公由壬堵頭5堵住，并關閉旋塞閥。
[0033] 所述低壓進液口 13、第一低壓排出口 16、第二低壓排出口 15分別通過蝶閥14與 由壬母接頭17相接，該由壬母接頭17的接口直徑為4"，型號為FIG206。所述由壬母接頭 17用于通過軟管與混砂車的排出口連接，蝶閥14控制低壓進液口 13、第一低壓排出口 16 與第二低壓排出口 15的開啟與關閉。
[0034] 為了利于混砂車排出壓力的聚集，方便低壓進液口 13與混砂車連接，所述低壓進 液口 13按上下兩層錯峰布置排列，上層設置3個，下層設置5個，單根4" FIG206管線排除 能力可以達到2. 4m3/min，8根FIG206管線完全可以滿足施工要求。
[0035] 為了便于2000型壓裂機組的高、低壓管線連接，所述A管路和B管路上的第二高 壓進液口 4之間間距均為1. 8米。
[0036] 為了避免集成壓裂高低壓管匯裝置被腐蝕，所述高壓管匯組和低壓管匯組所采用 的均是防酸、防堿材料，高壓管匯組所采用的材料是42CrMo,具有高強度和韌性，抗沖擊能 力強。低壓管匯組所采用的材料是20鋼，具有較好的塑形、韌性和焊接性。

【具體實施方式】 [0037] ：高壓管匯組組裝完成后進行1. 5倍靜壓試驗，如果不出現(xiàn)滲漏現(xiàn) 象，則可進行安裝；低壓管匯組組裝完成后進行灌水試驗，如果不出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，則可進行 安裝。根據(jù)井場布局，將集成高低壓管匯裝置放置于平坦處，將施工所需的壓裂車以集成管 匯為中心，分兩列對稱擺放；由于進液口通過旋塞閥控制，高壓管匯可以根據(jù)排量的要求分 別從2條支路或多條支路輸出，同時減小單一管匯的壓力波動。另外在管匯組上需設置機 械式安全閥，防止管路中的介質(zhì)壓力超過規(guī)定值。多路進入井口的高壓管線之間采用連通 管線，以減少單路設備的停機造成的流量減小，從而分流其它管路的流量，達到各個管路的 平衡。同時在各個分支管路上配置的單向閥和旋塞閥，避免單條管路出現(xiàn)故障造成施工停 止的現(xiàn)象，每次施工結(jié)束后，可通過設置在低壓管線上的排液閥排出殘液。
[0038] 混砂車排出口接在I型管匯橫向管兩側(cè)對稱設置的8個低壓進液口 13上，該低壓 進液口 13為12"圓柱型，根據(jù)施工排量要求，混砂車引出相應的上水管線，不用的低壓進液 口 13由堵頭封堵并將其蝶閥14關閉。與壓裂車上水端連接的第一低壓排出口 16、5個第 二低壓排出口 15也對應如此；低壓管匯部分主管線上安裝排液口和采樣口，排液口上安裝 一個球閥，采樣口上安裝兩個球閥；高壓管匯的使用，2條管路右側(cè)設置的2個高壓排出口 10通過高壓三通接傳感器、泄壓閥及機械式安全閥連接井口法蘭處，當施工排量小于5m 3/ min,連接1條4"管線至井口法蘭處，當施工排量大5-10m3/min，則連接2條高壓管線進行 注入。
[0039] 當排量為10_20m3/min時，作業(yè)現(xiàn)場需要2臺100桶混砂車，需要2部該類型管 匯撬19,每臺混砂車對應1部管匯撬19,每個管匯撬連接10臺壓裂泵車，由井口為中心作 業(yè)兩側(cè)擺放，對稱4條4"高壓管匯連接至井口注入。
[0040] 以上例舉僅僅是對本實用新型的舉例說明，并不構成對本實用新型的保護范圍的 限制，凡是與本實用新型相同或相似的設計均屬于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1. 一種大排量集成壓裂高低壓管匯裝置，包括高壓管匯組和低壓管匯組，其特征在于： 所述高壓管匯組位于低壓管匯組正上方，并且都固定在管匯撬（19)上； 所述高壓管匯組為由A管路和B管路組成的II型雙管路結(jié)構，所述A管路和B管路均 由3個直管短接（7 )通過T形接頭（8 )呈直線依次連接而組成，所述A管路兩端均連接有十 字接頭（9)，所述B管路兩端均連接有立體五通（12)，A管路左端的十字接頭（9)的左接頭 和B管路左端的立體五通（12)的左接頭均作為第一高壓進液口（3)與壓裂車連接，A管路 右端的十字接頭（9)的右接頭和B管路右端的立體五通（12)的右接頭均作為高壓排出口 (10)與井內(nèi)環(huán)空通過管匯連通，A管路和B管路側(cè)面的接頭均作為第二高壓進液口（4)與 壓裂車連接； 所述低壓管匯組為"I"型結(jié)構，由一條橫向管和連接在橫向管兩端的縱向管組合而成， 所述左端縱向管外側(cè)設置有8個與混砂車連接的低壓進液口（13)，所述右端縱向管外側(cè)設 置有4個與壓裂車連接的第一低壓排出口（ 16)，所述橫向管的側(cè)面對稱設置有10個與壓裂 車連接的第二低壓排出口（ 15)。
2. 如權利要求1所述的一種大排量集成壓裂高低壓管匯裝置，其特征在于：所述A管 路和B管路同一端的十字接頭（9)和立體五通（12)通過短接（11)聯(lián)通。
3. 如權利要求1所述的一種大排量集成壓裂高低壓管匯裝置，其特征在于：所述直管 短接（7)的長度為1. 3米；所述短接（11)的長度為0. 3米。
4. 如權利要求1所述的一種大排量集成壓裂高低壓管匯裝置，其特征在于：所述第二 高壓進液口（4)上均連接有公由壬堵頭（5)，第二高壓進液口（4)與公由壬堵頭（5)之間設 置有第一旋塞閥（6)，第一高壓進液口（3)上連接有第二旋塞閥（2)，所述第二旋塞閥（2)與 變頭總成（1)連接。
5. 如權利要求1所述的一種大排量集成壓裂高低壓管匯裝置，其特征在于：所述低壓 進液口（13)、第一低壓排出口（16)、第二低壓排出口（15)分別通過蝶閥（14)與由壬母接頭 (17)相接。
6. 如權利要求1所述的一種大排量集成壓裂高低壓管匯裝置，其特征在于：所述低壓 進液口（ 13)按上下兩層錯峰布置排列，上層設置3個，下層設置5個。
7. 如權利要求1所述的一種大排量集成壓裂高低壓管匯裝置，其特征在于：所述管匯 撬（19)寬度為2. 1米，長度為7. 5米，高度為0. 8米，重量4781kg。
8. 如權利要求1所述的一種大排量集成壓裂高低壓管匯裝置，其特征在于：所述A管 路和B管路上的第二高壓進液口（4)之間間距均為1. 8米。
9. 如權利要求1所述的一種大排量集成壓裂高低壓管匯裝置，其特征在于：所述高壓 管匯組和低壓管匯組所采用的均是防酸、防堿材料。
【文檔編號】E21B43/26GK203891859SQ201420278573
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權日:2014年5月28日
【發(fā)明者】閆育東, 段小軍, 劉達, 藍榮平, 鐘新榮, 張小平, 蘭建平, 趙榮, 楊小朋, 鄒小軍, 李鐵輪 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶井下技術作業(yè)公司