CN106194130B - 一种带有可调式节流固定油嘴的节流管汇 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种带有可调式节流固定油嘴的节流管汇，它包括依次连接的第一管路四通，第一手动平板闸阀，一可调式节流固定油嘴，第一变径短节，第一管路五通，第二手动平板闸阀，第二管路四通，第二变径短节，手动针型式节流阀，第三手动平板闸阀，第二管路五通，第四手动平板闸阀，所述第四手动平板闸阀连接第一管路四通；第二管路五通与所述第一管路五通之间通过管路连接第五手动平板闸阀。本发明采用可调式节流固定油嘴,使用方便，耐冲蚀性好，不需要更换油嘴，孔径调节范围广，耐冲蚀变径短节更换方便，提高了整个节流管汇的节流降压效果，耐冲蚀性和使用寿命，适用性广，实用性强，应用效果显著，适合应用于油气井压裂后放喷作业。
Description
技术领域
本发明属油气井地面节流工艺技术领域，具体涉及一种带有可调式节流固定油嘴的节流管汇。
背景技术
水平井体积压裂技术在长庆油田低渗透油气藏得到了大规模推广应用，每口井压裂后地面放喷过程中需对套管环空压力，油管压力进行控制，目前国内外油气井放喷过程中，通常采用地面节流管汇进行控制放喷作业。由于现有的节流管汇利用固定式节流阀内的固定油嘴进行节流降压，放喷流量控制，但是其固定式节流阀内固定油嘴节流孔径无法调节，同时井筒返排出来的液体携带大量的地层砂或射孔砂，致使固定油嘴出口端冲蚀严重和出口端下游防冲蚀短节冲蚀损坏，而且对闸阀，针阀产生一定的冲蚀，油嘴，闸阀和短节易损频率高，特设计了一种带有可调式节流固定油嘴的节流管汇。
发明内容
为了克服现有节流管汇在压裂后放喷过程中固定油嘴节流孔径无法调节，出口端严重冲蚀和防冲蚀短节冲蚀损坏问题，本发明的目的是提出一种带有可调式节流固定油嘴的节流管汇，以降低现场操作人员的劳动强度，降低固定油嘴及短节冲蚀失效的频率，极大地节约节流放喷时间和油嘴，短节更换成本，显著地提高整个节流管汇的节流降压，耐冲蚀效果和使用寿命。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
一种带有可调式节流固定油嘴的节流管汇，包括第一管路四通，所述第一管路四通具有一管汇套放入口，所述管汇套放入口连接井口套管闸阀，所述第一管路四通的其中一管口通过管路依次连接第一手动平板闸阀，一可调式节流固定油嘴，第一变径短节，第一管路五通，所述第一管路五通具有一第一管汇出口，第一管汇出口外接放喷管线，所述第一管路五通的其中一管口通过管路依次连接第二手动平板闸阀和第二管路四通，第二管路四通具有一第二管汇出口，第二管汇出口外接放喷管线，第二管路四通的其中一管口依次连接第二变径短节，手动针型式节流阀，第三手动平板闸阀，第二管路五通，第二管路五通具有一管汇油放入口，所述管汇油放入口连接井口油管闸阀，第二管路五通的其中一管口通过管路依次连接第四手动平板闸阀和第一管路四通；第二管路五通的另一管口通过管路依次连接第五手动平板闸阀和第一管路五通。
优选的，所述第一变径短节的内腔的内径为渐变式，第一变径短节靠近可调式节流固定油嘴一端的直径最小。
优选的，所述变径短节的渐变式的内腔内沿其长度方向堆焊有YG8硬质合金碳化钨材料层。
优选的，所述硬质合金碳化钨材料层厚度为3.5mm。
优选的，所述可调式节流固定油嘴与第一变径短节之间可拆卸连接。
优选的，节流管汇整体长2645mm，宽1550mm，高620mm。
优选的，上述管路均选用2-9/16"的管道，承压35MPa，管路通径是65mm。
优选的，节流管汇内所有连接采用法兰连接，法兰为2-7/8"EUE R27标准350法兰，配套螺栓为M27×3×175双头螺栓。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1，本发明在节流管汇中安装有可实时双向调节的可调式节流固定油嘴，在可调式节流固定油嘴下游安装有变径短节，并在手动针型式节流阀下游
同样安装有变径短节，通过开关不同的手动平板闸阀，针阀组合实现了对油管，套管压力的精确控制，减小了返排携砂液对油嘴，短节，闸阀的冲蚀，提高了地面节流效率。
2，可调式节流固定油嘴使用方便，耐冲蚀性好，不需要更换油嘴，孔径调节范围广，变径短节更换方便，具有良好的耐冲蚀性能，不仅提高了节流管汇的节流降压效果，还节约了管汇易损件的更换成本，降低了现场操作人员的劳动强度，延长了节流管汇的使用寿命，实用性强，效果显著，适用于油气井压裂后放喷作业。
附图说明
图1是带有可调式节流固定油嘴的节流管汇的结构示意图。
图2图1中A处的放大图。
图中：1-第一管路四通；2-第一手动平板闸阀；3-可调式节流固定油嘴；4-第一变径短节；5-第一管路五通；6-第二手动平板闸阀；7-第二管路四通；8-第二变径短节；9-手动针型式节流阀；10-第三手动平板闸阀；11-第二管路五通；12-第四手动平板闸阀；13-第五手动平板闸阀；14-流量调节手柄；15-连接杆；16-孔径刻度盘；17-流量调节传动轴；18-流量控制器；19-油嘴座；20-阀座；21-纵向通道；22-横向通道；23-销子；24-轴承；25-管汇套放入口；26-第一管汇出口；27-第二管汇出口；28-管汇油放入口。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，本发明提出了一种带有可调式节流固定油嘴的节流管汇，适合应用于油气井压裂后放喷作业中。
该节流管汇包括第一管路四通1，所述第一管路四通1具有一管汇套放入口25，所述管汇套放入口25连接井口套管闸阀，所述第一管路四通1的其中一管口通过管路依次连接第一手动平板闸阀2，一可调式节流固定油嘴3，第一变径短节4，第一管路五通5，所述第一管路五通5具有一第一管汇出口26，第一管汇出口26外接放喷管线，所述第一管路五通5的其中一管口通过管路依次连接第二手动平板闸阀6和第二管路四通7，第二管路四通7具有一第二管汇出口27，第二管汇出口27外接放喷管线，第二管路四通7的其中一管口依次连接第二变径短节8，手动针型式节流阀9，第三手动平板闸阀10，第二管路五通11，第二管路五通11具有一管汇油放入口28，所述管汇油放入口28连接井口油管闸阀，第二管路五通11的其中一管口通过管路依次连接第四手动平板闸阀12和第一管路四通1；第二管路五通11的另一管口通过管路依次连接第五手动平板闸阀13和第一管路五通5。
其中，所述第一管路四通1，第二管路四通7，第一管路五通5，第二管路五通11，第一手动平板闸阀2，第二手动平板闸阀6，第三手动平板闸阀10，第四手动平板闸阀12，第五手动平板闸阀13，第一变径短节4，第二变径短节8以及手动针型式节流阀9均选用市场上已有零件，在此不再详细描述。
本发明的节流管汇的工作过程是：
首先，将第一管路四通1处的管汇套放入口25与井口套管闸阀进行连接；将第二管路五通11处的管汇油放入口28与井口油管闸阀进行连接；第一管路五通5处的第一管汇出口26连接放喷管线(此处放喷管线为高压软管或硬质管线，硬质软管用以液体回收)，第二管路四通7处的第二管汇出口27与硬质放喷管线进行连接。
上述连接完成后，根据油气井放喷流量和井口油，套压力控制需要，调节可调式节流固定油嘴3确定在一定的节流孔径数值，再在其下游安装第一变径短节4，同样在手动针型式节流阀9下游安装第二变径短节8。
套管放喷时，关掉井口油管闸阀，打开第一手动平板闸阀2，关闭第四手动平板闸阀12，第五手动平板闸阀13，第二手动平板闸阀6，可对套管压力进行节流精确控制；若套管压力过高，可打开第四手动平板闸阀12，第五手动平板闸阀13，关闭第三手动平板闸阀10，套放液体从第一管路五通5的第一管汇出口26处流出，释放一部分液体压力。
油管放喷时，关掉井口套管闸阀，打开第四手动平板闸阀12，第三手动平板闸阀10，第二手动平板闸阀6，第一手动平板闸阀2以及手动针型式节流阀9，关闭第五手动平板闸阀13，可对油管压力进行节流精确控制；若油放压力过高，可打开第五手动平板闸阀13，油放液体从第一管路五通5，第二管路四通7的第二管汇出口27流出，释放一部分液体压力。
放喷结束后，关闭井口套管闸阀和油管闸阀，及时拆卸清理节流管汇的各个零部件，保养或更换零部件等，以便再次放喷作业。
该节流管汇通过管汇套放入口25，管汇油放入口28，第一管汇出口26，第二管汇出口27组成两进两出结构，一侧采用可调式节流固定油嘴3控制，另一侧采用手动针型式节流阀9控制，中间直排，可调式节流固定油嘴3和手动针型式节流阀9下游均安装有变径短节，通过开启或关闭不同的手动平板闸阀，针阀组合方式来控制压裂后放喷过程中油管，套管的压力。
本发明由于采用了可调式节流固定油嘴3，可调式节流固定油嘴3使用方便，耐冲蚀性好，不需要更换油嘴，孔径调节范围广，变径短节更换方便，具有良好的耐冲蚀性能，减小了放喷携砂液对油嘴，短节，闸阀的冲蚀，极大地降低了现场操作人员的劳动强度，节约了节流放喷时间和更换油嘴，短节的成本，显著提高了整个节流管汇的节流降压效果，耐冲蚀性和使用寿命，适用性广，实用性强，应用效果显著，适合应用于油气井压裂后放喷作业。
实施例2
在实施例1的基础上，如图2所示，所述可调式节流固定油嘴3包括流量调节手柄14，连接杆15，孔径刻度盘16，流量调节传动轴17，流量控制器18，油嘴座19，阀座20，所述阀座20下部内设有一纵向通道21，阀座20侧壁上设有一与纵向通道21相连通的横向通道22，所述纵向通道21内部装有油嘴座19，油嘴座19上设有刻度值，所述孔径刻度盘16下部插入阀座20内部的纵向通道21，孔径刻度盘16上端面设有与油嘴座19上的刻度相对应的刻度，且孔径刻度盘上端面的各刻度上均设有孔，孔径刻度盘16内部从上至下依次装有流量调节传动轴17和流量控制器18，所述流量调节传动轴17上端通过连接杆15连接有流量调节手柄14，所述流量调节手柄14下端连接有销子23，且销子23以插入方式连接于孔径度盘16上端面的孔，所述流量控制器18和油嘴座19内部均设有流体通道，油嘴座19位于流量控制器18下端，流量控制器18和油嘴座19的流体通道能形成一个通道，且该通道的大小随着流量控制器18的转动而变化。
所述孔径刻度盘16内部为中空通道，且中空通道上部设有轴承24，轴承24套于流量调节传动轴17外侧。
本发明将可调式油嘴将油嘴和阀座设计为一体化，采用“流量调节手柄14驱动+孔径刻度盘16”方式对可调式油嘴将油嘴3的孔径进行实时双向调节，可以从大油嘴孔径往小油嘴孔径调，也可以从小油嘴孔径往大油嘴孔径调，实现了油嘴实时双向精确节流降压的目的，而且该可调式油嘴将油嘴3的结构设计简单，不需要更换油嘴，机械实时双向调节，孔径调节范围大，使用方便，使用寿命长，适应性广，实用性强，应用效果显著。
经试验测得，可调式油嘴将油嘴3孔径从3～25mm可实时双向调节，无需更换油嘴；节流压差可以在0.1～45MPa之间进行实时调节，与设计压力误差在±0.3MPa范围内。
实施例3
在实施例2的基础上，所述流量控制器8和油嘴座9采用耐冲蚀硬质合金碳化钨YG8材料，耐磨材料使可调式节流固定油嘴3具有非常高的耐冲蚀性。
实施例4
在实施例1的基础上，如图1所述，所述第一变径短节4的内腔的内径为渐变式，第一变径短节4靠近可调式节流固定油嘴3一端的直径最小。利用第一变径短节4内部结构的变化，使其从可调式节流固定油嘴3出口端返出来的流体流经该第一变径短节4时流速和压力平稳降低，压降缓慢减小，有效防止第一变径短节4的进口端冲蚀。
所述第一变径短节4的渐变式的内腔内沿其长度方向堆焊有YG8硬质合金碳化钨材料层，YG8硬质合金碳化钨材料层厚度为3.5mm，硬度HRC92～95，均具有较高的耐冲蚀性能。
实施例5
在实施例1的基础上，所述可调式节流固定油嘴3与第一变径短节4可拆卸连接，可拆卸连接的方式可以是螺栓连接，螺纹连接或者卡接等，选用这种可拆卸的连接方式，在放喷结束后，可以及时拆卸，保养或者更换变径油嘴，以便再次放喷作业。
实施例6
在实施例1的基础上，节流管汇整体长2645mm，宽1550mm，高620mm。
所述管路均选用2-9/16"的管道，承压35MPa，管路通径是65mm。
上述节流管汇的连接方式为：管汇内所有连接采用法兰连接，法兰为2-7/8"EUER27标准350法兰，配套螺栓为M27×3×175双头螺栓。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种带有可调式节流固定油嘴的节流管汇，其特征在于：包括第一管路四通（1），所述第一管路四通（1）具有一管汇套放入口（25），所述管汇套放入口（25）连接井口套管闸阀，所述第一管路四通（1）的其中一出口通过管路依次连接第一手动平板闸阀（2）、一可调式节流固定油嘴（3）、第一变径短节（4）、第一管路五通（5），所述第一管路五通（5）具有一第一管汇出口（26），第一管汇出口（26）外接放喷管线，所述第一管路五通（5）的其中一出口通过管路依次连接第二手动平板闸阀（6）和第二管路四通（7），第二管路四通（7）具有一第二管汇出口（27），第二管汇出口（27）外接放喷管线，第二管路四通（7）的其中一管口依次连接第二变径短节（8）、手动针型式节流阀（9），第三手动平板闸阀（10），第二管路五通（11），第二管路五通（11）具有一管汇油放入口（28），所述管汇油放入口（28）连接井口油管闸阀，第二管路五通（11）的其中一出口通过管路依次连接第四手动平板闸阀（12）和第一管路四通（1）；第二管路五通（11）的另一出口通过管路依次连接第五手动平板闸阀（13）和第一管路五通（5）；所述第一变径短节（4）的内腔的内径均为渐变式，第一变径短节（4）靠近可调式节流固定油嘴（3）一端的直径最小；所述第一变径短节（4）的渐变式的内腔内沿其长度方向堆焊有YG8硬质合金碳化钨材料层；
所述可调式节流固定油嘴（3）包括流量调节手柄（14）、连接杆（15）、孔径刻度盘（16）、流量调节传动轴（17）、流量控制器（18）、油嘴座（19）、阀座（20），所述阀座（20）下部内设有一纵向通道（21），阀座（20）侧壁上设有一与纵向通道（21）相连通的横向通道（22），所述纵向通道（21）内部装有油嘴座（19），油嘴座（19）上设有刻度值，所述孔径刻度盘（16）下部插入阀座（20）内部的纵向通道（21），孔径刻度盘（16）上端面设有与油嘴座（19）上的刻度相对应的刻度，且孔径刻度盘上端面的各刻度上均设有孔，孔径刻度盘（16）内部从上至下依次装有流量调节传动轴（17）和流量控制器（18），所述流量调节传动轴（17）上端通过连接杆（15）连接有流量调节手柄（14），所述流量调节手柄（14）下端连接有销子（23），且销子（23）以插入方式连接于孔径刻度盘（16）上端面的孔，所述流量控制器（18）和油嘴座（19）内部均设有流体通道，油嘴座（19）位于流量控制器（18）下端，流量控制器（18）和油嘴座（19）的流体通道能形成一个通道，且该通道的大小随着流量控制器（18）的转动而变化；
所述孔径刻度盘（16）内部为中空通道，且中空通道上部设有轴承（24），轴承（24）套于流量调节传动轴（17）外侧；
该可调式节流固定 油嘴将油嘴的孔径从3~25mm可实时双向调节，无需更换油嘴；节流压差可以在0.1~45MPa之间进行实时调节，与设计压力误差在±0.3MPa范围内。
2.如权利要求1所述的带有可调式节流固定油嘴的节流管汇，其特征在于：所述硬质合金碳化钨材料层厚度为3.5mm。
3.如权利要求1所述的带有可调式节流固定油嘴的节流管汇，其特征在于：所述可调式节流固定油嘴（3）与第一变径短节（4）之间可拆卸连接。
4.如权利要求1所述的带有可调式节流固定油嘴的节流管汇，其特征在于：节流管汇整体长2645mm，宽1550mm，高620mm。
5.如权利要求1所述的带有可调式节流固定油嘴的节流管汇，其特征在于：上述管路均选用2-9/16"的管道，承压35MPa，管路通径是65mm。
6.如权利要求1所述的带有可调式节流固定油嘴的节流管汇，其特征在于：节流管汇内所有连接采用法兰连接，法兰为2-7/8"EUE R27标准350法兰，配套螺栓为M27×3×175双头螺栓。
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