CN110872938B

CN110872938B - 压裂放喷泄压报警装置

Info

Publication number: CN110872938B
Application number: CN201811021134.6A
Authority: CN
Inventors: 刘涛; 马文静; 张志刚; 蔡建平; 刘文峰; 刘爱侠; 王艳
Original assignee: Petrochina Co Ltd
Current assignee: Petrochina Co Ltd
Priority date: 2018-09-03
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2022-01-04
Anticipated expiration: 2038-09-03
Also published as: CN110872938A

Abstract

本公开是关于一种压裂放喷泄压报警装置，属于油气层开采技术领域。所述压裂放喷泄压报警装置包括三通1、钢圈2、卡箍3、卡箍头4、工作筒5、保护筒6和报警件7，其中：卡箍3将卡箍头4第一端与三通1水平一端固定连接；卡箍头4第二端与工作筒5第一端固定连接，工作筒5具有第一空腔；第一空腔内壁上具有钨钢密集突起结点；保护筒6套装在工作筒5上；保护筒6内壁与工作筒5外壁之间形成第二空腔，报警件7安装在保护筒6侧壁上对应第二空腔的位置；报警件7，用于当第二空腔中的压力超过预设阈值时，发出报警。采用本发明，可以有效解决放喷过程中，放喷出的液体危害工作人员生命安全的技术问题。

Description

压裂放喷泄压报警装置

技术领域

本发明涉及油气层开采技术领域，具体涉及一种压裂放喷泄压报警装置。

背景技术

目前在采油作业中，压裂是主要增产措施。压裂是指通过压裂管柱向油层注入压裂液将油层压裂产生裂缝，使得油井的产量增大的措施。但是压裂后由于油层压力过高，不能直接起出压裂管柱，否则压裂管柱可能直接飞出，发生危险。而不起出压裂管柱就无法下入生产管柱，无法进行后续生产。因此，需要将油层中的液体放喷出一部分，使得油层的压力下降。

相关技术在放喷过程中采用的装置以三通为主体，三通水平一端接油嘴，三通水平另一端被丝堵封堵，三通竖直端接放喷管线。液体经油嘴进入三通，冲击固定在三通上的丝堵，然后流入到放喷管线中，并经放喷管线排到灌池。

在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

由于放喷出的液体压力很高，而且液体中往往含有砂粒，所以携带砂粒的高压液体会产生极大的冲击力，导致高压液体刺穿丝堵或放喷管线后喷出，危害工作人员的生命安全。而且在放喷过程中，工作人员不能了解装置的内部情况，不能及时更换装置，更加加重了高压液体喷出的危险。

发明内容

为了解决相关技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种压裂放喷泄压报警装置。所述压裂放喷泄压报警装置的技术方案如下：

本公开实施例提供了一种压裂放喷泄压报警装置，所述压裂放喷泄压报警装置包括三通1、钢圈2、卡箍3、卡箍头4、工作筒5、保护筒6和报警件7，其中：

三通1水平一端与卡箍头4第一端之间形成环状凹槽，钢圈2设置于所述环状凹槽中，卡箍3将卡箍头4第一端与三通1水平一端固定连接；

卡箍头4第二端与工作筒5第一端固定连接，工作筒5具有第一空腔，所述第一空腔开口设置于工作筒5第一端；

所述第一空腔内壁上具有钨钢密集突起结点；

保护筒6套装在工作筒5上，保护筒6第一端与工作筒5固定连接；

保护筒6内壁与工作筒5外壁之间形成第二空腔，报警件7安装在保护筒6侧壁上对应所述第二空腔的位置；

报警件7，用于当所述第二空腔中的压力超过预设阈值时，发出报警。

可选的，工作筒5包括工作筒体501与钢体502，其中：

工作筒体501具有管状结构，包括第一端和第二端；

钢体502固定于工作筒体501第二端内部，封堵住工作筒体501的第二端，所述第一空腔位于钢体502与工作筒体501的第一端之间；

工作筒体501内壁对应所述第一空腔的部分具有钨钢密集突起结点，钢体502位于所述第一空腔内的表面具有钨钢密集突起结点；

工作筒体501第一端与卡箍头4第二端固定连接。

可选的，钢体502与工作筒体501之间螺纹连接。

可选的，钢体502位于所述第一空腔内的表面为凹面。

可选的，保护筒6包括保护筒体601与丝堵602，其中：

保护筒体601具有管状结构，包括第一端和第二端；

丝堵602固定于保护筒体601第二端内部，封堵住保护筒体601的第二端；

保护筒体601第一端与工作筒5固定连接。

可选的，丝堵602与保护筒体601之间为螺纹连接。

可选的，报警件7包括三通管701、报警器702和压力表703，其中：

三通管701第一端设置在保护筒6侧壁上与所述第二空腔连通；

报警器702设置在三通管701的第二端；

报警器702，用于当所述第二空腔中的压力超过预设阈值时，发出报警；

压力表703设置在三通管701的第三端；

三通管701的第二端和第三端设置于保护筒6外侧。

可选的，所述压裂放喷泄压报警装置还包括安全绳，所述安全绳第一端固定在保护筒6外壁上，所述安全绳第二端用于与所述压裂放喷泄压报警装置之外的固定物连接。

可选的，工作筒5与卡箍头4之间螺纹连接。

可选的，工作筒5与保护筒6之间螺纹连接。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

压裂放喷泄压报警装置的三通1水平一端可以与油嘴连接，三通1竖直一端可以与放喷管线连接。压裂放喷泄压报警装置安装完成后，打开放喷闸门，液体经油嘴、三通1和卡箍头4进入工作筒5内。液体在第一空腔内随机进行多次反射，最后经三通1竖直一端流入放喷管线排到灌池中。在多次反射过程中，液体的冲击力降低，使得流到放喷管线的液体不再具有很高的冲击力，放喷管线不会被刺穿。由于钨钢具有硬度高、耐磨性好和强度高的特点，工作筒5也不容易被刺穿。因此，液体不会喷出，从而不会危害工作人员的生命安全。

而且，如果工作筒5被刺穿，那么液体进入保护筒6内壁与工作筒5外壁之间形成的第二空腔中，第二空腔内的压力上升，当压力上升到预设阈值时，报警件7报警，提醒工作人员采取措施。这使得工作人员可以了解装置的内部情况，及时更换损坏的压裂放喷泄压报警装置，使得液体不会喷出，进而不会危害工作人员的生命安全。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：

图1是压裂放喷泄压报警装置的结构示意图；

图2是卡箍3的三维图。

图例说明

1、三通，2、钢圈，3、卡箍，4、卡箍头，5、工作筒，6、保护筒，7、报警件，501、工作筒体，502、钢体，601、保护筒体，602、丝堵，701、三通管，702、报警器，703、压力表。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种压裂放喷泄压报警装置，如图1所示，压裂放喷泄压报警装置包括三通1、钢圈2、卡箍3、卡箍头4、工作筒5、保护筒6和报警件7。三通1水平一端与卡箍头4第一端之间形成环状凹槽，钢圈2设置于环状凹槽中，卡箍3将卡箍头4第一端与三通1水平一端固定连接。卡箍头4第二端与工作筒5第一端固定连接，工作筒5具有第一空腔，第一空腔开口设置于工作筒5第一端。第一空腔内壁上具有钨钢密集突起结点。保护筒6套装在工作筒5上，保护筒6第一端与工作筒5固定连接。保护筒6内壁与工作筒5外壁之间形成第二空腔，报警件7安装在保护筒6侧壁上对应第二空腔的位置。报警件7，用于当第二空腔中的压力超过预设阈值时，发出报警。

其中，预设阈值指人为设定的使报警件7报警的触发压力。正常状态下第二空腔中的压力大致和外界大气压力相等，所以触发压力应当大于外界大气压力，并且小于保护筒6能够承受的最大压力。考虑到第二空腔内压力的正常波动，预设阈值可以等于大气压力与一个预设增量值之和，该预设增量值大于第二空腔内压力的正常波动值。可以将报警件7的触发压力设定为1Mpa。

在实施中，如图1所示，工作筒5与卡箍头4之间螺纹连接，工作筒5与保护筒6之间螺纹连接。基于工作筒5与卡箍头4之间的螺纹连接，工作筒5与卡箍头4之间的拆装十分方便；基于工作筒5与保护筒6之间的螺纹连接，工作筒5与保护筒6之间的拆装十分方便。由于压裂放喷泄压报警装置可以拆卸成几部分，所以压裂放喷泄压报警装置的运输十分方便。

第一空腔内壁上的钨钢密集凸起结点为不规则钨钢密集凸起结点。当液体冲击第一空腔时，不规则钨钢密集凸起结点可以有效分散液体的冲击力。由于钨钢具有硬度高、耐磨性好和强度高的特点，使得第一空腔内壁的抗冲击能力增强，提高了压裂放喷泄压报警装置的寿命。

卡箍3的三维图如图2所示，通过拧紧卡箍3两端的螺栓，将卡箍3的两部分压紧，进而将卡箍头4与三通1固定连接。

可选的，工作筒5可以由两个部件组成，相应结构可以如下：工作筒5包括工作筒体501与钢体502。工作筒体501具有管状结构，包括第一端和第二端。钢体502固定于工作筒体501第二端内部，封堵住工作筒体501的第二端，第一空腔位于钢体502与工作筒体501的第一端之间。工作筒体501内壁对应第一空腔的部分具有钨钢密集突起结点，钢体502位于第一空腔内的表面具有钨钢密集突起结点。工作筒体501第一端与卡箍头4第二端固定连接。

在实施中，钢体502与工作筒体501之间螺纹连接。钢体502位于第一空腔内的表面为凹面。基于钢体502与工作筒体501之间的螺纹连接，钢体502与工作筒体501之间可以很方便的拆装，并且当钢体502和工作筒体501之间有一个损坏时，可以只更换损坏的部件，而不用将整个工作筒5更换。基于凹面结构，可以更好地将冲击到钢体502端面上的液体反射到工作筒体501的内壁上，更好地发挥工作筒5对液体的缓冲作用。由于钢体502直接承受液体的最大冲击力，钢体502不能过薄。

可选的，保护筒6可以由两个部件组成，相应结构可以如下：保护筒6包括保护筒体601与丝堵602。保护筒体601具有管状结构，包括第一端和第二端。丝堵602固定于保护筒体601第二端内部，封堵住保护筒体601的第二端。保护筒体601第一端与工作筒5固定连接。

在实施中，丝堵602与保护筒体601之间为螺纹连接。基于丝堵602与保护筒体601之间的螺纹连接，丝堵602与保护筒体601之间可以很方便的拆装，并且当丝堵602和保护筒体601之间有一个损坏时，可以只更换损坏的部件，而不用将整个保护筒6更换。

可选的，报警件7可以由多个部件组成，相应的结构可以如下：报警件7包括三通管701、报警器702和压力表703，三通管701第一端设置在保护筒6侧壁上与第二空腔连通，报警器702设置在三通管701的第二端。报警器702，用于当第二空腔中的压力超过预设阈值时，发出报警。压力表703设置在三通管701的第三端。三通管701的第二端和第三端设置于保护筒6外侧。

其中，预设阈值指人为设定的使报警器702报警的触发压力。在实施中，压力表703可以实时显示第二空腔内的压力值。报警器702的触发压力可以根据实际需要任意设置，例如，可以设置为1Mpa。当工作筒5被刺穿后，油液进入到第二空腔中，第二空腔内的压力上升，当压力上升到1MPa时，报警器702报警，提醒工作人员及时采取措施。报警件7的存在使得工作人员可以了解到压裂放喷泄压报警装置的内部情况，及时更换损坏的放喷泄压报警装置，降低了液体喷出的可能性。

可选的，为了增加压裂放喷泄压报警装置的可靠性，压裂放喷泄压报警装置还包括安全绳，安全绳第一端固定在保护筒6外壁上，安全绳第二端用于与压裂放喷泄压报警装置之外的固定物连接。

其中，压裂放喷泄压报警装置之外的固定物可以是距离压裂放喷泄压报警装置最近的井架。

在实施中，安全绳第一端固定在保护筒6外壁上，安全绳第二端固定在距离压裂放喷泄压报警装置最近的井架上。而且安全绳应处于拉伸状态，并对保护筒6有向上的拉力。安全绳的存在，使得原本需要由工作筒5和卡箍头4连接处螺纹承担的力部分由安全绳承担，这样可以防止螺纹受力过大而损坏，提高压裂放喷泄压报警装置的可靠性。另外，安全绳的存在也可以避免放喷过程中，由于液体冲击力过高而导致压裂放喷泄压报警装置飞出的现象发生。

在实际工作中，压裂放喷泄压报警装置的工作状态如下：

将压裂放喷泄压报警装置的三通1水平一端与油嘴连接，三通1竖直一端与放喷管线连接。压裂放喷泄压报警装置安装完成后，打开放喷闸门，液体经油嘴、三通1和卡箍头4进入工作筒5内。液体在工作筒体501内壁和钢体502凹面上随机进行多次反射，最后经三通1竖直一端流入放喷管线排到灌池。在多次反射过程中，液体的冲击力降低，使得流到放喷管线的液体不再具有很高的冲击力，放喷管线不会被刺穿。由于钨钢具有硬度高、耐磨性好和强度高的特点，钢体502与工作筒体501也不容易被刺穿。因此，液体不会喷出，从而不会危害工作人员的生命安全。

在实际应用过程中，压力表703可以实时显示保护筒6内壁与工作筒5外壁之间形成的第二空腔内的压力。而且，如果工作筒体501或钢体502被刺穿，那么液体进入第二空腔内，第二空腔内的压力上升。假设人为设定报警器702报警的触发压力为1Mpa，当压力上升到1Mpa时，报警器702报警，提醒工作人员采取措施。使得工作人员可以了解压裂放喷泄压报警装置的内部情况，及时更换损坏的压裂放喷泄压报警装置，使得液体不会喷出，进而不会危害工作人员的生命安全。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种压裂放喷泄压报警装置，其特征在于，所述压裂放喷泄压报警装置包括三通（1）、钢圈（2）、卡箍（3）、卡箍头（4）、工作筒（5）、保护筒（6）、报警件（7）和安全绳，其中：

所述三通（1）水平一端与所述卡箍头（4）第一端之间形成环状凹槽，所述钢圈（2）设置于所述环状凹槽中，所述卡箍（3）将所述卡箍头（4）第一端与所述三通（1）水平一端固定连接；

所述卡箍头（4）第二端与所述工作筒（5）第一端固定连接，所述工作筒（5）具有第一空腔，所述第一空腔的开口设置于所述工作筒（5）第一端；

所述第一空腔内壁上具有钨钢密集突起结点；

所述工作筒（5）包括工作筒体（501）与钢体（502），所述钢体（502）位于所述第一空腔内的表面为凹面；

所述保护筒（6）套装在所述工作筒（5）上，所述保护筒（6）第一端与所述工作筒（5）固定连接；

所述保护筒（6）内壁与所述工作筒（5）外壁之间形成第二空腔，所述报警件（7）安装在所述保护筒（6）侧壁上对应所述第二空腔的位置；

所述报警件（7），用于当所述第二空腔中的压力超过预设阈值时，发出报警；

所述安全绳第一端固定在所述保护筒（6）外壁上，所述安全绳第二端用于与所述压裂放喷泄压报警装置之外的固定物连接，且所述安全绳处于拉伸状态，对所述保护筒（6）有向上的拉力。

2.根据权利要求1所述的压裂放喷泄压报警装置，其特征在于，

所述工作筒体（501）具有管状结构，包括第一端和第二端；

所述钢体（502）固定于所述工作筒体（501）第二端内部，封堵住所述工作筒体（501）的第二端，所述第一空腔位于所述钢体（502）与所述工作筒体（501）的第一端之间；

所述工作筒体（501）内壁对应所述第一空腔的部分具有钨钢密集突起结点，所述钢体（502）位于所述第一空腔内的表面具有钨钢密集突起结点；

所述工作筒体（501）第一端与所述卡箍头（4）第二端固定连接。

3.根据权利要求1所述的压裂放喷泄压报警装置，其特征在于，所述钢体（502）与所述工作筒体（501）之间螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的压裂放喷泄压报警装置，其特征在于，所述保护筒（6）包括保护筒体（601）与丝堵（602），其中：

所述保护筒体（601）具有管状结构，包括第一端和第二端；

所述丝堵（602）固定于所述保护筒体（601）第二端内部，封堵住所述保护筒体（601）的第二端；

所述保护筒体（601）第一端与所述工作筒（5）固定连接。

5.根据权利要求4所述的压裂放喷泄压报警装置，其特征在于，所述丝堵（602）与所述保护筒体（601）之间为螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的压裂放喷泄压报警装置，其特征在于，所述报警件（7）包括三通管（701）、报警器（702）和压力表（703），其中：

所述三通管（701）第一端设置在所述保护筒（6）侧壁上与所述第二空腔连通；

所述报警器（702）设置在所述三通管（701）的第二端；

所述报警器（702），用于当所述第二空腔中的压力超过预设阈值时，发出报警；

所述压力表（703）设置在所述三通管（701）的第三端；

所述三通管（701）的第二端和第三端设置于所述保护筒（6）外侧。

7.根据权利要求1所述的压裂放喷泄压报警装置，其特征在于，所述工作筒（5）与所述卡箍头（4）之间螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的压裂放喷泄压报警装置，其特征在于，所述工作筒（5）与所述保护筒（6）之间螺纹连接。