CN114658406A - 一种多井位压裂管汇装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多井位压裂管汇装置，其包括多自由度上井管汇、安全阀组、多自由度延长管汇、高低压管汇橇、多自由度泵组连接管汇和压裂泵组；使整个压裂施工现场管线布局更为简洁，摆脱了传统的弯头连接形式，大大降低了管汇成本，提高了管汇的使用寿命。本发明对地面安装要求较低，可做到管汇两端面位置在空间的任意调整，消除了直管连接因空间位置误差而无法连接的问题，适用于小通径或大通径压裂管汇的连接，压力级别满足目前压裂施工或更高等级的压裂管汇。

Description

一种多井位压裂管汇装置

技术领域

本发明涉及油气田施工管线连接技术领域，特别是涉及一种多井位压裂管汇装置。

背景技术

常规压裂管汇一般采用高低压管汇橇、分流管汇、弯头以及直管组合的方式满足多井位压裂施工，管线连接杂乱，最近市面出现的大通径压裂管汇，多用直管、三通/四通等法兰管线整体连接，安装连接时对现场场地平整度、安装尺寸要求较高，必须使管线上的法兰螺丝孔一一对准才能有效连接和密封。由于现场条件限制，难以顺利完成法兰管线的连接装配，劳动强度大，作业效率低。

发明内容

本发明为了解决以上问题，提供一种多井位压裂管汇装置，解决了现有的常规压裂管汇在安装时，对现场场地平整度和安装尺寸要求高，导致劳动强度大和作业效率低下的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

提供了一种多井位压裂管汇装置，其包括多自由度上井管汇、安全阀组、多自由度延长管汇、高低压管汇橇、多自由度泵组连接管汇和压裂泵组；

多自由度上井管汇一端与安全阀组连通，另一端连接至多井位；安全阀组与多自由度延长管汇连通，多自由度延长管连接高低压管汇橇；压裂泵组通过多自由度泵组连接管汇与高低压管汇橇连通；

多自由度上井管汇包括第一直管，第一直管的一端设置有变径旋转法兰连接管，变径旋转法兰连接管的一端设置有第一三通，第一三通的端口用于与多井位连通，第一直管的另一端连接有第二三通，第二三通顶部的端口设置有盲板法连，第二三通底部的端口连接有用于调节管道连接走向的第一旋转法兰连接管组件，第一旋转法兰连接管组件连接安全阀组。

进一步地，第一旋转法兰连接管组件包括与第二三通底部端口连接的第一单边旋转法兰连接管，第一单边旋转法兰连接管上连接有第二单边旋转法兰连接管，第二单边旋转法兰连接管上连接有第三单边旋转法兰连接管，第三单边旋转法兰连接管上连接有第一双边旋转法兰连接管，第一双边旋转法兰连接管连接有第四单边旋转法兰连接管；

第一单边旋转法兰连接管的旋转轴线为Z轴；第三单边旋转法兰连接管的旋转轴线为X轴；第二单边旋转法兰连接管、第一双边旋转法兰连接管和第四单边旋转法兰连接管的旋转轴均为Y轴；第四单边旋转法兰连接管与安全阀组连通。

进一步地，多自由度延长管汇包括第二直管，第二直管的一端设置有第二旋转法兰连接管组件，第二直管的另一端与高低压管汇橇连接；第二旋转法兰连接管组件包括与第二直管端部连接的第二双边旋转法兰连接管，第二双边旋转法兰连接管上设置有多个相互连接的第五单边旋转法兰连接管，位于末端的第五单边旋转法兰连接管与安全阀组连接。

进一步地，多自由度泵组连接管汇包括两根连通的第三双边旋转法兰连接管，两根第三双边旋转法兰连接管的端部均设置有一个第三旋转法兰连接管组件，第三旋转法兰连接管组件包括多个连通的第六单边旋转法兰连接管，位于末端的第六单边旋转法兰连接管与高低压管汇橇或压裂泵组连接。

进一步地，第一单边旋转法兰连接管、第二单边旋转法兰连接管、第三单边旋转法兰连接管、第四单边旋转法兰连接管、第五单边旋转法兰连接管和第六单边旋转法兰连接管的结构均相同；

每个单边旋转法兰连接管均包括管体、压块、压块紧定螺钉、法兰、挡圈和挡圈紧固螺钉；管体两端的端面上设有两个凹槽，压块安装在靠近管体端面的凹槽内，压块为三半式结构，且压块上设置有与压块紧定螺钉螺纹配合的螺纹孔；挡圈安装在远离管体端面的凹槽内，挡圈为三半式结构，且挡圈上设有挡圈紧固螺钉，法兰套设在管体外壁，法兰由压块与挡圈共同定位，法兰可绕管体的中心轴旋转。

进一步地，第一直管和第二直管上均设置有支撑抱箍，支撑抱箍的底部与底面固定连接。

本发明的有益效果为：本方案中的一种多井位压裂管汇装置，使整个压裂施工现场管线布局更为简洁，摆脱了传统的弯头连接形式，大大降低了管汇成本，提高了管汇的使用寿命。对地面安装要求较低，可做到管汇两端面位置在空间的任意调整，消除了直管连接因空间位置误差而无法连接的问题，适用于小通径或大通径压裂管汇的连接，压力级别满足目前压裂施工或更高等级的压裂管汇。

附图说明

图1为一种多井位压裂管汇装置的结构示意图。

图2为多自由度上井管汇的结构示意图。

图3为多自由度延长管汇的结构示意图。

图4为多自由度泵组连接管汇的结构示意图。

图5为每个单边旋转法兰连接管的结构示意图。

图6为法兰安装在不同管体上的结构示意图。

其中，1、多自由度上井管汇；101、第一直管；102、变径旋转法兰连接管；103、第一三通；104、第二三通；105、盲板法连；106、第一单边旋转法兰连接管；107、第二单边旋转法兰连接管；108、第三单边旋转法兰连接管；109、第一双边旋转法兰连接管；110、第四单边旋转法兰连接管；2、安全阀组；3、多自由度延长管汇；301、第二直管；302、第二双边旋转法兰连接管；303、第五单边旋转法兰连接管；4、高低压管汇橇；5、多自由度泵组连接管汇；501、第三双边旋转法兰连接管；502、第六单边旋转法兰连接管；6、压裂泵组；7、支撑抱箍；8、管体；9、压块；10、压块紧定螺钉；11、法兰；12、挡圈；13、挡圈紧固螺钉。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1~图5所示，本发明提供了一种多井位压裂管汇装置，包括多自由度上井管汇1、安全阀组2、多自由度延长管汇3、高低压管汇橇4、多自由度泵组连接管汇5和压裂泵组6；

多自由度上井管汇1一端与安全阀组2连通，另一端连接至多井位连通；安全阀组2与多自由度延长管汇3连通，多自由度延长管连接高低压管汇橇4；压裂泵组6通过多自由度泵组连接管汇5与高低压管汇橇4连通；

多自由度上井管汇1包括第一直管101，第一直管101的一端设置有变径旋转法兰连接管102，变径旋转法兰连接管102的一端设置有第一三通103，第一三通103的端口用于与多井位连通，第一直管101的另一端连接有第二三通104，第二三通104顶部的端口设置有盲板法连105，第二三通104底部的端口连接有用于调节管道连接走向的第一旋转法兰连接管组件，第一旋转法兰连接管组件连接安全阀组2。

如图2所示，第一旋转法兰连接管组件包括与第二三通104底部端口连接的第一单边旋转法兰连接管106，第一单边旋转法兰连接管106上连接有第二单边旋转法兰连接管107，第二单边旋转法兰连接管107上连接有第三单边旋转法兰连接管108，第三单边旋转法兰连接管108上连接有第一双边旋转法兰连接管109，第一双边旋转法兰连接管109连接有第四单边旋转法兰连接管110；第一单边旋转法兰连接管106的旋转轴线为Z轴；第三单边旋转法兰连接管108的旋转轴线为X轴；第二单边旋转法兰连接管107、第一双边旋转法兰连接管109和第四单边旋转法兰连接管110的旋转轴均为Y轴；第四单边旋转法兰连接管110与安全阀组2连通。

在具体安装多自由度上井管汇1时，将支撑抱箍7与第一直管101连接，用变径旋转法兰连接管102连接第一三通103和第一直管101，根据井场实际情况调整支撑抱箍7的高度，使组件支撑固定。再用将盲板法连105固定在第二三通104的顶部，使用螺栓将第一旋转法兰连接管组件连接在第一直管101上，再依图2所示连接第一单边旋转法兰连接管106、第二单边旋转法兰连接管107、第三单边旋转法兰连接管108、第一双边旋转法兰连接管109、第四单边旋转法兰连接管110；图示A~G处法兰螺栓均不固定，待整体调整到位后再依次对角线拧紧。

旋转A处的变径旋转法兰连接管102，可做X轴方向旋转，旋转B处的第一单边旋转法兰连接管106，可做Z轴方向旋转；旋转C处的第二单边旋转法兰连接管107，可做Y轴方向旋转。旋转E/F处的第一双边旋转法兰连接管109，可做到X轴的前后移动，旋转D和G处的第二单边旋转法兰连接管107和第四单边旋转法兰连接管110，可做到Y轴的左右移动，旋转G和C处的第二单边旋转法兰连接管107和第四单边旋转法兰连接管110，可做到Z轴的左右移动。且所有连接件可联动，故安全阀组2与第一三通103无需严格定位，即可快速连接安装。

由图3所示，多自由度延长管汇3包括第二直管301，第二直管301的一端设置有第二旋转法兰连接管组件，第二直管301的另一端与高低压管汇橇4连接；第二旋转法兰连接管组件包括与第二直管301端部连接的第二双边旋转法兰连接管302，第二双边旋转法兰连接管302上设置有多个相互连接的第五单边旋转法兰连接管303，位于末端的第五单边旋转法兰连接管303与安全阀组2连接。

可根据井场实际情况增减支撑抱箍7和第二直管301的数量，以达到现场长度需求。具体安装实施为用螺栓连接固定第二直管301，将支撑抱箍7连接在第二直管301上，再依图连接第二双边旋转法兰连接管302和多个第五单边旋转法兰连接管303。

图3中多自由度延长管汇3结构与图2多自由度上井管汇1结构一致。所有旋转法兰处连接螺栓均不固定，待与安全阀组2与高低压管汇橇4连接调整到位后再依次拧紧每个螺栓。第二直管301与高低压管汇橇4连接时可通过调节支撑抱箍7的高度，第二直管301与高低压管汇橇4同轴。使用多自由度延长管汇3连接安全阀组2与高低压管汇橇4，无需对其严格定位，即可快速连接安装。

如图4所示，多自由度泵组连接管汇5包括两根连通的第三双边旋转法兰连接管501，两根第三双边旋转法兰连接管501的端部均设置有一个第三旋转法兰连接管组件，第三旋转法兰连接管组件包括多个连通的第六单边旋转法兰连接管502，位于末端的第六单边旋转法兰连接管502与高低压管汇橇4或压裂泵组6连接。

具体安装实施为：先将位于末端的第六单边旋转法兰连接管502用通过螺栓与高低压管汇橇4或压裂泵组6固定；再依图4所示连接第二双边旋转法兰连接管302和多个第五单边旋转法兰连接管303。所有旋转法兰处连接螺栓均不固定，待与高低压管汇橇4连接调整到位后再依次拧紧每个螺栓。

图4中高低压管汇橇4与压裂泵的多自由度泵组连接管汇5与图2多自由度上井管汇1相似，区别在于多增加了一个第二双边旋转法兰连接管302。其多自由度功能实现详细阐述如下：

旋转a处的第五单边旋转法兰连接管303可做X轴方向旋转，旋转b处的第五单边旋转法兰连接管303可做Y轴方向旋转，旋转c处的第二双边旋转法兰连接管302，可做Z轴方向旋转。旋转b、c、d和e处可旋转法兰，可做到X轴的前后移动，旋转b、c、d处可旋转法兰，可做到Y轴的左右移动，旋转b、f处可旋转法兰，可做到Z轴的左右移动。且所有连接件可联动，故高低压管汇橇4与压裂泵无需严格定位，即可快速连接安装。

通过组合应用，可做到不严格要求井场场地的平面度，也不必苛求安全阀组2、高低压管汇橇4、及压裂泵组6的相对位置，及其安装顺序。可同时连接多自由度上井管汇1与安全阀组2；高低压管汇橇4与泵组后再用多自由度延长管汇3连接安全阀组2与高低压管汇橇4。极大程度上降低了安装难度，节约了安装时间。

在本发明中，第一单边旋转法兰连接管106、第二单边旋转法兰连接管107、第三单边旋转法兰连接管108、第四单边旋转法兰连接管110、第五单边旋转法兰连接管303和第六单边旋转法兰连接管502的结构均相同；

每个单边旋转法兰连接管均包括管体8、压块9、压块紧定螺钉10、法兰、挡圈12和挡圈紧固螺钉13；管体8两端的端面上设有两个凹槽，压块9安装在靠近管体8端面的凹槽内，压块9为三半式结构，且压块9上设置有与压块紧定螺钉10螺纹配合的螺纹孔；挡圈12安装在远离管体8端面的凹槽内，挡圈12为三半式结构，且挡圈12上设有挡圈紧固螺钉13，法兰套设在管体8外壁，法兰由压块9与挡圈12共同定位，法兰可绕管体8的中心轴旋转。

法兰11的具体安装方法为：首先将法兰11套在管体8上，将压块9放置到管体8对应的凹槽处，用压块紧定螺钉10将压块9与管体8连接固定。在压块9上涂抹润滑脂，将法兰11向两端面与压块9充分接触后，用挡圈12紧定螺钉将挡圈12与管体8固定。使管体8和法兰11相对固定即可完成安装。

如图6所示，法兰11还可应用在不同的管体8上，管体8结构可双边平行倾斜，也可对称倾斜，或为90°角或为180°角。通过各组合使用，可做到管汇两端面位置在空间的任意调整，适应于具有相对空间朝向位置偏差的快速安装连接，减少了由壬连接，特别是在大通径、超高压情况下，更为适用。

综上所述，本方案中的一种多井位压裂管汇装置，使整个压裂施工现场管线布局更为简洁，摆脱了传统的弯头连接形式，大大降低了管汇成本，提高了管汇的使用寿命。对地面安装要求较低，可做到管汇两端面位置在空间的任意调整，消除了直管连接因空间位置误差而无法连接的问题，适用于小通径或大通径压裂管汇的连接，压力级别满足目前压裂施工或更高等级的压裂管汇。

Claims (6)

1.一种多井位压裂管汇装置，其特征在于，包括多自由度上井管汇、安全阀组、多自由度延长管汇、高低压管汇橇、多自由度泵组连接管汇和压裂泵组；

所述多自由度上井管汇一端与所述安全阀组连通，另一端连接至多井位；安全阀组与所述多自由度延长管汇连通，多自由度延长管连接所述高低压管汇橇；所述压裂泵组通过多自由度泵组连接管汇与高低压管汇橇连通；

多自由度上井管汇包括第一直管，所述第一直管的一端设置有变径旋转法兰连接管，所述变径旋转法兰连接管的一端设置有第一三通，所述第一三通的端口用于与多井位连通，第一直管的另一端连接有第二三通，所述第二三通顶部的端口设置有盲板法连，第二三通底部的端口连接有用于调节管道连接走向的第一旋转法兰连接管组件，所述第一旋转法兰连接管组件连接安全阀组。

2.根据权利要求1所述的多井位压裂管汇装置，其特征在于，所述第一旋转法兰连接管组件包括与所述第二三通底部端口连接的第一单边旋转法兰连接管，第一单边旋转法兰连接管上连接有第二单边旋转法兰连接管，第二单边旋转法兰连接管上连接有第三单边旋转法兰连接管，所述第三单边旋转法兰连接管上连接有第一双边旋转法兰连接管，所述第一双边旋转法兰连接管连接有第四单边旋转法兰连接管；

第一单边旋转法兰连接管的旋转轴线为Z轴；第三单边旋转法兰连接管的旋转轴线为X轴；第二单边旋转法兰连接管、第一双边旋转法兰连接管和第四单边旋转法兰连接管的旋转轴均为Y轴；

所述第四单边旋转法兰连接管与所述安全阀组连通。

3.根据权利要求2所述的多井位压裂管汇装置，其特征在于，所述多自由度延长管汇包括第二直管，所述第二直管的一端设置有第二旋转法兰连接管组件，第二直管的另一端与所述高低压管汇橇连接；所述第二旋转法兰连接管组件包括与第二直管端部连接的第二双边旋转法兰连接管，所述第二双边旋转法兰连接管上设置有多个相互连接的第五单边旋转法兰连接管，位于末端的第五单边旋转法兰连接管与所述安全阀组连接。

4.根据权利要求3所述的多井位压裂管汇装置，其特征在于，所述多自由度泵组连接管汇包括两根连通的第三双边旋转法兰连接管，两根所述第三双边旋转法兰连接管的端部均设置有一个第三旋转法兰连接管组件，所述第三旋转法兰连接管组件包括多个连通的第六单边旋转法兰连接管，位于末端的第六单边旋转法兰连接管与所述高低压管汇橇或压裂泵组连接。

5.根据权利要求4所述的多井位压裂管汇装置，其特征在于，所述第一单边旋转法兰连接管、第二单边旋转法兰连接管、第三单边旋转法兰连接管、第四单边旋转法兰连接管、第五单边旋转法兰连接管和第六单边旋转法兰连接管的结构均相同；

每个单边旋转法兰连接管均包括管体、压块、压块紧定螺钉、法兰、挡圈和挡圈紧固螺钉；所述管体两端的端面上设有两个凹槽，压块安装在靠近管体端面的凹槽内，所述压块为三半式结构，且压块上设置有与所述压块紧定螺钉螺纹配合的螺纹孔；所述挡圈安装在远离管体端面的凹槽内，挡圈为三半式结构，且挡圈上设有挡圈紧固螺钉，法兰套设在管体外壁，法兰由压块与挡圈共同定位，法兰可绕管体的中心轴旋转。

6.根据权利要求3所述的多井位压裂管汇装置，其特征在于，所述第一直管和第二直管上均设置有支撑抱箍，所述支撑抱箍的底部与底面固定连接。

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