CN116220643B - 一种压裂管汇撬快接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压裂管汇撬快接装置，包括装配管和井口管，包括对接组件、密封组件和检测组件；所述对接组件包括安装井口管上的卡扣件和装配管上的定位凸缘，所述卡扣件能够限制装配管在高压下脱离井口管；所述密封组件包括被动密封件和主动密封件；所述被动密封件包括限位滑动连接在井口管内部的内套环，所述内套环的顶部上安装有环形橡胶层，所述装配管的端壁会对环形橡胶层造成挤压且扩展密封接缝处；所述主动密封件包括控制内套环向装配管移动的液压系统，缩减装配管与内套环的距离，加强密封能力，本发明能使对接组件配合密封组件的工作，即提高对接的稳定性也增强了密封性，还能对密封性能进行检测，也能压裂工作中提供紧急密封。

Description

一种压裂管汇撬快接装置

技术领域

本发明涉及管汇撬技术领域，具体为一种压裂管汇撬快接装置。

背景技术

在压裂施工的作业过程中，需要将管汇撬的主管与井口管进行固定连通，然后进行压裂，在连接的过程中，需要人工辅助安装、插接和检查，效率较低。

在中国专利一种可快速对接的大排量压裂分流管汇撬，包括底撬板和托架，所述底撬板为长方体板状结构，且托架固定安装于底撬板上表面，并且托架在底撬板上方对应设置有两个，所述托架之间设置有连接板，且连接板两端分别固定安装于托架的内侧表面，所述托架上方左侧设置有支撑座，且支撑座的中轴线垂直于托架上表面，其具体通过滑轨与支撑杆结构的滑动配合、使导液管和控制阀的中轴线互相重合，实现管汇撬和快速对接，且通过由永磁铁和铁块构成的磁吸结构来增强橡胶层的密封性，但是在高压情况下，永磁铁和铁块构成的限位机构为弱限位，极易导致永磁铁和铁块之间的错位、振动或分离，影响对接缝处的密封防护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压裂管汇撬快接装置，能够使对接组件配合密封组件的工作，即提高了对接的稳定性也增强了密封性，还能够对密封性能进行检测，也可在压裂工作中为对接提供紧急密封，解决了背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种压裂管汇撬快接装置， 包括装配管和井口管，包括对接组件、密封组件和检测组件；

所述对接组件包括安装井口管上的卡扣件和装配管上的定位凸缘，所述卡扣件能够限制装配管在高压下脱离井口管；

所述密封组件包括被动密封件和主动密封件；

所述被动密封件包括限位滑动连接在井口管内部的内套环，所述内套环的顶部上安装有环形橡胶层，所述装配管的端壁会对环形橡胶层造成挤压且扩展密封接缝处；

所述主动密封件包括控制内套环向装配管移动的液压系统，缩减装配管与内套环的距离，加强密封能力；

所述检测组件包括安装在装配管位于井口管内的外壁上的压裂液监测仪器。

优选的，所述被动密封件包括开设在内套环顶部的密封槽，所述环形橡胶层安装在密封槽的内底部，所述装配管的端部固定安装有装配凸缘，当所述装配管与井口管插入对接时，所述装配凸缘能够滑动插入至密封槽的内壁，且所述装配凸缘能够对环形橡胶层造成挤压使其填充密封槽与装配凸缘之间的接缝处。

优选的，所述述液压系统包括开设在井口管内部的储油槽，所述储油槽的顶部与井口管的内壁贯穿连通，所述储油槽的内壁滑动连接有活塞板，所述活塞板的顶部固定安装有传动块，所述传动块的外壁与内套环的底部固定连接，所述储油槽的内壁向外贯穿开设有注液孔，所述井口管的外壁安装有通过注液孔向储油槽的内底部注入高压液压油的液压驱动器。

优选的，所述检测组件包括开设在装配管外壁上的检测槽，所述检测槽的内顶部固定安装有隔断橡胶圈，所述检测槽的环形外壁上下滑动连接有检测块，且所述检测块固定安装在隔断橡胶圈的底部，所述隔断橡胶圈的外壁与井口管的外壁相抵触，当所述装配管与井口管对接后，所述检测槽与井口管之间构成了密封空间，当压裂液进入至检测槽内部时，会驱使所述检测块向上位移。

优选的，所述检测槽的横截面为直角梯形结构，且所述检测槽的斜内壁为上窄下宽，且所述检测块能够向上位于预设的距离，所述检测块的外壁固定安装有橡胶垫，所述橡胶垫位于检测块与检测槽的环形内壁之间，当所述检测块向上位移时能够对橡胶垫造成挤压，且所述检测块的外壁能够与井口管的内壁保持活塞式滑动。

优选的，所述检测槽的内底部安装有油液传感器。

优选的，所述传动块的外壁还固定安装有封堵壁，所述封堵壁与井口管的内壁之间密封式滑动连接。

优选的，所述卡扣件包括安装在井口管外壁上的轴承座，所述轴承座上转动连接有被动臂和主动臂，所述被动臂和主动臂一体化装配，所述被动臂上带有卡勾，当所述被动臂沿着轴承座向定位凸缘转动时能够将其倒钩限位，所述井口管的外壁滑动连接有调节锥环，所述调节锥环靠近主动臂的端部为斜面设计，所述主动臂的端部为圆角设计，所述调节锥环向上移动时可通过主动臂驱使被动臂对定位凸缘进行锁止；

包括控制调节锥环上移的驱动器。

优选的，所述驱动器包括固定安装在井口管外壁上的液压杆，所述液压杆的输出端与调节锥环的底部固定连接。

优选的，所述驱动器包括开设在井口管外壁上的螺纹，所述调节锥环与井口管的外壁螺纹连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

一、本发明中，装配管会对内套环顶部上的环形橡胶层造成挤压，从而使环形橡胶层能够将装配管与井口管对接处产生的接缝进行填充阻挡，来提高密封的承压强度，同时通过液压系统的驱动，能够使内套环带动环形橡胶层向上进行位移，从而将环形橡胶层的底部进行补充挤压，进一步的提高井口管与装配管之间密封强度，在主动密封件工作之前，需要通过对接组件对装配管进行限位锁止，避免主动密封件的高压工作导致装配管的脱离，影响密封性能。

二、本发明中，当装配管与井口管之间的密封性能出现问题，压裂液会通过对接处向装配管的外壁与井口管的内壁之间渗透，从而压裂液会进入至检测槽的内部，此时高压状态的压裂液会通过填充检测槽内部并驱使检测块向上进行位移，由于检测槽为一个环形的结构，且隔断橡胶圈也为环形设计，使得隔断橡胶圈能够将位于检测槽上下方进行隔断，使得当检测块将隔断橡胶圈进行了挤压形变，隔断橡胶圈即可以自身为隔断线，将压裂液进行了隔绝，此功能能够在压裂工作进行中时对设备进行防护，避免压裂液喷涌而出造成人员或设备的损坏，能够为压裂工作的停止提供应急反应的时间，提高了该压裂管汇的工作稳定度。

附图说明

图1为本发明对接后的状态示意图；

图2为本发明图1的右视图结构示意图；

图3为本发明图2中沿A-A处剖视的结构示意图；

图4为本发明中装配管和井口管的内部结构示意图；

图5为本发明中装配管的结构示意图；

图6为本发明中井口管的结构示意图；

图7为本发明中井口管的内部结构示意图；

图8为本发明中密封组件的结构示意图。

图中：1、弯头；2、装配管；3、定位凸缘；4、装配凸缘；5、检测槽；6、检测块；7、隔断橡胶圈；8、橡胶垫；9、油液传感器；11、井口管；12、轴承座；13、被动臂；14、主动臂；15、调节锥环；16、液压驱动器；17、液压杆；18、内套环；19、密封槽；20、环形橡胶层；21、储油槽；22、活塞板；23、传动块；24、封堵壁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图8，本发明提供一种技术方案：一种压裂管汇撬快接装置，包括装配管2和井口管11，包括对接组件、密封组件和检测组件。

对接组件包括安装井口管11上的卡扣件和装配管2上的定位凸缘3，卡扣件能够限制装配管2在高压下脱离井口管11。

密封组件包括被动密封件和主动密封件。

被动密封件包括限位滑动连接在井口管11内部的内套环18，内套环18的顶部上安装有环形橡胶层20，装配管2的端壁会对环形橡胶层20造成挤压且扩展密封接缝处。

主动密封件包括控制内套环18向装配管2移动的液压系统，缩减装配管2与内套环18的距离，加强密封能力。

检测组件包括安装在装配管2位于井口管11内的外壁上的压裂液监测仪器。

本发明中只示出了管汇撬的主输出管道，该主管道包括弯头1，还包括与弯头1连通的装配管2，在具体实施的过程中，可将管汇撬安装在管汇撬车辆上，通过液压设备控制装配管2的对接，驱使装配管2能够与井口管11准确的对接。

其中井口管11即可被理解为井口装置的对接连通端，井口装置的其与部分未示出。

本发明在对接的过程中，装配管2会对内套环18顶部上的环形橡胶层20造成挤压，从而使环形橡胶层20能够将装配管2与井口管11对接处产生的接缝进行填充阻挡，来提高密封的承压强度，同时通过液压系统的驱动，能够使内套环18带动环形橡胶层20向上进行位移，从而将环形橡胶层20的底部进行补充挤压，进一步的提高井口管11与装配管2之间密封强度，在主动密封件工作之前，需要通过对接组件对装配管2进行限位锁止，避免主动密封件的高压工作导致装配管2的脱离，影响密封性能。

其中，需要设定内套环18为活塞式的滑动连接在井口管11的内壁。

因此，本发明能够通过对接组件对装配管2的限位锁定来实现进一步的密封加强，从而既能够保证对接的稳定性，也提高了对接后的密封性能。

其中较为优选的实施例，被动密封件包括开设在内套环18顶部的密封槽19，环形橡胶层20安装在密封槽19的内底部，装配管2的端部固定安装有装配凸缘4，当装配管2与井口管11插入对接时，装配凸缘4能够滑动插入至密封槽19的内壁，且装配凸缘4能够对环形橡胶层20造成挤压使其填充密封槽19与装配凸缘4之间的接缝处。

清参阅图3、图4、图7和图8，当装配管2插入至井口管11中时，装配凸缘4也会相应插入至密封槽19的内部，通过设置密封槽19，相当于井口管11与装配管2对接处需要密封的位置进行了转移，即需要将装配凸缘4与密封槽19对接处进行密封处理，此时通过装配凸缘4对环形橡胶层20的挤压，从而能够使通过环形橡胶层20的自身弹性特性来对对接处进行填充密封，其次，环形橡胶层20的被挤压也会使环形橡胶层20能够更好的对密封槽19的底部进行填充，同时通过对接组件对装配管2进行限位锁止，避免装配管2在环形橡胶层20的弹性功能下复位，如此能够使被动密封件能够发挥出更好的密封能力。

在被动密封件实施例的基础上，液压系统包括开设在井口管11内部的储油槽21，储油槽21的顶部与井口管11的内壁贯穿连通，储油槽21的内壁滑动连接有活塞板22，活塞板22的顶部固定安装有传动块23，传动块23的外壁与内套环18的底部固定连接，储油槽21的内壁向外贯穿开设有注液孔，井口管11的外壁安装有通过注液孔向储油槽21的内底部注入高压液压油的液压驱动器16。

请参阅图3、图4、图7和图8，为了进一步的加强环形橡胶层20的密封性，需要通过液压驱动器16对储油槽21的内底部进行高压注入液压油，以液压油为介质使储油槽21与活塞板22构成的密封空间内充满液压油，在通过高压的液压油介质驱动活塞板22向上进行位移，同时通过25使内套环18能够向上进行位移，与此同时，对接组件会对装配管2进行限位锁定，此时装配管2为静止状态，内套环18的相对位移的状态，环形橡胶层20则会被再次的挤压形变，进一步地加强对装配凸缘4与密封槽19之间的密封性，同时也能够检测对接组件是否实现了对装配管2的限位锁定作用。

进一步地，传动块23的外壁还固定安装有封堵壁24，封堵壁24与井口管11的内壁之间密封式滑动连接。

通过设定封堵壁24，能够避免在压裂工作时，压裂液会渗透至储油槽21的内壁，造成对液压油的干涉。

其中较为优选的实施例，检测组件包括开设在装配管2外壁上的检测槽5，检测槽5的内顶部固定安装有隔断橡胶圈7，检测槽5的环形外壁上下滑动连接有检测块6，且检测块6固定安装在隔断橡胶圈7的底部，隔断橡胶圈7的外壁与井口管11的外壁相抵触，当装配管2与井口管11对接后，检测槽5与井口管11之间构成了密封空间，当压裂液进入至检测槽5内部时，会驱使检测块6向上位移。

请参阅图3，当完成了井口管11与装配管2之间的对接，需要对他们之间的对接处的密封性能进行检测，通过外部设备将井口装置进行封闭，保留对接处的连通功能，然后通过管汇撬对装配管2内进行注入高压压裂液。

其中，当装配管2与井口管11之间的密封性能出现问题，压裂液会通过对接处向装配管2的外壁与井口管11的内壁之间渗透，从而压裂液会进入至检测槽5的内部，此时高压状态的压裂液会通过填充检测槽5内部并驱使检测块6向上进行位移，由于检测槽5为一个环形的结构，且隔断橡胶圈7也为环形设计，使得隔断橡胶圈7能够将位于检测槽5上下方进行隔断，使得当检测块6将隔断橡胶圈7进行了挤压形变，隔断橡胶圈7即可以自身为隔断线，将压裂液进行了隔绝，此功能能够在压裂工作进行中时对设备进行防护，避免压裂液喷涌而出造成人员或设备的损坏，能够为压裂工作的停止提供应急反应的时间，提高了该压裂管汇的工作稳定度。

在检测组件实施例的基础上，检测槽5的横截面为直角梯形结构，且检测槽5的斜内壁为上窄下宽，且检测块6能够向上位于预设的距离，检测块6的外壁固定安装有橡胶垫8，橡胶垫8位于检测块6与检测槽5的环形内壁之间，当检测块6向上位移时能够对橡胶垫8造成挤压，且检测块6的外壁能够与井口管11的内壁保持活塞式滑动。

请参阅图3，通过设置横截面为直角梯形的检测槽5和设计橡胶垫8，当检测块6向上位移会受到检测槽5的内壁的限制，同时当其由下向上移动时会逐渐的缩小检测块6外壁与检测槽5内壁之间的间隙，通过间隙的缩小对橡胶垫8进行挤压形变，从而能够提高检测块6该处的密封性能，同时检测块6还能够保持与井口管11内壁之间密封性能，进而在整体上提高了隔断橡胶圈7对对接处的密封性能。

在检测组件实施例的基础上，检测槽5的内底部安装有油液传感器9，通过设定油液传感器9，当压裂液中的油液与油液传感器9相接触时，油液传感器9会触发报警，通过将油液传感器9与外部的警报系统关联。

因此，通过设定检测组价啮合油液传感器9，既可以在压裂工作前对密封性能进行检测，也能够在压裂工作中提供防护，避免压裂工作的中断。

进一步地，卡扣件包括安装在井口管11外壁上的轴承座12，轴承座12上转动连接有被动臂13和主动臂14，被动臂13和主动臂14一体化装配，被动臂13上带有卡勾，当被动臂13沿着轴承座12向定位凸缘3转动时能够将其倒钩限位，井口管11的外壁滑动连接有调节锥环15，调节锥环15靠近主动臂14的端部为斜面设计，主动臂14的端部为圆角设计，调节锥环15向上移动时可通过主动臂14驱使被动臂13对定位凸缘3进行锁止。

包括控制调节锥环15上移的驱动器。

如图1和图7所示，当驱动器控制调节锥环15向上移动时，能够对使主动臂14翘起，从而使另一端的被动臂13下压，从而通过被动臂13上的卡勾对定位凸缘3进行倒钩限位，避免在压裂过程中装配管2的脱离，同时配合主动密封件能够使装配管2对被动臂13形成压力，从而更好的提高二者之间的限位紧密程度。

提供两种驱动器的实施方式。

实施例一：

驱动器包括固定安装在井口管11外壁上的液压杆17，液压杆17的输出端与调节锥环15的底部固定连接，通过采用液压的方式，能够有效的对调节锥环15的下移进行锁定，同时可以提高整个对接组件的稳定性，其中液压杆17可设置多个。

实施例二：

驱动器包括开设在井口管11外壁上的螺纹，调节锥环15与井口管11的外壁螺纹连接，通过转动调节锥环15，即可使调节锥环15上下位移，以实现对对接组件的精确控制。

综上，本发明能够使对接组件配合密封组件的工作，即提高了对接的稳定性也增强了密封性，还能够对密封性能进行检测，也可在压裂工作中为对接提供紧急密封。

本实施例中使用的标准零件可以从市场上直接购买，而根据说明书和附图的记载的非标准结构部件，也可以直根据现有的技术常识毫无疑义的加工得到，同时各个零部件的连接方式采用现有技术中成熟的常规手段，而机械、零件及设备均采用现有技术中常规的型号，故在此不再作出具体叙述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种压裂管汇撬快接装置，包括装配管（2）和井口管（11），其特征在于：包括对接组件、密封组件和检测组件；

所述对接组件包括安装井口管（11）上的卡扣件和装配管（2）上的定位凸缘（3），所述卡扣件能够限制装配管（2）在高压下脱离井口管（11）；

所述密封组件包括被动密封件和主动密封件；

所述被动密封件包括限位滑动连接在井口管（11）内部的内套环（18），所述内套环（18）的顶部上安装有环形橡胶层（20），所述装配管（2）的端壁会对环形橡胶层（20）造成挤压且扩展密封接缝处；

所述主动密封件包括控制内套环（18）向装配管（2）移动的液压系统，缩减装配管（2）与内套环（18）的距离，加强密封能力；

所述检测组件包括安装在装配管（2）位于井口管（11）内的外壁上的压裂液监测仪器。

2.根据权利要求1所述的压裂管汇撬快接装置，其特征在于：所述被动密封件包括开设在内套环（18）顶部的密封槽（19），所述环形橡胶层（20）安装在密封槽（19）的内底部，所述装配管（2）的端部固定安装有装配凸缘（4），当所述装配管（2）与井口管（11）插入对接时，所述装配凸缘（4）能够滑动插入至密封槽（19）的内壁，且所述装配凸缘（4）能够对环形橡胶层（20）造成挤压使其填充密封槽（19）与装配凸缘（4）之间的接缝处。

3.根据权利要求2所述的压裂管汇撬快接装置，其特征在于：所述液压系统包括开设在井口管（11）内部的储油槽（21），所述储油槽（21）的顶部与井口管（11）的内壁贯穿连通，所述储油槽（21）的内壁滑动连接有活塞板（22），所述活塞板（22）的顶部固定安装有传动块（23），所述传动块（23）的外壁与内套环（18）的底部固定连接，所述储油槽（21）的内壁向外贯穿开设有注液孔，所述井口管（11）的外壁安装有通过注液孔向储油槽（21）的内底部注入高压液压油的液压驱动器（16）。

4.根据权利要求1所述的压裂管汇撬快接装置，其特征在于：所述检测组件包括开设在装配管（2）外壁上的检测槽（5），所述检测槽（5）的内顶部固定安装有隔断橡胶圈（7），所述检测槽（5）的环形外壁上下滑动连接有检测块（6），且所述检测块（6）固定安装在隔断橡胶圈（7）的底部，所述隔断橡胶圈（7）的外壁与井口管（11）的外壁相抵触，当所述装配管（2）与井口管（11）对接后，所述检测槽（5）与井口管（11）之间构成了密封空间，当压裂液进入至检测槽（5）内部时，会驱使所述检测块（6）向上位移。

5.根据权利要求4所述的压裂管汇撬快接装置，其特征在于：所述检测槽（5）的横截面为直角梯形结构，且所述检测槽（5）的斜内壁为上窄下宽，且所述检测块（6）能够向上位移预设的距离，所述检测块（6）的外壁固定安装有橡胶垫（8），所述橡胶垫（8）位于检测块（6）与检测槽（5）的环形内壁之间，当所述检测块（6）向上位移时能够对橡胶垫（8）造成挤压，且所述检测块（6）的外壁能够与井口管（11）的内壁保持活塞式滑动。

6.根据权利要求4所述的压裂管汇撬快接装置，其特征在于：所述检测槽（5）的内底部安装有油液传感器（9）。

7.根据权利要求3所述的压裂管汇撬快接装置，其特征在于：所述传动块（23）的外壁还固定安装有封堵壁（24），所述封堵壁（24）与井口管（11）的内壁之间密封式滑动连接。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的压裂管汇撬快接装置，其特征在于：所述卡扣件包括安装在井口管（11）外壁上的轴承座（12），所述轴承座（12）上转动连接有被动臂（13）和主动臂（14），所述被动臂（13）和主动臂（14）一体化装配，所述被动臂（13）上带有卡勾，当所述被动臂（13）沿着轴承座（12）向定位凸缘（3）转动时能够将其倒钩限位，所述井口管（11）的外壁滑动连接有调节锥环（15），所述调节锥环（15）靠近主动臂（14）的端部为斜面设计，所述主动臂（14）的端部为圆角设计，所述调节锥环（15）向上移动时可通过主动臂（14）驱使被动臂（13）对定位凸缘（3）进行锁止；

包括控制调节锥环（15）上移的驱动器。

9.根据权利要求8所述的压裂管汇撬快接装置，其特征在于：所述驱动器包括固定安装在井口管（11）外壁上的液压杆（17），所述液压杆（17）的输出端与调节锥环（15）的底部固定连接。

10.根据权利要求8所述的压裂管汇撬快接装置，其特征在于：所述驱动器包括开设在井口管（11）外壁上的螺纹，所述调节锥环（15）与井口管（11）的外壁螺纹连接。