CN206053925U - 大通径防沉砂低压集流管汇 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大通径防沉砂低压集流管汇，包括主管，所述主管上设有吸入口和排出口，所述主管为直管，所述吸入口通过油壬活结固定在主管的两端，所述排出口设置在主管的侧壁上，所述吸入口包括偏心大小头、第一蝶阀法兰、短接和第一由壬接头，所述偏心大小头与所述油壬活结固定连接，所述第一蝶阀法兰上安装第一蝶阀，所述排出口包括旁通管、第二蝶阀法兰、旁通短接和第二由壬接头，第二蝶阀法兰上安装第二蝶阀，所述旁通管与所述主管垂直。本实用新型不仅使设备结构简单化，而且能够降低因管径改变带来的摩阻损失，从而达到低沉砂的目的。此外，该装置的大通径设计能够满足大排量、大规模压裂作业的需求。

Description

大通径防沉砂低压集流管汇

技术领域

本实用新型涉及油气井开采压裂管汇设备，更具体地说，涉及一种大通径防沉砂低压集流管汇。

背景技术

页岩气开发技术是近十年来全球最重大的能源技术革命，水平井压裂是页岩气高效勘探开发的关键技术和核心技术。作为压裂机组的配套设备，低压管汇装置的作用是将混砂车搅拌好的砂浆通过低压软管输送到压裂车的吸入口，经过压裂泵车增压后排出到高压管汇，然后输送到井口进行压裂施工。目前，页岩气压裂多采用滑溜水压裂液进行“井工厂”式大规模压裂。但滑溜水压裂液的携砂能力有限，大排量施工时，支撑剂易在支管及变径处沉积，最终导致顶替液阶段含砂，造成井筒积砂，为后期泵送作业带来风险。因此对低压管汇性能提出了更高的要求。

现有的低压管汇装置采用T型结构布置，在T型主管垂直管的一侧设有6个支管作为吸入口，与混砂车相连；在T型主管水平管的两侧各设有5个支管作为排出口，与压裂泵车相连。该T型低压管汇装置结构复杂，在作业过程中容易产生低流速区(尤其是支管轴线和主管轴线垂直区域及支管内)导致支撑剂在压裂液携带过程中在低流速区域沉降下来，形成的砂堤逐渐增大进一步加剧支撑剂沉降，砂堤阻碍砂浆流过，最终导致泵车供液压力不足出现走空泵、大量沉积的支撑剂混入顶替液、井筒液中出现积砂等问题。给后期作业带来风险。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种大通径防沉砂低压集流管汇，能够满足大排量、大规模压裂作业的需求。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种大通径防沉砂低压集流管汇，包括主管，所述主管上设有吸入口和排出口，所述主管为直管，所述吸入口通过油壬活结固定在主管的两端，所述排出口设置在主管的侧壁上，所述吸入口包括依次连接的偏心大小头、第一蝶阀法兰、短接和第一由壬接头，所述偏心大小头与所述油壬活结固定连接，所述第一蝶阀法兰上安装第一蝶阀，所述排出口包括依次连接的旁通管、第二蝶阀法兰、旁通短接和第二由壬接头，第二蝶阀法兰上安装第二蝶阀，所述旁通管与所述主管固定连接，所述旁通管与所述主管垂直。

上述方案中，所述主管为全通径式主管。

上述方案中，所述吸入口和主管的连接处为等通径结构。

上述方案中，所述第二蝶阀安装方向与主管轴线夹角为25-35°。

上述方案中，所述排出口设置在所述主管的底部。

上述方案中，所述主管的两侧设有两排排出口，两排排出口错开设置。

实施本实用新型的大通径防沉砂低压集流管汇，具有以下有益效果：

1、不仅使设备结构简单化，而且能够降低因管径改变带来的摩阻损失，从而达到低沉砂的目的。此外，该装置的大通径设计能够满足大排量、大规模压裂作业的需求。

2、大通径防沉砂低压集流管汇的主通径采用大通径设计，该低压管汇可以单独使用，也可通过低压软管将两套或更多低压管汇的吸入口串联连接，来满足大排量、大规模压裂施工的需求。

3、主管和2个吸入口采用全通径设计，变径结构少，降低了因管径改变带来的摩阻损失，从而降低在管汇变径区的沉砂。

4、排出口全部设计在主管底部，且与主管连接方式为“全贴合设计”，缩短了旁通管和旁通短接的长度，从而减少了支撑剂在支管处的沉积。

5、排出口在主管的两侧采用“错位”设计，即主管两侧的排出口不对称，可以进一步减少沉砂数量。

6、该低压管汇只有两个吸入口，结构简单，现场连接数量少，简化了施工工艺。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型大通径防沉砂低压集流管汇的俯视图；

图2是本实用新型大通径防沉砂低压集流管汇的侧视图；

图3a-图3c是主管和排出口不同组合结构下CFD(Computational FluidDynamics，计算流体动力学)分析图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型大通径防沉砂低压集流管汇，包括主管1，主管1上设有吸入口2和排出口3。

主管1为直管，吸入口2通过油壬活结4固定在主管1的两端。主管1和吸入口2连接处为等通径结构，降低了因管径改变带来的摩阻损失，减少砂子在连接处的沉积。

排出口3设置在主管1的侧壁上，吸入口2包括依次连接的偏心大小头5、第一蝶阀法兰6、短接8和第一由壬接头9，偏心大小头5与油壬活结4固定连接，第一蝶阀法兰6上安装第一蝶阀7。排出口3包括依次连接的旁通管10、第二蝶阀法兰11、旁通短接13和第二由壬接头14，第二蝶阀法兰11上安装第二蝶阀12。旁通管10与主管1固定连接，旁通管10与主管1垂直。

排出口3设置在主管1的底部，第二蝶阀12的安装方向为：与主管1轴线夹角为25-35°，优选为30°(如图3所示)，可以减少砂子在排出口3的沉积。本实用新型缩短了旁通管10和旁通短接13的长度，排出口3与主管1连接方式为“全贴合设计”，减少了支撑剂在旁通管10处的沉积。

主管1的两侧设有两排排出口3，两排排出口3错开设置。排出口3都设在主管1平面外侧同一平面上且主管1两侧的排出口3左右相错100mm。即主管1两侧的排出口3不对称，特殊的结构设计能够进一步减少沉砂数量。

根据主管和排出口不同组合结构下CFD分析，排出口在主管的两侧采用“错位”设计，即主管两侧的排出口不对称，可以减少沉砂数量(如图3a-图3c所示)。因此，以最大限度降低管汇低速流动区、降低管汇积砂为原则，通过改变管汇结构来满足现场工厂化压裂作业需求。

在压裂施工作业时，根据现场混砂车、压裂车的数量，将大通径防沉砂低压集流管汇的一个吸入口2与混砂车的排出口相连接，打开第一蝶阀7，将另一个吸入口2的第一蝶阀7关闭；将大通径防沉砂低压集流管汇的排出口3与压裂车的吸入口相连接，打开第二蝶阀12，管线连接好后，通过混砂车搅拌好的压裂液就可通过吸入口2进入主管1，再通过排出口3进入压裂车的吸入口，通过压裂车加压后，打入井底，从而完成施工。如果进行大型压裂施工作业，施工排量大，使用的设备数量较多，可通过低压软管将两套或更多低压管汇的吸入口2串联连接予以解决。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (6)

1.一种大通径防沉砂低压集流管汇，包括主管(1)，所述主管(1)上设有吸入口(2)和排出口(3)，其特征在于，所述主管(1)为直管，所述吸入口(2)通过油壬活结(4)固定在主管(1)的两端，所述排出口(3)设置在主管(1)的侧壁上，所述吸入口(2)包括依次连接的偏心大小头(5)、第一蝶阀法兰(6)、短接(8)和第一由壬接头(9)，所述偏心大小头(5)与所述油壬活结(4)固定连接，所述第一蝶阀法兰(6)上安装第一蝶阀(7)，所述排出口(3)包括依次连接的旁通管(10)、第二蝶阀法兰(11)、旁通短接(13)和第二由壬接头(14)，第二蝶阀法兰(11)上安装第二蝶阀(12)，所述旁通管(10)与所述主管(1)固定连接，所述旁通管(10)与所述主管(1)垂直。

2.根据权利要求1所述的大通径防沉砂低压集流管汇，其特征在于，所述主管(1)为全通径式主管(1)。

3.根据权利要求1所述的大通径防沉砂低压集流管汇，其特征在于，所述吸入口(2)和主管(1)的连接处为等通径结构。

4.根据权利要求1所述的大通径防沉砂低压集流管汇，其特征在于，所述第二蝶阀(12)安装方向与主管(1)轴线夹角为25-35°。

5.根据权利要求1所述的大通径防沉砂低压集流管汇，其特征在于，所述排出口(3)设置在所述主管(1)的底部。

6.根据权利要求1所述的大通径防沉砂低压集流管汇，其特征在于，所述主管(1)的两侧设有两排排出口(3)，两排排出口(3)错开设置，左右相错100mm。