CN210600648U - 一种用于输送高压流体的安全管线系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于输送高压流体的安全管线系统，包括：高压管线，包括多个依次连接的高压管，相邻高压管之间通过连接部件固连，其一端固定设置在高压流体输入端，另一端固定设置在高压流体输出端；高延伸保护套，长度大于连接部件的长度，套设在连接部件和与其固连的高压管上；多个固定绳环，沿高压管线的长度延伸方向缠绕在高压管线上；高强保护绳索，沿高压管线纵向长度延伸方向布设，其一端固定设置在高压流体输入端，另一端固定设置在高压流体输出端；高强度保护绳索与固定绳环通过可释放连接器连接。通过高强保护绳索、柔性卸扣和高延伸保护套的多重保护，有效防止高压流体管路发生意外造成的管路组件的弹射和甩动等，保护人员设备安全。

Description

一种用于输送高压流体的安全管线系统

技术领域

本申请属于石油钻井行业安全生产技术领域，具体涉及一种用于输送高压流体的安全管线系统。

背景技术

在油井和气井的钻井现场，高压流体通常通过位于现场的泵车上的压裂泵的出口端连接到井口管道的高压管线泵入井下。通常这些高压管线都是在作用现场临时组装，通过连接接头将整个高压管线连接起来，用于将高压压裂液从泵输送到井中，使用后拆卸，并转移到另一个井场。在压裂作业时，如果高压管线的连接部分如接头在管内高压流体的作用下发生意外脱离，分离产生的能量释放可使脱离的管段高速运动。这是一种严重的危险，会对工人造成可能致命的伤害或损坏周围的设备。

现在已经有技术方法应用在油、气井压裂作用过程，以确保高压管线的安全，在高压管线连接处发生故障时，限制脱离的高压管段的移动，减少附近工人受伤或死亡的机会。在某些情况下，这些可以是固定在连接接头两侧的金属夹具，并且通过金属锚定固定在地面；或者是将钢丝绳缠绕在高压管段上，然后通过金属固定地锚将管道固定。这些布置方式的主要缺点是保护装置操作费力，安装固定系统所需的时间长。

实用新型内容

为了至少解决以上提到现有技术存在的技术问题之一，本申请实施例公开了一种用于输送高压流体的安全管线系统，其包括：

高压管线，包括多个依次连接的高压管，相邻的高压管之间通过连接部件相互固连形成连续的高压管线，其一端固定设置在高压流体输入端，另一端固定设置在高压流体输出端，用于输送高压流体；

高延伸保护套，其长度大于连接部件的长度，高延伸保护套套设在连接部件和与其固连的高压管上；

多个固定绳环，固定绳环沿高压管线的长度延伸方向缠绕在高压管线上；

高强保护绳索，沿高压管线纵向长度延伸方向布设，其一端固定设置在高压流体输入端，另一端固定设置在高压流体输出端；

其中，高强保护绳索与固定绳环通过可释放连接器连接。

在一些实施例中，用于输送高压流体的安全管线系统的固定绳环缠绕在高延伸保护套上。

在一些实施例中，用于输送高压流体的安全管线系统的固定绳环以双篮结构缠绕在高压管线上。

在一些实施例中，用于输送高压流体的安全管线系统的固定绳环为柔性聚酯复编绳，其绳皮和绳芯皆为编织结构，绳皮占比不超过40％，绳皮的纱线捻系数大于18。

在一些实施例中，用于输送高压流体的安全管线系统的高强保护绳索的两端设置有编织而成的眼环，用于高强保护绳索的连接与固定。

在一些实施例中，用于输送高压流体的安全管线系统的高强保护绳索包括多个首尾依次连接的高强纤维绳段，高强纤维绳段的两端设置有编织而成的眼环，相邻的高强纤维绳段之间通过可释放连接器相互连接。

在一些实施例中，用于输送高压流体的安全管线系统的高强保护绳索包括绳芯和绳皮，绳芯由平行排列的聚酯芯纱加捻形成，绳皮用聚酯纤维纱线编织而成。

在一些实施例中，连接高强保护绳索和固定绳环的可释放连接器为柔性卸扣。

在一些实施例中，连接相邻的高强纤维绳段的可释放连接器为柔性卸扣。在一些实施方式中，柔性卸扣由化纤绳索编织而成。

本申请实施例公开的用于输送高压流体的安全管线系统，通过高强保护绳索、柔性卸扣和高延伸保护套的多重保护，能够有效防止高压流体管路发生意外造成的管路组件的弹射和甩动等，保护人员和设备的安全，且结构简单，操作方便，可快速安装和拆卸，强度高、重量轻，后勤负担小，在石油钻井等技术领域推广使用具有良好的前景。

附图说明

图1实施例1用于输送高压流体的安全管线组成示意图

图2实施例2高强纤维绳段连接示意图

图3实施例3高压管连接部件高延伸保护套示意图

图4实施例4固定绳环结构示意图

具体实施方式

在这里专用的词“实施例”，作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。本法实施例中性能指标测试，除非特别说明，采用本领域常规试验方法。应理解，本申请中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本申请公开的内容。

除非另有说明，否则本文使用的技术和科学术语具有本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义；作为本申请中的其它未特别注明的试验方法和技术手段均指本领域内普通技术人员通常采用的实验方法和技术手段。

本公开所用的术语“基本”和“大约”用于描述小的波动。例如，它们可以是指小于或等于±5％，如小于或等于±2％，如小于或等于±1％，如小于或等于±0.5％，如小于或等于±0.2％，如小于或等于±0.1％，如小于或等于±0.05％。

在本公开，包括权利要求书中，所有连接词，如“包含”、“包括”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“容纳”等被理解为是开放性的，即是指“包括但不限于”。只有连接词“由……构成”和“由……组成”是封闭连接词。在不冲突的条件下，本申请实施方式和实施例公开的技术特征可以互相组合，得到的技术方案属于本申请公开的内容。

在一些实施方式中，用于输送高压流体的安全管线系统包括高压管线，高压管线包括多个依次连接的高压管，相邻的高压管之间通过连接部件相互固连，形成连续的高压管线，高压管线的一端固定设置在高压流体输入端，高压管线的另一端固定设置在高压流体输出端，用于输送高压流体；例如，高压管之间的连接部件可以选择由壬，由壬与高压管之间的连接方式可选焊接、螺纹等。作为可选实施例，在石油钻井领域，高压管线的一端设置与高压泵车连通，高压管线的另一端设置与井口的高压流体入口连通，向井内注射高压流体。

作为可选实施方式，高压管线可以设置为直线性的，即高压管线在布设过程中不转弯，不倾斜，整体呈现直线性状态。

作为可选实施方式，高压管线可以是非直线性的，高压管线在布设过程中可以根据布设位置的需要，适当转弯、倾斜或是其他方式的变形。

在一些实施方式中，用于输送高压流体的安全管线系统的高压管线包括高延伸保护套，高延伸保护套的长度大于连接部件，高延伸保护套套设在连接部件和与其固连的高压管上。通常高延伸保护套具有高延伸性和高弹性，具有良好的缓冲效果。

作为可选实施方式，高延伸保护套可以采用高延伸绳索编织而成管状套件。

作为可选实施方式，高延伸保护套的两个端部，可以增加高强度卡箍，将其固定在高压管上，增强保护效果。

在一些实施方式中，用于输送高压流体的安全管线系统的高压管线包多个固定绳环，固定绳环沿高压管线的长度延伸方向缠绕在高压管线上。缠绕在高压管线上的固定绳环，通常设置在高压管的连接部位上，对连接部位的连接部件形成更好的保护，因为通常连接部位是高压管线上容易发生损坏故障的位置，为此，通常缠绕在连接部件上的固定绳环在高压管线纵向长度延伸方向具有合适的长度，以覆盖连接部件，进而将连接部件与高压管缠绕连接在一起。

作为可选实施方式，固定绳环还可以设置在组成高压管线的高压管的中部位置上，此处述及的中部位置，通常并不是严格的中间位置，而是远离高压管两端的连接部件较远的位置范围；例如，如果单个高压管的距离较长，或者跨度较大，例如大于3米这样的距离，通常认为是跨度比较大，可以在高压管的中部位置设置固定绳环，将此固定绳环与高强保护绳索连接，防止高压管段发生故障时不受控制地甩动。

作为可选实施方式，固定绳环缠绕在高延伸保护套上。在连接部件上设置高延伸保护套的高压管线上，固定绳环通常缠绕在保护套的外面，强化固定缠绕效果。

作为可选实施方式，固定绳环以双篮结构缠绕在所述高压管线上。

作为可选实施方式，固定绳环为柔性聚酯复编绳。其绳芯和绳皮皆为编织结构，其中绳皮的占比不超过40％，绳皮由聚酯纤维纱编织而成，纱线捻系数α大于18。作为可选实施方式，固定绳环的编织方法包括：按照固定绳环的周长，获取聚酯编织绳索，将其两个端部相互拼接形成绳环芯部，然后将绳皮包覆编织在环形绳环芯部上。绳皮的占比是指绳皮的质量与固定绳环的质量比。固定绳环的绳皮具有高耐磨性，主要起保护绳芯的作用，固定绳环的强度主要由绳芯部分提供。

作为可选实施方式，多个固定绳环等间隔地缠绕在高压管线上。

在一些实施方式中，用于输送高压流体的安全管线系统的高压管线包括高强保护绳索，沿高压管线长度延伸方向布设，其一端固定设置在高压流体输入端，另一端固定设置在高压流体输出端；高强度保护绳索与固定绳环通过可释放连接器连接，增强高强度保护绳索的缓冲能力。通常为了形成对高压管线的整体保护，需要沿着整个高压管线布设连续的高强保护绳索，高强保护绳索的一端固连在高压流体的输入端，与高压管线输入端邻近的位置上，其另一端固连在高压流体的输出端，与高压管线输出端邻近的位置上。作为可选实施方式，可释放连接器为柔性卸扣。

作为可选实施方式，为了形成对高压管线的更好保护，需要将形成高压管线的每一个高压管段都设置有固定绳环，固定绳环与高强保护绳索相连接，例如，由壬等连接部件连接的高压管段，可以将固定绳环缠绕在每一个连接部件上，每一个固定绳环与高强保护绳索之间设置柔性卸扣相连接。

在一些实施方式中，柔性卸扣由无接头的柔性化纤绳索编制而成，包括眼环、绳体和绳结。作为可选实施方式，编织柔性卸扣的绳索与高强保护绳索的材料相同。

通常高强保护绳索可以是从一端延伸到另一端的聚酯复编绳的总成，具有适应于预期需求的拉伸强度。每个复编绳的芯纱可以是合成纤维，复编绳的外皮可以用合成纤维纱线编织。复编绳可由平行排列的芯纱加捻，包在外保护层内制成。

作为可选实施方式，高强保护绳索包括绳芯和绳皮，绳芯由平行排列的聚酯芯纱加捻形成，绳皮用聚酯纤维纱线编织而成。作为高强保护绳索，可以选择任何已知的、合适的高强、高弹、耐用的材料制成的聚酯或其他已知的聚合物纤维制成的柔性绳，只要具有与与其应用相适应的拉伸强度，都可以作为高强度保护绳索的材料。同样，任何已知的、合适的高强、高弹、耐用的材料制成的聚酯或其他已知的聚合物纤维制成的柔性绳，只要具有与与其应用相适应的拉伸强度，也可以作为固定绳环、柔性卸扣的制作材料。

作为可选实施方式，高强保护绳索的绳皮外层和绳芯层可以是同一种材料，例如，高强保护绳索为柔性聚酯复编绳，具有与预期应用相适应的拉伸强度。进一步，绳芯层可以是聚酯8股或12股编绳，绳皮外层可以用聚酯纤维纱线编织，缠绕在高压管线接头处后用柔性卸扣与高强保护绳索连接。

作为可选实施方式，当高强保护绳索的绳芯层和绳皮外层是不同类型材料时，绳索的尾端可以使用缝合，缝合线是与芯线同种材料的缝合线。

作为可选实施方式，高强保护绳索的一端固定在高压流体输入端的永久性锚固结构上，高强保护绳索的另一端固定在高压流体输出端的永久性锚固结构上。

作为可选实施方式，高强保护绳索的一端固连在高压泵车上，另一端固连在井口设置的锚固装置上。

作为可选实施方式，高强保护绳索的两端设置有眼环，用于高强保护绳索的连接与固定。例如，通过高强保护绳索两端设置的眼环，将其与永久性锚固装置固连。

作为可选实施方式，高强保护绳索包括多个首尾依次连接的高强纤维绳段，相邻的高强纤维绳段两端设置有编织的眼环，两个相邻的眼环之间通过可释放连接器相互连接。作为可选实施方式，可释放连接器为柔性卸扣。

用于输送高压流体的安全管线系统中，如果高压流体管线发生故障，例如由壬等连接部件发生故障，设置在高压管线上的高强度保护绳索、绳结结构以及高延伸保护套等可以有效防止松开的高压管段不受控制的弹射，限制其移动范围，保护人员和设备的安全。

图1为实施例1公开的用于输送高压流体的安全管线组成示意图。

实施例1中，高压管线包括多根高压管段8，高压管段8之间通过连接部件由壬9固连，泵车4上设置有泵车锚固结构6，高压管线的一端与泵车锚固结构6固连；井口5上设置有井口锚固结构7，高压管线的另一端与井口锚固结构7固连；

高强保护绳索2为连续绳索，其一端设置有眼环10，通过卸扣12和眼环10将其固定连接在泵车锚固结构6上；高强保护绳索2沿高压管线延伸方向并行布设；在每一个连接部件由壬9的两侧设置缠绕有固定绳环3；高强保护绳索2与固定绳环3通过第一柔性卸扣14连接；高强保护绳索2的另一端设置有眼环11，通过卸扣13和眼环11将高强保护绳索2与井口锚固结构7固连。

图2为实施例2公开的高强纤维绳段连接示意图。

实施例2中，两个高强纤维绳段2的端部，分别设置有第一眼环16和第二眼环17，第一眼环16和第二眼环17之间设置有第二柔性卸扣18将两个高强纤维绳段柔性连接。

图3为实施例3公开的高压管连接部件高延伸保护套示意图。

实施例3中，高压管线上相邻的两个高压管段8被连接部件由壬9固连，连接部件由壬9上套设有高延伸保护套1，高延伸保护套1同时覆盖连接部件由壬9以及由壬附近的高压管段8的部分，并在高延伸保护套1的两端设置高强度卡箍100，将高延伸保护套1固定在高压管段8上。

图4为实施例4公开的固定绳环结构示意图。

实施例4中，跨度较大的高压管段8的中部位置，设置缠绕一个固定绳环3，固定绳环3通过第一柔性卸扣14连接到高强保护绳索2上。

本申请实施例公开的用于输送高压流体的安全管线系统，通过高强保护绳索、柔性卸扣和高延伸保护套的多重保护，能够有效防止高压流体管路发生意外造成的管路组件的弹射和甩动等，保护人员和设备的安全，且结构简单，操作方便，可快速安装和拆卸，强度高、重量轻，后勤负担小，在石油钻井等技术领域推广使用具有良好的前景。

本申请公开的技术方案和实施例中公开的技术细节，仅是示例性说明本申请的构思，并不构成对本申请的限定，凡是对本申请公开的技术细节所做的没有创造性的改变，都与本申请具有相同的发明精神，都在本申请权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于输送高压流体的安全管线系统，其特征在于，包括：

高压管线，包括多个依次连接的高压管，相邻的高压管之间通过连接部件相互固连形成连续的高压管线，其一端固定设置在高压流体输入端，另一端固定设置在高压流体输出端，用于输送高压流体；

高延伸保护套，其长度大于所述连接部件的长度，所述高延伸保护套套设在所述连接部件和与其固连的高压管上；

多个固定绳环，所述固定绳环沿所述高压管线的长度延伸方向缠绕在所述高压管线上；

高强保护绳索，沿所述高压管线纵向长度延伸方向布设，其一端固定设置在高压流体输入端，另一端固定设置在高压流体输出端；

其中，所述高强保护绳索与所述固定绳环通过可释放连接器连接。

2.根据权利要求1所述的用于输送高压流体的安全管线系统，其特征在于，所述固定绳环缠绕在所述高延伸保护套上。

3.根据权利要求1所述的用于输送高压流体的安全管线系统，其特征在于，所述固定绳环以双篮结构缠绕在所述高压管线上。

4.根据权利要求1所述的用于输送高压流体的安全管线系统，其特征在于，所述固定绳环为柔性聚酯复编绳，其绳皮和绳芯皆为编织结构，绳皮占比不超过40％，绳皮的纱线捻系数大于18。

5.根据权利要求1所述的用于输送高压流体的安全管线系统，其特征在于，所述高强保护绳索的两端设置有编织而成的眼环，用于高强保护绳索的连接与固定。

6.根据权利要求1所述的用于输送高压流体的安全管线系统，其特征在于，所述高强保护绳索包括多个首尾依次连接的高强纤维绳段，所述高强纤维绳段的两端有编织而成的眼环，相邻的高强纤维绳段之间通过可释放连接器相互连接。

7.根据权利要求1所述的用于输送高压流体的安全管线系统，其特征在于，所述高强保护绳索包括绳芯和绳皮，所述绳芯由平行排列的聚酯芯纱加捻形成，所述绳皮用聚酯纤维纱线编织而成。

8.根据权利要求1所述的用于输送高压流体的安全管线系统，其特征在于，所述可释放连接器为柔性卸扣。

9.根据权利要求6所述的用于输送高压流体的安全管线系统，其特征在于，所述可释放连接器为柔性卸扣。

10.根据权利要求8或9所述的用于输送高压流体的安全管线系统，其特征在于，所述柔性卸扣由化纤绳索编织而成。

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