CN213953581U - 适用于井下连续安全压裂的整体式高压管汇系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于井下连续安全压裂的整体式高压管汇系统，包括由高压直管构成的主管道，高压直管进口端用于与压裂泵组连接；高压直管上串接有多个第一旋塞阀，以及多个第一高压三通，每个第一高压三通的三个接口中的两个接在高压直管上，第三个接口连接有用于通向压裂钻孔的旁路管道，每个旁路管道上串接有第二旋塞阀，旁路管道的出口端形成有短接管接口，至少一旁路管道的出口端连接有包括压力表的短接管。本实用新型的有益效果是，可实现多个钻孔或单个钻孔的同时或逐一进行煤层压裂施工；同时，除短接管外的整个主管路和旁路铺设均在第一个钻孔压裂前完成，消除了本质安全上隐患，使压裂施工更加安全。

Description

适用于井下连续安全压裂的整体式高压管汇系统

技术领域

本实用新型属于煤层气开发领域，具体涉及一种适用于井下连续安全压裂的整体式高压管汇系统。

背景技术

在煤矿领域，以水力压裂为主的水力化煤层增透技术在煤矿瓦斯增透抽采领域得到了广泛的应用，显著的提升了煤层透气性及瓦斯抽采效果。但传统的水力压裂管汇系统设计简单、粗放，水力压裂现场实施过程中仍存在操作工序复杂、压裂时间过长、劳动强度过大、未达到本质安全的问题，精细化程度仍有待进一步提高。具体表现为：1、一般相邻两个压裂孔切换（转孔）施工工序为“目标孔压裂完-拆软管-铺设高压直管管件-连结直管-连结高压软管-下个目标孔压裂”，不仅导致压裂作业断断续续，影响矿企生产部署及工作安排；2、在转孔过程中，由于压裂孔间距较长，至少60m以上，压裂直管管件一根5m长，重达200斤，需要铺设30根才能完成转孔，井下空间狭小，大型工具较少，全靠人力搬运连结，劳动强度过大；3、拆管、铺管、连管、密封测试到正式压裂往往需要1-2天，转孔准备时间过长。4、水力压裂会引起煤岩体应力出现变化，压裂区域巷道顶板、巷帮经常出现掉矸、悬矸、片帮、渗水等动力现象，同时，压完后需要保压，煤层富含大量的高压水，而压裂孔转换工作，如前述的拆管、铺管、连管、密封测试等均要在压裂区域内进行，存在极大的安全风险。为此，需要改进。

发明内容

本实用新型的目的就是针对传统水力压裂管汇系统设计简单、粗放导致水力压裂现场实施存在操作工序复杂，导致压裂准备工作时间过长，压裂效率低，且劳动强度大、本质安全性差的问题，提出一种适用于井下连续安全压裂的整体式高压管汇系统，提高井下水力压裂作业效率，提升井下水力压裂精细化水平，为井下水力压裂作业提供安全保障。

为实现前述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种适用于井下连续安全压裂的整体式高压管汇系统，包括由高压直管构成的主管道，高压直管进口端用于与压裂泵组连接；高压直管上串接有多个第一旋塞阀，以及多个第一高压三通，每个第一高压三通的三个接口中的两个接在高压直管上，第三个接口连接有用于通向压裂钻孔的旁路管道，每个旁路管道上串接有第二旋塞阀，旁路管道的出口端形成有短接管接口，至少一旁路管道的出口端连接有包括压力表的短接管。

采用前述方案的本实用新型，通过高压直管作为主管道，将压裂系统提供的高压压裂液输送到各个需要压裂的钻孔附近，再通过多个旁路管道上安装有压力表的短接管接入压裂钻孔。由于主管道和旁路管道上均设有旋塞阀，可利用旋塞阀的通断控制功能供应或关断压裂液，从而实现多个钻孔或单个钻孔的同时或逐一进行煤层压裂施工。同时，在所有旁路管道均设有短接管的方案中，短接管及所有管路的铺设均在第一个钻孔压裂前完成；在只有部分旁路设置短接管的方案中，除短接管外的整个主管路和旁路的铺设均在第一个钻孔压裂前完成，铺设环境无因压裂导致巷道顶板、巷帮经常出现掉矸、悬矸、片帮、渗水等现象。消除了本质安全上隐患，使压裂施工更加安全。本系统使用时，可通过旋塞阀控制压裂孔对应的旁路通断。由于在钻孔压裂时，整个压裂泵下风侧区域人员不能进入，相应也不能做铺管、接管等准备工作。在一个旁路管道设置短接管的方案中，可在压裂完一个钻孔后，拆下短接管，然后，再与下一个钻孔连接，以备下一个钻孔压裂；最好，还准备一个备用短接管，以在压裂完上一个钻孔后，拆卸在用短接管的同时，将备用的短接管与下一个钻孔连接，拆下的短接管作为再下一个钻孔的备用件。依次循环，以在两个不同的孔位同时进行短接管的拆卸和连接工作，从而节省时间，提高效率；并节省短接数量，降低成本。

优选的，所述第二旋塞阀与所述第一高压三通之间设有第一单向阀。可有效防止泄压后煤层中煤渣等杂物反灌回流到高压直管中。

优选的，所述高压直管上设有电控泄压阀。以在压裂完成后，远程对压裂管路中的高压水进行泄压，保证专业人员进入压裂区域安全。

优选的，所述电控泄压阀靠近高压直管的进口端，并通过第二高压三通与所述高压直管连接。确保维保拆换方便。

优选的，所述高压直管进口端设有第二单向阀。防止管路中的杂质反灌回流到压裂泵组中。

本实用新型的有益效果是，利用旋塞阀的通断控制功能供应或关断压裂液，从而实现多个钻孔或单个钻孔的同时或逐一进行煤层压裂施工。同时，除短接管外的整个主管路和旁路铺设均在第一个钻孔压裂前完成，铺设环境无因压裂导致巷道顶板、巷帮经常出现掉矸、悬矸、片帮、渗水等现象。消除了本质安全上隐患，使压裂施工更加安全。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

实施例1，参见图1，一种适用于井下连续安全压裂的整体式高压管汇系统，包括由高压直管1构成的主管道，高压直管1进口端用于与压裂泵组连接；高压直管1上串接有多个第一旋塞阀2，以及多个第一高压三通3，每个第一高压三通3的三个接口中的两个接在高压直管1上，第三个接口连接有用于通向压裂钻孔4的旁路管道，每个旁路管道上串接有第二旋塞阀5，旁路管道的出口端形成有短接管接口，其中一旁路管道的出口端连接有一包括压力表的短接管10，并且还有一备用的短接管10。

其中，第二旋塞阀5与第一高压三通3之间设有第一单向阀6；高压直管1上设有电控泄压阀7；电控泄压阀7靠近高压直管1的进口端，并通过第二高压三通8与；高压直管1连接；高压直管1进口端还设有第二单向阀9。

本实施例中，也可在每个旁路管道上均预先连接一短接管10。

本实施例中，也可仅在一旁路管道的出口端连接有包括压力表的短接管10，而不需备用或备用多个短接管10。

具体应用时，整体式高压管汇系统通过高压直管1接压裂泵组，单泵压裂时可以采用2英寸钢管，双泵压裂时可以采用3英寸钢管；高压直管1接第二单向阀9，实现主管路杂质不回流至压裂泵组；之后，高压直管1通过第二高压三通8接电控泄压阀7；之后，高压直管1通过第一高压三通3连接旁路管道和高压直管1的延伸段，并在延伸段上设第一旋塞阀2；并按此方式依次形成多个与压裂钻孔4一一对应的旁路管道，以及位于主管道末端的第一旋塞阀2；或者，主管道末端对应一个压裂钻孔的旁路管道；并在旁路管道依次设置第一单向阀6和第二旋塞阀5后，通过安装有压力表的短接管10接到钻孔孔口。

第二单向阀9也可设在压裂泵组的出口管道上，电控泄压阀7、第二高压三通8和控制数据线集成在平板车类载台上，第二高压三通8的一个接口通过高压软管与第二单向阀9的出口连接，第二高压三通8的另外两个接口分别与电控泄压阀7和高压直管1连接。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种适用于井下连续安全压裂的整体式高压管汇系统，其特征在于，包括由高压直管（1）构成的主管道，高压直管（1）进口端用于与压裂泵组连接；高压直管（1）上串接有多个第一旋塞阀（2），以及多个第一高压三通（3），每个第一高压三通（3）的三个接口中的两个接在高压直管（1）上，第三个接口连接有用于通向压裂钻孔（4）的旁路管道，每个旁路管道上串接有第二旋塞阀（5），旁路管道的出口端形成有短接管接口，至少一旁路管道的出口端连接有包括压力表的短接管（10）。

2.根据权利要求1所述的整体式高压管汇系统，其特征在于，在多个所述旁路管道中，仅有一个旁路管道上连接有一所述短接管（10），并备有另一短接管（10）。

3.根据权利要求1所述的整体式高压管汇系统，其特征在于，所述第二旋塞阀（5）与所述第一高压三通（3）之间设有第一单向阀（6）。

4.根据权利要求1所述的整体式高压管汇系统，其特征在于，所述高压直管（1）上设有电控泄压阀（7）。

5.根据权利要求4所述的整体式高压管汇系统，其特征在于，所述电控泄压阀（7）靠近高压直管（1）的进口端，并通过第二高压三通（8）与所述高压直管（1）连接。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的整体式高压管汇系统，其特征在于，所述高压直管（1）进口端设有第二单向阀（9）。

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