一种适合环空加砂压裂工艺的高压管汇装置.pdf

本发明提供了一种适合环空加砂压裂工艺的高压管汇装置，包括三路管线，其中Ⅰ路管线从左至右依次包括单流阀一、与单流阀一流出端连接的T型三通一、与T型三通一连接的旋塞一及与旋塞一连接的T型三通二；T型三通二上连接有套压测量传感器；Ⅱ路管线从左至右依次包括单流阀二、与单流阀二流出端连接的四通、与四通连接的旋塞二；Ⅲ路管线从左至右依次包括旋塞三、单流阀三、与单流阀三流出端连接的T型三通三、与T型三通三连接的T型三通四；T型三通四上连接有油压测量传感器；四通与T型三通一连接，与T型三通三通过旋塞四连接。本发明减少了施工中车辆的倒换，提高了压裂施工效率，减少了劳动强度，使得施工安全、便捷、可靠。

1.  一种适合环空加砂压裂工艺的高压管汇装置，其特征在于：包括三路管线，其中Ⅰ路管线从左至右依次包括单流阀一（1）、与单流阀一（1）流出端连接的T型三通一（2）、与T型三通一（2）连接的旋塞一（3）以及与旋塞一（3）连接的T型三通二（4）；所述T型三通二（4）上连接有测量套压的压力传感器；
Ⅱ路管线从左至右依次包括单流阀二（7）、与单流阀二（7）流出端连接的四通（6）、与四通（6）连接的旋塞二（5）；
Ⅲ路管线从左至右依次包括旋塞三（12）、单流阀三（11）、与单流阀三（11）流出端连接的T型三通三（10）、与T型三通三（10）连接的T型三通四（9）；所述T型三通四（9）上连接有测量油压的压力传感器；
所述四通（6）与T型三通一（2）连接，与T型三通三（10）通过旋塞四（8）连接。

2.  如权利要求1所述的一种适合环空加砂压裂工艺的高压管汇装置，其特征在于：所述四通（6）为3〞四通，其结构为F×M×M×M，扣型为FIG1502，额定工作压力为：15000PSI。

3.  如权利要求1所述的一种适合环空加砂压裂工艺的高压管汇装置，其特征在于：所述T型三通二（4）以及T型三通四（9）的结构相同，均为3〞×2〞×3〞三通，结构为F×F×M，扣型为FIG1502，额定工作压力为：15000PSI，其中2〞接口连接压力传感器。

4.  如权利要求1所述的一种适合环空加砂压裂工艺的高压管汇装置，其特征在于：所述单流阀一（1）、单流阀二（7）以及单流阀三（11）的结构相同，均为闸板式单流阀，结构为F×M,扣型为FIG1502，额定工作压力为：15000PSI。

5.  如权利要求1所述的一种适合环空加砂压裂工艺的高压管汇装置，其特征在于：所述T型三通一（2）以及T型三通三（10）的结构相同，均为3〞×3〞×3〞三通，结构为F×F×M，扣型为FIG1502，额定工作压力为：15000PSI。

一种适合环空加砂压裂工艺的高压管汇装置
技术领域
本发明属于油气田开发压裂作业技术领域，具体是一种适合环空加砂压裂工艺的高压管汇装置，用于同时连接环空和油管，并且可以随时改变液体的流向，能够提高高压管阀件的使用效率和压裂设备的利用率。
背景技术
压裂依然是地层增产改造的主要手段，近年来为提高单井产量主要以水平井布局为主，压裂改造工艺也有较大变化，尤其油井水平井表现更为突出，水力喷射环空加砂、水力泵送桥塞及裸眼封隔器等工艺，但考虑到施工方面的风险仍然以水力喷砂环空加砂工艺为主。目前水力喷砂环空加砂的主要施工排量有4.0m³/min（环空加砂排量：2.8m³/min;油管补液排量：1.2m³/min）和6.0m³/min（环空加砂排量：4.0m³/min;油管补液排量：2.0m³/min）及8.0m³/min（环空加砂排量：5.5m³/min;油管补液排量：2.5m³/min）三种，但是三种施工排量的射孔排量均为2.8-3.0m³/min，这就给油套管线的连接带来较大困难。问题主要表现如下两点：
（1）油管喷射环空加砂作业，要求油注、套注设备都要摆放砂罐及预留砂罐行驶的路线，占地面积增加，在油水平井井场普遍偏小的现状下增加了设备合理摆放的困难；
（2）油管喷射注入排量2.8-3.0m³/min，压开地层后油管注入排量1.6-2.5m³/min，这种情况导致喷射结束后油注设备利用率低，浪费资源。
针对设备倒换频繁和摆车困难的情况，通过创新管线连接，利用套管设备实现喷砂射孔作业，彻底解决摆车难、设备倒换频繁的难题。可以在环空加砂工艺的施工现场，合理利用资源，缩短施工时间，节省井场用地，提高设备使用率。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中存在的缺点，提供一种适用于油气开发水力喷射环空加砂压裂工艺的高压管汇装置，达到减少车辆的倒换，提高压裂施工效率，减少劳动强度的目的，使得施工安全、便捷、可靠。
本发明的技术方案是：一种适合环空加砂压裂工艺的高压管汇装置，其特征在于：包括三路管线，其中Ⅰ路管线从左至右依次包括单流阀一、与单流阀一流出端连接的T型三通一、与T型三通一连接的旋塞一以及与旋塞一连接的T型三通二；所述T型三通二上连接有测量套压的压力传感器；Ⅱ路管线从左至右依次包括单流阀二、与单流阀二流出端连接的四通、与四通连接的旋塞二；Ⅲ路管线从左至右依次包括旋塞三、单流阀三、与单流阀三流出端连接的T型三通三、与T型三通三连接的T型三通四；所述T型三通四上连接有测量油压的压力传感器；所述四通与T型三通一连接，与T型三通三通过旋塞四连接。
上述四通为3〞四通，其结构为F×M×M×M，扣型为FIG1502，额定工作压力为：15000PSI。
上述T型三通二以及T型三通四的结构相同，均为3〞×2〞×3〞三通，结构为F×F×M，扣型为FIG1502，额定工作压力为：15000PSI，其中2〞接口连接压力传感器。
上述单流阀一、单流阀二以及单流阀三的结构相同，均为闸板式单流阀，结构为F×M,扣型为FIG1502，额定工作压力为：15000PSI。
上述T型三通一以及T型三通三的结构相同，均为3〞×3〞×3〞三通，结构为F×F×M，扣型为FIG1502，额定工作压力为：15000PSI。
本发明的有益效果：本发明的提供的高压阀件的连接设计用于水力喷射环空加砂压裂施工，使用3〞四通连通三条主管线，然后给油注和环空压裂车留接口；油注管线和环空管线直接利用3寸旋塞进行隔离和连通，方便、快捷；油管喷砂射孔是利用环空注液设备完成的，能够提高设备的利用效率，减去油注压裂车倒换上水管线等环节；三条管线上都连接单流阀，避免了压力互相串通，同时油注管线连接单流阀和旋塞，避免了水力喷射过程中压力串通，管线内发生沉砂现象；三路管线中有两路直接利用旋塞连通，可以随时进行分离。本发明减少了施工中车辆的倒换，提高了压裂施工效率，减少了劳动强度，使得施工安全、便捷、可靠。本发明装置上安装有旋塞阀、单流阀、安全阀、压力传感器、泄压阀等，可减少压裂施工作业风险，并且满足压裂现场HSE作业要求。本发明简单实用，利用旋塞可任意改变压裂流体方向，满足正常施工要求。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明的高压阀件连接结构示意图；
附图标记说明：1、单流阀一；2、T型三通一；3、旋塞一；4、T型三通二；5、旋塞二；6、四通；7、单流阀二；8、旋塞四；9、T型三通四；10、T型三通三；11、单流阀三；12、旋塞三。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种适合环空加砂压裂工艺的高压管汇装置，包括三路管线，其中Ⅰ路管线从左至右依次包括单流阀一1、与单流阀一1流出端连接的T型三通一2、与T型三通一2连接的旋塞一3以及与旋塞一3连接的T型三通二4；所述单流阀一1的流入端通过管线与环空压裂车连接；所述T型三通二4的出口端连接直管线至采油树一端的环空；所述T型三通二4上连接有测量套压的压力传感器；Ⅱ路管线从左至右依次包括单流阀二7、与单流阀二7流出端连接的四通6、与四通6连接的旋塞二5；所述单流阀二7的流入端通过管线与环空压裂车连接；所述旋塞二5连接直管线至采油树一端的环空；Ⅲ路管线从左至右依次包括旋塞三12、单流阀三11、与单流阀三11流出端连接的T型三通三10、与T型三通三10连接的T型三通四9；所述旋塞三12的流入端通过管线与油注压裂车连接；所述T型三通四9的出口端连接直管线至采油树一端的油注；所述T型三通四9上连接有测量油压的压力传感器；所述四通6与T型三通一2连接，与T型三通三10通过旋塞四8连接。
本实施例可以实现环空排量低于6.0m³/min,油注排量低于3.0m³/min的油管喷射环空加砂工艺，其T型三通二4和T型三通四9上安装压力传感器可以监测压裂施工中高压管线的实时压力；旋塞一3和旋塞二5可以有效地保护采油树闸门；旋塞三12防止水力喷射过程中，单流阀三11失效，管线沉砂；旋塞四8可以隔离Ⅱ路和Ⅲ路管线，同时也可以改变液体的流向；单流阀一1、单流阀二7以及单流阀三11为技术要求，防止液体回流。本发明的所有高压管件必须满足以下要求：额定工作压力：15000psi，扣型：FIG1502。
本发明针对设备倒换频繁和摆车困难的情况，通过创新管线连接，利用套管设备实现喷砂射孔作业，彻底解决摆车难、设备倒换频繁的难题。在环空加砂工艺的施工现场能够合理利用资源，缩短施工时间，节省井场用地，提高设备使用率。
实施例2：
在实施例1的基础上，所述四通6为3〞四通，其结构为F×M×M×M，扣型为FIG1502，额定工作压力为：15000PSI。所述T型三通二4以及T型三通四9的结构相同，均为3〞×2〞×3〞三通，结构为F×F×M，扣型为FIG1502，额定工作压力为：15000PSI，其中2〞接口连接压力传感器。所述单流阀一1、单流阀二7以及单流阀三11的结构相同，均为闸板式单流阀，结构为F×M,扣型为FIG1502，额定工作压力为：15000PSI。所述T型三通一2以及T型三通三10的结构相同，均为3〞×3〞×3〞三通，结构为F×F×M，扣型为FIG1502，额定工作压力为：15000PSI。
本发明装置的主要性能参数：
长（mm）：约2000-3000
宽（mm）：约1500-2000
高（mm）：约800
总质量(吨)：约1.2-1.8
极限工作压力：15000psi(105Mpa)
单个最大施工排量：9.0m³/min（环空≦6.0m³/min,油注≦3.0m³/min）
本发明的使用方法:
根据施工设计的排量要求，将压裂车分别连接到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ路管线上，然后与采油树相连。如设计总排量6.0m³/min（环空4.0m³/min；油注2.0m³/min），油管喷射最高排量3.0m³/min为例：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ路管线上分别连接两台压裂车，当喷射阶段时，将旋塞一3、旋塞二5以及旋塞三12关闭，旋塞四8打开，这样液体只能从油注进入，利用环空4台压裂车和环空加砂的混砂车即可实现喷射的3.0m³/min排量进行喷砂射孔，喷砂过程中与Ⅰ路管线相连的采油树闸门保持全开状态，通过与T型三通二4连接的压力传感器进行监测喷射阶段的套压变化。喷射阶段结束后，确保地层压开的情况下停泵，将旋塞一3、旋塞二5以及旋塞三12打开，旋塞四8关闭,进行正常压裂施工，避免压裂车倒换上水管线等工作量，提高设备的利用效率。
综上，本发明的提供的高压阀件的连接设计用于水力喷射环空加砂压裂施工，使用3〞四通连通三条主管线，然后给油注和环空压裂车留接口；油注管线和环空管线直接利用3寸旋塞进行隔离和连通，方便、快捷；油管喷砂射孔是利用环空注液设备完成的，能够提高设备的利用效率，减去油注压裂车倒换上水管线等环节；三条管线上都连接单流阀，避免了压力互相串通，同时油注管线连接单流阀和旋塞，避免了水力喷射过程中压力串通，管线内发生沉砂现象；三路管线中有两路直接利用旋塞连通，可以随时进行分离。本发明减少了施工中车辆的倒换，提高了压裂施工效率，减少了劳动强度，使得施工安全、便捷、可靠。本发明装置上安装有旋塞阀、单流阀、安全阀、压力传感器、泄压阀等，可减少压裂施工作业风险，并且满足压裂现场HSE作业要求。本发明简单实用，利用旋塞可任意改变压裂流体方向，满足正常施工要求。
本实施方式中没有详细叙述的部分属本行业的公知的常用手段，这里不一一叙述。以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。