本發(fā)明屬于油田水力壓裂技術領域，涉及一種新型壓裂高壓管線連接組合及相應高壓輸送系統(tǒng)。

背景技術：

頁巖油氣水力壓裂施工是一項系統(tǒng)的增產(chǎn)工藝技術措施，通過地面壓裂裝備將壓裂液壓入井底并在地層3000米～4000米之間壓開裂縫形成導流通道從而將無法產(chǎn)出的油氣通過井筒采出。壓裂液在混砂車臺上絞龍中與支撐劑混合形成攜砂液經(jīng)混砂車排出泵打入壓裂車液力端低壓進口，液力端柱塞加壓后將高壓攜砂液打入高壓管線，高壓管線與井口相連，攜砂液通過高壓管線進入井底壓開地層造縫。高壓管線由高壓管匯、高壓直管、高壓彎頭等高壓管件依次連接組成，根據(jù)現(xiàn)場情況高壓管件采用不同的組合方式，形成不同的高壓管線布局和連接，因頁巖油氣水力壓裂每段壓裂前需要進行橋塞泵送，高壓管線的連接既要滿足大排量施工要求，又要同時滿足橋塞泵送等施工條件。

在頁巖油氣水力壓裂施工過程中由于施工壓力高、施工時間長、施工壓力交替變化及流體粒子沖蝕排量大等特點,在加砂壓裂施工中頻繁出現(xiàn)高壓管件刺漏、破裂、斷裂、爆管等事故事件，嚴重威脅到施工安全，主要原因一是高壓管線的連接方式使部分高壓管件受力不均，高壓管件承受長時間的沖蝕和疲勞損傷，在泵車液力端與高壓管匯或者液力端與主管線進行高壓管線連接時多采用五段式連接，兩個彎頭加三個直管組成其主要部分，由于只有一個拐臂，在單拐臂處受壓過高，應力高度集中，彎頭外弧側受攜砂液沖刷腐蝕作用壁厚減薄嚴重造成結構不均勻，產(chǎn)生裂縫擴展、彎頭開裂失效，因而需要改進高壓管線的連接組合；二是連接井口的主管線線路過少，通常所采用的3～4根主管線3寸主管線已不能滿足頁巖油氣壓裂施工14～18m³/min的排量要求；三是由于頁巖油氣壓裂施工是壓裂、橋塞泵送、壓力釋放交替作業(yè)過程，在每段壓裂施工結束后首先需要把高壓管線中的壓力釋放，然后通過測井電纜進行橋塞的泵送座封，橋塞座封合格后才能進行下一段的壓裂施工，個別泵車不僅要參與壓裂施工還要參與橋塞的泵送，高壓管線的連接不僅要滿足頁巖油氣水平井多級分段壓裂施工要求，還要保證壓裂、橋塞泵送、壓力釋放施工程序簡易可行、清晰明確。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種新型壓裂高壓管線連接組合及相應高壓輸送系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術存在的前述缺陷。本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn)。

一種新型壓裂高壓管線連接組合，由高壓直管、旋塞、單流閥、彎頭、兩通和三通組裝相連，所述高壓管線連接組合包括泵車與高壓管匯進口之間的泵車連接線、高壓管匯出口與井口之間的主管線、泵車與主管線直接連接的直通線以及與主管線連接的泄壓管線，其特征在于，所述泵車連接線由多段高壓直管和多個彎頭組裝形成兩個或兩個以上拐臂。拐臂是由高壓彎頭與直管連接形成的流體轉向，通過一個或兩個彎頭形成70°～90°角度的旋轉角度，高壓流體通過直管進入彎頭，轉向后由相鄰連接進入下一個直管。

通過增加拐臂數(shù)量，降低了攜砂液對彎頭的沖蝕磨損，減少了高壓管件的疲勞損傷，延長了高壓管件的施工壽命，保證了安全施工。

進一步地，所述泵車連接線為八段式連接，高壓管件為八至十個。

進一步地，所述直通線包括高壓直管和高壓旋塞。個別泵車通過直通線與主管線直接相連，攜砂液可不經(jīng)過高壓管匯直接進入井口，從而使這些泵車可以同時負責壓裂施工和橋塞泵送施工。

進一步地，所述主管線包括高壓直管、三通、旋塞、單流閥和彎頭。旋塞控制主管線的開啟和關閉，單流閥可以避免井口返液回流到高壓管匯中

進一步地，所述高壓管線連接組合還包括多個高壓管匯之間連通的管匯連通回路，管匯連通回路包括y型三通、旋塞閥、三通、直角兩通以及高壓直管。通過管匯連通回路將高壓管匯連通，保證了施工過程中壓力的平穩(wěn)，減少了高壓管件的抖動。

進一步地，所述泄壓管線包括高壓直管和泄壓旋塞。泄壓旋塞關閉時攜砂液通過泵車液力端進入高壓管匯進而通過高壓主管線進入井口；壓裂施工結束時，打開泄壓旋塞，高壓管線和高壓管匯中的液體壓力通過泄壓管線釋放。

一種高壓輸送系統(tǒng)，包括多臺泵車、高壓管匯和本發(fā)明提供的新型壓裂高壓管線連接組合，其中一臺以上泵車通過直通線直接與主管線連接，既向井口輸送壓裂液也泵送橋塞；其余泵車通過泵車連接線與高壓管匯連接，壓裂液由泵車加壓后進入高壓管匯，經(jīng)主管線進入井口。通過使用本發(fā)明提供的新型壓裂高壓管線連接組合，降低了攜砂液對彎頭的沖蝕磨損，減少了高壓管件的疲勞損傷，延長了高壓管件的施工壽命，保證了安全施工。

進一步地，高壓管匯有多臺，高壓管匯之間由管匯連通回路連接。通過管匯連通回路將高壓管匯連通，保證了施工過程中壓力的平穩(wěn)，減少了高壓管件的抖動。

進一步地，每臺高壓管匯與井口之間的主管線有兩條以上。通過增加主管線數(shù)量，增大了管線容量，可以滿足頁巖油氣14～18m³/min的施工排量要求。

本發(fā)明主要可以取得以下有益效果：

(一)泵車與管匯連接由五段式連接改為八段式連接，增加了拐臂數(shù)量，降低了攜砂液對彎頭的沖蝕磨損，減少了高壓管件的疲勞損傷，延長了高壓管件的施工壽命，保證了安全施工。

(二)主管線數(shù)量增加，增大了管線容量，可以滿足頁巖油氣14～18m³/min的施工排量要求。

(三)通過旋塞的開啟控制實現(xiàn)壓裂施工、橋塞泵送、壓力釋放過程的安全轉換，操作簡便、易于掌握。

(四)通過主管線的串聯(lián)將兩個高壓管匯串聯(lián)起來，保證了施工過程中壓力的平穩(wěn)，減少了高壓管件的抖動。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的新型壓裂高壓管線連接組合示意圖。

圖2為本發(fā)明的拐臂連接示意圖。

附圖標記：1-泵車連接線，2-高壓管匯，3-另一高壓管匯，4-高壓主管線，5-壓裂泵車，6-試氣平臺，7-單彎頭，8-雙彎頭，9-三通，10-井口，11-泄壓管線，12-單流閥，13-y型三通，14-另一泵車連接線，15-又一泵車連接線，16-第一拐臂，17-第二拐臂，18-第三拐臂。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。

本發(fā)明的新型壓裂高壓管線連接組合及相應高壓輸送系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

一種新型壓裂高壓管線連接組合，由高壓直管、旋塞、單流閥、彎頭、兩通和三通組裝相連，所述高壓管線連接組合包括泵車與高壓管匯進口之間的泵車連接線、高壓管匯出口與井口之間的主管線、泵車與主管線直接連接的直通線以及與主管線連接的泄壓管線，所述泵車連接線由多段高壓直管和多個彎頭組裝形成兩個或兩個以上拐臂。

泵車連接線尤其是泵車與高壓管匯的連接線由五段式連接改為八段式連接，由原來的五個高壓管件增加到八至十個，基本主旨是通過增加彎頭和直管數(shù)量達到增加拐臂的目的，以泵車連接線14為例，其與高壓管匯3的連接主要由四個單彎頭，一個雙彎頭以及六根高壓直管組成，參照附圖2，由壓裂泵車到高壓管匯方向，從第三根直管開始，流體由該直管進入泵車連接線14的第二個單彎頭并由該彎頭的另一端進入第四根直管，在此處形成第一個拐臂16，流體由第四根直管進入第一個雙彎頭并由該雙彎頭的另一端進入第五根直管，在此處形成第二個拐臂17，流體由第五根直管進入第三個單彎頭并由該彎頭另一端進入第，六根直管，在此處形成第三個拐臂18。

泵車連接線15是泵車液力端與高壓主管線4的直接連接，主要由三個單彎頭，五根高壓直管和一個雙彎頭連接到高壓主管線4的旋塞和三通上。

高壓管匯2和另外一個高壓管匯3主要由八個y型三通、八個旋塞閥、四個三通、兩個直角兩通以及配套直管組成，y型三通、三通、直角兩通通過直管相互連接使高壓管匯形成連通回路，y型三通上安裝有旋塞閥控制攜砂液的進入或者關閉，旋塞閥開啟時攜砂液進入高壓管匯，高壓管匯內攜砂液液體壓力均衡一致，通過主管線進入井口。

每個管匯設計三條高壓主管線4連接到井口10，每條高壓主管線4主要由直管、三通、旋塞、單流閥、彎頭組成，旋塞控制開啟和關閉，單流閥12可以避免井口返液回流到高壓管匯中。高壓主管線之間以及高壓管匯之間通過連接線相互連通。