本實用新型屬于油田壓裂技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及二氧化碳干法壓裂高壓管匯。
背景技術(shù):
由于二氧化碳干法壓裂具有無水相、零污染等優(yōu)點,以及隨著人們對水資源和環(huán)境問題的重視,二氧化碳無水壓裂正在成為一種取代常規(guī)水利壓裂的前沿壓裂技術(shù),由于該壓裂工藝流體是具有超低溫和高壓的液態(tài)二氧化碳,所以對該工藝施工時高壓管線的材料及連接方式有較高的要求。為了使二氧化碳壓裂高壓管線連接安全、簡便、合理,必須要規(guī)范高壓管匯裝置的連接。
現(xiàn)在的二氧化碳干法壓裂作業(yè)存在以下問題:
(1)安裝地面高壓管線時必須留有較寬敞的人員和車輛通道,導(dǎo)致占地面積增加,在施工井場偏小的現(xiàn)狀下增加了設(shè)備合理擺放的難度;
(2)二氧化碳干法壓裂施工管線連接是由多個加厚的CO2壓裂專用的耐低溫、耐高壓的管線、旋塞閥、單流閥等裝置組合而成,單個連接流程復(fù)雜,大大增加了現(xiàn)場操作人員勞動強度。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有二氧化碳干法壓裂作業(yè)中存在的施工管線連接流程復(fù)雜、高壓管閥件損傷程度大、操作人員勞動強大的問題。
為此,本實用新型提供了二氧化碳干法壓裂高壓管匯,包括Ⅰ路主管線和Ⅱ路主管線,Ⅰ路主管線的一端和Ⅱ路主管線的一端分別連接在采油樹上,Ⅱ路主管線的中段串接有一T型三通,該T型三通通過雙母石油短接與Ⅰ路主管線的另外一端連接,Ⅱ路主管線的另外一端串接著單流閥一,單流閥一通過T型三通一連接著主壓車;
Ⅰ路主管線上依次串接著T型三通二、單流閥二、T型三通三,T型三通二設(shè)在靠近采油樹一端;Ⅰ路主管線在T型三通三和雙母石油短接之間串接著多個歧管三通;
Ⅱ路主管線上依次串接著T型三通四、單流閥三,T型三通四設(shè)在靠近采油樹一端;Ⅱ路主管線在T型三通和單流閥一之間串接著多個歧管三通;
所述Ⅰ路主管線、Ⅱ路主管線上的每一個歧管三通的斜管端口分別連接著一個單流閥四,每一個單流閥四連接著一個T型三通五,T型三通五連接著主壓車;
所述的T型三通一、T型三通三、T型三通四、每一個T型三通五上均連接著2寸旋塞。
所述T型三通二采用3*2*3寸型結(jié)構(gòu),T型三通二的2寸扣連接有壓力傳感器。
所述單流閥二和T型三通三之間、單流閥一和Ⅱ路主管線上的歧管三通之間、單流閥三和Ⅱ路主管線上的歧管三通之間分別串接有一3寸旋塞一。
所述每一個歧管三通的斜管端口和單流閥四之間串接著一個3寸旋塞二。
所述T型三通一、T型三通三、T型三通四、每一個T型三通五均采用3*2*3寸型結(jié)構(gòu),2寸旋塞均連接在其2寸扣上。
所述單流閥一、單流閥二、單流閥三、單流閥四均采用閘板式單流閥,結(jié)構(gòu)為F* M,扣型為FIG 1502;
所述的T型三通、T型三通一、T型三通二、T型三通三、T型三通四、每一個T型三通五的結(jié)構(gòu)為F*M*M,扣型為FIG 1502;3寸旋塞一、3寸旋塞二的結(jié)構(gòu)為F*M,扣型為FIG 1502;每一個歧管三通的結(jié)構(gòu)為F*F*M,扣型為FIG 1502;
所述2寸旋塞的結(jié)構(gòu)為F*M,扣型為FIG 1502。
本實用新型的有益效果:本實用新型提供的這種二氧化碳干法壓裂高壓管匯,通過在三通上安裝壓力傳感器可以監(jiān)測壓裂施工中高壓管線的實時壓力;每根管線上都用3寸旋塞進行隔離和2寸旋塞進行放壓,解決了管線刺漏或者部分管線里二氧化碳結(jié)干冰、氣化帶來的風(fēng)險;每根管線上都安裝有單流閥,防止液體回流;兩根主管線進行了連接,確保兩根主管線上的流體平均分配。具有安全、規(guī)范、合理、便捷、可靠等特點,可大幅度縮短管線連接時間,減少高壓管閥件損傷程度,減少人員勞動強度,提高施工效率。針對二氧化碳特性,在高壓管線上安裝了多個旋塞閥、單流閥、壓力傳感器等安全控制裝置,可極大減少二氧化碳干法壓裂施工作業(yè)風(fēng)險,同時由于本實用新型簡單實用,可以滿足壓裂現(xiàn)場HSE作業(yè)要求及現(xiàn)場正常施工要求。
以下將結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細(xì)說明。
附圖說明
圖1是二氧化碳干法壓裂高壓管匯的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說明:1、Ⅰ 路主管線;2、Ⅱ路主管線;3、T型三通;4、雙母石油短接;5、T型三通一;6、單流閥一;7、T型三通二;8、單流閥二;9、T型三通三;10、T型三通四;11、單流閥三;12、歧管三通;13、單流閥四;14、T型三通五;15、主壓車;16、3寸旋塞一;17、3寸旋塞二;18、壓力傳感器;19、2寸旋塞。
具體實施方式
實施例1:
為了解決現(xiàn)有二氧化碳干法壓裂作業(yè)中存在的施工管線連接流程復(fù)雜、高壓管閥件損傷程度大、操作人員勞動強大的問題,本實施例提供了如圖1所示的二氧化碳干法壓裂高壓管匯,包括Ⅰ路主管線1和Ⅱ路主管線2,Ⅰ路主管線1的一端和Ⅱ路主管線2的一端分別連接在采油樹上,Ⅱ路主管線2的中段串接有一T型三通3,該T型三通3通過雙母石油短接4與Ⅰ路主管線1的另外一端連接,Ⅱ路主管線2的另外一端串接著單流閥一6,單流閥一6通過T型三通一5連接著主壓車15;
Ⅰ路主管線1上依次串接著T型三通二7、單流閥二8、T型三通三9,T型三通二7設(shè)在靠近采油樹一端;Ⅰ路主管線1在T型三通三9和雙母石油短接4之間串接著多個歧管三通12;
Ⅱ路主管線2上依次串接著T型三通四10、單流閥三11,T型三通四10設(shè)在靠近采油樹一端;Ⅱ路主管線2在T型三通3和單流閥一6之間串接著多個歧管三通12;
所述Ⅰ路主管線1、Ⅱ路主管線2上的每一個歧管三通12的斜管端口分別連接著一個單流閥四13,每一個單流閥四13連接著一個T型三通五14,T型三通五14連接著主壓車15;
所述的T型三通一5、T型三通三9、T型三通四10、每一個T型三通五14上均連接著2寸旋塞19。
需要說明的是,Ⅰ路主管線1和Ⅱ路主管線2通過雙母石油短接4連接,是為了確保兩根管線上的流體平均分配;每根管線上都安裝的單流閥,是為了防止液體回流;本實施例中所有的管線必須滿足額定工作壓力 15000psi,扣型:FIG 1502。
本實施例提供的二氧化碳干法壓裂高壓管匯的工作過程是:根據(jù)施工排量要求將Ⅰ路主管線1和Ⅱ路主管線2的一端分別與采油樹連接,T型三通一5和每一個T型三通五14與主壓車15連接,本實施例以設(shè)計總排量6.0m3/min為例,Ⅰ路主管線1和Ⅱ路主管線2上分別連接三臺壓裂車;先是試壓階段,關(guān)閉井口閥門,利用氮氣進行試壓作業(yè);接著是冷泵階段,開啟全部放空2寸旋塞19,觀察每臺主壓車的上液排空情況,冷泵正常后,立即關(guān)閉相應(yīng)2寸旋塞;然后是壓裂階段,冷泵結(jié)束后,關(guān)閉所有放空2寸旋塞19,關(guān)閉所有的3寸旋塞一16、3寸旋塞二17,打開主壓裂閘門后就可以正常壓裂;最后是放壓階段,開啟全部2寸旋塞19,逐步放出液態(tài)CO2,以防止因壓力突降造成高低壓管線內(nèi)結(jié)干冰,放壓至零。
本實施例的目的是提供一種適合二氧化碳干法壓裂工藝的集成化的高壓管匯裝置,它具有安全、規(guī)范、合理、便捷、可靠等特點,可大幅度縮短了管線連接時間,減少了高壓管閥件損傷程度,減少了人員勞動強度,提高施工效率。其高壓管線上安裝了多個旋塞閥、單流閥、安全閥、壓力傳感器、泄壓閥等安全控制裝置,可極大減少二氧化碳干法壓裂施工作業(yè)風(fēng)險,同時由于本實用新型簡單實用,可以滿足壓裂現(xiàn)場HSE作業(yè)要求及現(xiàn)場正常施工要求。
實施例2:
在實施例1的基礎(chǔ)上,所述T型三通二7采用3*2*3寸型結(jié)構(gòu),為了監(jiān)測壓裂施工中高壓管線的實時壓力,T型三通二7的2寸扣連接有壓力傳感器19。
實施例3:
在實施例1的基礎(chǔ)上,所述單流閥二8和T型三通三9之間、單流閥一6和Ⅱ路主管線2上的歧管三通12之間、單流閥三11和Ⅱ路主管線2上的歧管三通12之間分別串接有一3寸旋塞一16。所述每一個歧管三通12的斜管端口和單流閥四13之間串接著一個3寸旋塞二17。每根管線上都用3寸旋塞進行隔離和2寸旋塞進行放壓,解決了管線刺漏或者部分管線里二氧化碳結(jié)干冰、氣化帶來的風(fēng)險;
實施例4:
在實施例1的基礎(chǔ)上,所述T型三通一5、T型三通三9、T型三通四10、每一個T型三通五14均采用3*2*3寸型結(jié)構(gòu),2寸旋塞19均連接在其2寸扣上。所述單流閥一6、單流閥二8、單流閥三11、單流閥四13均采用閘板式單流閥,結(jié)構(gòu)為F* M,扣型為FIG 1502。所述的T型三通3、T型三通一5、T型三通二7、T型三通三9、T型三通四10、每一個T型三通五14的結(jié)構(gòu)為F*M*M,扣型為FIG 1502;3寸旋塞一16、3寸旋塞二17的結(jié)構(gòu)為F*M,扣型為FIG 1502;每一個歧管三通12的結(jié)構(gòu)為F*F*M,扣型為FIG 1502。所述2寸旋塞的結(jié)構(gòu)為F*M,扣型為FIG 1502。
本實施例中的所有的部件的額定工作壓力都要求為15000psi,扣型為FIG 1502,需要特別說明的是,每條主管線及分支管線上有安裝有旋塞,單流閥,放噴旋塞,一旦某部位發(fā)生刺漏,則可以旋塞隔離并且泄壓。
實施例5:
二氧化碳干法壓裂高壓管匯的應(yīng)用方法,包括如下步驟:
根據(jù)施工排量要求將Ⅰ路主管線1和Ⅱ路主管線2的一端分別與采油樹連接,T型三通一5和每一個T型三通五14與主壓車15連接,本實施例以設(shè)計總排量6.0m3/min為例,Ⅰ路主管線1和Ⅱ路主管線2上分別連接三臺壓裂車;
步驟一,試壓階段
關(guān)閉井口閥門,利用氮氣進行試壓作業(yè)。
步驟二,冷泵階段
開啟全部放空2寸旋塞閥,觀察每臺主壓車的上液排空情況,冷泵正常后,立即關(guān)閉相應(yīng)2寸旋塞閥;
步驟三,壓裂階段
步驟二結(jié)束后,關(guān)閉所有放空旋塞,打開主壓裂閘門后就可以正常壓裂;
步驟四,放壓階段
開啟全部2〞旋塞閥,逐步放出液態(tài)CO2,以防止因壓力突降造成高低壓管線內(nèi)結(jié)干冰,放壓至零。
具體的組裝方法是:Ⅰ路主管線連接:從采油樹開始+直管線至地面+3*2*3寸T型三通(F*F*M,其2寸扣連接壓力傳感器)+3寸單流閥(F*M)+3寸旋塞(F*M)+3*2*3寸T型三通(F*F*M,其2寸扣連接帶有孔堵頭的2寸旋塞)+3寸直管線+3*3*3寸歧管三通(F*F*M)+3m3寸直管線+3*3*3寸歧管三通(F*F*M)(根據(jù)該主管線所需主壓車連接數(shù)量,連接所需的歧管三通數(shù)量)。
Ⅱ路主管線連接:從采油樹開始+直管線至地面+3*2*3寸T型三通(F*F*M,其2寸扣連接帶有孔堵頭的2寸旋塞)+3寸單流閥(F*M)+3寸旋塞(F*M)+3寸直管線+3*3*3寸歧管三通(F*F*M)+3m3寸直管線+3*3*3寸歧管三通(F*F*M)(根據(jù)該主管線所需主壓車連接數(shù)量,連接所需的歧管三通數(shù)量)。
Ⅲ路為分支管線連接:從主管線3寸歧管三通開始+3寸旋塞(F*M)+3寸單流閥(F*M)+3*2*3寸T型三通(F*F*M,其2寸扣連接帶有孔堵頭的2寸旋塞)+連接至主壓車。
Ⅰ路主管線和Ⅱ路主管線通過雙母短接(M*M)相互連通。所有高壓管件必須滿足以下要求:額定工作壓力:15000psi,扣型:FIG 1502。
本實用新型提供的這種二氧化碳干法壓裂高壓管匯,通過在三通上安裝壓力傳感器可以監(jiān)測壓裂施工中高壓管線的實時壓力;每根管線上都用3寸旋塞進行隔離和2寸旋塞進行放壓,解決了管線刺漏或者部分管線里二氧化碳結(jié)干冰、氣化帶來的風(fēng)險;每根管線上都安裝有單流閥,防止液體回流;兩根主管線進行了連接,確保兩根主管線上的流體平均分配。具有安全、規(guī)范、合理、便捷、可靠等特點,可大幅度縮短管線連接時間,減少高壓管閥件損傷程度,減少人員勞動強度,提高施工效率。針對二氧化碳特性,在高壓管線上安裝了多個旋塞閥、單流閥、壓力傳感器等安全控制裝置,可極大減少二氧化碳干法壓裂施工作業(yè)風(fēng)險,同時由于本實用新型簡單實用,可以滿足壓裂現(xiàn)場HSE作業(yè)要求及現(xiàn)場正常施工要求。
以上例舉僅僅是對本實用新型的舉例說明,并不構(gòu)成對本實用新型的保護范圍的限制,凡是與本實用新型相同或相似的設(shè)計均屬于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。本實施例沒有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段,這里不一一敘述。