井口管汇橇装设计研究

节流管汇在钻井平台试验中的研究及应用发布时间：2022-01-06T06:53:53.892Z 来源：《科学与技术》2021年8月第22期作者：单绍玉[导读] 在油气田开发工作中，节流管汇具有重要作用，单绍玉江苏欧瑞德石油机械有限公司江苏省盐城市 224700摘要：在油气田开发工作中，节流管汇具有重要作用，油气井压力控制和井涌控制等都需要节流管汇工作来完成，通过其可以保持井底压力略高于地层压力，从而防止地层压力进入井内，同时其能够对井内压力过高时进行调节，从而实现对井口的保护，避免井口被破坏。

由于在油气生产过程中具有重要应用，加强节流管汇的研究工作具有重要意义，基于此文本对节流管汇在钻井平台试验中的研究及应用进行了探讨。

关键词：节流管汇；钻井平台；试验；研究1 井控装置系统概述在油气井生产过程中井控装置系统具有重要应用，其是指对油气井压力进行控制的所采用的一整台设备、仪器仪表和专用设备等，通过应用井控装置系统，能够提高油气井生产的安全性，避免发生溢流、井涌和井喷等钻井安全问题，从而对钻井人员、设备的生产安全进行保护。

在进行油气井的钻进工作时，很容易出现地层流体侵入到井筒内部的问题，从而使环空泥浆静液柱压力与地层压力之间的平衡，进而造成溢流、井涌等情况，对施工安全造成较大的威胁，为了解决这一问题，需要利用井控装置来进行二次井控，建立起新的压力平衡，从而达到井控状态。

在井控装置系统中，节流管汇系统是最为核心的设备之一，其主要作用是能够在防喷器关闭的前提条件下，通过控制节流阀的开关来使井口产生一定的回压，从而恢复泥浆液柱对井底的压力控制；若出现井口套压较高的情况，可以采取开启平板阀的方式，通过放喷通道直接放喷，从而实现井口压力的良好控制。

在油气井开发和生产过程中，节流管汇系统具有重要应用，能够对井涌进行控制，是油气井压力控制必须的设备，其的应用能够有效的提高节流压井成功率，并且使井口装置的安全性、可靠性得到较大的提升。

- 12 -论文广场石油和化工设备2019年第22卷10000PSI超级双相钢管汇成橇设计胡志良1，韩旭1，黄海龙1，张江波1，张厚伟2（1.海洋石油工程有限公司， 天津 300452）（2.天津修船技术研究所， 天津 300456）[摘 要] 海洋平台10000PSI超级双相钢管汇成橇设计涉及高压及特殊材质双相钢材质管道元件，其设计成橇过程较为复杂。

本文基于海洋平台高压管汇的成橇设计，总结了海洋平台10000PSI超级双相钢管汇设计中应注意的事项。

[关键词] 海洋平台；10000PSI；成橇设计；双相钢作者简介：胡志良（1980—），男，河北秦皇岛人，硕士研究生，工程师。

主要从事油气处理设施设计技术研究工作。

图1 管汇典型流程图海洋井口平台将开采出来的原油和天然气通过海管输送到CEP 中心平台进行处理，主要系统包括井口系统、计量系统、原油处理系统、化学药剂系统、闭排系统和开排系统等，其中生产测试管汇橇属于平台井口系统的重要组成部分，来自高压、低压油井和气井井口采油树的原油和天然气，通过操作生产和测试管汇的阀门，将流体导入了平台的原油处理系统。

本文主要从10000PSI 材料环节和设计环节概要介绍10000PSI 超级双相钢管汇成橇设计的注意事项，可以有效地提高今后类似橇块的设计效率，同时缩短生产和建造阶段的时间，减少设计隐患，节约生产成本。

1 10000PSI 超级双相钢管汇典型流程图如图1所示平台10000PSI 超级双相钢管汇基于管道材质技术规格书橇内管线选为K5等级，材质选用超级双相钢，设计压力53MPa ，设计温度144℃，管线材质选用A790 UNS S32750，管件材质选用A815 UNS S32750，法兰材质选用A182 F53，阀门设计标准按API 6A 设计。

2 10000PSI 超级双相钢管汇成橇流程环节2.1 成橇技术资料搜集10000PSI 超级双相钢管汇成橇技术资料包- 13 -第6期 括：(1)双相钢管汇材料供货商的技术能力筛查、包括供货业绩、产品证书及材质处理工艺等；(2)常规类似产品橇图资料；(3)双相钢管汇业主采购技术要求书、技术澄清纪要；(4)双相钢材料供货商投标技术文件、技术澄清会议纪要及偏离项；(5)海洋平台布置总图、橇内PID 、专业规格书、海洋平台总体管口布置图；(6)设计软件PDMS 对于10000PSI 管道元件的成橇库技术准备。

深层页岩气压裂新型高压管汇研制与应用宋全友∗(中石化江汉石油工程有限公司井下测试公司,湖北武汉４３００００)[摘㊀要]㊀７⅟ ＂－１４０M P a深层页岩气压裂高压管汇是针对深层页岩气压裂施工工艺需要研制的一种具有流通能力大(２６m３/m i n)㊁承压高(额定工作压力１４０M P a)等特点的高压管汇.该高压管汇采用大通径㊁单通道㊁进液口与中心管汇呈９０ʎ连接㊁左右进液口采用错位设计㊁排出部分采用对称设置的多通道压裂头为主要结构形式;具有流通能力大㊁耐冲蚀㊁减振㊁排出流量分配均匀的效果.经现场试验和测试,整套装置综合性能指标满足深层页岩气压裂工艺施工要求㊁安全可靠性高㊁稳定性优良,具有广泛的推广应用前景.同时,也对国内高压管汇装置设计制造起到借鉴作用.[关键词]㊀深层页岩气;压裂工艺;高压管汇[中图分类号]㊀T E９３㊀[文献标识码]㊀A㊀[文章编号]㊀１００９ ３０１X(２０１９)０６ ００１８ ０４D O I:㊀１０．３９６９/j．i s s n．１００９－３０１X．２０１９．０６．００６㊀㊀引㊀言随着国内页岩气开发,高压管汇经不断改进,逐渐形成了２套４ᵡˑ１０５M P a(或１４０M P a)双管路橇装高压管汇结构组合使用的格局.但是在现场应用中,双管路橇装高压管汇结构组合主要暴露出以下问题:１)主通径小(４＂),最大流通能力＜１０m３/m i n(最大推荐流速为１２．２m/s),无法满足１２~２０m３/m i n施工排量要求.２)小通径的高压管汇施工中实际流速远远大于最大推荐流速,造成高压元件冲蚀磨损量呈指数增大.３)排出流量无法均分.无论采取 Y 或 T 型结构形式进行分流,均不能起到流量均分作用,引发井口振动.４)在远离排出口端增加的主管汇间的联通管汇,只能实现两个主管汇间的总流量分配,并不能实现各个排出口流量的均分.为解决现役高压管汇最大排量㊁耐冲蚀㊁水力冲击振动㊁排出流量分配不均的匹配不适应深层及超大型压裂工程需要的问题,需要研制一种流通能力大于２０m３/m i n㊁额定工作压力达到１４０M P a㊁安全可靠性高㊁稳定性优良的高压管汇,以满足国内深层页岩气压裂工艺施工要求,为深层页岩气的开发提供有效支撑.１㊀７⅟ ＂－１４０M P a新型高压管汇的结构及原理１．１㊀高压管汇的结构深层页岩气压裂施工中高压管汇会承受高达１００M P a以上压力㊁高速运动砂粒的冲刷㊁酸化液的腐蚀以及迂回管汇转折引起的巨大拉压应力作用等恶劣工况;在超大型压裂施工中高压流程复杂㊁联接管网繁杂㊁变径区域多㊁连接部位的应力集中,在反复的动态应力作用下,易诱发疲劳裂纹或应力腐蚀裂纹.针对现有的产品技术缺陷和不足,技术人员研制了７⅟ ＂－１４０M P a深层页岩气压裂新型高压管汇(图１),该管汇主要由联接法兰㊁压裂八通㊁四通本体㊁进液管路㊁旋塞阀㊁单流阀㊁机械式超压安全阀组成.江汉石油职工大学学报㊀２０１９年１１月㊀J o u r n a l o f J i a n g h a nP e t r o l e u m U n i v e r s i t y o f S t a f f a n d W o r k e r s㊀㊀第３２卷㊀第６期∗[收稿日期]２０１９－０９－２６[基金项目]国家重大科技专项大型油气田及煤层气开发(２０１６Z X０５０３８－００６). [作者简介]宋全友(１９７３－),男,大学,助理工程师,现从事油气井压裂技术工作.㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图１㊀７⅟ ＂－１４０M pa 深层页岩气压裂高压管汇结构示意图㊀㊀结构特征主要为:大通径(７⅟ ＂)㊁单通道(中心管汇为 一 型单通道)㊁非对称(两翼进液口呈非对称错位结构)㊁耐冲蚀(大通径㊁进液口与中心管汇呈９０ʎ连接)㊁等车距(同侧进液口间隔为一台压裂泵车的摆放距离).１．２㊀高压管汇的工作原理进液口与中心管汇采用９０ʎ连接,有效降低了携砂液对中心管汇的冲蚀磨损.两翼进液口采取非对称错位设置,减小高压流体在中心管汇内部的涡旋状态,降低高压流体对所述高压管汇冲击造成的振动.同侧进液口采用等车距间隔,减小了压裂柱塞泵高压排出歧管的连接数量及复杂程度,降低了压裂柱塞泵高压排出歧管的振动.排出口装置采用多通道压裂头,其侧向排出口为对称均匀设置,且与中心管汇之间的夹角均为锐角,提高了每个排出口流量分配均匀度,降低了高压流体对多管路压裂井口的冲击振动.１．３㊀高压管汇的优点７⅟＂大通径㊁单通道 一 型中心管汇,保证在压力(１４０M P a )一定的条件下,最大流通能力达到２６m ３/m i n;减少了中心管汇的变径区㊁摩阻损耗,降低了高压管汇的沉砂;减少了携砂液对高压管汇内壁的冲蚀磨损;减弱了高压流体水力冲击对高压管汇造成的震动,稳定性优良;易于多具高压管汇组合使用,简化了地面联接流程,提高了压裂施工安全系数.２㊀７⅟ ＂－１４０M P a 新型高压管汇的性能分析２．１㊀耐冲蚀性分析２．１．１㊀７⅟＂通径对冲蚀结果的影响在进行计算流体动力学软件模拟仿真时,取高压管汇的内壁直径范围为３０~１８０m m ,分别设定进口流速v 为５㊁１０㊁１５㊁２０和２５m /s ,计算不同的高压管汇内壁直径下弯管的最大冲蚀磨损率和平均冲蚀磨损率变化情况.计算得到,７⅟ ＂主通径的中心管汇内壁,分别在１０㊁１５㊁２０和２５m /s 的进口流速下,最大冲蚀磨损率减小９８．７４％㊁９８．７２％㊁９８．８２％和９８．９８％,平均冲蚀磨损率减小９８．８０％㊁９８．７３％㊁９８．１３％和９８．０６％.分析数据得到,在进口流速一定的情况下,随着管汇内壁直径的增大,管汇内壁的最大冲蚀磨损率和平均冲蚀磨损率呈现递减的趋势;当高压管汇的内壁直径大于１２０m m 时,高压液体对高压管汇内壁的最大冲蚀磨损率和平均冲蚀磨损率基本可以忽略不计.其原因在于,管汇内壁直径增大,使得支撑剂颗粒与管汇内壁的碰撞面积增大,在管内压裂液的冲蚀下,单位面积上受到离散相颗粒冲蚀作用的数量减少,导致冲蚀磨损率减小.２．１．２㊀进液口与中心管汇角度对冲蚀结果的影响当冲蚀角在０ʎ~９０ʎ之间时,冲击形式为倾斜冲击,其冲击力可分解为垂直方向的撞击分力和水平方向的切削分力.当冲蚀角为９０ʎ时,物料颗粒垂直正面撞击材料表面形成凹坑,造成材料疲劳,主要是撞击磨损.在低角冲蚀时,材料磨损主要是切削磨损.切削磨损的冲蚀速度比撞击磨损高几个数量级.当进液口与中心管汇角度为锐角时,中心管汇内壁更容易被流体冲蚀,也更容易损毁.７⅟＂深层页岩气压裂高压管汇的进液口与中心管汇采用９０ʎ连接,有效降低了高压流体对中心管汇的冲蚀磨损.２．２㊀高压流体水力冲击震动分析７⅟ ＂－１４０M P a 高压管汇两翼进液口采用非对称错位结构.在相对位置的进液口错位和工作压力１４０M P a 时,利用C F D 仿真软件分析高压管汇内部流场特性(图２).㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图２㊀仿真模型整体及剖面压力云图９１㊀宋全友．深层页岩气压裂新型高压管汇研制与应用㊀㊀打开任意５个排出口联通,１０个高压入口全部并作为流速入口设置,分析其对高压管汇的排量㊁流速分布影响(图３).㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图３㊀仿真模型整体及剖面速度云图㊀㊀分析图２,３可知,主管汇内部压力从左到右逐渐增加,且在每个速度入口处均有速度峰值.主管汇内部速度从左到右逐渐减小.对仿真模型的排出口流量配比统计.当出口总流量达到１８．６２m ３/m i n 时,主管汇最大流速为２６．７７m /s,出口１㊁２㊁３㊁４㊁５的流量配比为１．１７ʒ１ʒ１ʒ１．０４ʒ１．０３.错位结构设计使排出口流量配比均匀㊁稳定;减小高压流体在中心管汇内部的涡旋状态,降低高压流体对所述高压管汇冲击造成的振动.２．３㊀最大流速分析从图２可以看出当管汇内径超过１２０m m 时,流速与管汇内壁的最大冲蚀磨损率和平均冲蚀磨损率不再呈指数关系,２５m /s 的进口流速对管汇内壁的最大冲蚀磨损率和平均冲蚀磨损率的影响不大.因此,最大推荐流速１２．２m /s 的标准不适应于内径超过１２０m m 高压管汇.设,６个排出口联通,关闭２个高压入口,研究不同高压入口位置条件下高压管汇内部流场特性和出口流量特性(图４,５).㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图４㊀仿真模型结构图㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图５㊀各仿真模型速度云图㊀㊀对比分析各仿真模型速度云图可知,随着高压入口数量的叠加,主管汇内部流速从右到左(向排出口方向)逐渐增大,且在每个高压速度入口处均有速度峰值.研究各仿真模型排出口流量比,以及各排出口平均流速(表１).在２０个高压入口中,联通任意１８个,对排出口流量比影响不大,基本实现流量均分.表１㊀排出口流量配比表名称排出口流量比出口总流量/(m ３/m i n )最大流速/(m /s )排出口１/(m /s )排出口２/(m /s )排出口３/(m /s )排出口４/(m /s )排出口５/(m /s )排出口６/(m /s )a １．１９ʒ１ʒ１ʒ１．１３ʒ１ʒ１２１．３２７．３１３．７３１１．７９１１．８５１１．９４１３．６７１１．８８b １．２ʒ１ʒ１ʒ１．１９ʒ１ʒ１２１．３２７．２１３．７９１１．８３１１．７６１３．６１１１．９８１１．９５c １．２０ʒ１ʒ１ʒ１．１９ʒ１ʒ１２１．３２７．２１３．８０１１．８６１１．７７１３．６２１１．９４１１．９３d１．２０ʒ１ʒ１ʒ１．１９ʒ１ʒ１２１．３２７．１１３．７５１１．７８１１．７３１３．５８１１．９３１１．９３㊀㊀依照现场所使用排量仿真计算,各模型的最大流速均大于２７m /s ,主要集中在排出口附近的主管汇区域,此处实际流速远远超过了管汇所推荐的最大流速.而各排出口平均出口流速１１~１４m /s 范围内,处于推荐流速临近范围.因此,７⅟ ᵡ深层页岩气压裂高压管汇的最大流速范围在２５~２７m /s.３㊀现场应用情况２０１９年１月８日至２０１９年１月２５日,本新型高压管汇在足ˑˑ井进行压裂施工现场应用试验.足ˑˑ井１－２５段压裂施工数据统计㊁分析结果:０２㊀江汉石油职工大学学报１)压裂施工数据统计:注入井筒总量５８１８５．８m３,累计施工５２８０m i n ,入井支撑剂量１６５９．６m３.２)压裂每段施工最大㊁最小数及平均值统计:①注入井筒总量(m ３)/每段:最大液量２５８８．１m３㊁最小液量２１１０．４m ３㊁平均液量为２３２７．４３m ３;②施工时间(m i n )/每段:最长时间３２２m i n ㊁最短时间１８４m i n ㊁平均施工时间为２１１．２m i n ;③施工压力(M P a )/每段:最高施工压力１２０M P a ㊁最低施工压力１０２．１M P a㊁平均施工压力为１１３．３４M P a :④排量(m ３/m i n)/每段:最大施工排量１７m ３/m i n ㊁最小施工排量１５m ３/m i n ㊁平均施工排量１６．６２m ３/m i n ;⑤入井支撑剂量(m ３)/每段:支撑剂入井最大量８２．３２m ３㊁支撑剂入井最小量４１．０７m ３㊁平均支撑剂入井量６６．３９m ３;⑥最高铺砂浓度(K g /m ３)/每段:最高１６０K g /m ３㊁最低１００K g /m ３㊁平均１３１．２K g/m ３.从施工数据可以看出,７⅟ ᵡ深层页岩气压裂高压管汇各项性能指标均达到设计要求.最高施工压力达到１２０M P a ,基本上都在１０２．１M P a 以上区域工作;注入井筒总量５８１８５．８m ３,累计施工５２８０m i n ,工作可靠性高㊁稳定性好;入井支撑剂量１６５９．６m３,高压管汇的沉砂少.４㊀结论１)７⅟ ＂－１４０M P a 页岩气压裂用新型高压管汇采用大通径㊁ 一 型单通道㊁进液口与中心管汇呈９０ʎ垂直连接,有效降低了高压流体对所述新型管汇装置的冲蚀磨损,同时减少了中心管汇的变径区㊁摩阻损耗,提高了工作可靠性.２)两翼进液口采用非对称错位设计,减小高压流体在所述中心管汇内部的涡旋状态,降低高压流体对高压管汇冲击造成的振动,稳定性优良.３)排出部分采用多通道压裂头,左㊁右注入口对称设置的主要结构形式,排出流量分配均匀.４)经现场试验和测试,整套装置综合性能指标能够满足深层页岩气压裂工艺施工要求,具有广泛的推广应用前景.[参考文献][１]涂亚东,徐小兵,殷华锋,杜娇,陈飞跃,邱杰．高压管汇冲蚀磨损规律研究[J ]．石油机械,２０１８(２):８４－８８．[２]潘灵永,王峻乔,周斌,吴汉川,彭平生．基于C F D 技术的高压管汇系统布局优化设计[J ]．石油机械,２０１６(７):９４－９９．[３]张继信,樊建春,詹先觉,谢永金,吴汉川．水力压裂工况下４２C r M o 材料冲蚀磨损特性研究[J ]．石油机械,２０１２(４):１００－１０３．[４]房伟,兰勇,刘袭袭．页岩气压裂地面高压管汇两类布置模式的冲蚀磨损研究[J ]．石化技术,２０１８,２５(０７):２４８．D e v e l o p m e n t a n dA p pl i c a t i o n o f N e wH i g h －p r e s s u r eM a n i f o l d f o rD e e p S h a l eG a s F r a c t u r i n gS O N GQ u a n yo u (D o w n h o l eT e s t i n g C o m p a n y ,S i n o p e cO i l f i e l dS e r v i c e J i a n g h a nC o r po r a t i o n ,W u h a n ,H u b e i ,４３００００,C h i n a )A b s t r a c t :T h e ７⅟ ㊇－１４０m p ah i g h －p r e s s u r em a n i f o l d f o rd e e p s h a l e g a s f r a c t u r i n g i s ah i gh －p r e s s u r em a n i f o l d w i t hh i g h f l o wc a p a c i t y (２６m ３/m i n )a n d h i g h p r e s s u r e (r a t e dw o r k i n g p r e s s u r e :１４０M P a )f o r d e e p sh a l e g a s f r a c t u Ｇr i n g c o n s t r u c t i o n p r o c e s s ．I t a d o p t s a l a r g e －d i a m e t e r s i n g l e －c h a n n e l i n l e t a n d a ９０－d e g r e e c o n n e c t i o n b e t w e e n t h e i n l e t a n d t h e c e n t r a lm a n i f o l d ,a d o p t s a d i s l o c a t i o nd e s i g n i n l e f t a n d r i g h t i n l e t s ,a n d a d o p t s a s y m m e t r i c a lm u l t i －c h a n n e l f r a c t u r i n g h e a d a s t h em a i n s t r u c t u r e f o r m i n t h e d i s c h a r g e p a r t ．I t h a s t h e e f f e c t o f l a r g e f l o wc a p a c i t y,e r o Ｇs i o n r e s i s t a n c e ,v i b r a t i o n r e d u c t i o na n de v e nd i s t r i b u t i o no f d i s c h a r g e f l o w ．T h r o u g h f i e l d t e s t s ,i t s c o m p r e h e n s i v e p e r f o r m a n c e i n d e xm e e t s t h e r e q u i r e m e n t s o f d e e p s h a l e g a s f r a c t u r i n g p r o c e s s c o n s t r u c t i o nw i t h h i g h s a f e t y ,r e l i a b i l i Ｇt y a n d s t a b i l i t y ．I t h a s a b r o a d a p p l i c a t i o n p r o s p e c t a n d a l s o p l a y s a r e f e r e n c e r o l e i n t h e d e s i gna n dm a n u f a c t u r e o f d o m e s t i c h i g h －p r e s s u r em a n i f o l d d e v i c e ．K e yw o r d s :D e e p S h a l eG a s ;F r a c t u r i n g T e c h n o l o g y ;H i g h －p r e s s u r eM a n i f o l d [责任编辑㊀赵芳]１２㊀宋全友．深层页岩气压裂新型高压管汇研制与应用。

橇装多通阀计量装置的研究与应用宋渝新王康军骆伟黄强姚建宝徐德成周康兴徐永俊辜新军祝和军赵小林新疆油田分公司开发公司新疆时代石油工程有限公司摘要：为开展好油田集输系统的“老区简化，新区优化”工作，新疆油田开发公司提出了沙漠油田集输系统计量站标准化、模块化这一课题，对沙漠油田已建计量站工程进行分析，通过对石南21油田计量竉工艺、设备、建设模式的优化，在不降低计量站操作功能的前提下，打破了传统观念，研发了橇装多通阀计量装置，降低了计量站的投资，加快了建设速度，满足了油田滚动开发的需要，为今后油田推广橇装多通阀计量装置积累了经验，奠定了基础。

关键词：多通阀橇装站一体化建设周期效益评价1 项目研发背景随着油田地质勘探难度的不断增加，地质上提出了滚动开发一体化新的开发模式，在此种开发方式下造成地面建工作的滞后、重复建设以及规模的确定等问题日益突出，如何适应滚动开发带来的对于地面设施建设的要求，成为地面管理、设计及施工等工作者必须面对以及克服的重要研究课题。

同时针对全国各油田在产能建设以及老区改造方面投资居高不下，难以适应股份公司提出的投资与效益最大化的工作目标。

2004年4月中石油股份公司提出地面工程建设推行“老区简化，新区优化”的建设方针，为此新疆油田公司提出了在油田地面建设过程中充分调动个方面积极性，开展有关课题的研究，寻找突破口，尽快解决滚动开发过程遇到的问题。

油田地面建设是根据地质井网的不同，根据需要设置不同井式的计量配水站，计量配水站作为连接油区与处理系统的的一个节点，担负着油田集输、注水以及地质所需数据采集等多项功能，作为连接单井与处理系统的一个交汇点，计量配水站即可以作为前期油田开发过程中原油的汇流点，同时又是集输系统建成后重要的数据采集及管理点，在地面建设过程如何优化简化以及加快此项工作将成为解决问题的关键。

新疆油田公司为此确定以计量配水站的研究工作作为整个油田地面设施优化工作的重点项目。

2 新疆油田计量配水站现状新疆油田经过多年的开发和建设，稀油计量配水站基本已形成了相对固定的建设模式，一般由8～16井式管汇、φ800单井计量分离器组成的计量间、4～6井式注水配水间、180kW水套加热炉、值班室、仪表间、生活水箱等部分组成。

节流压井管汇功能分析及其在钻井船中的应用节流压井管汇（Throttle Manifold）是一种常用的油田工具，主要用于在井口控制井口压力，防止井涌和井喷等事故的发生。

在钻井作业中，节流压井管汇是一种非常重要的工具，它可以确保钻井安全，保障人员、设备和环境的安全。

本文将对节流压井管汇的功能分析以及在钻井船中的应用进行探讨。

节流压井管汇主要由节流环、压力表、流量计、安全阀等组成，其主要功能有以下几个方面：1. 控制井口压力：在钻井作业中，井涌和井喷是非常危险的情况，节流压井管汇可以通过调节节流环的大小，控制井口压力，保证井口不发生井涌和井喷等危险情况。

2. 测量井口压力和流量：节流压井管汇上装配有压力表和流量计，可以实时测量井口的压力和流量，掌握井口状况，及时调整工艺参数，保证作业的安全和效率。

3. 旋转钻头时的辅助管汇：在钻井作业中，钻头需要进行旋转，如果没有节流压井管汇的辅助作用，会导致井口产生过高或过低的压力，引发危险情况。

而这时，通过调整节流环的大小，可以减少钻头转速对井口压力的影响，确保钻井安全进行。

4. 应急开关机：当钻井船遭受突发情况时，如地震、风暴等，节流压井管汇可以迅速切断井口供给的液相，保护井口设备和井内钻具。

在钻井船中，节流压井管汇的使用经常与顶入顶出压力装置（BOP）相结合，以保证钻井的安全。

BOP是一种防止井涌、井喷的专用装置，通过液压系统对钻柱进行封闭，防止井涌和井喷的发生。

节流压井管汇和BOP的组合在钻井船上形成了一个完整的防护系统。

当井口出现井涌或井喷时，BOP可以迅速切断井口的液相供给，而节流压井管汇则可以减缓井口压力的变化，防止井喷的发生。

此外，通过实时监控井口压力和流量，控制钻井参数的变化，调整钻井作业的参数，确保钻井过程的安全性和可靠性。

总结节流压井管汇是一种非常重要的油田工具，可以保证钻井作业的安全、高效进行。

在钻井船中，节流压井管汇与BOP相结合，形成了完整的防护系统，确保钻井安全和作业的高效完成。

２０２２年第５１卷第４期第８４页石油矿场机械犗犐犔　犉犐犈犔犇　犈犙犝犐犘犕犈犖犜２０２２，５１（４）：８４ ９０文章编号：１００１ ３４８２（２０２２）０４ ００８４ ０７压裂井口管汇连接技术分析及对比张青锋１，张宏桥１，王前敏１，白兰昌１，王志喜２，秦雪飞１，刘　鸣１（１．宝鸡石油机械有限责任公司，陕西宝鸡７２１００２；２．川庆钻探工程有限公司井下作业公司，成都６１００００）①摘要：压裂井口管汇连接是指管汇撬到井口的管汇的连接，其将压裂车增压后的高压流体输送到井口，是压裂施工中最易失效的部位。

常规井口管汇连接是由直管、弯管、接头、阀门等连接而成，在大规模压裂时，常规井口管汇连接工作量大、时效低、安全风险高、成本高。

针对这些问题，推出了大通径单通道井口连接装置、压裂井口快速连接装置和大通径软管应用这３种新技术。

分析了这３种技术的关键技术和特点，并指出了这３种技术在现场应用的优缺点，对国内研究压裂井口管汇连接装置具有借鉴意义。

关键词：高压管汇；大通径；快速连接；软管中图分类号：ＴＥ９３４．２ 文献标识码：Ａ 犱狅犻：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ ３４８２．２０２２．０４．０１２犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔犃狀犪犾狔狊犻狊犪狀犱犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狅犳犉狉犪犮狋狌狉犻狀犵犠犲犾犾犺犲犪犱犆狅狀狀犲犮狋犻狅狀ＺＨＡＮＧＱｉｎｇｆｅｎｇ１，ＺＨＡＮＧＨｏｎｇｑｉａｏ１，ＷＡＮＧＱｉａｎｍｉｎ１，ＢＡＩＬａｎｃｈａｎｇ１，ＷＡＮＧＺｈｉｘｉ２，ＱＩＮＸｕｅｆｅｉ１，ＬＩＵＭｉｎｇ１（１．犅犪狅犼犻犗犻犾犳犻犲犾犱犕犪犮犺犻狀犲狉狔犆狅．，犔狋犱．，犅犪狅犼犻７２１００２，犆犺犻狀犪；２．犆犆犇犆犇狅狑狀犺狅犾犲犛犲狉狏犻犮犲犆狅犿狆犪狀狔，犆犺犲狀犵犱狌６１００００，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｗｅｌｌｈｅａｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｒｅｆｅｒｓｔｏｔｈｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｆｒｏｍｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｍａｎｉｆｏｌｄｓｋｉｄｔｏｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｗｅｌｌｈｅａｄ，ｗｈｉｃｈｔｒａｎｓｐｏｒｔｓｔｈｅｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅｆｌｕｉｄａｆｔｅｒｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｔｒｕｃｋｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄｔｏｔｈｅｗｅｌｌｈｅａｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｍｏｓｔｐｒｏｎｅｔｏｆａｉｌｕｒｅｓｉｎｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｃｏｎ ｖｅｎｔｉｏｎａｌｗｅｌｌｈｅａｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｉｓｍａｄｅｏｆｓｔｒａｉｇｈｔｐｉｐｅ，ｅｌｂｏｗｐｉｐｅ，ｊｏｉｎｔ，ｖａｌｖｅ，ｅｔｃ．，Ｄｕｒｉｎｇｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ，ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｗｅｌｌｈｅａｄｍａｎｉｆｏｌｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｈａｖｅａｌａｒｇｅｗｏｒｋｌｏａｄ，ｌｏｗｔｉｍｅｌｉｎｅｓｓ，ｈｉｇｈｓａｆｅｔｙｒｉｓｋｓ，ａｎｄｈｉｇｈｃｏｓｔｓ．Ｉｎｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｔｈｅｓｅｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｓｏｍｅｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏ ｇｉｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ：ｌａｒｇｅｄｉａｍｅｔｅｒｓｉｎｇｌｅ ｃｈａｎｎｅｌｗｅｌｌｈｅａｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅ，ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｒａｐｉｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｗｅｌｌｈｅａｄｄｅｖｉｃｅ，ａｎｄｌａｒｇｅｂｏｒｅｈｏｓｅ．Ｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄｔｅｃｈｎｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｅｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓ ａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｓｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎｆｉｅｌｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｗｅｒｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ，ｗｈｉｃｈｈａｓｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｉｇｎｉｆｉ ｃａｎｃｅｆｏｒｄｏｍｅｓｔｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｗｅｌｌｈｅａｄｍａｎｉｆｏｌｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅｆｌｕｉｄｐｉｐｅ；ｌａｒｇｅｂｏｒｅ；ｑｕｉｃｋｌａｔｃｈ；ｆｌｅｘｐｉｐｅ①　收稿日期：２０２２ ０２ ０８　基金项目：中国石油重大工程技术现场试验项目“７０００型电驱压裂撬与柴油驱动压裂机组在线监控系统的组成及现场试验”（２０１９Ｆ ３０）　作者简介：张青锋（１９８３ ），男，陕西宝鸡人，高级工程师，２００６年毕业于陕西理工大学机械设计制造及自动化专业，主要从事海洋油气及资源勘探开发装备的研制、销售、服务及项目管理工作，Ｅ ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇ＿ｑｆ＠ｃｎｐｃ．ｃｏｍ．ｃｎ。