管道连接结构及压裂流体介质输送管连接器制造技术

本实用新型专利技术涉及水力压裂施工中的管道维护，具体涉及一种管道连接结构，还涉及一种压裂流体介质输送管连接器。一种管道连接结构，包括结构本体；结构本体上设置有用于对接管道的至少两个端口；端口之间在结构本体内部形成有具备至少一处弯曲部的通道；通道包含：小径段，该小径段靠近端口；以及大径段，弯曲部为大径段或大径段的一部分；大径段的弯曲部内壁设置有与通道内壁无缝连接的抗冲蚀层，设置有抗冲蚀层的大径段内壁直径与小径段直径相等。采用本方案大幅度提高被设置抗冲蚀层的部位强度，从而进一步降低管道内部弯曲部位的冲蚀，使本管道连接结构针对高压管道的使用环境，具有较高的可靠性和使用寿命。有较高的可靠性和使用寿命。有较高的可靠性和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
管道连接结构及压裂流体介质输送管连接器


[0001]本技术涉及水力压裂施工中的管道维护，具体涉及一种管道连接结构，还涉及一种压裂流体介质输送管连接器。

技术介绍

[0002]在水力压裂施工作业过程中，压裂流体介质中通常含有固体支撑剂——压裂砂。由于压裂砂的硬度超过普通金属，加之其带压高速流动，往往会造成管道内壁的冲蚀损坏，这也是压裂管道失效的主要原因之一。
[0003]在管道内流体流动发生变向的部位，冲蚀现象尤其明显。如90
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角通、三通、四通或其他流道形状或走向发生变化的管道。对于压裂施工中使用量较大的90
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角通、三通、四通,流体对其流道孔相贯线部位的冲蚀比直管内壁要严重很多，这会导致在水力压裂施工中此类部件的使用寿命往往达不到设计使用寿命，在短短数百小时内就会被严重冲蚀(如图1和图2所示)，大大增加压裂施工作业的成本。同时，被冲蚀的90
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角通、三通、四通等装置由于壁厚的减薄，会增加管道泄漏的风险，给施工现场带来严重的安全隐患。
[0004]针对这一问题，目前国内制造厂家在管道相贯部位增加缓冲腔，改变流道间夹角等方式，可以在一定程度上降低流体流速，改变流体流场，从而达到减缓管道冲蚀的目的。但在压裂施工高压力、大排量、高加砂量的工况条件下，这种管道内部结构上的改进一般很难达到理想的防冲蚀效果。90
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角通、三通、四通等装置在管道内壁部分区域随着时间的增加，仍然会被严重冲蚀磨损。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种管道连接结构以及压裂流体介质输送管连接器，以试图解决目前水力压裂施工管道内流体介质对高压管道的弯曲部位冲蚀，导致高压管道磨损致其使用寿命降低的问题。
[0006]本技术的一方面提供了一种管道连接结构，包括结构本体；上述结构本体上设置有用于对接管道的至少两个端口；上述端口之间在结构本体内部形成有具备至少一处弯曲部的通道；其中，上述通道包含：
[0007]小径段，该小径段靠近端口；以及
[0008]大径段，上述弯曲部为大径段或大径段的一部分；
[0009]所述大径段的弯曲部内壁设置有与通道内壁无缝连接(如冶金结合)的抗冲蚀层；
[0010]设置有抗冲蚀层的大径段内壁直径与小径段直径相等；或者，
[0011]在设置有抗冲蚀层的大径段内壁与小径段接邻的部分，该部分与小径段直径相等。当然，还可以是小径段长度为零，整个通道均为大径段。
[0012]本技术为进一步降低流体对管道内壁的冲蚀，采用在上述的大径段内设置抗冲蚀层，且设置有抗冲蚀层的大径段内壁直径与小径段直径相等使流体顺畅的流通，又因为本技术针对的管道流通介质为高压高速携砂液体，无缝(如冶金结合)的设置方式可
防止抗冲蚀层与通道内壁之间的缝隙导致抗冲蚀层振动碎裂的情况发生，采用本方案可大幅度提高被设置抗冲蚀层部位的硬度，从而进一步降低管道内孔相相贯线部位的冲蚀，使本管道连接结构针对高压高速携砂液体的使用环境，具有较高的可靠性和使用寿命。
[0013]在一些可行的实施例中，上述抗冲蚀层为莫氏硬度≥9.0的硬质合金层，在压裂用石英砂等支撑剂莫氏硬度一般为7，这里采用的莫氏硬度≥9.0硬质合金即能满足使用，即本抗冲蚀层硬度远高于管道本体，抗冲蚀效果较好。
[0014]在一些可行的实施例中，上述抗冲蚀层为在大径段内堆焊形成的、与通道内壁无缝(如冶金结合)的层结构。该硬质合金层可采用硬质合金堆焊/喷焊等工艺对大径段内壁易发生冲蚀损害的区域(包含相贯线部位)进行处理。
[0015]在一些可行的实施例中，为确保使用效果和寿命，上述层结构的厚度大于等于0.5mm。
[0016]在一些可行的实施例中，上述通道的拐角处为平滑球面。
[0017]在一些可行的实施例中，设置抗冲蚀层后，上述通道的直径均为上述小径段直径，以保障流体介质的流通顺畅并避免非必要的冲通道或抗冲蚀层的冲击。
[0018]在一些可行的实施例中，上述通道为直角通道或三通管或四通管中的任意一种。
[0019]本技术的另一方面，还提供了一种压裂流体介质输送管连接器，包括如上述一方面及其改进方案的管道连接结构；管道连接结构的结构本体上端口所在面上设置有管道对接部。
[0020]在传统的压裂流体介质输送管即高压管道中，转向处的冲蚀较为严重，例如在管道内孔交叉的部位存在直角，流体流向会在此处发生激烈的突变，形成非常严重的紊流从而造成流场的不规则，对管道内壁的冲蚀严重。采用本压裂流体介质输送管连接器，在遇到压裂流体介质输送管进行管道转向时，将本连接器对接在对应的管道对接处，实现方式简单可靠，可操作性高，可解决流体在转向过程中对管道内壁造成的冲蚀破坏，大大提高整体输送路线或管道的使用寿命。
[0021]在一些可行的实施例中，上述对接部包含环绕上述端口的法兰孔，以方便与高压管道对接。
[0022]在一些可行的实施例中，上述对接部包含环形对接槽，上述端口位于该环形对接槽的圈内中心位置。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0024]图1为用于说明目前压裂施工中管道现场严重冲蚀的90
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角通图；
[0025]图2为用于说明目前压裂施工中管道现场严重冲蚀的90
°
角通局部内壁表面图；
[0026]图3为用于说明流体在压裂施工工况下流经三通内管道交汇处的速度云图；
[0027]图4为用于说明实施例1的管道连接结构在未设置抗冲蚀层时的示意图；
[0028]图5为用于说明实施例1的管道连接结构在设置抗冲蚀层后的示意图；
[0029]图6为用于说明实施例2的管道连接结构在设置抗冲蚀层后的示意图；
[0030]图7为用于说明实施例3的管道连接结构在设置抗冲蚀层后的示意图；
[0031]图8为用于说明实施例4利用球面铣刀加工其中一条流道示意图；
[0032]图9为用于说明实施例4堆焊完成后的压裂流体介质输送管连接器示意图；
[0033]附图标记：1
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结构本体，2
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端口，3
‑
通道，310
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小径段，320
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大径段，4
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抗冲蚀层，5
‑
环形对接槽。
具体实施方式
[0034]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.管道连接结构，其特征在于，包括结构本体；所述结构本体上设置有用于对接管道的至少两个端口；所述端口之间在结构本体内部形成有具备至少一处弯曲部的通道；其中，所述通道包含：小径段，该小径段靠近端口；以及大径段，所述弯曲部为大径段或大径段的一部分；所述大径段的弯曲部内壁设置有与通道内壁无缝连接的抗冲蚀层；设置有抗冲蚀层的大径段内壁直径与小径段直径相等；或者，在设置有抗冲蚀层的大径段内壁与小径段接邻的部分，该部分与小径段直径相等。2.根据权利要求1所述的管道连接结构，其特征在于，所述抗冲蚀层为莫氏硬度≥9.0的硬质合金层。3.根据权利要求2所述的管道连接结构，其特征在于，所述抗冲蚀层为在大径段内堆焊形成的、与通道内壁无缝的层结构。4.根据权利要求3所述的管道连接结构，其特征在于，所述层结构的厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：张燕，祝茂林，方勇，
申请(专利权)人：四川宏华石油设备有限公司，
类型：新型
国别省市：