本發(fā)明涉及一種高壓精細過濾管匯及其過濾方法，主要適用于油氣井鉆磨循環(huán)作業(yè)地面流程中。
背景技術(shù)：
常規(guī)油管和連續(xù)油管鉆磨過程中，從井筒油套環(huán)空返出來的鉆磨液中存在橋塞碎屑、卡瓦碎片、砂礫等機械雜質(zhì)，考慮到鉆磨液循環(huán)使用要求，需要對鉆磨液進行精細過濾處理。
目前，地面流程中采用碎屑捕集器進行返出鉆磨液中機械雜質(zhì)的捕獲，但捕獲效果不好，鉆磨液中仍有一部分大尺寸機械雜質(zhì)流入到下游的節(jié)流管匯中，嚴重地造成節(jié)流管匯固定油嘴、針閥、短節(jié)、手動平板閥等管匯件沖蝕損壞，極大地影響鉆磨液中機械雜質(zhì)處理效果和節(jié)流控制效果。因此，需要設計一種高壓精細過濾管匯。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是解決油氣井鉆磨液中機械雜質(zhì)尺寸、含量精細過濾與控制的問題，降低從碎屑捕集器中流出的鉆磨液中的機械雜質(zhì)尺寸和含量，從而避免因鉆磨液中大尺寸機械雜質(zhì)對下游節(jié)流管匯的沖蝕損壞。
為此，本發(fā)明提供了一種高壓精細過濾管匯，包括作為管匯入口的管路五通一和作為管匯出口的管路五通二，管路五通一和管路五通二之間分別通過三條通道連通，其中，一條通道為直排通道，另外兩條通道串接有高壓過濾短節(jié)。
所述的管路五通一的其中一個管口安裝手動平板閘閥一作為管匯入口；所述的管路五通二的其中一個管口安裝手動平板閘閥二作為管匯出口；管路五通一的其中兩個管口分別通過管道連接一個管路三通，該管路三通通過一個高壓過濾短節(jié)連接另一個管路三通，然后再與管路五通二的其中一個管口通過管道連通；管路五通一的其中一個管口通過管道直接連通管路五通二的一個管口；所有的連接管道上均設置手動平板閘閥。
所述的高壓過濾短節(jié)包括高壓過濾短節(jié)一和高壓過濾短節(jié)二；
所述的三條通道分別為：
第一條通道由管路五通一的一個管口、手動平板閘閥三、管路三通一、高壓過濾短節(jié)一、管路三通二、手動平板閘閥四、管路五通二的一個管口依次連通組成；
第二條通道由管路五通一的一個管口、手動平板閘閥七、管路五通二的一個管口依次連通組成；
第三條通道由管路五通一的一個管口、手動平板閘閥五、管路三通三、高壓過濾短節(jié)二、管路三通四、手動平板閘閥六、管路五通二的一個管口依次連通組成。
所述的高壓過濾短節(jié)一和高壓過濾短節(jié)二內(nèi)裝有利用線切割技術(shù)加工的不同割縫尺寸的耐沖蝕硬質(zhì)合金過濾濾芯筒。
所述的高壓過濾短節(jié)一和高壓過濾短節(jié)二采用35CrMo材料，經(jīng)熱處理硬度達HBW197～235；高壓過濾短節(jié)一和高壓過濾短節(jié)二內(nèi)的過濾濾芯筒采用耐沖蝕硬質(zhì)合金碳化鎢YG8材料，經(jīng)熱處理硬度達HRC92～95。
所述的高壓過濾短節(jié)一和高壓過濾短節(jié)二的外徑102mm，內(nèi)徑70mm，長度580mm；過濾濾芯筒外徑54mm，內(nèi)徑40mm，長度465mm，線切割加工孔隙長度0.2～0.8mm，寬度0.1～0.3mm，耐壓70MPa。
所述的高壓過濾短節(jié)一和高壓過濾短節(jié)二的連接采用由任連接，由任接頭為3"-1502；管匯內(nèi)其他連接均采用法蘭連接，法蘭為2-7/8"EUE R27標準350法蘭，配套螺栓為M27×3×175雙頭螺栓。
所述的管匯的管路通徑為65mm，承壓35MPa。
一種高壓精細過濾管匯的過濾方法，包括如下步驟：
（1）將管路五通一作為管匯入口的管口與井口套管閘閥進行連接，將管路五通二作為管匯出口的管口與下游節(jié)流管匯進行連接；
（2）在高壓過濾短節(jié)一和高壓過濾短節(jié)二內(nèi)安裝具有不同割縫尺寸的耐沖蝕硬質(zhì)合金過濾濾芯筒；
（3）鉆磨循環(huán)時，關(guān)掉井口油管閘閥，打開井口套管閘閥，打開手動平板閘閥一、手動平板閘閥三、手動平板閘閥四、手動平板閘閥二、手動平板閘閥六及手動平板閘閥五，關(guān)閉手動平板閘閥七，對井筒返出的鉆磨液中的機械雜質(zhì)的尺寸、含量進行精細過濾與控制；在套管壓力過高或過濾管匯壓力過高時，打開手動平板閘閥七，關(guān)閉手動平板閘閥三、手動平板閘閥四、手動平板閘閥六及手動平板閘閥五，高壓鉆磨液從管路五通二的管匯出口流出，釋放鉆磨液體壓力；
（4）鉆磨循環(huán)結(jié)束后，停泵泄壓，關(guān)閉井口套管閘閥，拆卸、清理過濾管匯中高壓過濾短節(jié)一和高壓過濾短節(jié)二內(nèi)的耐沖蝕硬質(zhì)合金過濾濾芯筒，檢查所有手動平板閘閥使用情況，保養(yǎng)或更換耐沖蝕硬質(zhì)合金過濾濾芯筒、平板閘閥，以便再次進行鉆磨循環(huán)過濾作業(yè)。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的這種高壓精細過濾管匯及其過濾方法，通過兩只高壓過濾短節(jié)，確保了壓裂后鉆磨循環(huán)過程中對井筒返出的鉆磨液中機械雜質(zhì)尺寸、含量的精細過濾與控制，確保了帶有由任接頭的高壓過濾短節(jié)更換方便，實現(xiàn)了不中斷、連續(xù)進行鉆磨液循環(huán)過濾處理與控制，極大地提高了鉆磨液中機械雜質(zhì)的過濾量、過濾效率和過濾質(zhì)量，達到了鉆磨液循環(huán)過濾與利用的目的。由于高壓過濾短節(jié)內(nèi)設計安裝有不同割縫尺寸的耐沖蝕硬質(zhì)合金過濾濾芯筒，耐沖蝕性能好，通過開關(guān)不同的手動平板閘閥組合實現(xiàn)對井筒返出的鉆磨液中機械雜質(zhì)尺寸、含量的精細過濾與控制，減小了鉆磨液對下游節(jié)流管匯固定油嘴、針閥、短節(jié)、手動平板閥等沖蝕損壞。不僅提高了過濾管匯的過濾效果，還降低了下游節(jié)流管匯易損件的損壞頻率和更換成本，該過濾管匯連續(xù)循環(huán)過濾效果良好，實用性強。
附圖說明
以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。
圖1是本發(fā)明的分布結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標記說明：1、手動平板閘閥一；2、手動平板閘閥三；3、管路三通一；4、高壓過濾短節(jié)一；5、管路三通二；6、手動平板閘閥四；7、手動平板閘閥七；8、管路五通二；9、手動平板閘閥二；10、手動平板閘閥六；11、管路三通四；12、高壓過濾短節(jié)二；13、管路三通三；14、手動平板閘閥五；15、管路五通一。
具體實施方式
實施例1：
本實施例提供一種高壓精細過濾管匯，包括作為管匯入口的管路五通一15和作為管匯出口的管路五通二8，管路五通一15和管路五通二8之間分別通過三條通道連通，其中，一條通道為直排通道，另外兩條通道串接有高壓過濾短節(jié)。
所述管路五通一15的其中一個管口安裝手動平板閘閥一1作為管匯入口；所述的管路五通二8的其中一個管口安裝手動平板閘閥二9作為管匯出口；管路五通一15的其中兩個管口分別通過管道連接一個管路三通，該管路三通通過一個高壓過濾短節(jié)連接另一個管路三通，然后再與管路五通二8的其中一個管口通過管道連通；管路五通一15的其中一個管口通過管道直接連通管路五通二8的一個管口；所有的連接管道上均設置手動平板閘閥。
本實施例中的這種過濾管匯為一進一出結(jié)構(gòu)，兩側(cè)均采用手動平板閥和高壓過濾短節(jié)控制，中間直排。通過開啟或關(guān)閉不同的手動平板閘閥組合方式，選擇預先安裝在高壓過濾短節(jié)內(nèi)的不同割縫尺寸的耐沖蝕硬質(zhì)合金過濾濾芯筒，控制兩路精細過濾、一路直排，從而實現(xiàn)壓裂后鉆磨循環(huán)過程中對井筒返出的鉆磨液中機械雜質(zhì)尺寸、含量的精細過濾與控制，防止鉆磨液中一部分大尺寸機械雜質(zhì)流入到下游的節(jié)流管匯中，造成節(jié)流管匯固定油嘴、針閥、短節(jié)、手動平板閥等沖蝕損壞，避免因鉆磨液中大尺寸機械雜質(zhì)的存在而提高地面流程壓力，增加地面流程管線作業(yè)風險，高壓過濾短節(jié)內(nèi)的不同割縫尺寸，決定了過濾的雜質(zhì)尺寸、含量，通過使用和更換帶不同割縫尺寸的高壓過濾短節(jié)進行過濾，實現(xiàn)對鉆磨液的精細過濾。
實施例2：
結(jié)合圖1所示，本實施例中，高壓過濾短節(jié)包括高壓過濾短節(jié)一4和高壓過濾短節(jié)二12，上述三條通道具體分別為：
第一條通道由管路五通一15的一個管口、手動平板閘閥三2、管路三通一3、高壓過濾短節(jié)一4、管路三通二5、手動平板閘閥四6、管路五通二8的一個管口依次連通組成；
第二條通道由管路五通一15的一個管口、手動平板閘閥七7、管路五通二8的一個管口依次連通組成；
第三條通道由管路五通一15的一個管口、手動平板閘閥五14、管路三通三13、高壓過濾短節(jié)二12、管路三通四11、手動平板閘閥六10、管路五通二8的一個管口依次連通組成。
實施例3：
高壓過濾短節(jié)一4和高壓過濾短節(jié)二12內(nèi)裝有利用線切割技術(shù)加工的不同割縫尺寸的耐沖蝕硬質(zhì)合金過濾濾芯筒，根據(jù)現(xiàn)場鉆磨循環(huán)過程中井口套管壓力、鉆磨排量及鉆磨液中機械雜質(zhì)尺寸情況，在高壓過濾短節(jié)內(nèi)安裝合適割縫尺寸的耐沖蝕硬質(zhì)合金過濾濾芯筒。
本實施例還結(jié)合高壓過濾短節(jié)給出一套具體尺寸的過濾管匯，本實施例中，所述管匯長2100mm，寬1450mm，高520mm，管路通徑65mm（2-9/16"），承壓35MPa（5000psi）；高壓過濾短節(jié)一4和高壓過濾短節(jié)二12采用35CrMo材料，經(jīng)熱處理硬度達HBW197～235；高壓過濾短節(jié)一4和高壓過濾短節(jié)二12內(nèi)的過濾濾芯筒采用耐沖蝕硬質(zhì)合金碳化鎢YG8材料，經(jīng)熱處理硬度達HRC92～95，具有很高的耐沖蝕性能，并利用線切割割縫技術(shù)加工不同的割縫尺寸，以實現(xiàn)對鉆磨液中不同尺寸機械雜質(zhì)的精細過濾與控制；高壓過濾短節(jié)本體和過濾濾芯筒的加工不允許有裂紋、氣孔等缺陷。
高壓過濾短節(jié)一4和高壓過濾短節(jié)二12的連接采用由任連接，由任接頭為3"-1502；管匯內(nèi)其他連接均采用法蘭連接，法蘭為2-7/8"EUE R27標準350法蘭，配套螺栓為M27×3×175雙頭螺栓。本實施例中，高壓過濾短節(jié)一4和高壓過濾短節(jié)二12的耐壓值在70MPa以上，外徑102mm，內(nèi)徑70mm，長度580mm；由任扣型3″-1502；過濾濾芯筒外徑54mm，內(nèi)徑40mm，長度465mm，表面螺紋扣型1-3/4-10UN-2A，線切割加工孔隙長度0.5mm，寬度0.2mm，耐壓70MPa。
本實施例中的過濾管匯中，高壓過濾短節(jié)內(nèi)安裝的耐沖蝕硬質(zhì)合金過濾濾芯筒的割縫尺寸選擇應根據(jù)現(xiàn)場鉆磨循環(huán)過程中井口套管壓力、鉆磨排量及鉆磨液中機械雜質(zhì)尺寸情況來定。
實施例4;
本實施例提供一種高壓精細過濾管匯的過濾方法，包括如下步驟：
（1）將管路五通一15作為管匯入口的管口與井口套管閘閥進行連接，將管路五通二（8）作為管匯出口的管口與下游節(jié)流管匯進行連接；
（2）在高壓過濾短節(jié)一4和高壓過濾短節(jié)二12內(nèi)安裝具有不同割縫尺寸的耐沖蝕硬質(zhì)合金過濾濾芯筒；
（3）鉆磨循環(huán)時，關(guān)掉井口油管閘閥，打開井口套管閘閥，打開手動平板閘閥一1、手動平板閘閥三2、手動平板閘閥四6、手動平板閘閥二9、手動平板閘閥六10及手動平板閘閥五14，關(guān)閉手動平板閘閥七7，對井筒返出的鉆磨液中的機械雜質(zhì)的尺寸、含量進行精細過濾與控制；在套管壓力過高或過濾管匯壓力過高時，打開手動平板閘閥七7，關(guān)閉手動平板閘閥三2、手動平板閘閥四6、手動平板閘閥六10及手動平板閘閥五14，高壓鉆磨液從管路五通二8的管匯出口流出，釋放鉆磨液體壓力；
（4）鉆磨循環(huán)結(jié)束后，停泵泄壓，關(guān)閉井口套管閘閥，拆卸、清理過濾管匯中高壓過濾短節(jié)一4和高壓過濾短節(jié)二12內(nèi)的耐沖蝕硬質(zhì)合金過濾濾芯筒，檢查所有手動平板閘閥使用情況，保養(yǎng)或更換耐沖蝕硬質(zhì)合金過濾濾芯筒、平板閘閥，以便再次進行鉆磨循環(huán)過濾作業(yè)。
綜上所述，本發(fā)明的這種高壓精細過濾管匯，通過兩只高壓過濾短節(jié)，確保了短節(jié)更換方便，實現(xiàn)了不中斷、連續(xù)進行鉆磨液循環(huán)過濾處理與控制，極大地提高了鉆磨液中機械雜質(zhì)的過濾量、過濾效率和過濾質(zhì)量，達到了鉆磨液循環(huán)精細過濾與利用的目的，避免了因鉆磨液中大尺寸機械雜質(zhì)對下游節(jié)流管匯的沖蝕損壞，連續(xù)循環(huán)過濾效果良好，實用性強，適合應用于油氣井鉆磨循環(huán)作業(yè)地面流程中。
以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設計均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。