井工厂压裂高压管汇使用规定(试行)

11范围本规定主要针对井工厂压裂工况下的105MPa、140MPa压力等级高压管汇分类、配置、安装、使用、检测、维护保养和管理等内容。本规定适用于井工厂压裂工况。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。SY/T6270-2012石油钻采高压管汇件的使用与维护SY6355石油天然气生产专用安全标志GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证EN473无损检测（NDT）NDT人员的鉴定和认证一般原则ASTNSNT-TC-1A无损检验人员的资格鉴定和证书GB/T22513-2013石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油树NACEMR0175防硫化氢应力裂纹的油田设备金属NB/T4730.4-2005承压设备无损检测第4部分：磁粉检测NB/T4730.9-2012承压设备无损检测第9部分：声发射检测SY/T6566-2003水力压裂安全技术要求3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1高压管汇manifold用于汇集、输送由压裂泵排出的压裂液以及地层返回的高压流体的专用设备。3.2目视检查visualexamination对高压管汇元件在材料和加工质量上的可见缺陷的目检。3.3井工厂压裂factoryfracturing按照流程化作业集中对多口井批量进行交叉或同步压裂作业的增产改造模式。4高压管汇分类4.1高压管汇元件分类高压管汇元件主要包括活动弯头、旋塞阀、单向阀、安全阀、整体直管和整体接头，按压力等级、规格、结构形式等进行分类，见表1，高压管汇元件参见附图A.1。2表1高压管汇分类压力等级（MPa）规格结构形式备注活动弯头1053〞、4〞10型、50型由壬连接1403〞旋塞阀1052〞、3〞、4〞手动/液控；由壬连接1402〞、3〞闸板阀10551/8手动/液控；法兰连接单向阀1053〞、4〞挡板式、压盖式、飞镖式由壬连接1403〞安全阀105/1402〞由壬连接整体直管1053〞、4〞F×M/F×F/M×M由壬连接1403〞整体接头1052、3〞、31/16、4〞、51/8L型/T型/Y型/十型/鱼尾型/立体型由壬连接、法兰连接1402、3〞4.2高压管汇区域分类高压管汇按区域工况特性分为：——泵车排出区：从压裂泵排出口至高压管汇撬入口的区域。——高压集流区：从高压管汇撬至分流管汇入口的区域，含高压管汇撬。——高压分流区：从分流管汇到井口的区域，含分流管汇。高压管汇区域划分见图1。图1井工厂压裂高压管汇连接与分区示意图4.3高压管汇总成分类高压管汇总成按功能分为：——泵排出管汇：安装在压裂泵排出口，用于高压流体的排出。——泵安全管汇：安装在压裂泵排出口，用于压力检测和泄压。——高低压管汇撬：用于供给泵车低压流体和汇集泵车排出的高压流体。——分流管汇：用于高低压管汇撬和多井口的连接与高压流体的分流。——压裂井口：用于井口的开关与压裂高压管路的接入。5高压管汇配置35.1高压管汇元件内液体流速应符合SY／T6270-2012的附录A要求不大于12.2m／s，应根据压裂施工设计流量确定高压管汇撬至分流管汇、分流管汇至压裂井口所需管路数量。5.2泵排出管汇包括排出法兰、整体接头和直管等，外接接口Fig1502M或Fig2002M，见图2、图3。图2排出管汇图3排出管汇5.3泵安全管汇包括安全阀、压力传感器和排出法兰等，见图4。图4泵安全管汇5.4当施工压力小于93MPa时，宜使用4〞105MPa双通道高压管汇撬或者使用3〞105MPa三通通道高压管汇撬，4〞双通道高压管汇撬如图5所示，3〞三通道高压管汇撬如图6所示；当施工限压高于93MPa时，应选用140MPa等级的高压管汇撬。4图54〞双通道高压管汇撬图63〞三通道高压管汇撬5.5高压管汇橇主管线不应使用如图7所示的全封闭结构。图7全封闭结构压裂管汇5.6分流管汇由压裂头、闸阀和螺柱式多通等组成，管汇中心离地高度800-1000mm，一字形分流管汇如图8所示，H形分流管汇如图9所示，U形分流管汇如图10所示。图8一字形分流管汇5图9H形分流管汇图10U形分流管汇5.7压裂井口由闸阀、井口压裂头和井口四通等组成，参见附图A.2。6高压管汇的安装6.1总体要求6.1.1所有由壬接头不应用外力强行连接，管线连接后应使用安全绳或安全管卡捆绑。安全绳选用钢丝绳套时钢丝绳直径应不小于16mm；选用钢丝绳时钢丝绳直径应不小于8mm；选用高压防护带（吊装带）时防护带、D型卸扣吨位应不小于5吨，使用时应在每个由壬接头两端打结，每条管路的起点和终点使用D型卸扣固定。钢丝绳在每件直管上至少缠绕两圈，安全管卡安装如图11所示。图11安全管卡安装6.1.2高压管汇元件装卸过程应轻拿轻放、避免出现撞击，除翼型螺母外不允许敲击。6.1.3高压管汇元件安装或拆卸时不应损坏螺栓、螺母、工作密封表面及由壬连接处。6.1.4高压管汇由壬接头、螺纹及密封圈使用前应清洗干净。66.1.5高压管汇由壬接头连接时，首先用手旋紧翼形螺母，然后使用榔头敲击翼型螺母至不再转动。6.1.6活动弯头进液口与出液口夹角应不小于30°，如图12所示。图12活动弯头进液口与出口液液体流向夹角应不小于30°6.1.7两个活动弯头串接时，与活动弯头连接的直管（阀件）在靠近活动弯头处需支撑固定，见图13。图13两个活动弯头串接与支撑6.1.8活动弯头不允许使用三个或三个以上连续串接，见图14。图14不允许三个活动弯头直接连接6.1.9落地的活动弯头、直管等高压管汇元件应采用橡胶垫块支撑，如图15所示，必要时可在橡胶垫块下部增加垫木调整高度；高压管路直线段距离大于6m时应采用基墩或地锚固定支撑，如图16所示；管线与基墩或地锚之间应安装厚度不小于10mm的橡胶垫，地角螺栓应不小于M16。橡胶垫块可参考附图A.3。图15活动弯头、直管支撑与固定7图16水泥基墩固定6.1.10高压管汇元件每拆装一次应更换由壬密封件。6.1.11两条高压管路之间不应有接触，当两条高压管路之间距离小于30mm时应使用橡胶块或垫木隔开。6.2泵车排出区管汇安装6.2.1泵排出管汇出口连接活动弯头、直管，落地处支撑，如图17、图18所示。图17排出管汇出口连接安装图18排出管汇出口连接安装86.2.2高压管汇橇入口连接活动弯头，并根据压裂车与高压管汇橇之间的距离选用合适长度的直管；当直管与高压管汇橇上的活动弯头无法连接时，应增加活动弯头进行连接。6.3高压集流区管汇安装6.3.1高压管汇撬宜安装于低压管汇撬的垂直上方。6.3.2高压管汇橇出口应采用活动弯头连接并落地。6.3.3高压管汇橇与分流管汇之间每条管路中宜安装一个旋塞阀和一个挡板式单向阀，旋塞阀和单向阀串联安装，单向阀标识方向与液体流向一致，见图19。图19压裂管汇与分流管汇之间安装单向阀和旋塞阀6.3.4泄压管路宜安装在最外侧的主管线上。泄压管路的安装方式为：在单向阀与分流管汇之间安装3〞X2〞X3〞T型三通，在T型三通上依次安装2〞旋塞阀和泄压管线，参见图20。图20安装泄压管汇6.3.5分流管汇入口压裂头连接活动弯头、直管落地，在落地处支撑。6.4分流区管汇安装6.4.1井工厂压裂井场超过两口井时应采用分流管汇。6.4.2分流管汇至井口压裂头之间采用活动弯头、直管连接，分别构成并联管路。6.4.3分流管汇出口和井口压裂头入口连接的管线应在落地处支撑。7高压管汇的使用7.1总体要求7.1.1高压管汇元件工作压力应不超过其最高工作压力的90%。7.1.2高压管汇元件在80%～90%最高工作压力下的累计使用时间应不超过其使用寿命的25%，高压管汇元件使用寿命见表2。9表2高压管汇元件使用寿命序号管汇类别推荐使用寿命（小时）备注1直管10002弯头6003阀件500旋塞阀、单流阀等4整体接头600三通、四通等5高压出口法兰5007.1.3高压管汇元件不应使用密封螺纹，取样孔、泄压孔除外。7.1.4高压管汇元件的剩余使用寿命应大于作业井总施工时间，否则应更换。7.1.5活动弯头不应在旋转、摆动和承受轴向负荷的工况下使用。7.1.6不宜使用如图21所示的歧管接头，宜使用T型接头。图21歧管接头不宜按图示使用7.2试压7.2.1高压管汇施工前应进行静水压试验，试验压力应高于施工限压5.0MPa，且不应超过该高压管汇压力等级的最高工作压力。7.2.2试压前，应充分循环管线，排尽空气。7.2.3试压前，应在仪表车内设定试压超压保护值，超压保护值应与试验压力一致。7.2.4试压时，人员应撤离高压区，并通过视频监控系统实时观察高压区状况。7.2.5采用两阶段试压模式，试压过程应按以下步骤执行：a)第一阶段：排出区、集流区高压管汇试压——关闭分流管汇阀门。——采用阶梯性试压模式，第一步按试验压力的10%试压，达到压力后稳压5分钟；第二步按试验压力的50%试压，达到压力后稳压5分钟；第三步按试验压力试压，达到压力后稳压10分钟。压力变化值保持在试验压力的5.0％以内为合格。——打开泄压旋塞阀，压力降至零。b)第二阶段：分流区高压管汇试压——关闭井口阀门，打开分流管汇对应支路阀门。——采用阶梯性试压模式，第一步按试验压力的10%试压，达到压力后稳压5分钟；第二步按试验压力的50%试压，达到压力后稳压5分钟；第三步按试验压力试压，达到压力后稳压10分钟。压力变化值保持在试验压力的5.0％以内为合格。——打开泄压旋塞阀，压力降至零。7.3压裂施工准备7.3.1应检查高压管路中的旋塞阀、闸阀、节流阀、单向阀、活动弯头、安全阀等高压元件处于正常工作状态，阀件开关、活动弯头转动应灵活、轻便。7.3.2安全管卡不应有裂纹，安全绳不应有断丝现象。7.3.3应确认仪表车控制系统超压保护功能有效，响应灵敏，在设定超压保护值时，超压保护值应与施工限压值一致，且不应超过高压管汇许用压力。107.3.4压裂井口应有明显的井号标识，井口、分流管汇各闸阀应有清晰的开、关标识，标识应与闸阀开关状态一致。7.3.5安装高清摄像头，保证施工时能实时监测整个高压区的工作状况。7.3.6高压压力传感器额定压力应不低于施工限压值。7.3.7高压区域应设置安全警示带、安全防护栅栏和安全标志，安全标志应符合SY6355。7.4压裂施工7.4.1严禁人员进入高压区。7.4.2施工时实时监测高压管汇的工作情况，当出现刺漏、爆裂等紧急情况时应立即停泵、关井口，泄压后对其进行整改。7.4.3出现泄漏需要整体更换的活动弯头、旋塞阀、单向阀等应对泄漏部位进行标记并做好记录。7.4.4高压管汇出现异常跳动时应及时停泵，查明原因并整改。7.5压裂施工后7.5.1施工结束后，由指定人员关闭井口，打开泄压旋塞阀，压力显示值降为零后，操作人员方可进入高压区检查、整改设备。7.5.2检查所有高压管汇元件，确保支撑位置无悬空现象。7.5.3检查每台泵车排出法兰螺栓，确保无松动或断裂现象。7.5.4检查高压管汇由壬连接的紧固性和密封性。7.5.5记录高压元件的使用时间、砂量、液量、压力等参数。7.5.6旋塞阀每施工20段注入高压密封脂。7.5.7拆卸管汇前应用清水将残留在高压管件中的压裂液或酸液等腐蚀性物质清除。7.5.8泵车排出区、高压集流区和高压分流区的高压管汇元件进行分类回收、检测、保养、储存。8高压管汇检测8.1总体要求8.1.1检测单位应通过中国合格评定国家认可委员会(CNAS)认可、计量认证（CMA）及授权认证（CAL），能力范围应覆盖被检测产品，并取得行业内授权证书。8.1.2无损检测人员应按GB/T9445或EN473和ASTNSNT-TC-1A规定的要求取得资格。8.1.3配备移动检测设备，包括移动服务车、可移动静水压试验设备、荧光磁粉探伤设备和声发射检测设备等，能够在油田现场或附近进行检测。8.1.4检查、检测用设备应按GB/T22513-2013第7章要求的周期进行标定和鉴定。8.1.5静水压试验设备测量范围0～250MPa，精度不低0.0