一种管汇装置及采用该管汇装置的管汇系统的制作方法

1.本发明涉及石油及天然气钻探设备技术领域，特别涉及一种管汇装置及采用该管汇装置的管汇系统。


背景技术：

2.高低压管汇撬是用于汇集、输送由固井泵、压裂泵排出的固井液、压裂液以及地层返回的高压流体的专用设备，高低压管汇撬通过旁通管汇装置与压裂泵或压裂车等压裂设备进行连接，旁通管汇装置用于将压裂设备的高压输出端和高低压管汇撬的高压接入口进行连通 ，传统的旁通管汇装置采用4
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5件50型或10型高压活动弯头配合2
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3件长度不等的整体式直管高压管线组成。
3.由于高低压管汇撬和压裂设备在实际摆放过程中空间位置受环境因素影响较大，现场进行连接时容易存在空间位置偏差，需要根据压裂设备和高低压管汇撬之间的实际位置进行旁通管汇装置的整体结构调整，如此，常导致旁通管汇装置的管线布局走向不统一，没有规律，造成现场管线排布混乱，带来安全隐患，同时，为了方便旁通管汇装置的整体结构调整，旁通管汇装置上设置有高压活动弯头，现有的组成旁通管汇装置的高压活动弯头的旋转部分主要依靠端面橡胶密封圈进行密封，密封结构稳定性较差，导致高压活动弯头的旋转部分容易发生刺漏，且高压活动弯头的弯管部分壁厚较其余部位更薄，在高压大排量的工况下使用寿命低，更换频率高，但是目前高压活动弯头大量依靠进口，价格高昂，导致现场施工作业总体成本常年居高不下。
4.所以，目前亟需要一种技术方案，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：针对现有的高低压管汇撬和压裂设备连接管线不统一，使用寿命低、更换频率高，造成成本较高的技术问题，提供了一种管汇装置及采用该管汇装置的管汇系统。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种管汇装置，包括若干依次连接的旋转节，每一个所述旋转节包括第一管件和第二管件，所述第一管件设置有装配孔，所述第二管件与所述装配孔嵌套配合，所述第二管件套设有压盖，所述压盖部分伸入所述装配孔内，与所述第一管件螺纹连接，所述第二管件外壁和所述装配孔之间设置密封填料和注脂润滑件，所述密封填料设置在所述注脂润滑件靠近所述装配孔底部的一侧，所述压盖抵接在所述注脂润滑件上。
7.本发明的一种管汇装置，由多个旋转节组合形成，每一个旋转节的第一管件和第二管件能够绕轴线相对转动，实现旋转功能，使能够根据实际情况较容易的调整管汇装置的结构，实现管汇装置的管线走向调整，同时，旋转节的旋转部位采用设置密封填料实现密封效果，配合注脂润滑件实现第一管件和第二管件的相对灵活转动，使每一个旋转节的旋转部分密封效果较好，能够在高压大排量的工况下使用寿命较长，减少更换频率，使该管汇
装置的整体成本降低。
8.作为本发明的优选方案，所述第二管件设置有凸台，所述凸台位于所述密封填料和所述注脂润滑件之间，所述压盖通过所述注脂润滑件抵接所述凸台，所述凸台设置有密封件。通过设置凸台阻拦在密封填料和注脂润滑件之间，增加高压流体泄漏路径上的阻拦面，使密封填料的密封效果更好，同时，避免注脂润滑件上的润滑剂沿第一管件和第二管件之间的缝隙泄漏至密封填料一侧，有利于延长旋转部位使用寿命，同时，通过设置密封件，辅助密封填料实现第一管件和第二管件之间缝隙的二次密封，进一步提高旋转部位的密封效果，提高管汇装置的承压能力。
9.作为本发明的优选方案，所述注脂润滑件包括套设在所述第二管件上的隔环，所述第一管件设置有注脂通道，所述注脂通道连通所述隔环表面。
10.作为本发明的优选方案，所述隔环排布设置有若干油道孔，所述油道孔贯穿所述隔环。油道孔用于连通隔环环周表面，使润滑剂能够通过油道孔对隔环环周表面进行充分润滑，保证第一管件和第二管件的顺畅转动。
11.作为本发明的优选方案，所述第一管件设置有至少一个观察孔，所述观察孔一端贯穿所述第一管件的管壁，所述观察孔在所述第一管件内表面的贯穿点位于所述密封填料和所述注脂润滑件之间。通过贯穿第一管件的观察孔能够直观的观察到密封调料和注脂润滑件之间的间隙中是否存在液体，进而判断密封填料是否失效，避免管汇装置带故障工作，保证管汇装置的长时间正常工作。
12.作为本发明的优选方案，所述压盖内壁和所述第二管件外壁之间设置有防尘件。通过防尘件阻拦外部粉尘等杂质进入压盖和第二管件之间的间隙，避免杂质影响旋转部位的正常使用，保证管汇装置的长时间正常使用，同时，防尘件能够阻拦润滑剂沿压盖和第二管件之间的间隙流出，使注脂润滑件的润滑效果长时间有效，进一步保证管汇装置的长时间正常工作。
13.作为本发明的优选方案，所述压盖和所述第一管件通过连接部件限位连接，所述连接部件与所述压盖和/或所述第一管件可拆卸的连接。通过设置连接部件，较容易的实现压盖和第一管件位置的相对固定，使压盖和第一管件之间的连接螺纹稳定的承受内部高压液体产生的轴向力，保证旋转节在承压作用后的结构稳定性。
14.作为本发明的优选方案，所述连接部件包括搭接设置在所述压盖和所述第一管件之间的防松块，所述防松块与所述压盖和/或所述第一管件嵌套配合，所述防松块与所述压盖和/或所述第一管件螺钉连接。通过采用搭接设置的防松块，限制压盖和第一管件在周向方向的转动，结构简单，实现较容易。
15.作为本发明的优选方案，所述连接部件包括设置在压盖端面上的螺栓，所述螺栓与第一管件端面螺纹连接。
16.作为本发明的优选方案，所述第一管件和第二管件为直管或弯管。可根据实际情况选择第一管件和第二管件的形状、长短，改变管汇装置进口和出口之间的距离、路线，使管汇装置能够适应于不同摆放关系下的高低压管汇撬和压裂设备之间的使用。
17.作为本发明的优选方案，所述第一管件和所述第二管件相互远离的一端设置由壬接头或法兰接头，所述由壬接头或法兰接头为管件一体成型件或管件组合件。各旋转节之间通过常规连接方式实现连接，连接结构简单，造价较低，且能够响应的减少管汇装置的整
体制造成本和使用成本。
18.一种管汇系统，包括至少一个压裂设备和至少一个高低压管汇撬，所述压裂设备和所述高低压管汇撬之间通过至少一个如上所述管汇装置连通。
19.本发明的一种管汇系统，通过采用由多个旋转节组合形成的管汇装置连接压裂设备和高低压管汇撬，使得压裂设备和高低压管汇撬存在摆放位置偏差时，也能够实现稳定连接，且能够通过调整旋转节的长度和端口的方位，扩大压裂设备和高低压管汇撬之间的摆放范围，提高该管汇系统的环境适应性。
20.一种管汇系统，包括至少一个压裂树和至少一个分流管汇橇，每一所述压裂树与所述分流管汇橇之间通过至少一个如上所述管汇装置连通。
21.本发明的一种管汇系统，通过采用由多个旋转节组合形成的管汇装置连接压裂树和分流管汇橇，使得压裂树和分流管汇橇存在摆放位置偏差时，也能够实现稳定连接，使得压裂树和分流管汇橇之间的相对设置位置的范围较宽，能够提高该管汇系统的环境适应性。
22.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的一种管汇装置的有益效果是：1、由多个旋转节组合形成，每一个旋转节均具有旋转功能，使能够根据实际情况较容易的调整管汇装置的结构，实现管汇装置的管线走向调整；2、旋转节的旋转部位采用设置密封填料实现密封效果，配合注脂润滑件实现第一管件和第二管件的灵活转动，使每一个旋转节的旋转部分密封效果较好，能够在高压大排量的工况下使用寿命较长，减少更换频率，使该管汇装置的整体成本降低。
23.本发明的一种管汇系统的有益效果是：1、通过采用由多个旋转节组合形成的管汇装置连接压裂设备和高低压管汇撬，使得压裂设备和高低压管汇撬存在摆放位置偏差时，也能够实现稳定连接；2、能够通过调整旋转节的长度和端口的方位，扩大压裂设备和高低压管汇撬之间的摆放范围，提高该管汇系统的环境适应性；3、通过采用由多个旋转节组合形成的管汇装置连接压裂树和分流管汇撬，使得压裂树和分流管汇橇存在摆放位置偏差时，也能够实现稳定连接；4、通过采用管汇装置连接压裂树和分流管汇橇，使得压裂树和分流管汇橇之间的相对设置位置的范围较宽，能够提高该管汇系统的环境适应性。
附图说明
24.图1是实施例1中所述旋转节的结构示意图一。
25.图2是图1中a处局部放大的结构示意图。
26.图3是实施例1中所述第二管件的结构示意图。
27.图4是实施例1中所述压盖的结构示意图。
28.图5是实施例1中所述旋转节的外形结构示意图。
29.图6是实施例1中所述旋转节的结构示意图二。
30.图7是实施例1中所述旋转节的结构示意图三。
31.图8是实施例1中所述旋转节的结构示意图四。
32.图9是实施例1中所述旋转节的结构示意图五。
33.图10是实施例1中所述旋转节的结构示意图六。
34.图11是实施例4中所述旋转节的结构示意图。
35.图12是实施例5中所述管汇装置的结构示意图一。
36.图13是实施例5中所述管汇装置的结构示意图二。
37.图14是实施例5中所述管汇系统的结构示意图一。
38.图15是实施例5中所述管汇系统的结构示意图二。
39.图16是实施例6中所述管汇系统的结构示意图。
40.附图标号：1
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第一管件，11
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装配孔，12
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注脂通道，13
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观察孔，14
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凹槽，2
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第二管件，21
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凸台，3
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压盖，31
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限位槽，32
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螺栓，4
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密封填料，5
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注脂润滑件，51
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隔环，52
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油道孔，6
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密封件，7
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防尘件，8
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防松块，91
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由壬接头，92
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法兰接头，10
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旋转节，20
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管汇装置，30
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压裂设备，40
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高低压管汇撬，50
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直管节段，60
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压裂树，70
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分流管汇撬。
具体实施方式
41.下面结合附图，对本发明作详细的说明。
42.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
43.实施例1如图1
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图13所示，一种管汇装置，包括若干依次连接的旋转节10，每一个所述旋转节10包括第一管件1和第二管件2，所述第一管件1设置有装配孔11，所述第二管件2与所述装配孔11嵌套配合，所述第二管件2上套设有压盖3，压盖3内壁与第二管件2外壁间隙配合，所述压盖3部分伸入所述装配孔11内，与所述第一管件1内壁上设置的内螺纹进行螺纹连接，所述第二管件2外壁和所述装配孔11之间设置密封填料4和注脂润滑件5，所述密封填料4设置在所述注脂润滑件5靠近所述装配孔11底部的一侧，所述压盖3端部抵接在所述注脂润滑件5上。
44.本实施例的一种管汇装置，由多个旋转节10组合形成，每一个旋转节10的第一管件1和第二管件2能够绕旋转对接部位的轴线相对转动，实现旋转功能，每一个旋转节10均由第一管件1、第二管件2、压盖3、密封填料4和注脂润滑件5装配而成；第一管件1和第二管件2可根据实际情况选择为直管或弯管，使成型的旋转节10的入口和出口在同一轴线上或具有一定的夹角，多个旋转节10组合，进而使成型的管汇装置20的入口和出口与实际使用环境相适应；第一管件1和第二管件2相互远离的一端设置为常规的一体成型由壬接头91或法兰接头92，也可以设置为常规的组合式的由壬接头91或法兰接头92，通过对应的由壬接头91或法兰接头92连接，实现多个旋转节10的连接，组成管汇装置20；可根据实际情况，选择不同长度的直管或弯管作为第一管件1或第二管件2，改变旋转节10的形状和尺寸，成型不同线型走向的管汇装置20，使管汇装置20与具体的使用环境相适应，在使用现场形成规律的管线走向；进一步的，可根据实际情况，在相邻旋转节10之间设置普通的直管节段50，用于延长两旋转节10之前的距离，进一步的使管汇装置20与现场使用环境适应，经检测，该结构管汇装置20能够完全满足在高压或超高压大排量的工况下使用寿命较长、更换频率减少、整体成本降低的效果，例如能够完全满足在140mpa高压下的正常使用。
45.使用时，通过绕旋转部位的轴线方向相对转动第一管件1和第二管件2，能够实现旋转节10的旋转，当第一管件1或第二管件2采用弯管结构时，单个旋转节10的转动能够相应的改变该旋转节10的入口和出口的方向，进而改变管汇装置20的入口和出口的方向，使管汇装置20与实际使用环境更适应。
46.具体的，如图1、图5、图9所示，本实施例中，旋转节10的第一管件1为入口和出口具有90
°
夹角的弯管2，如图8所示，第一管件1为入口和出口具有非90
°
夹角的弯管，如图6、图7、图10所示，第一管件1为直管，第二管件2与第一管件1结构类似在此不再赘述；如图1、图5、图6、图7、图8所示，第一管件1和第二管件2相互远离的一端设置为一体成型的由壬接头91，如图9、图10所示，第一管件1和第二管件2相互远离的一端设置为一体成型的法兰接头92，如图1、图6、图8所示，旋转节10一端设置为包括螺旋卡簧、卡瓦、翼型螺母的由壬接头91，另一端设置为外螺纹的由壬接头91，如图7所示，旋转节10也可以是两端均设置为包括螺旋卡簧、卡瓦、翼型螺母的由壬接头91，各旋转节10根据实际连接方式进行选择，能够实现相邻旋转节10的适配组合，形成管汇装置20。
47.具体的，如图12所示，本实施例中采用在旋转节10之间增加普通的直管节段50，延长单个管汇装置20的长度，进一步扩大管汇装置20的适应范围。
48.具体的，本实施例中装配孔11为台阶孔，第二管件2的外表面设置用于限制密封填料4移动的台阶面，与设置在第一管件1内表面的台阶面组合形成与密封填料4形状适配的安装腔室，使通过安装腔室对密封填料4进行扶正，注脂润滑件5与密封填料4设置在不同的台阶面上，第二管件2外壁环绕设置凸台21，凸台21与设置密封填料4的台阶面间隔设置，并位于密封填料4和注脂润滑件5之间，凸台21抵接在设置注脂润滑件5的装配孔11台阶面上，压盖3通过注脂润滑件5抵接凸台21，使密封填料4作为第一管件1和第二管件2配合面之间的主要密封部件，在凸台21外端表面上设置环绕的密封圈作为密封件6，配合密封填料4形成二次密封，并配合注脂润滑件5对旋转部位进行润滑，使第一管件1和第二管件2之间相对转动顺畅，提高旋转部位的密封效果，提高管汇装置20的承压能力。
49.具体的，本实施例中注脂润滑件5包括套设在第二管件2上的隔环51，隔环51环向上排列设置多个径向油道孔52，第一管件1设置径向注脂通道12，并设置注油嘴与注脂通道12连接，注脂通道12连通至隔环51表面，使注入的润滑剂不仅能够润滑隔环51的外侧表面，还能润滑隔环51的内侧表面，对第二管件2的表面进行润滑，润滑效果较好，使第一管件1和第二管件2转动更顺畅。
50.具体的，本实施例中压盖3包括外径尺寸不同的两连接段，其中一段设置为外螺纹，能够伸入第一管件1和第二管件2之间，并抵接在隔环51上，另一段设置为外径尺寸大于装配孔11，能够抵接的第一管件1的端面上，在压盖3与第二管件2外壁贴合的表面上嵌套设置密封圈作为防尘件7，不仅阻拦外部灰尘等杂质进入密封填料4所在的间隙，也能够阻拦润滑剂从间隙中流出，进一步延长该旋转节10的使用寿命，延长旋转节10组成的管汇装置20的使用寿命。
51.实施例2如图1
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图13所示，本实施例的一种管汇装置，结构与实施例1相同，区别在于：在实施例1的基础上，所述第一管件1设置有至少一个观察孔13，所述观察孔13贯穿所述第一管件1的管壁，所述观察孔13在所述第一管件1内表面的贯穿点位于所述密封填料4和所述注
脂润滑件5之间。
52.本实施例的一种管汇装置，在每一个旋转节10的第一管件1的中位线以下的位置设置观察孔13，当密封填料4出现泄漏时，泄漏的液体进入密封填料4和注脂润滑件5之间的装配间隙中，受重力和管件内压力影响，会从观察孔13中输出，使得从旋转节10外也能够直观的对旋转节10的密封效果进行检查，进而保证管汇装置20的长时间正常使用，避免管汇装置20带故障工作造成的安全隐患。
53.实施例3如图1
‑
图13所示，本实施例的一种管汇装置，结构与实施例2相同，区别在于：在实施例2的基础上，所述压盖3和所述第一管件1之间搭接设置防松块8，所述防松块8与所述压盖3和/或所述第一管件1嵌套配合，所述防松块8与所述压盖3和/或所述第一管件1螺钉连接。
54.本实施例的一种管汇装置，通过防松块8实现压盖3和第一管件1位置的相对固定，使压盖3和第一管件1之间的连接螺纹稳定的承受内部高压液体产生的轴向力，保证旋转节在承压作用后的结构稳定性。
55.具体的，本实施例中，当第一管件1的端口外圆尺寸大于压盖3位于第一管件1外的端口外圆尺寸时，在第一管件1外侧表面设置与防松块8适配的凹槽14，防松块8部分嵌入在所述凹槽14中，防松块8延伸至第一管件1外的部分搭接在压盖3上，通过螺钉与压盖3螺钉连接，或，同时在压盖3外侧表面设置与防松块8适配的限位槽31，限位槽31与凹槽14适配连通，在限位槽31和/或凹槽14中设置螺钉孔，使防松块8通过螺钉固定。
56.具体的，本实施例中，当第一管件1的端口外圆尺寸小于压盖3位于第一管件1外的端口外圆尺寸时，在压盖3外侧表面设置与防松块8适配的限位槽31，防松块8部分嵌入在所述限位槽31中，防松块8延伸至压盖3外的部分搭接在第一管件1上，通过螺钉与第一管件1螺钉连接，或，同时在第一管件1外侧表面设置与防松块8适配的凹槽14，限位槽31与凹槽14适配连通，在限位槽31和/或凹槽14中设置螺钉孔，使防松块8通过螺钉固定。
57.具体的，本实施例中，当第一管件1的端口外圆尺寸等于压盖3位于第一管件1外的端口外圆尺寸时，在压盖3外侧表面设置与防松块8适配的限位槽31，在第一管件1外侧表面设置与防松块8适配的凹槽14，限位槽31与凹槽14适配连通，在限位槽31和/或凹槽14中设置螺钉孔，使防松块8通过螺钉固定。
58.具体的，本实施例中防松块8为金属块结构件。
59.具体的，本实施例中防松块8为多个，多个防松块8环绕压盖3轴向排布。
60.具体的，本实施例中限位槽31的数量为多个，凹槽14的数量与限位槽31的数量适配。
61.实施例4如图11所示，本实施例的一种管汇装置，结构与实施例2相同，区别在于：在实施例2的基础上，所述压盖3和所述第一管件1通过连接部件限位连接，所述连接部件包括设置在压盖3端面上的螺栓32，所述螺栓32贯穿压盖3后与第一管件1螺纹连接。
62.本实施例的一种管汇装置，采用端面螺栓32连接的结构对压盖3和第一管件1进行连接固定，保证管汇装置使用过程中，旋转节在承压状态下的结构稳定性。
63.实施例5
如图1
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图15所示，一种管汇系统，包括至少一个压裂设备30和至少一个高低压管汇撬40，所述压裂设备30和所述高低压管汇撬40之间通过若干如上所述管汇装置20连通。
64.本实施例的一种管汇系统，压裂设备30优选为压裂泵，将管汇装置20应用于压裂泵和高低压管汇撬40之间的连通，每一压裂泵分别通过一管汇装置20与高低压管汇撬40进行连通，通过调整管汇装置20的长度、入口和出口之间的夹角，实现管汇装置20、压裂泵和高低压管汇撬40之间放置位置的适应，而不需要通过调整压裂泵或高低压管汇撬40的设置位置来适应管汇装置20，且管汇装置20的调整较方便，旋转部位的密封结构稳定性较好，使用寿命较长，使该管汇系统的使用成本降低。
65.具体的，如图13所示，本实施例中采用六个旋转节10组合形成具有至少五次转向的管汇装置20，六个旋转节10选择为分别具有不同的端部接头，可根据实际情况，通过选择组成旋转节10的管件的形状和长短，调整每一个旋转节10的结构和长短，实现管汇装置20的结构调整，实现对管汇装置20的入口和出口的方向调整。
66.具体的，如图14所示，本实施例中采用上述的由六个旋转节10组成的管汇装置20连接单台压裂泵和高低压管汇撬40，组成管汇系统，管汇装置20能够满足在空间六方位上的全自由度调整，能够满足现有的在空间位置关系上摆放的具有位置偏差的压裂设备30和高低压管汇撬40之间的稳定连接。
67.具体的，如图15所示，本实施例中采用上述的由六个旋转节10组成的管汇装置20将多台压裂泵分别与高低压管汇撬40进行连通，组成管汇系统。
68.具体的，可以多台压裂泵对应多个高低压管汇撬40，也可以多台压裂泵对应一个高低压管汇撬40，压裂泵和高低压管汇撬40的数量可根据实际情况进行调整。
69.实施例6如图16所示，一种管汇系统，包括两个压裂树60和一个双工位分流管汇橇70，每一所述压裂树60与所述分流管汇橇70之间通过至少一个如上所述管汇装置20连通。
70.本实施例的一种管汇系统，将管汇装置20应用于井口压裂树60与分流管汇橇70之间的连接，每一个压裂树60上的多个接口分别设置管汇装置20与分流管汇橇70进行连通，使得分流管汇橇70与压裂树60之间的相对设置位置更灵活，能够在不移动分流管汇橇70和压裂树60的基础上实现压裂树60和分流管汇橇70的稳定连接，减少该管汇系统的建设成本和使用成本。
71.具体的，如图16所示，本实施例中压裂树60的每一个接口分别与分流管汇橇70之间采用由至少六个旋转节10组合形成的管汇装置20连通，组成该管汇装置20的各旋转节根据实际情况选择接头连接形式，各旋转节10之间根据实际情况采用设置拼接式直管、弯管或整体式直管进行长度调整，实现管汇装置20的整体结构调整，使管汇装置20的入口和出口位置适宜，能够与压裂树60和分流管汇橇70进行稳定的连接。
72.具体的，可以多个压裂树60对应多个分流管汇橇70，也可以多个压裂树60对应一个分流管汇橇70，压裂树60和分流管汇橇70的数量可根据实际情况进行调整。
73.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。