一种万向连接管节及其管汇装置的制作方法

1.本实用新型涉及石油及天然气钻探设备技术领域，特别涉及一种万向连接管节及其管汇装置。


背景技术：

2.在石油、天然气和其它地下资源开采领域，为了促进石油、天然气和其它地下资源的开采，经常需要采用钻采系统来提取该资源，钻采系统包括多个钻采井，钻采井井口设置采气树，通过压裂泵将压裂流体经压裂管线输送至压裂管汇，通过压裂管汇将压裂流体经压裂管线输送至一个或多个井口的采气树。
3.目前，国内压裂现场地面部分的压裂管线一般采用高压由壬管线，该高压由壬管线由多由壬、多弯头，采用由壬螺纹连接、法兰刚性连接的结构形式组成，主要存在如下几点技术问题：
4.1、安装时需要采用锤击敲打，故螺纹处易出现损伤、断裂的情况，安全性能较差；
5.2、由于每口井之间、井口和压裂管汇之间、压裂泵和压裂管汇之间的实际距离和待连接面的安装方位的差异，导致无法准确预先定好压裂管线的长度和压裂管线两端连接面的安装方位，使压裂管线无法统一制备，需要进行现场调整；
6.3、采用刚性连接，当有距离或方位需要调整时，一般通过增加角通、直管，对管线进行至少两次90
°
转向，过程比较复杂，费时费力，降低工作效率，且流体的多次转向，给设备安装和流体顺利输送带来极大的不便。
7.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：

8.本实用新型的目的在于：针对现有压裂管线不能适应于具有空间方位角度差的待连接面的快捷连接的技术问题，提供了一种万向连接管节及其管汇装置。
9.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
10.一种万向连接管节，包括至少一个管体节段，所述管体节段两端面所在平面能够构成夹角n，n＜90
°
。
11.本实用新型的一种万向连接管节，通过将管体节段两端面设置为相对的斜面，使得沿一侧端面整体转动管体节段时，能够相应改变另一端面的方位角度，使另一端面能够与待连接部件的待连接面相适应，方位调整结构简单，能够较容易的实现对存在方位角度偏差的待连接面的连接。
12.作为本实用新型的优选方案，所述管体节段包括管体和设置在所述管体两端的法兰盘。采用法兰盘与待连接面进行法兰螺栓螺母连接，加工方便，减少管体节段的制备成本，且不会影响管体节段的通径，使管体节段能够满足大通径大流量压裂管线的应用工况。
13.作为本实用新型的优选方案，至少一个所述法兰盘与所述管体之间设置旋转密封件。使法兰盘能够绕自身轴线转动，实现对法兰盘上连接孔洞的位置调整，使法兰盘能够与
待连接面适配连接。
14.作为本实用新型的优选方案，所述旋转密封件包括补芯和钢球，所述补芯与所述管体可拆卸的连接，所述钢球设置在所述补芯承力端面的后侧，若干所述钢球环绕所述管体设置。所述钢球用于辅助法兰盘和所述管体的相对旋转，所述补芯用于阻拦外界环境杂质影响钢球的顺利转动，同时，法兰盘受力后，通过补芯将力量传递到管体上，使对接连接的两个法兰盘的密封部位保持稳定，密封效果较好。
15.作为本实用新型的优选方案，所述管体外壁设置有与所述补芯适配的槽口，所述补芯设置有折弯段，所述折弯段伸入所述槽口内。进一步提高补芯的密封、防尘效果，且补芯结构不受法兰盘与管体结构影响，折弯段伸入槽口后，法兰盘能够从管体端面套入，便于安装。
16.作为本实用新型的优选方案，所述补芯通过螺钉与所述管体固定连接；所述法兰盘和所述管体的对应位置设置有与所述钢球适配的安装槽；所述法兰盘上设置有用于安装钢球的安装孔，所述安装孔与所述安装槽连通，所述安装孔内配设有堵头。通过将钢球设置在安装槽内，使所述钢球装配完成后，不仅能够起到辅助法兰盘和管体相对灵活旋转的功能，还能起到限制法兰盘沿管体轴线移动的功能，使法兰盘和管体的相对位置固定。
17.作为本实用新型的优选方案，当所述管体节段为两个或两个以上时，所有所述管体节段通过法兰盘依次对接连接，形成分合面。采用多个管体节段对接，使该万向连接管节两端面的方位角度的调整范围增加，能够通过相对转动相邻两管体节段，实现对待连接面的方位朝向调整，与待连接面之间的实际位置偏差相适应。
18.作为本实用新型的优选方案，所述分合面上嵌入设置密封环。
19.作为本实用新型的优选方案，所述分合面对应的两个所述法兰盘上分别加工有与所述密封环适配的密封槽。
20.作为本实用新型的优选方案，所述管体外壁设置第一工具孔，所述法兰盘上设置第二工具孔，所述管体外壁环向设置凸棱，至少一个所述第一工具孔设置在所述凸棱上。使得能够通过杆体工具相对转动法兰盘和管体，方便对该万向连接管节两端面的方位角度的调整。
21.作为本实用新型的优选方案，所述管体为直管或弯管。使得能够根据实际情况，适应性的使该万向连接管节与待连接面的实际位置关系相适应，减少需要进行管体节段转动调整的次数，降低万向连接管节两端面方位角度调整的复杂程度。
22.管汇装置，包括至少一个如上所述的万向连接管节。
23.本实用新型的管汇装置，通过采用上述的万向连接管节，减少待连接面之间的部件数量，能够自适应调整两端面的方位角度，方便进行方位角的现场自适应调整。
24.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
25.1、本实用新型的一种万向连接管节，通过将管体节段两端面设置为斜面，使得沿一侧端面转动管体节段时，能够相应改变另一端面的方位角度，使另一端面能够与待连接部件的待连接面相适应，方位调整结构简单，能够较容易的实现对存在方位角度偏差的待连接面的连接；
26.2、本实用新型的一种万向连接管节，采用多个管体节段对接，使该万向连接管节两端面的方位角度的调整范围增加，能够与待连接面之间的实际位置偏差相适应；
27.3、本实用新型的一种万向连接管节，将至少一个所述法兰盘与所述管体之间设置旋转密封件，使法兰盘能够绕自身轴线转动，实现对法兰盘上连接孔洞的位置调整，使法兰盘能够与待连接面适配连接；
28.4、本实用新型的管汇装置，通过采用上述的万向连接管节，减少待连接面之间的部件数量，能够自适应调整两端面的方位角度，方便进行方位角的现场自适应调整。
附图说明
29.图1是实施例2的一种万向连接管节的结构示意图。
30.图2是图1中a-a剖面的结构示意图。
31.图3是实施例3的一种万向连接管节的结构示意图。
32.图4是图3中b-b剖面的结构示意图。
33.图5是图4中c处局部放大的结构示意图。
34.图6是实施例4的管汇装置的结构示意图。
35.图7是实施例4的管汇装置的应用场景图一。
36.图8是实施例4的管汇装置的应用场景图二。
37.附图标号：1-管体节段，11-管体，111-槽口，112-凸棱，12-法兰盘，121-安装槽，122-安装孔，123-堵头，2-旋转密封件，21-补芯，211-折弯段，22-钢球，3-分合面，4-密封环，5-第一工具孔，6-第二工具孔，7-直管管节，8-角通管节，9-万向连接管节，10-管汇装置，20-压裂树，30-分流管汇撬，40-压裂设备，50-主管道高低压管汇撬。
具体实施方式
38.下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
39.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
40.实施例1
41.如图1-图2所示，一种万向连接管节，包括一个管体节段1，所述管体节段1包括管体11和设置在所述管体11两端的法兰盘12，所述管体节段1两端面所在平面能够构成夹角n，n＜90
°
。
42.本实施例的一种万向连接管节，设置在管体11两端的法兰盘12的端面所在平面形成夹角n，使管体节段1一端端面为相对另一端端面的斜面，当沿管体节段1的一端端面整体转动管体节段1时，能够相应改变另一端端面的朝向，实现对该万向连接管节两端面方位角度的调整，使该万向连接管节能够根据待连接面之间的方位角度偏差进行转动调整，结构简单，调整方便，能够有效减少待连接面之间的部件数量。
43.具体的，将该万向连接管节应用到井口位置误差和井场设备之间的压裂管线上，能够有效解决由于设备安装误差而导致的两待连接面之间的顺畅连接，安装调整方便，为超高压大口径压裂管线的快捷连接提供了结构支持。
44.优选的，所述管体11为直管或弯管。
45.具体的，本实施例中优选管体11为直管，管体11两端端面与法兰盘12端面共面，通
过在管体11外壁成型设置的凸台实现法兰盘12的倾斜设置。
46.具体的，本实施例中优选管体11一端为相对管体11轴线垂直的平面，另一端为相对管体11轴线呈小于90
°
的夹角的斜面，使得能够通过采用单一管体节段1，将管体1两端不同法兰盘与待连接面进行连接，实现对具有不同方位角度的待连接面的适配连接。
47.具体的，可根据实际情况，将管体11两端端面均设置为相对管体11轴线的斜面，和/或，采用轴线具有一定弧度的弯管作为管体11，进一步扩大该万向连接管节的适应范围。
48.实施例2
49.如图1-图5所示，本实施例的一种万向连接管节，结构与实施例1相同，区别在于：至少一个所述法兰盘12与所述管体11之间设置旋转密封件2，所述旋转密封件2包括补芯21和钢球22，所述补芯21与所述管体11可拆卸的连接，所述钢球22设置在所述补芯21承力端面的后侧，所述补芯的承力端面为补芯靠近管体端面的一侧，若干所述钢球环22绕所述管体11设置。
50.本实施例的一种万向连接管节，采用法兰盘12与管体11组合的结构形成管体节段1，使法兰盘12能够绕自身轴线转动，实现对法兰盘12上连接孔洞的位置调整，使法兰盘12能够通过自身的转动实现与待连接面的适配连接。
51.具体的，本实施例优选管体11两端法兰盘12均与管体11之间设置旋转密封件2，使管体节段1的两法兰盘12均能够根据实际情况进行连接孔洞的调整，能够与待连接面进行顺利的螺栓螺母连接。
52.具体的，补芯21与管体11通过径向设置的螺钉连接，补芯21为环形结构件。
53.优选的，所述管体11外壁设置有与所述补芯21适配的槽口111，所述补芯21设置有折弯段211，所述折弯段211伸入所述槽口111内。进一步提高补芯21的密封、防尘效果。
54.优选的，补芯21也可以为多个分体结构件组合形成，安装过程中，补芯21的折弯段211伸入槽口111中，法兰盘12从管体11端面套入，安装较方便。
55.优选的，所述法兰盘12和所述管体1的对应位置设置有与所述钢球22适配的安装槽121。
56.具体的，法兰盘12在对应钢球22安装的位置设置第一凹槽，管体1在对应钢球22安装的位置设置第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽扣合后，形成与钢球22适配的安装槽121。
57.具体的，第一凹槽为与法兰盘12同轴线设置的环形槽，第二凹槽为与钢球22外形适配的半球槽，或，第一凹槽为与钢球22外形适配的半球槽，第二凹槽为与管体1同轴线设置的环形槽，或，第一凹槽和第二凹槽均为环形槽，使得形成与钢球22适配的安装槽121作为滚道。
58.优选的，所述法兰盘12上设置有用于安装钢球22的安装孔122，所述安装孔122与所述安装槽121连通，所述安装孔122内配设有堵头123，所述钢球22能够从法兰盘12的安装孔122装入法兰盘12和管体11之间，并通过堵头123和卡簧等限位件进行安装孔122的封堵，使安装孔122封堵后，钢球22位置固定，法兰盘12与管体11之间的相对位置固定。
59.优选的，所述管体11外壁设置第一工具孔5，所述法兰盘12上设置第二工具孔6，所述管体11外壁环向设置凸棱112，至少一个所述第一工具孔5设置在所述凸棱112上。使得能够通过将杆体工具相对转动法兰盘12和管体11，方便对该万向连接管节两端面的方位角度
的调整。
60.实施例3
61.如图3-图5所示，本实施例的一种万向连接管节，包括两个如实施例2所述管体节段1，所有所述管体节段1通过法兰盘12依次对接连接，形成分合面3，所述分合面3上嵌入设置密封环4，密封环4为金属密封环。
62.本实施例的一种万向连接管节，分合面3对应的两个所述法兰盘12的对接面上分别加工有与密封环4适配的密封槽，采用多个管体节段1对接，使该万向连接管节两端面的方位角度的调整范围增加，能够与待连接面之间的实际位置偏差相适应。
63.具体的，本实施例优选对接连接的两个管体节段1上的法兰盘12的连接孔洞为通孔或适配的盲孔。
64.实施例4
65.如图6所示，管汇装置，包括至少一个如上所述的万向连接管节9。
66.本实施例的管汇装置，通过采用实施例1、实施例2或实施例3的万向连接管节9，能够自适应调整两端面的方位角度，方便进行待连接面方位角的现场自适应调整。
67.具体的，本实施例优选管汇装置10还包括直管管节7和角通管节8，使得通过直管管节7延长管汇装置的整体长度，通过角通管节8改变管汇装置10的流道方向，使能够通过较少的万向连接管节9的情况下实现待连接面之间的快捷连接，减少管汇装置10的制备成本。
68.如图7所示，管汇装置10应用于压裂树20和分流管汇撬30之间。
69.如图8所示，管汇装置10不仅应用于压裂树20和分流管汇撬30之间，管汇装置10还可以应用于压裂设备40和主管道高低压管汇撬50之间，也可应用于相邻分流管汇撬30之间，还可应用在分流管汇撬30和高低压管汇撬50之间。
70.具体的，本实施例的管汇装置10能够适应于石油钻井行业涉及压裂液输送、分流、汇流、泥浆输送等与复杂流体管道输送相关的场景中，特别能够适应于具有空间方位角偏差的两待连接面之间的快捷、稳定连接，且能够通过管汇装置10的连接部位之间的配合，减少应用该管汇装置10的管道系统的振动，提高复杂流体高压输送的稳定性。
71.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。