本申請(qǐng)涉及軟管和軟管連接的,尤其涉及一種整體硫化式酸化壓裂軟管接頭總成及其制備方法。
背景技術(shù):
1、在油氣開(kāi)采領(lǐng)域的壓裂作業(yè)中,壓裂軟管作為連接壓裂車(chē)、分流撬及井口的關(guān)鍵流體傳輸部件,需承受極高的工作壓力,通常要求達(dá)到15000psi或20000psi。
2、由于壓裂泵作業(yè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生高頻振動(dòng),軟管與壓裂車(chē)連接端的接頭也會(huì)隨之發(fā)生持續(xù)振動(dòng);目前,行業(yè)中普遍采用整體硫化式接頭連接方式,即通過(guò)螺釘將排布于接頭齒槽內(nèi)的鋼絲繩壓緊固定以實(shí)現(xiàn)軟管與接頭的連接。
3、然而,現(xiàn)有的連接結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中存在顯著缺陷,如長(zhǎng)期振動(dòng)載荷下,固定螺釘易發(fā)生松動(dòng),導(dǎo)致鋼絲繩對(duì)管體的錨固力下降,進(jìn)而引發(fā)接頭與管體的拔脫風(fēng)險(xiǎn),嚴(yán)重制約了壓裂作業(yè)的可靠性與效率。因此,如何在高壓、振動(dòng)工況下,保持接頭連接穩(wěn)定性是目前亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N整體硫化式酸化壓裂軟管接頭總成及其制備方法,能提高軟管接頭的連接穩(wěn)定性。
2、第一方面,本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N整體硫化式酸化壓裂軟管接頭總成,包括:接頭和軟管;其中,所述接頭包括外連接頭、外保護(hù)套、鋼絲繩固定臺(tái)和鋼絲繩固定壓塊,所述軟管包括鋼絲繩纏繞層;其中,所述鋼絲繩纏繞層中的鋼絲繩固定在所述鋼絲繩固定臺(tái)上,所述鋼絲繩固定壓塊設(shè)置在所述鋼絲繩固定臺(tái)的上方,且所述鋼絲繩固定壓塊與所述鋼絲繩固定臺(tái)固定連接,所述鋼絲繩固定壓塊與所述鋼絲繩固定臺(tái)之間的接觸面為互補(bǔ)的異形接觸面;所述外連接頭與所述鋼絲繩固定臺(tái)的前端螺紋連接,所述外保護(hù)套設(shè)置在所述外連接頭和所述鋼絲繩固定壓塊的上方,所述外保護(hù)套與所述外連接頭螺紋連接,所述外保護(hù)套與所述鋼絲繩固定壓塊的接觸面為同斜率斜面。
3、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述軟管還包括耐磨層、內(nèi)膠層、內(nèi)織物層、外織物層及外膠層;其中,所述耐磨層、所述內(nèi)膠層、所述內(nèi)織物層、所述鋼絲繩纏繞層、所述外織物層及所述外膠層由內(nèi)至外依次設(shè)置在所述軟管上。
4、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述接頭還包括:后尾保護(hù)套;其中,所述后尾保護(hù)套設(shè)置在所述外保護(hù)套下方,所述后尾保護(hù)套與所述外保護(hù)套的尾端螺紋連接;所述后尾保護(hù)套設(shè)置在所述外織物層上方。
5、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述外連接頭設(shè)置有第一螺紋和第二螺紋,所述鋼絲繩固定臺(tái)設(shè)置有第三螺紋,所述外保護(hù)套設(shè)置有第四螺紋和第五螺紋,所述后尾保護(hù)套設(shè)置有第六螺紋;其中,所述外連接頭的所述第一螺紋與所述鋼絲繩固定臺(tái)的所述第三螺紋相連接,所述外連接頭的所述第二螺紋與所述外保護(hù)套的所述第四螺紋相連接,所述外保護(hù)套的所述第五螺紋與所述后尾保護(hù)套的第六螺紋相連接。
6、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述異形接觸面包括波浪形面,其中,所述波浪形面的波峰與波谷之間的波幅差為4mm~8mm,所述波峰的波峰間距為40mm~60mm。
7、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述外連接頭設(shè)置有注膠孔和接頭內(nèi)腔,其中,所述注膠孔的第一端與外部相連通,所述注膠孔的第二端與所述接頭內(nèi)腔相連通。
8、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述鋼絲繩固定臺(tái)設(shè)置有鋼絲繩固定槽和鋼絲繩固定螺栓;其中,所述鋼絲繩固定槽按預(yù)設(shè)間距均勻設(shè)置在所述鋼絲繩固定臺(tái)的外圓周表面,且所述鋼絲繩固定槽與所述鋼絲繩固定槽之間的間距形成第一凹槽,所述鋼絲繩固定在所述第一凹槽的底部;所述鋼絲繩固定壓塊固定在所述鋼絲繩上方,且所述鋼絲繩設(shè)置有鋼絲繩固定螺栓孔,所述鋼絲繩固定螺栓穿過(guò)所述鋼絲繩固定螺栓孔與所述鋼絲繩相接觸。
9、第二方面,本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N如上述任一項(xiàng)所述的整體硫化式酸化壓裂軟管接頭總成的制備方法,包括:將后尾保護(hù)套和外保護(hù)套依次套裝到軟管上,其中,所述軟管為完成外織物層纏繞的軟管;對(duì)所述軟管進(jìn)行剝離處理,以將鋼絲繩固定臺(tái)安裝在裸露的內(nèi)織物層上,并將被逐層剝離的鋼絲繩纏繞層依次固定在所述鋼絲繩固定臺(tái)的鋼絲繩定位槽中;采用鋼絲繩固定螺栓將鋼絲繩固定壓塊固定安裝在所述鋼絲繩固定臺(tái)上;將外連接頭套裝到所述軟管上,并與所述鋼絲繩固定臺(tái)和所述外保護(hù)套螺紋連接,以使所述鋼絲繩固定壓塊的壓塊斜面和所述外保護(hù)套的內(nèi)斜面緊密壓合;將所述后尾保護(hù)套和所述外保護(hù)套螺紋連接,通過(guò)所述外連接頭中的注膠孔對(duì)所述接頭進(jìn)行注膠處理,以完成所述軟管與接頭的連接;對(duì)完成接頭連接的所述軟管進(jìn)行外膠層纏繞處理,并在纏繞完成后,對(duì)得到的軟管接頭總成進(jìn)行整體硫化處理,得到整體硫化式酸化壓裂軟管接頭總成。
10、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,通過(guò)所述外連接頭中的注膠孔對(duì)所述接頭進(jìn)行注膠處理,具體包括:所述外連接頭上設(shè)置有接頭內(nèi)腔,通過(guò)所述外連接頭中的注膠孔向所述接頭內(nèi)腔注入熱固性粘合膠。
11、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,對(duì)完成接頭連接的所述軟管進(jìn)行外膠層纏繞處理時(shí),還包括:對(duì)與所述軟管進(jìn)行連接的所述接頭的進(jìn)行外膠層纏繞處理。
12、本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種整體硫化式酸化壓裂軟管接頭總成及其制備方法,與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
13、該整體硫化式酸化壓裂軟管接頭總成包括:接頭和軟管;其中,所述接頭包括外連接頭、外保護(hù)套、鋼絲繩固定臺(tái)和鋼絲繩固定壓塊,所述軟管包括鋼絲繩纏繞層;其中,所述鋼絲繩纏繞層中的鋼絲繩固定在所述鋼絲繩固定臺(tái)上,所述鋼絲繩固定壓塊設(shè)置在所述鋼絲繩固定臺(tái)的上方,且所述鋼絲繩固定壓塊與所述鋼絲繩固定臺(tái)固定連接,所述鋼絲繩固定壓塊與所述鋼絲繩固定臺(tái)之間的接觸面為互補(bǔ)的異形接觸面;所述外連接頭與所述鋼絲繩固定臺(tái)的前端螺紋連接,所述外保護(hù)套設(shè)置在所述外連接頭和所述鋼絲繩固定壓塊的上方,所述外保護(hù)套與所述外連接頭螺紋連接,所述外保護(hù)套與所述鋼絲繩固定壓塊的接觸面為同斜率斜面;與現(xiàn)有技術(shù)相比,本申請(qǐng)的技術(shù)方案通過(guò)將鋼絲繩固定壓塊與鋼絲繩固定臺(tái)的接觸面設(shè)計(jì)為互補(bǔ)的異形接觸面,并結(jié)合外保護(hù)套與壓塊的同斜率斜面配合,利用承壓時(shí)斜面自鎖效應(yīng)增大對(duì)鋼絲繩的壓緊力;同時(shí),外保護(hù)套與外連接頭通過(guò)螺紋連接形成整體受力結(jié)構(gòu),進(jìn)一步抑制振動(dòng)引起的松動(dòng),與現(xiàn)有螺釘固定方式相比,該設(shè)計(jì)顯著提升了鋼絲繩的摩擦系數(shù)和壓緊面積,在高壓工況下可自適應(yīng)增強(qiáng)壓緊力,有效降低接頭拔脫風(fēng)險(xiǎn);從而大幅提高了軟管接頭在高頻振動(dòng)、高壓酸化壓裂環(huán)境中的可靠性和使用壽命。
1.一種整體硫化式酸化壓裂軟管接頭總成,其特征在于,包括:接頭和軟管;
2.如上述權(quán)利要求1所述的整體硫化式酸化壓裂軟管接頭總成,其特征在于,所述軟管還包括耐磨層、內(nèi)膠層、內(nèi)織物層、外織物層及外膠層;
3.如上述權(quán)利要求2所述的整體硫化式酸化壓裂軟管接頭總成,其特征在于,所述接頭還包括:后尾保護(hù)套;
4.如上述權(quán)利要求3所述的整體硫化式酸化壓裂軟管接頭總成,其特征在于,所述外連接頭設(shè)置有第一螺紋和第二螺紋,所述鋼絲繩固定臺(tái)設(shè)置有第三螺紋,所述外保護(hù)套設(shè)置有第四螺紋和第五螺紋,所述后尾保護(hù)套設(shè)置有第六螺紋;
5.如上述權(quán)利要求1所述的整體硫化式酸化壓裂軟管接頭總成,其特征在于,所述異形接觸面包括波浪形面,其中,所述波浪形面的波峰與波谷之間的波幅差為4mm~8mm,所述波峰的波峰間距為40mm~60mm。
6.如上述權(quán)利要求1所述的整體硫化式酸化壓裂軟管接頭總成,其特征在于,所述外連接頭設(shè)置有注膠孔和接頭內(nèi)腔,其中,所述注膠孔的第一端與外部相連通,所述注膠孔的第二端與所述接頭內(nèi)腔相連通。
7.如上述權(quán)利要求1所述的整體硫化式酸化壓裂軟管接頭總成,其特征在于,所述鋼絲繩固定臺(tái)設(shè)置有鋼絲繩固定槽和鋼絲繩固定螺栓;
8.一種如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的整體硫化式酸化壓裂軟管接頭總成的制備方法,其特征在于,包括:
9.如上述權(quán)利要求8所述的整體硫化式酸化壓裂軟管接頭總成的制備方法,其特征在于,通過(guò)所述外連接頭中的注膠孔對(duì)所述接頭進(jìn)行注膠處理,具體包括:
10.如上述權(quán)利要求8所述的整體硫化式酸化壓裂軟管接頭總成的制備方法,其特征在于,對(duì)完成接頭連接的所述軟管進(jìn)行外膠層纏繞處理時(shí),還包括: