高压泥浆管汇的主要功用是联接泥浆泵出口至水龙头入口。它可满足单泵、双泵工作,以及放空、灌泥浆等钻井作业中的各种需要。整套管汇由高压软管、阀组、锤击由壬、立管、活动弯头、水龙带、压力表等组成。其排量和耐压要与泥浆泵一致。
整套装置中共有泥浆闸阀七只(4英寸)、防震压力表三只、高压胶管2根或3根(包括水龙带),并配套4英寸钢管、高压锤击由壬或法兰。现把主要设备分述如下:
高压泥浆管汇示意图
一、闸阀组
目前国内生产的平板闸阀组有两种型号,即4”GX-Z43X-200和4”GX-Z43X-350。这两种型号组成基本一样,区别是耐压不同,一种为耐压200公斤/平方厘米,另一种为350公斤/平方厘米,基本上能满足各种钻机的需要。
闸阀组
闸阀组的Y型管和T型管用铸钢铸成,然后用锤击由壬联接。这里所用的阀与普通楔形阀不同,它是一种组装式明杆平板闸板、橡皮密封闸阀。
平板闸阀
密封是靠闸板下闸时使橡皮阀座产生变形而形成的,并且带有自封性质。这种橡皮阀座比较耐用,尤其是在输送介质含有砂粒的情况下,寿命比较长,且关紧力矩也较小,更换阀座也比较简单。阀的两端联接部分可以做成高压活接头式、丝扣式或法兰式联接。
为了连接方便,目前井场上各种管线的联接都采用高压活接头(锤击由壬)联接。它的优点是高压活接头联接两端可以不在同一中心线上,因为它是球面配合,两个端部可处在空间的任一位置,当然角度不能太大,一般在8°以内。
锤击由壬
二、高压胶管
由于高压泥浆需输送到井底,在地面上是通过水龙头进入钻杆内的。水龙头在钻井过程中上下运动,为了适应这个运动,需要有一段软管把立管与水龙头联接起来,这段软管俗称水龙带。另外,为了加快泥浆泵和地面管线等的安装速度,在泥浆泵的高压出口处和泥浆管汇的联接也采用软管。
油田采用的高压胶管有两类。一类是用粗钢丝缠绕在夹布胶管上,再在外部硫化一层夹布橡胶而成;另一类是用细钢丝编织或缠绕,卷成多层后再与橡胶硫化在一起而成。前一类由于柔性较差,耐压不能很高,有逐步淘汰的趋势。
软管与钢管的连接通过软管接头实现。软管接头有两种,一种是直接和胶管硫化在一起的硫化接头,生产厂按固定长度与胶管一起出厂;另一种是机械式联接,有卡套式、卡瓦式、滚压式等多种。油田上水龙带多采用卡瓦式,其结构是有一心管插入胶管中,在胶管外套上卡瓦,卡瓦外有接头外壳,把外壳与心管通过法兰用螺钉收紧,使胶管牢牢地压在心管上。这种接头易使胶管在连接处损坏,但是可以在现场重复安装。
水龙带和高压胶管的型号以内径、工作压力和长度作为标志。常用规格有2英寸(51毫米)、2-1/2英寸(64毫米)、3英寸(76毫米)、4英寸(102毫米)等。工作压力有100公斤/平方厘米、160公斤/平方厘米、210公斤/平方厘米、300公斤/平方厘米和350公斤/平方厘米等。长度可根据使用单位提出加工,但一般钻机上水龙带长度约为18米,泥浆泵连接管约为3米。