可調(diào)節(jié)的壓裂頭和歧管系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提供可調(diào)節(jié)的壓裂系統(tǒng)(10)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包含具有可調(diào)節(jié)的主體的壓裂頭(60、62、64)，所述主體具有能夠使得所述壓裂頭的尺寸發(fā)生變化的第一部分(82)和第二部分(84)。所述系統(tǒng)還可以包含耦接到壓裂軸(20)的壓裂歧管(22)，并且所述壓裂頭可以通過(guò)所述壓裂頭的尺寸的變化促進(jìn)所述壓裂歧管到所述壓裂軸的連接。此外也公開(kāi)了額外的系統(tǒng)、裝置和方法。
【專利說(shuō)明】可調(diào)節(jié)的壓裂頭和歧管系統(tǒng)
【背景技術(shù)】
[0001]本部分意在向讀者介紹可能與當(dāng)前描述的具體實(shí)施例的各方面相關(guān)的各方面的所屬領(lǐng)域。相信此論述有助于向讀者提供背景信息以促進(jìn)對(duì)本實(shí)施例的各個(gè)方面的更好理解。因此，應(yīng)理解，這些聲明應(yīng)藉此來(lái)解讀現(xiàn)有技術(shù)，而并非對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的認(rèn)可。
[0002]為了滿足消費(fèi)者和工業(yè)對(duì)天然資源的需求，公司通常投入大量的時(shí)間和金錢從地球中搜尋和提取石油、天然氣以及其他地下資源。具體而言，一旦發(fā)現(xiàn)所希望的地下資源，通常會(huì)采用鉆井和生產(chǎn)系統(tǒng)來(lái)接近并且提取資源。取決于所希望的資源的位置，這些系統(tǒng)可以位于陸地上或者近海處。另外，此類系統(tǒng)大體上包含井口總成，通過(guò)所述井口總成可以提取資源。這些井口總成可以包含控制鉆井或提取操作的多種組件，例如，各種罩殼、閥門、流體導(dǎo)管等。
[0003]此外，此類井口總成可以使用壓裂軸和其他組件以促進(jìn)壓裂過(guò)程并且提高井中的產(chǎn)量。應(yīng)了解，例如石油和天然氣等資源是基本上從形成于各種地下巖層或地層中的裂隙或其他空腔中提取的。為了有助于此類資源的提取，井可以經(jīng)受在巖層中形成一個(gè)或多個(gè)人造裂縫的壓裂過(guò)程。這有助于，例如，預(yù)先存在的裂隙和空腔的耦接，允許石油、氣體等流到井眼中。此類壓裂過(guò)程通常包含將壓裂流體(通常是包含沙和水的混合物)注入到井中以增大井的壓力并且形成人造的裂縫。壓裂歧管可以經(jīng)由壓裂管線(例如，管道)將壓裂流體提供給一個(gè)或多個(gè)壓裂軸。但是壓裂歧管和相關(guān)聯(lián)的壓裂軸通常是較大且較重的，并且可以在固定位置處安裝到其他設(shè)備，使得壓裂歧管和壓裂軸之間的調(diào)節(jié)變得困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本文中所揭示的一些實(shí)施例的某些方面在下文中列出。應(yīng)理解這些方面僅僅是呈現(xiàn)以為讀者提供本發(fā)明可采取的某些形式的簡(jiǎn)要總結(jié)，并且這些方面并非意圖限制本發(fā)明的范圍。實(shí)際上，本發(fā)明可以涵蓋下文中可能并未闡述的各方面。
[0005]本發(fā)明的實(shí)施例基本上涉及可調(diào)節(jié)的壓裂系統(tǒng)，所述系統(tǒng)促進(jìn)經(jīng)由流體連接的壓裂歧管與壓裂軸的對(duì)齊和耦接。在一個(gè)實(shí)施例中，壓裂系統(tǒng)包含一個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)接頭，每個(gè)調(diào)節(jié)接頭為對(duì)壓裂歧管與壓裂軸的對(duì)齊流體連接提供至少一個(gè)自由度。調(diào)節(jié)接頭可以以壓裂頭的形式或一些其他形式來(lái)提供，例如，管道連接器。更確切地說(shuō)，壓裂系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)接頭可以包含一定尺寸，所述尺寸可以通過(guò)使用者以有效方式促進(jìn)壓裂歧管與壓裂軸的連接而變化(例如，通過(guò)允許使用者補(bǔ)償連接期間的意外的對(duì)齊問(wèn)題)。
[0006]以上提到的特征與本發(fā)明的實(shí)施例的各方面相關(guān)的各種改進(jìn)可能存在。進(jìn)一步特征同樣也可以并入這些各種方面中。這些改進(jìn)和額外的特征可能單獨(dú)地存在或者以任何組合存在。舉例來(lái)說(shuō)，下文論述的關(guān)于一個(gè)或多個(gè)所說(shuō)明的實(shí)施例的各種特征可獨(dú)自或者以任何組合并入到任何本發(fā)明的上述方面中。同樣，以上呈現(xiàn)的簡(jiǎn)短的總結(jié)僅意圖使讀者熟悉一些實(shí)施例的某些方面和內(nèi)容，而并非限制于所權(quán)利要求的主題。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0007]在閱讀以下詳細(xì)說(shuō)明并參考附圖后，將更好地理解某些實(shí)施例的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中，相同的符號(hào)代表所有附圖中相同的部分，其中:
[0008]圖1基本上描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可調(diào)節(jié)的壓裂系統(tǒng)；
[0009]圖2是圖1的可調(diào)節(jié)的壓裂系統(tǒng)的圖，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例其中壓裂歧管耦接到多個(gè)壓裂軸；
[0010]圖3是可調(diào)節(jié)的壓裂系統(tǒng)的某些組件的透視圖，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包含壓裂歧管、一個(gè)壓裂軸和若干調(diào)節(jié)接頭；
[0011]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的壓裂頭形式的調(diào)節(jié)接頭的透視圖；
[0012]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖4的壓裂頭的截面圖；
[0013]圖6基本上描繪了圖4和圖5的壓裂頭，所述壓裂頭根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的對(duì)壓裂頭進(jìn)行調(diào)節(jié)以增大其長(zhǎng)度；
[0014]圖7是壓裂頭形式的調(diào)節(jié)接頭的透視圖，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所述壓裂頭具有并不彼此軸向?qū)R的入口和出口端口；
[0015]圖8是壓裂頭的局部截面圖，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述壓裂頭包含測(cè)試端口以在壓裂頭的兩個(gè)密封件之間確保完整性測(cè)試；以及
[0016]圖9是管道連接器形式的調(diào)節(jié)接頭的截面圖，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所述管道連接器具有可以變化的長(zhǎng)度。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下文將描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例。為了簡(jiǎn)要描述這些實(shí)施例，說(shuō)明書中可能不會(huì)描述實(shí)際實(shí)施方案的所有特征。應(yīng)了解，在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中開(kāi)發(fā)任何此類實(shí)際實(shí)施方案時(shí)，均應(yīng)當(dāng)作出各種與實(shí)施方案相關(guān)的決定，以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)人員的特定目標(biāo)，例如，符合與系統(tǒng)相關(guān)以及與業(yè)務(wù)相關(guān)的限制條件，這些限制條件可能會(huì)因?qū)嵤┓桨傅牟煌兴煌?。此外，?yīng)了解，此類開(kāi)發(fā)工作可能非常復(fù)雜并且耗時(shí)，但無(wú)論如何對(duì)受益于本發(fā)明的一般技術(shù)人員而言，此類開(kāi)發(fā)仍是常規(guī)的設(shè)計(jì)、建造和制造操作。
[0018]在介紹各實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞“一”、“一個(gè)”、“該”和“所述”旨在表示存在一個(gè)或多個(gè)該元件。術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”和“具有”旨在表示包括性含義，且表示除了所列元件夕卜，可能還有其他元件。另外，為了方便起見(jiàn)，使用“頂部”、“底部”、“上方”、“下方”、其他方向性術(shù)語(yǔ)以及這些術(shù)語(yǔ)的變體，但是不要求組件的任何特定取向。
[0019]現(xiàn)參看本發(fā)明的附圖，在圖1和圖2中提供了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的壓裂系統(tǒng)10的實(shí)例。壓裂系統(tǒng)10有助于經(jīng)由井眼14和井口 16從井12中提取天然資源(例如，石油或天然氣)。具體而言，通過(guò)將壓裂流體注入到井12中，壓裂系統(tǒng)10增大了巖層或地層中的裂縫的數(shù)目或大小，以促進(jìn)存在于地層中的天然資源的回收。在目前所說(shuō)明的實(shí)施例中，井12是通過(guò)安裝在表面水平處(即，在地面18上)的井口 16的設(shè)備接近的表面井。但是應(yīng)了解可以從其他井中提取天然資源，例如，從平臺(tái)或海底井中。
[0020]壓裂系統(tǒng)10包含各種組件以控制壓裂流體到井12中的流動(dòng)。舉例來(lái)說(shuō)，所描繪的壓裂系統(tǒng)10包含壓裂軸20和壓裂歧管22。壓裂軸20包含至少一個(gè)閥門，所述閥門控制壓裂流體到井口 16中的流動(dòng)以及隨后到井12中的流動(dòng)。類似地，壓裂歧管22包含至少一個(gè)閥門，所述閥門控制壓裂流體通過(guò)導(dǎo)管或流體連接件26 (例如，管道)到壓裂軸20的流動(dòng)。
[0021]壓裂歧管22安裝在至少一個(gè)滑軌24(例如，安裝在軌道上的平臺(tái))上，以使得壓裂歧管22能夠相對(duì)于地面18移動(dòng)。如圖2中所描繪，壓裂歧管22經(jīng)連接以將壓裂流體提供給多個(gè)壓裂軸20和井口 16。但是應(yīng)注意，，壓裂歧管22可以代替地耦接到單個(gè)壓裂軸20以完全根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，其中壓裂歧管22耦接到多個(gè)壓裂軸20，壓裂歧管22的各種閥門可以安裝在單獨(dú)的滑軌24上，以使得閥門之間的距離發(fā)生變化。并且在至少一些實(shí)例中，如下文中進(jìn)一步詳細(xì)描述的，此類配置允許流體連接件26在壓裂歧管22與壓裂軸20之間更容易的對(duì)齊。
[0022]將來(lái)自供應(yīng)源28的壓裂流體提供給壓裂歧管22。在圖1中，連接器30通過(guò)導(dǎo)管或流體連接件32 (例如，管道或軟管)接收來(lái)自供應(yīng)源28的壓裂流體并且隨后通過(guò)地下導(dǎo)管或流體連接件34 (例如，管道)將所述流體輸送到壓裂歧管22。在一個(gè)實(shí)施例中，壓裂流體供應(yīng)源28由通過(guò)輸送壓裂流體的一個(gè)或多個(gè)卡車提供并連接到連接器30，并且經(jīng)由連接器30以及連接件32和34將流體泵送到壓裂歧管22中。在另一個(gè)實(shí)施例中，壓裂流體供應(yīng)源28是儲(chǔ)槽形式，從所述儲(chǔ)槽中可以將流體泵送到壓裂歧管22中。但是可以代替地使用任何其他合適的壓裂流體的來(lái)源以及用于輸送此類流體到壓裂歧管的方式。
[0023]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在圖3中說(shuō)明了壓裂系統(tǒng)10的部分40。在所描繪的實(shí)施例中，部分40包含壓裂軸20和壓裂歧管22，以及若干調(diào)節(jié)接頭，所述調(diào)節(jié)接頭使得連接線(即，流體連接件26)能夠在壓裂軸20與壓裂歧管22之間對(duì)齊。歧管22包含將壓裂流體導(dǎo)引到閥門44和46的導(dǎo)管42。這些閥門44和46是耦接到導(dǎo)管42的連接區(qū)塊48和50以經(jīng)由連接件32和24接收來(lái)自流體供應(yīng)源28的壓裂流體。壓裂流體可以隨后通過(guò)流體連接件26導(dǎo)引到對(duì)應(yīng)的壓裂軸20。雖然本發(fā)明的實(shí)施例包含兩個(gè)閥門44和兩個(gè)閥門46，但是任何其他合適的數(shù)目的閥門可以代替地用于控制到壓裂軸20的壓裂流體的流動(dòng)。另外，雖然所描繪的流體連接件26包含壓裂軸20與壓裂歧管22之間的單個(gè)流動(dòng)路徑或?qū)Ч?在一個(gè)實(shí)例中其可以是具有七英寸鉆孔的壓裂管線)，在其他實(shí)施例中壓裂系統(tǒng)可以包含壓裂歧管與壓裂軸之間的更大數(shù)目的導(dǎo)管。
[0024]在圖3中壓裂軸20是以水平壓裂軸的形式提供的，然而其他實(shí)施例可以包含不同樣式的壓裂軸(例如，垂直的軸)。所描繪的壓裂軸20包含閥門52以控制通過(guò)軸20的水平部分的壓裂流體的流動(dòng)。軸20還包含:主閥54以控制到附接的井口 16(圖1)的流體(例如，壓裂流體或產(chǎn)物流體)流動(dòng)或來(lái)自附接的井口 16的流體流動(dòng)，以及端口 56，其允許通過(guò)主閥54接近井口 16。在其它實(shí)施例中，閥門54可以省略(例如，在所有閥門整合到一個(gè)區(qū)塊的復(fù)合軸布置中)。
[0025]壓裂系統(tǒng)10的部分40還包含可延伸的調(diào)節(jié)接頭，所述接頭促進(jìn)壓裂歧管22到壓裂軸20的連接。在目前說(shuō)明的實(shí)施例中，調(diào)節(jié)接頭是以可調(diào)節(jié)的壓裂頭60、62和64的形式提供的(也通常被稱作“山羊頭”)，然而還設(shè)想出其他形式的調(diào)節(jié)接頭并且可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)來(lái)使用。在操作中，壓裂軸20可以安裝在固定位置處(S卩，耦接到井口 16)。流體連接件26是在壓裂軸20與壓裂歧管22之間對(duì)齊和耦接的。調(diào)節(jié)接頭(例如，圖3中的壓裂頭60、62和64)通過(guò)允許操作人員操縱流體連接件26的位置促進(jìn)流體連接的此類對(duì)齊和耦接，方法是改變調(diào)節(jié)接頭的尺寸(例如，長(zhǎng)度或高度)。通過(guò)提供三個(gè)調(diào)節(jié)接頭，每個(gè)接頭具有不同的移動(dòng)軸(即，向上和向下，向前和向后，以及向左和向右)，可以進(jìn)行調(diào)節(jié)從而有助于促進(jìn)壓裂歧管22到壓裂軸20的耦接。
[0026]舉例來(lái)說(shuō)，導(dǎo)管42包含可以伸展或收縮(由箭頭68表示)的壓裂頭60，以改變導(dǎo)管42的長(zhǎng)度以及閥門44與46 (其可以安裝在單獨(dú)的滑軌24上，如上文所論述，以允許閥門44與46之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng))之間的距離。此類變化還提供了對(duì)齊壓裂軸20與壓裂歧管22之間的流體連接件26的第一自由度。換句話說(shuō)，導(dǎo)管42中的調(diào)節(jié)接頭允許壓裂軸20處以及壓裂歧管22處的流體連接件26的密封點(diǎn)之間的距離以第一尺寸變化。
[0027]類似地，圖3中的流體連接件26包含壓裂頭62從而以第二尺寸改變流體連接件26的長(zhǎng)度，由箭頭70表示。壓裂頭62的可調(diào)性提供了對(duì)齊壓裂軸20與壓裂歧管22之間的連接的第二自由度。另外，部分40包含具有第三尺寸的可變長(zhǎng)度(由箭頭72表示)的壓裂頭64，因此為對(duì)齊壓裂軸20與壓裂歧管22之間的流體連接件26提供了第三自由度。這三個(gè)自由度是通過(guò)具有非平行的不同調(diào)節(jié)方向的三個(gè)調(diào)節(jié)接頭提供的，并且在一些實(shí)施例中(例如在圖3中)所述調(diào)節(jié)方向是彼此正交的。除這三個(gè)平移自由度之外，一個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)接頭(例如，壓裂頭60、62和64)也可以圍繞它們的軸旋轉(zhuǎn)，如箭頭69、71和73指示的，以提供旋轉(zhuǎn)自由度。舉例來(lái)說(shuō)，目前描繪的實(shí)施例提供了六個(gè)自由度(三個(gè)平移和三個(gè)旋轉(zhuǎn))。
[0028]雖然傳統(tǒng)上難以在壓裂歧管與壓裂軸之間調(diào)節(jié)大型的壓裂管線(例如，具有七英寸的鉆孔)，但是在本發(fā)明所揭示的系統(tǒng)10中提供的可調(diào)性能夠確保大型壓裂管線以更有效地對(duì)齊以及連接到此類組件。因此，如圖3中所描繪，單個(gè)流體連接件26可以按大型鉆孔壓裂管線的形式提供，而并非使用壓裂歧管與給定的壓裂軸之間的多個(gè)較小鉆孔的壓裂管線。
[0029]雖然目前描繪的實(shí)施例包含三個(gè)調(diào)節(jié)接頭，但是應(yīng)注意其他實(shí)施例可以包含在對(duì)齊流體連接件26方面提供較少的調(diào)節(jié)接頭，從而提供較少的自由度。舉例來(lái)說(shuō)，可以提供單個(gè)調(diào)節(jié)接頭以給出針對(duì)流體連接件26對(duì)齊壓裂軸20和壓裂歧管22的一個(gè)平移自由度(例如，向上和向下、向前和向后，或向左和向右)。或者可以提供兩個(gè)調(diào)節(jié)接頭以給出兩個(gè)平移自由度。此類調(diào)節(jié)接頭還可以提供如上文所示的旋轉(zhuǎn)自由度。另外，多個(gè)調(diào)節(jié)接頭可以同軸地對(duì)齊以在系統(tǒng)10內(nèi)的不同位置處提供可調(diào)性(例如，歧管22可以包含多個(gè)同軸的調(diào)節(jié)接頭)。
[0030]為了清楚起見(jiàn)，在圖3中僅描繪了單個(gè)流體連接件26和單個(gè)壓裂軸20 (這兩者都接收來(lái)自閥門44的壓裂流體)作為壓裂系統(tǒng)10的部分40的一部分。但是應(yīng)了解，壓裂系統(tǒng)10可以包含額外的流體連接件26和壓裂軸20 (參見(jiàn)，例如，圖2)。舉例來(lái)說(shuō)，閥門46可以耦接(例如，經(jīng)由出口 74)到另一流體連接件26使得不同的壓裂軸20位于另一井口16上。另外，導(dǎo)管42可能延伸超過(guò)所描繪的連接區(qū)塊48和50以將壓裂流體導(dǎo)引到額外的閥門和相關(guān)聯(lián)的壓裂軸20。并且導(dǎo)管42可以包含額外的調(diào)節(jié)接頭以確保此類額外的閥門相對(duì)于歧管22的另一部分的移動(dòng)，由此促進(jìn)這些閥門與同它們相關(guān)聯(lián)的壓裂軸20的對(duì)齊。
[0031]在圖4至圖6中更詳細(xì)地說(shuō)明了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的壓裂頭60。在所描繪的實(shí)施例中，壓裂頭60包含具有第一部分82和第二部分84的主體。主體部分82和84經(jīng)配置以相對(duì)于彼此移動(dòng)，從而如上文所述改變壓裂頭的尺寸，并且促進(jìn)壓裂歧管22與壓裂軸20的連接。壓裂頭60包含流體端口 86和114 (圖5)以通過(guò)壓裂頭60輸送流體。在一些實(shí)施例中，例如當(dāng)以圖3描繪的方式安裝流體端口 86和114在壓裂系統(tǒng)10中時(shí)，流體端口 86可以被視作輸出端口并且流體端口 114可以被視作入口端口。除流體端口 86之外，第二主體部分84包含一組螺栓88和螺帽90用于將壓裂頭60連接到另一組件(例如，經(jīng)由API凸緣或其他連接器)。類似地，第一主體部分82包含圍繞流體端口 114布置在凸緣93中的通孔92以耦接到另一組件(例如，還經(jīng)由額外的螺栓和螺帽耦接到API凸緣或者耦接到另一連接器)。第一主體部分82包含額外的一組通孔95，所述通孔95從通孔92徑向向外定位。在第二主體部分84的凸緣99中，通孔95與對(duì)接的孔97對(duì)齊，并且第一主體部分82和第二主體部分84是由螺栓94(通過(guò)孔95和97)和螺帽96彼此緊固的。
[0032]如在圖5和圖6中描繪的，鉆孔98延伸穿過(guò)流體端口 86與114之間的壓裂頭60。鉆孔98可能具有類似于或者等同于耦接到流體端口 86和114的組件的直徑，例如在一個(gè)實(shí)施例中為七英寸(然而其他直徑也可以用于鉆孔98，并且用于其他組件)。鉆孔的尺寸可以經(jīng)設(shè)定以匹配井中的產(chǎn)物殼體的內(nèi)徑(即，完整的鉆孔布置)，從而促進(jìn)工具、插塞等通過(guò)壓裂頭60。壓裂頭60包含調(diào)節(jié)套管100，所述套管可以由使用者在螺紋104上旋轉(zhuǎn)，以相對(duì)于套管旋擰在其上的壓裂頭60的主體部分82或84 ( S卩，圖5和圖6中的第一主體部分82)平移套管100。調(diào)節(jié)套管100的移動(dòng)允許壓裂頭60的長(zhǎng)度以及流體端口 86和114之間的距離的調(diào)節(jié)。具體而言，如圖6所說(shuō)明，螺帽96可以在螺栓94上松開(kāi)，并且可調(diào)節(jié)的套管100可以沿第一主體部分82移動(dòng)以伸長(zhǎng)壓裂頭60。以此方式，壓裂頭60的長(zhǎng)度(或可以被代替地視為高度)可以發(fā)生變化，以輔助經(jīng)由流體連接件26的壓裂歧管22和壓裂軸20的對(duì)齊和耦接，如上文所論述。壓裂頭60以及系統(tǒng)10中的其他調(diào)節(jié)接頭(例如，如下文所述的壓裂頭62或64，或者管道連接器130、170或224)可以經(jīng)構(gòu)造以允許任何理想的量的尺寸變化。舉例來(lái)說(shuō)，調(diào)節(jié)接頭可以經(jīng)構(gòu)造以允許在一個(gè)實(shí)施例中的七英寸的尺寸變化(例如，伸長(zhǎng))，在另一個(gè)實(shí)施例中的十二英寸的尺寸變化，以及在又一實(shí)施例中的十八英寸的尺寸變化。
[0033]壓裂頭60還包含各種密封元件以抑制流體泄漏。舉例來(lái)說(shuō)，如所描繪，壓裂頭60包含密封元件102、106、108、110和112。密封元件是由任何合適的材料(例如，彈性體或金屬)形成的。在一個(gè)實(shí)施例中，密封件110包含購(gòu)自美國(guó)德克薩斯州的休斯頓的卡梅倫國(guó)際公司的CANH?密封件。并且，在一個(gè)實(shí)施例中套管100的移動(dòng)預(yù)加載壓裂頭60的一個(gè)或多個(gè)密封件，或者給壓裂頭60的一個(gè)或多個(gè)密封件供能。
[0034]如圖7中所描繪，壓裂頭64是基本上類似于壓裂頭60(以及壓裂頭62，在一個(gè)實(shí)施例中壓裂頭62是等同于壓裂頭60的)，但是在主體部分84的側(cè)表面而非頂部面部上包含流體端口 86。如圖3所說(shuō)明，此類布置使得壓裂頭64能夠經(jīng)由以一定角度(例如，以直角)彎曲的鉆孔連接流體連接件26的管道和壓裂軸20，以改變流經(jīng)壓裂頭64的流體的方向。并且壓裂頭64的尺寸可以如上文所述相對(duì)于壓裂頭60以相同方式變化，由此促進(jìn)壓裂軸20和壓裂歧管22與流體連接件26的對(duì)齊和耦接。
[0035]在圖8所說(shuō)明的一個(gè)實(shí)施例中，壓裂頭(例如，壓裂頭60、62或64)包含以環(huán)形空間122設(shè)置的密封件118和120 (而非密封元件106、108和110)。密封件118和120是由任何合適的材料形成的，并且在一個(gè)實(shí)施例中可以包含金屬CANH?密封件。環(huán)形空間122由主體部分82、主體部分84以及可調(diào)節(jié)的套管100限定。測(cè)試端口 124從環(huán)形空間122 (例如，在密封件118和120之間的位置處)延伸到主體部分84的外表面，以允許壓力監(jiān)測(cè)裝置的連接，從而確保密封件118和120的完整性的監(jiān)控或測(cè)試。[0036]雖然上文中以壓裂頭的形式描述了壓裂系統(tǒng)10的調(diào)節(jié)接頭，但是其他實(shí)施例可以使用除壓裂頭之外或替代于壓裂頭的其他調(diào)節(jié)接頭。舉例來(lái)說(shuō)，圖3的一個(gè)或多個(gè)壓裂頭60、62和64在額外的實(shí)施例中可以由其他調(diào)節(jié)接頭替代。另一調(diào)節(jié)接頭的一個(gè)實(shí)例在圖9中以管道連接器130的形式描繪。連接器130包含第一管狀部件132和第二管狀部件134。管狀部件132和134可以是管道(例如,流體連接件26或?qū)Ч?2的管道)，或者它們可以按任何合適的方式耦接到管道或其他導(dǎo)管。連接器的相對(duì)端包含入口和出口，允許壓裂流體經(jīng)由部件132和134本身的鉆孔或其管道或由連接器130接合的其他導(dǎo)管而流經(jīng)連接器130。
[0037]連接器130經(jīng)配置以確保管狀部件132和134之間的相對(duì)移動(dòng)從而允許連接器130的長(zhǎng)度的變化。如同壓裂頭60、62和64，連接器130可以經(jīng)構(gòu)造以允許任何理想范圍的長(zhǎng)度變化，例如七英寸或十二英寸的范圍。在管狀部件132和134之間提供各種密封件136,138和140。在一個(gè)實(shí)施例中，密封件136是彈性體密封件并且密封件138和140是金屬CANH?密封件。
[0038]連接器130還包含套管142(在本文中也可以稱為聯(lián)管螺母142)，所述套管與凸緣套管154配合以調(diào)節(jié)連接器130的長(zhǎng)度。接合螺母142可以按任何合適的方式耦接到第一管狀部件132。在所描繪的實(shí)施例中，螺紋146允許將聯(lián)管螺母142旋擰到管狀部件132上。聯(lián)管螺母142包含經(jīng)由螺紋152嚙合套管154的端部150，并且聯(lián)管螺母142的旋轉(zhuǎn)使得套管154沿連接器130的軸相對(duì)于管狀部件132移動(dòng)。套管154的凸緣156通過(guò)螺栓160和螺帽162耦接到管狀部件134的對(duì)接的凸緣158。因此，聯(lián)管螺母142的旋轉(zhuǎn)還使得第二管狀部件134相對(duì)于第一管狀部件132移動(dòng)，由此使得連接器130能夠通過(guò)此類操作伸長(zhǎng)或縮短。連接器130還可包含測(cè)試端口 164，從而以類似于上述相對(duì)于測(cè)試端口 124 (圖8)的方式確保密封件138和140的完整性的監(jiān)控。
[0039]雖然本發(fā)明的各方面可能有多種修改和替代形式，但在附圖中已經(jīng)示出了特定的實(shí)施例并且在本文中進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。但是，應(yīng)理解，本發(fā)明并非意圖限于所揭示的特定形式。事實(shí)上，本發(fā)明將涵蓋在如所附權(quán)利要求書界定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等效物和替代形式。
【權(quán)利要求】
1.系統(tǒng)(10)包括: 壓裂頭(60、62、64)，所述壓裂頭包含具有入口端口(114)、出口端口(86)以及鉆孔(98)的主體，所述主體使得壓裂流體在所述入口端口與所述出口端口之間流動(dòng)，其中所述主體是可調(diào)節(jié)的主體，允許具有所述入口端口的所述主體的第一部分(82)相對(duì)于具有所述出口端口的所述主體的第二部分(84)的移動(dòng)，以確保所述可調(diào)節(jié)的主體的尺寸的變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其包括: 壓裂歧管(22);以及 壓裂軸(20)，所述壓裂軸耦接到所述壓裂歧管； 其中所述壓裂頭通過(guò)所述可調(diào)節(jié)的主體的尺寸的變化，以促進(jìn)所述壓裂歧管連接到所述壓裂軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其包括具有可調(diào)節(jié)的主體的至少一個(gè)額外的壓裂頭(60、62、64)，所述主體能夠確保所述額外的壓裂頭的尺寸的變化，以促進(jìn)所述壓裂歧管連接到所述壓裂軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)額外的壓裂頭包含具有可調(diào)節(jié)的主體的兩個(gè)額外的壓裂頭出0、62、64)，并且所述壓裂頭和所述兩個(gè)額外的壓裂頭提供三個(gè)平移自由度出8、70、72)以使得所述壓裂歧管對(duì)齊并連接到所述壓裂軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述壓裂頭和所述兩個(gè)額外的壓裂頭進(jìn)一步提供三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度出9、71、73)以使得所述壓裂歧管對(duì)齊并連接到所述壓裂軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其包括所述壓裂歧管與所述壓裂軸之間的單個(gè)流動(dòng)路徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述壓裂歧管是安裝在滑軌(24)上的，以實(shí)現(xiàn)所述壓裂歧管相對(duì)于井口(16)的移動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其包括耦接到所述壓裂歧管的多個(gè)壓裂軸(20)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述壓裂頭是具有單入口端口和單出口端口的單鉆孔壓裂頭。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂頭，其包括旋擰到所述第一部分或所述第二部分上的調(diào)節(jié)套管(100)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的壓裂頭，其中所述調(diào)節(jié)套管允許操作人員旋轉(zhuǎn)所述調(diào)節(jié)套管以改變所述可調(diào)節(jié)的主體的尺寸，并且對(duì)在所述第一部分和所述第二部分之間的至少一個(gè)密封件(106、108、110、118、120)施力。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂頭，其中所述壓裂頭的所述第一部分包含凸緣(93)，所述凸緣包括: 第一多個(gè)通孔(95)，所述第一多個(gè)通孔(95)與所述壓裂頭的所述第二部分的凸緣(99)中的匹配通孔(97)對(duì)齊；以及 第二多個(gè)通孔(92)，所述第二多個(gè)通孔(92)從所述第一多個(gè)通孔徑向向內(nèi)，其中所述第二多個(gè)通孔能夠使所述壓裂頭的所述第一部分經(jīng)由連接凸緣耦接到壓裂歧管。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂頭，其包括:第一密封件(118)和第二密封件(120)，所述第一密封件和所述第二密封件設(shè)置在所述第一部分與所述第二部分之間的環(huán)形空間(122)中；以及測(cè)試端口(124)，所述測(cè)試端口從所述壓裂頭的外表面延伸到所述第一密封件與所述第二密封件之間的位置處的所述環(huán)形空間。
14.一種方法，其包括: 提供具有入口端口(114)和出口端口(86)的壓裂頭(60、62、64);以及將所述壓裂頭安裝在壓裂系統(tǒng)(10)中，其中安裝所述壓裂頭包含調(diào)節(jié)所述壓裂頭的高度以改變所述壓裂頭的入口端口與出口端口之間的距離。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其包括經(jīng)由所述壓裂頭中的測(cè)試端口(124)測(cè)試所述壓裂頭的一個(gè)或多個(gè)密封件(118、120)的完整性。
【文檔編號(hào)】E21B17/02GK103958820SQ201280057723
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月23日
【發(fā)明者】K·P·蓋德瑞 申請(qǐng)人:卡梅倫國(guó)際有限公司