页岩气属于清洁能源,一方面为全球生态文明建设提供了新的能源基础,另一方面可以使国家初步实现能源自主,促进国家的经济发展。美国近十年来对页岩气大规模商业化的成功开发引起了国际社会的广泛关注。为解决页岩气开发成本高,效率低的问题,页岩气开发“井工厂”拉链式压裂技术开始得到普及,“井工厂”式地面高压管汇布局模式,既提高了页岩气开发作业效率、降低了开发作业成本,并且便于施工和管理,尤其适用于页岩油气和致密油气等的非常规油气资源的开发作业。页岩气开发“井工厂”拉链式压裂作业具有时间长、规模大、管件连接复杂等特点,而其中的地面高压管汇是压裂作业的关键部件,地面高压管汇在页岩气开发服役条件下,极易发生冲蚀磨损,严重的情况下将会导致管内高压流体外泄,对现场作业人员和设备构成严重威胁。本文在广泛调研国内外高压管汇研究成果的基础上,通过对不同工况参数条件下压裂管汇的受力分析,建立相应的管汇力学模型、有限元数值计算模型,结合现场实际情况,基于液—固两相流模型和冲蚀理论,分析了地面高压管汇中典型部件的冲蚀磨损规律,并根据所得到的规律进行了典型部件的结构参数优化。建立了地面高压管汇的两类管汇布局模式冲蚀模型,对比分析在上述两类管汇布局模式情况下,地面高压管汇的冲蚀磨损情况,对两类地面高压管汇布局模式提出优选建议。进行了页岩气开发“井工厂”拉链式压裂地面高压管汇的典型部件在超额压力下使用失效壁厚判断方法的研究,为地面高压管汇中典型部件在超额压力下使用时的失效判断方法提供了一定的理论参考。研究结果为“井工厂”拉链式压裂作业模式地面高压管汇典型部件的冲蚀磨损预防以及安全评估技术提供一定的理论依据和技术支撑。