近年来,由于国内面临的能源与生态环境问题日益严重,国家逐步将眼光投向于更清洁且储藏量极大的页岩气,水力压裂技术作为提高页岩气产量的关键技术普遍应用到页岩气开采过程中。在高压压裂现场,压裂管汇内流速不均匀的脉动流体会对管壁产生随时间变化的激振力,导致管汇的耦合振动。振动强度太大时会严重影响压裂管件的使用寿命,并对压裂现场的施工安全产生严重隐患。为了解决地面压裂弯管振动强度过大的问题,本文首先建立了压裂弯管的动力学模型,并结合牛顿法推导了弯管的非线性振动微分方程,进而通过将方程进行离散化处理,得到了弯管简化的运动微分方程,并得到了影响管道振动的主要因素。根据压裂现场的实际工况与布局分别给出了弯管各自的边界条件,为建立压裂管汇振动仿真分析模型奠定基础。基于流固耦合理论,运用有限元软件建立并分析了管道振动特性的有限元模型,通过与现场实测数据进行对比,验证了分析方法的可靠性。并运用该分析方法结合现场实际工况对相同工况下由于单因素变化导致现场多因素协同变化时该因素对弯管振动强度的影响进行有限元分析计算,计算结果表明:为了减小压裂管汇的振动强度,双弯头连接角度应尽量控制在75°～105°之间,在工作压力为60MPa,排量为15m3/min时,应选择管道内径为3in的管件及配套组件,增大弯头壁厚可减小管道振动强度但管道壁厚不应超过21mm。通过结合压裂管线各因素对管道振动特性的影响,在现有地面压裂管汇布局的基础上从抑振角度提出了新型地面压裂管汇布局方案,并通过有限元方法将现有管汇布局方案与新型布局方案进行分析对比,确定了新型地面压裂管汇布局方案在抑振方面的可行性。在验证新型管汇布局方案的可行性的基础上同时对各压裂管件的支撑方法及支撑位置等进行了详细分析,提出了管道布局过程中支撑条件选择的基本原则。以上计算结论均在压裂现场的管汇布局中得到实际应用,并通过现场测量得知,以上研究结论较压裂现场原有布局方案取得了更好的减振效果,为压裂现场地面压裂管汇的布局提供了一定的理论依据和技术支撑。