Меню

Что относится к фонтанному оборудованию



Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Фонтанное оборудование

Фонтанное оборудование состоит из наземного и подземного. [1]

Фонтанное оборудование скпажнпы состоим из наземного и поч-зе много, К наземному относятся фонтанная арматура, мйнифольд, лубрикатор, выкидная линия, подключающая скважину к системе промыслового сбора п транспорта нефти и газа. К подземному относятся и а сое но-компрессорные трубы, накеры, клапаны-отсекате-ли, циркуляционные клапаны, конические глухие подвески, башмачные клапаны. [2]

Фонтанное оборудование фирмы Мак Эвой имеет ряд недостатков: не все клинкетные задвижки взаимозаменяемы, на правом отводе от крестовины установлена одна задвижка; кроме того, задвижки предусмотрены с фланцевыми и резьбовыми соединениями с обеих сторон. [3]

Фонтанное оборудование фирмы Me Evoy имеет следующие недостатки: не все клинкетные задвижки взаимозаменяемы; на правом отводе от крестовины установлена одна задвижка; задвижки предусмотрены с фланцевым и резьбовым соединениями с обеих сторон. [4]

Фонтанное оборудование фирмы Me Evoy поставляется на давление 21, 35 и 70 МПа. Нормативное количество сероводорода при эксплуатации арматуры фирмой не регламентировано. [5]

Фонтанное оборудование устья скважины фирмы Мак Эвой ( США) применяют для обвязки обсадных труб 325x245X199 и 114-мм НКТ. Оно состоит из четырех секций: нижней и промежуточной обсадных головок, насосно-компрес-сорной трубной головки и фонтанного оборудования. Оборудование полностыо выполнено из высоколегированной и нержавеющей сталей специального сплава и отдельные детали — из кадмированной стали. [6]

На фонтанное оборудование должно быть обращено особое внимание, так как потеря контроля за выполнением работ по монтажу оборудования и эксплуатации скважины приводит к открытому и бесконтрольному фонтанированию. [7]

Вибрация фонтанного оборудования обусловлена пульсацией газового потока при изменении давления. При больших де-битах газа вибрация фонтанного оборудования может привести к усталости материала и разрушению арматуры. Для устранения вибрации следует изменить частоту ее собственных колеба — — ниа путем уменьшения высоты арматуры или увеличения ее массы. Снижение дебитов газа также прекращает вибрацию оборудования. [8]

К наземному фонтанному оборудованию относится фонтанная арматура и манифольд фонтанной арматуры, а также приспособление для смены задвижек под давлением, лубрикатор и другие специальные узлы и детали. [9]

К подземному фонтанному оборудованию относятся пакеры, клапаны-отсекатели, циркуляционные клапаны, конические глухие подвески, башмачные клапаны. [10]

В комплект подводного фонтанного оборудования фирмы Камерон включают малые превенторы фирмы Камко с целью использования при подземном ремонте скважин. Пре-вентор конструкции Камко оснащен устанавливаемым заподлицо уравнительным клапаном специальной конструкции, который является дополнительным стандартным противовыбросовым оборудованием. Наличие такого клапана позволяет уравнять давление в скважине с давлением в лубрикаторе. [12]

Фирма FMC выпускает также фонтанное оборудование с двумя стволовыми задвижками и двумя задвижками для одноколонной скважины высокого давления. В США выпускается большое число типоразмеров фонтанной арматуры на различные условные проходы и рабочее давление. [13]

Глубина проникновения коррозионного поражения фонтанного оборудования при непрерывной эксплуатации в течение года может достигать 3 — 5 мм. [14]

Источник

Оборудование фонтанной скважины, наземное и подземное

Фонтанные скважины имеют наземное и подземное оборудование. К наземному относятся колонная головка, фонтанная арматура и выкидная линия. К подземному оборудованию относятся насосно – компрессорные трубы, т. е. подъемник.

Условия эксплуатации фонтанных скважин требуют герметизации их устья, разобщения межтрубного пространства, направления продукции скважин в пункты сбора нефти и газа, а также при необходимости полного закрытия скважины под давлением. Эти требования выполняются при установке на устье фонтанирующей скважины колонной головки и фонтанной арматуры с манифольдом (выкидной линией).

Оборудование любой скважины, в том числе фонтанной, должно обеспечивать отбор продукции в заданном режиме и возможность проведения необходимых технологических операций с учетом охраны недр, окружающей среды и предотвращения аварийных ситуаций. Оно подразделяется на земное (устьевое) и скважинное (подземное).

Фонтанной арматурой оборудуют фонтанные нефтяные и газовые скважины. Ее устанавливают на колонную головку. Фонтанная арматура изготавливается по ГОСТ 13846-89.

Фонтанные арматуры различают по конструктивным и прочностным признакам. Эти признаки включают в шифр фонтанной арматуры. Она служит для подвески НКТ, герметизации устья скважины, контроля за межтрубным пространством (между НКТ и обсадной колонной), направления нефти и газа в выкидную линию, проведения ГТМ, регулирования режима работы скважины, проведения исследования в скважине, создания противодавления на забой и т. д.

Фонтанная арматура включает трубную обвязку (головку) и фонтанную елку с запорными и регулирующими устройствами.

Колонная головка предназначается для обвязки устья скважины с целью герметизации межтрубных пространств, а также для подвески обсадных колонн ( при многоколонной конструкции скважин) и установки фонтанной арматуры. Существуют одно-, двух-, трех-, четырех-, пятиколонные головки. Колонные головки выпускаются на различные давления от 14.0 до 70.0 МПа. В отдельных случаях применяются колонные головки на давление 150.0 МПа (на газовых скважинах).

Трубная обвязка – часть фонтанной арматуры, устанавливаемая на колонную обвязку, предназначена для обвязывания одного или двух скважинных трубопроводов, контроля и управления потоком скважинной среды в затрубном (межтрубном) пространстве.

Скважинный трубопровод своим верхним концом закрепляется в катушке-трубодержателе, устанавливаемой на трубную головку, либо в муфте-трубодержателе, устанавливаемой в корпусе трубной головки.

Фонтанная арматура выпускается на рабочее давление – 14, 21, 35, 70, 105 и 140 МПа, сечением ствола от 50 до 150 мм, по конструкции фонтанной елки – крестовая и тройниковая, по числу спускаемых в скважину рядов труб – однорядная и двухрядная и оборудована задвижками или кранами.

Фонтанная елка – часть фонтанной арматуры, устанавливаемая на трубную обвязку, предназначена для контроля и регулирования потока скважинной среды в скважинном трубопроводе и направления его в промысловый трубопровод. Типовые схемы фонтанных елок приведены на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Типовые схемы фонтанных елок:

тройниковые – схемы 1, 2, 3 и 4; крестовые – схемы 5 и 6 (1 – переводник к трубной головке; 2 – тройник; 3 – запорное устройство; 4 – манометр с запорно-разрядным устройством; 5 – дроссель; 6 – ответный фланец; 7 – крестовина)

При оборудовании скважины двумя концентрическими колоннами НКТ (двухрядная конструкция подъемника) трубы большего диаметра подвешиваются на резьбовом соединении нижнего тройника (крестовина), который устанавливается на крестовину, герметизирующую затрубное пространство.

Трубы меньшего диаметра подвешиваются на резьбе переводника (стволовой катушки), размещаемом над тройником (крестовиком) (рис. 3.1б).

Типовые схемы фонтанных елок (рис. 3.2) включают либо один (схемы 3 и 1), либо два (схемы 2 и 4) тройника (одно и двухъярусная арматура), либо крестовину (крестовая арматура – схемы 5 и 6).

Двухструнная (двухъярусная тройниковая и крестовая) конструкция елки целесообразна в том случае, если нежелательны остановки скважины, причем рабочей является верхняя или любая боковая струна, а первое от ствола запорное устройство – запасным. Сверху елка заканчивается колпаком (буфером) с трехходовым краном и манометром. Для спуска в работающую скважину приборов и устройств вместо буфера ставится лубрикатор.

Типовые схемы фонтанной арматуры приведены на рис. 3.3. Монтаж-демонтаж фонтанной арматуры на устье скважины производится автомобильными кранами или другими подъемными механизмами.

Рис. 3.3. Типовые схемы фонтанной арматуры:

1 – фонтанная елка; 2 – трубная обвязка

Запорные устройства фонтанной арматуры изготовляются трех типов: пробковые краны со смазкой; прямоточные задвижки со смазкой типа ЗМ и ЗМС с однопластинчатым и ЗМАД – с двухпластинчатым шибером. Задвижки типов ЗМС и ЗМАД имеют модификации с ручным и пневмоприводом.

При всех способах эксплуатации скважин подъем жидкости и газа на поверхность происходит по специальным трубам НКТ, спускаемым в скважины перед началом эксплуатации (в фонтанирующих скважинах опускаются до фильтра). Согласно ГОСТ 633-80 предусмотрены следующие условные размеры (по внешнему диаметру): 27, 33, 42, 48, 60, 73, 89, 102 и 114 мм с толщиной стенок от 3 до 7 мм. Длина труб 5÷10 м. Трубы бесшовные, из сталей с высокими механическими свойствами, на обоих концах резьба, соединяются между собой муфтами. Отечественные НКТ изготавливают 4 типов. НКТ могут быть изготовлены из алюминиевого сплава марки Д16. Применяют фиберговые трубы, а также безрезьбовые (гибкие) НКТ на барабанах длиной до 6000 м.

Читайте также:  Оборудование для определения ошибок

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Источник

3 режима работы фонтанной арматуры

Фонтанная арматура — комплекс устройств, узлов, труб, фланцев, которые в совокупности обеспечивают работу фонтанирующей скважины. Это относится к области нефтегазовой арматуры, которая монтируется в устье скважины, работает в сложных условиях повышенного давления, которое создается пластовой энергией нефте-, газо-, конденсатоносного пласта. Именуется еще устьевым оборудованием.

фонтанная арматура скважины

Помимо устойчивости к высокому уровню давления, к нему предъявляются требования возможности замеров давления и возможности выпуска или закачки газа при функционировании.

Арматурный комплект такого типа используется на начальном этапе разработки месторождений, когда добыча ведется

  • Фонтанным способом, когда под пластовым давлением углеводород активно выходит на поверхность.
  • Газлифтным способом, когда после прекращения фонтанирования в пласт закачивают сжатый газ.

Скважины насосного типа требуют модифицированных вариантов фонтанной арматуры: штангонасосной или электронасосной.

Виды оборудования фонтанного типа

Оборудование, применяемое на устьях фонтанирующих скважин, бывает наземным и подземным.

Подземная часть – это обвязка обсадных колонн. Она предназначена для соединения нижней части оборудования, которое находится над землей, с верхушечной частью этих колонн, которые бывают двух типов: эксплуатационные и технические. Обеспечивает герметичность расстояния между колоннами, отведение раствора , применяемого для бурения, различные технологические работы.

Наземная сборка включает устьевую арматуру, которую прикрепляют к обвязке колонн, и манифольда. Последний представляет собой вентильный блок., состоящий из ряда трубопроводов, крепящихся на одном основании, объединенных общей схемой. На нем присутствует запорная арматура, буровые рукава S-R, компенсаторы КРК, другие элементы.

давление фонтанной арматуры

Функции фонтанной арматуры

Оборудование используют:

  • Когда проводится герметизация скважины.
  • Когда обеспечивается отвод продукции.
  • При необходимости регулирования дебита скважины, то есть ее производительности в единицу времени.
  • Когда необходим доступ к забою скважины.
  • Когда проводятся технологические работы, различные операции по забору проб из межтрубного пространства без остановки производственного процесса, по изменению показателей температуры и давления.

Можно определить задачи оборудования следующим образом:

  1. Удержание насосно-компрессорных труб, опускаемых под землю, в подвешенном виде.
  2. Герметизация затрубного, межтрубного пространства.
  3. Управление режимами работы скважины для ее непрерывного, равномерного, эффективного функционирования.
  4. Контрольные функции, связанные с измерительными процедурами, выявлением показателей работы скважины.

Арматура работает под большими нагрузками, связанными с избыточным давлением, с наличием агрессивных сред при добыче основного компонента. Другие факторы, способствующие задействованию оборудования – абразивные нагрузки. Они проявляются, когда вода содержит большое число примесей разных пород.
Эти задачи, которые решаются с применением фонтанной арматуры предъявляют к ней повышенные требования с точки зрения прочности, износостойкости материалов и узлов, из которых она изготовлена.

Требования закреплены в нормативных документах типа ГОСТ и ТУ, где фиксируются основные характеристики, параметры оборудования.

Устройство фонтанного оборудования

В состав арматуры включены узлы:

Колонная головка

Ее основная функция – подвеска обсадных колонн, создание герметичного межтрубного пространства. Она нужна также для того, чтобы измерять и контролировать уровень давления внутри труб.

Трубная головка

Главная задача — подвеска и обеспечение герметичности лифтовых колонн. Это имеет особое значение, когда колонны опускаются параллельным или концентрическим способом.

Помимо этого трубная головка нужна для осуществления технологических операций, которые необходимы по ходу эксплуатационных и ремонтных работ.

Подвешиваются колонны резьбовым способом. Однорядная лифтовая система держится на резьбе катушки. Двухрядная предполагает применение двух видов резьбы: для внутренней колонны – это резьба катушки, для наружной – резьба крестовины трубной головки.

В этом компоненте конструкции имеются боковые задвижки, которые могут при необходимости быть заменены.

схема фонтанной арматуры

Фонтанная елка

В узел монтируются разнообразные штуцеры, устройства, выполняющие запорные и регулировочные функции, фитинги – соединительные части трубопровода: тройники, катушки. Они включают редукционные вентили, клапаны, затворы, задвижки и пр. Запорные устройства – это пробковые краны, задвижки, способные обеспечить подачу смазки, перекрытие проходных отверстий.
Работа елки осуществляется по следующим направлениям:

  • Направлять получаемую нефтяную, газовую, конденсатную продукцию в специальную выкидную линию – промысловый трубопровод, идущий от скважины до замерной установки.
  • Закрывать скважину, когда возникает такая необходимость.
  • Быть основой, на которой монтируются специальные узлы и устройства, выполняющие определенные функции.
  • Замерять давление и уровень температур.
  • Опускать приспособления для прочистки труб.
  • Изменять технологические режимы работы скважины.

Конструктивно разновидности фонтанной елки различаются по наличию крестовины или тройника. Двухъярусные конструкции предусматривают наличие двух тройников.
Для крестового варианта предусматривается два отвода — рабочий и запасной боковой. Для тройникового — две выкидные линии – рабочая и запасная. Выкидные линии ведут к замерным установкам. На них монтируются штуцеры, или дроссели для коррекции поступления рабочей среды. Дроссели бывают двух типов: регулируемые и нерегулируемые.
Тройниковый вариант арматуры используется преимущественно для скважин с низким и средним уровнем давления.

Для того, чтобы иметь возможность ограничения дебита скважины, регулирования энергии пласта, в конструкцию фонтанной елки может устанавливаться специальный штуцер, у которого есть калиброванное отверстие. Он обеспечивает прохождение строго отмеренного количества нефти, которое будет идти из скважины в соответствии с заданным режимом работы. Такой штуцер относится к категории быстросъемных сменных устройств.

устьевая фонтанная арматура

Манифольд

Представляет собой вентильный блок, состоящий из ряда трубопроводов, крепящихся на одном основании, объединенных общей схемой. На нем присутствует запорная арматура, буровые рукава S-R, компенсаторы КРК (вибровставки), предназначенные для гашения вибрационных воздействий, другие элементы.
Этот узел соединяет блок оборудования с трубопроводом, применяется для перераспределения или смешения потока газа и нефти между несколькими входами и несколькими выходами. К нему подключают измерительную аппаратуру в виде дифференциальных манометров, иных приборов. Служит как противовыбросовое оборудование на месторождениях.

В рамках фонтанной арматуры манифольд позволяет:

    • загружать в скважину ингибитор, химическое вещество, предупреждающее наслоение твердых компонентов нефти на технологическом оборудовании;
    • осуществлять продувку трубного и межтрубного пространства;
    • проводить контрольные замеры, исследование газообразных фракций;
    • безопасно сжигать лишние газы, конденсат в режиме факела;
    • подключать насосы;
    • выполнять другие функции.

Соединения внутри конструкций обеспечиваются с помощью фланцевых или хомутовых вариантов.

Разработка и установка арматуры

Оборудование устанавливают, исходя из требований, предписаний стандартов ГОСТ.
Предполагает ряд основных схем монтажа:

  • Манометрический.
  • С использованием буферного фланца под манометр.
  • В режиме запорного устройства.
  • Тройниковый.
  • Крестовина елки
  • Дроссельный.
  • Вентильный.
  • И другие.

Схема подбирается в зависимости от условий, при которых возникает необходимость применения оборудования. Эти условия определяют параметры, по которым можно проводить классификацию арматуры.
Основные из них:

  • Рабочее давление. Оно может изменяться в промежутке между 7 и 105 МПа.
    Оборудование может применяться для скважин, которые отличаются большой глубиной либо особо высоким пластовым давлением.
  • Способ построения схемы исполнения.
  • Рядность и количество труб, которые идут в скважину. Используется однорядный или двухрядный варианты.
  • Конструктивные особенности запорных узлов: краны или задвижки.
  • Размер проходного сечения по стволу скважины, боковым отводам от 50 до 150 мм. Конструкции с большим диаметром ствола работают в нефтяных и газовых скважинах, отличающихся высокими показателями дебита.
Читайте также:  Прудовое оборудование в казани

В соответствии со стандартами фонтанная арматура с конструктивной точки зрения бывает нескольких видов:

  • Тройниковая либо крестовая. Этот параметр связан с конфигурацией фонтанной елки. Выкидные линии служат для проведения рабочей среды от боковых отводов к установкам, осуществляющим замеры.
  • Двух- или однорядная. Определяется количеством насосов, которые опускаются в скважину.
  • Запорные устройства: задвижки или краны. Трубы нефтяных скважин перекрываются задвижками, газовых –кранами.

Построение конкретной конструкции арматуры происходит в соответствии с ТУ — Техническими условиями и чертежами. Конструкторскую документацию создают по нормам и правилам ЕСКД – Единой системы конструкторской документации. Соблюдают стандарты, нормы как российские, так и международные.

эксплуатация фонтанной арматуры

Технические требования к оборудованию

Поскольку фонтанная арматура представляет комплекс, обеспечивающий герметичность функционирования скважин, возможность перекрытия рабочей среды, прохождение разных технологических операций, к ней предъявляются высокие требования по разным показателям.

Одно из направлений — параметры климатических условий. Стандарты предписывают использование оборудования в холодном и умеренном макроклиматических регионах – УХЛ. Это означает возможность эксплуатации при температурах, достигающих –60 гр. С. (отрицательный диапазон температур), +40 гр. С (плюсовой диапазон).

Это предъявляет особые требования к конструкциям. Основные параметры по документам ГОСТ, которые контролируются в производственном процессе:

  • Условный проход ствола елки, боковых отводов елки, боковых отводов трубной головки.
  • Рабочее давление: 7-105 MПа.
  • Конструкция арматуры должна способствовать полной герметизации по отношению к окружающей среде.
  • К корпусным деталям предъявляются требования опрессовки пробным давлением, которое в 1,5 -2 раза превышает рабочее давление.
  • Проверяется соосность отверстий составных частей оборудования, чтобы трубы, устройства, приборы и приспособления могли беспрепятственно опускаться в скважину.
  • Трубная обвязка должна позволять закреплять трубу в корпусе трубной головки, создавать возможность управлять потоком рабочей среды, измерять и контролировать давление в пространстве между трубами.
  • К дросселю фонтанной арматуры предъявляется требование регулируемости.
  • Допустимо объединять ряд составных элементов в единый блок, не меняя типовых схем.
  • По запросу заказчика комплект оборудования может включать устройства:
    автоматические предохранительные,
    запорные блоки, которые могут управляться дистанционно,
    аппаратура, которая может соединять оборудование, установленное в скважине с имеющейся наземной системой управления.
  • Автоматические предохранительные устройства – пневмопилоты играют роль запорного узла, который срабатывает при отклонении режима работы скважины.
  • Если в конструкции предусмотрены запорные устройства дистанционного действия, необходимо предусмотреть вариант ручного управления ими.

Арматура надежна при работе в различных средах, включая агрессивные: содержащие сероводород, двуокись углерода, чей процентный состав достигает 25% для каждого химического соединения, примеси нефти, ингибиторы коррозии.

Международные стандартные спецификации на фонтанное оборудование

Требования к арматуре фонтанного типа, которые зафиксированы в международных стандартах API 6A. Они затрагивают основные параметры оборудования, узлов и конструкций, касаются материала, из которых произведены. Также описывают рабочие характеристики, размеры, возможности взаимозамен составных частей, материалы, особенности сварочного процесса при изготовлении.
Отдельные блоки касаются испытаний, инспекции, ремонтных и восстановительных работ, транспортировки, закупки и других разделов.

В них перечисляются узлы и устройства, регулируемые стандартом. Среди них:

  • Корпус и катушки головок обсадных и насосно-компрессорных колонн. Многоступенчатые корпуса.
  • Различные соединители, а также фитинги.
  • Подвески колонн: обсадной, насосно-компрессорной.
  • Варианты дроссельных и клапанных устройств, штуцеров.
  • Концевые и сварные соединители.
  • Другие виды узлов: приводы, кольцевые прокладки, сменные вкладыши и др.

Стандарт определяет уровни спецификации изделий PSL. Они касаются стальных бурильных труб, определяют различия разных типов трубопрокатных изделий по ряду признаков. Эти признаки сводятся к

  • Различию по химическому составу.
  • Разным механическим характеристикам.
  • Разнице способов и методов производства.
  • Разным вариантам при осмотре и выявлении дефектов, а также при проведении ремонтных работ.
  • Различиям в сертификации.

Фонтанную арматуру относят к виду производственных изделий, которые имеют определенное целевое назначение. Она рассматривается как оборудование непрерывного использования.
Существует возможность восстановительных работ после отказа оборудования, оно отличается хорошей ремонтопригодностью.
Обслуживание рекомендуется проводить у одного оператора, который будет проверять и контролировать его на этапе подготовки к работе.
Период работы арматуры в среднем 15 лет. Отказ оборудования проявляется в следующих вариантах:

  1. Теряется герметичность запорных блоков.
  2. Нарушается герметичность разъемных соединений, причем от нее не удается избавиться с помощью подтягивания.
  3. Ломаются, выходят из строя компоненты оборудования. Это влечет за собой их демонтаж, замену на новые исправные детали и узлы.

Эти нарушения требуют проведения ремонтных работ до полного восстановления рабочих характеристик.

виды фонтанной арматуры

Особенности производства оборудования

Учитывая тот факт, что фонтанная арматура имеет конкретное назначение и применение, на этапе производства предполагается возможность особых условий, взаимозамен составных частей.

  • Формирование равнопроходных конструкций: подвесить обсадную колонну и насосно-компрессорную трубу(НКТ) в одном разъемном корпусе.
  • Использование как фланцевого соединения деталей и узлов, так и моноблочного варианта.
  • Изготовление деталей корпуса на металлургическом производстве методом ковки либо литья.
  • Комплектация задвижками шиберного типа с различными типами привода
    — ручным,
    — гидравлическим,
    — пневматическим,
    — электрическим.
    В некоторых из них используются дистанционные методы эксплуатации устьевой арматуры.
  • В особых условиях работы паронагнетательных скважин, испытывающих высокие тепловые нагрузки, использование специальных уплотнений, в которых применяется графит.
  • Для агрессивной среды изготовление корпусных деталей из сталей нержавеющих, легированных, с никель-хромовыми наплавками.
  • Использование Технических требований международного стандарта API 6A для производства оборудования по желанию заказчика.

Когда производится заказ арматуры, необходимо описать его по определенной схеме, которая будет соответствовать условиям эксплуатации скважины. Оборудование может быть изготовлено по требованиям заказчика, однако должно соответствовать всем нормам и правилам, российским ГОСТ и ТУ, межгосударственным ГОСТ-Р, международным — API 6A. Арматура сертифицируется Федеральной службой по экологическому, технологическому, атомному надзору.

Используемая литература и источники:

  • Cast Iron Soil Pipe Institute
  • Щуров В. И. Введение // Технология и техника добычи нефти. Учебник для вузов. — 1-е изд. — М.: Недра, 1983.
  • Петрухин В. В., Петрухин C. В. Справочник по газопромысловому оборудованию. — М.: Инфра-Инженерия, 2010.
  • ГОСТ 26349-84 Соединения трубопроводов и арматура. Давления номинальные. Ряды

Источник

Оборудование фонтанных скважин

Оборудование любой скважины, в том числе фонтанной, должно обеспечивать отбор продукции в заданном режиме и возможность проведения необходимых технологических операций с учетом охраны недр, окружающей среды и предотвращения аварийных ситуаций. Оно подразделяется на наземное (устьевое) и скважинное (подземное).

К наземному оборудованию относят фонтанную арматуру и манифольд. Фонтанной арматурой оборудуют фонтанные нефтяные и газовые скважины. Ее устанавливают на колонную головку. Фонтанная арматура изготавливается по ГОСТ 13846-89.

Фонтанные арматуры различают по конструктивным и прочностным признакам. Эти признаки включают в шифр фонтанной арматуры.

Фонтанная арматура включает трубную обвязку (головку; и фонтанную елку с запорными и регулирующими устройствами.

Трубная обвязка — часть фонтанной арматуры, устанавливаемся на колонную обвязку, предназначена для обвязывания одного или двух скважинных трубопроводов, контроля и управления потоком скважинной среды в затрубном (межтрубном) пространстве.

Скважинный трубопровод своим верхним концом закрепляется в катушке‑трубодержателе, устанавливаемой на трубную головку, либо в муфте‑трубодержателе, устанавливаемой в корпусе трубной головки. Схемы трубных обвязок приведены на рис. 4.

Рис. 4. Схемы трубных обвязок фонтанной арматуры:

1 — ответный фланец; 2 — запорное устройство; 3 — трубная головка; 4 — манометр с запорно‑разрядным устройством

Рекомендуемые файлы

Фонтанная арматура выпускается на рабочее давление — 14,21,35,70,105, и 140 МПа, сечением ствола от 50 до 150 мм, по конструкции фонтанной елки крестовые и тройниковые, по числу спускаемых в скважину рядов труб однорядные и двухрядные и оборудованы задвижками или кранами.

Пример обозначения: АФК6В-80/50Х70ХЛ-К2а

ХХХХ — Х Х х ХХ — ХХ

Читайте также:  Что такое аэрационное оборудование

АФ — арматура фонтанная

АН — арматура нагнетательная

Способ подвешивания скважинного трубопровода:

в трубной головке — не обозначается, в переводнике к трубной

головке — К, для эксплуатации скважин УЭЦН — Э

Обозначение типовой схемы елки для арматуры с двумя

трубными головками к номеру схемы добавляют «а»

Обозначение системы управления запорными устройствами

( с ручным управлением – не обозначают, с дистанционным — Д,

с автоматическим — А, с дистанционным и автоматическим – В)

Условный проход ствола елки, мм

Условный проход боковых отводов елки, мм (при совпадении

с условных проходом ствола не указывается)

Рабочее давление, МПа( кгс/см 2 )

Климатическое исполнение по ГОСТ 16350-80: для умеренного и умеренно

холодного микроклиматических районов — не обозначается; для холодного

макроклиматического района – ХЛ

Исполнения по составу скважинной среды:

c содержанием Н2S и СО2 до 0,003% по объему каждого — не обозначается;

с содержанием СО2 до 6% по объему — К1;

с содержанием Н2S и СО2 до 6% по объему каждого — К2 и К2И

Модификация арматуры или елки

Конструкция фонтанной арматуры обеспечивает возможность измерения давления на верхнем буфере елки, а также давления и температуры среды на буфере бокового отвода елки и трубной головки. Стандартами предусмотрено изготовление блочных фонтанных арматур, а также укомплектование по необходимости фонтанных арматур автоматическими предохранительными и дистанционно управляемыми устройствами.

Фонтанная елка — часть фонтанной арматуры, устанавливаемая на трубную обвязку, предназначена для контроля и регулирования потока скважинной среды в скважинном трубопроводе и направления его в промысловый трубопровод. Типовые схемы фонтанных елок приведены на рис. 5.

При оборудовании скважины двумя концентрическими колоннами НКТ (двухрядная конструкция подъемника) трубы большего диаметра подвешиваются на резьбовом соединении нижнего тройника (крестовина), который устанавливается на крестовину, герметизирующую затрубное пространство.

Трубы меньшего диаметра подвешиваются на резьбе переводника (стволовой катушки), размещаемом над тройником (крестовиком) (рис. 4, б).

Рис. 5. Типовые схемы фонтанных елок:

тройниковые — схемы 1,2,3 и 4; крестовые — схемы 5 и 6 (1 — переводник к трубной головке; 2 ‑ тройник; 3 — запорное устройство; 4 — манометр с запорно-разрядным устройством; 5 ‑ дроссель; 6 — ответный фланец 7 — крестовина)

Типовые схемы фонтанных елок (рис. 5) включают либо один (схемы 2 и 1), либо два (схемы 3 и 4) тройника (одно или двухъярусная арматура), либо крестовину (крестовая арматура — схемы 5 и 6).

Двухструнная (двухъярусная тройниковая и крестовая) конструкция елки целесообразна в том случае, если нежелательны остановки скважины, причем рабочей является верхняя или любая боковая струна, а первое от ствола запорное устройство — запасным. Сверху елка заканчивается колпаком (буфером) с трехфазовым краном и манометром. Для спуска в работающую скважину приборов и устройств вместо буфера ставится лубрикатор.

Типовые схемы фонтанной арматуры приведены на рис. 6. Монтаж-демонтаж фонтанной арматуры на устье скважины производится автомобильными кранами или другими подъемными механизмами.

Рис. 6. Типовые схемы фонтанной арматуры:

1 — фонтанная елка; 2 — трубная обвязка

Запорные устройства фонтанной арматуры изготовляются трех типов: пробковые краны со смазкой, прямоточные задвижки со смазкой типа 5М и ЗМС с однопластинчатым и ЗМАД — с двухпластинчатым шибером. Задвижки типов ЗМС и ЗМАД имеют модификации с ручным пневмоприводом.

Пробковый кран со смазкой типа КППС — 65х14 (рис. 7) состоит из корпуса, конической пробки, крышки, через которую проходит регулировочный винт, позволяющий регулировать рабочий зазор между уплотни тельными поверхностями корпуса и пробки. Уплотнение регулировочного винта осуществляется манжетами, поджатие которых производится грундбуксой. Краны наполняются смазкой «Арматол-238» через 150¸180 циклов работы.

Рис. 7. Пробковый кран типа КППС-65´14

1 – корпус; 2 – рукоятка; 3 – толкатель; 4 и 11 – грунд буксы; 5 – шпиндель; 6 ‑ втулка; 7 ‑ кулачковая муфта; 8 ‑ коническая пробка; 9 – крышка; 10 ‑ манжеты; 12 – регулировочный винт

Типоразмеры и параметры кранов КШ1С-65х14 приведены ниже.

Условный проход, мм 65

Рабочее давление, МПа 14

Габаритные размеры, мм:

Масса в собранном виде, кг 53

Задвижки типов ЗМС и ЗМС1 показаны на рис. 8.

Рис. 8. Задвижка типов ЗМС и ЗМС1 с ручным приводом:

1 – крышка; 2 – разрядная пробка; 3 – крышка подшипников; 4 – регулирующая гайка; 5 ‑ шпиндель; 6 – верхний кожух; 7 ‑ маховики; 8 ‑ упорный шарикоподшипник; 9 – ходовая гафка; 10 – узел сальника; 11 – прокладка; 12 ‑ шибер; 13 ‑ корпус; 14 – выходное седло; 15 – шток; 16 ‑ нагнетательный клапан; 17 ‑ нижний кожух; 18 ‑ входное седло; 19 ‑ тарельчатая пружина

В процессе эксплуатации арматуры с прямоточными задвижками периодически смазывают подшипники шпинделя жировым солидолом, а в корпус задвижки через штуцер в днище набивают уплотни тельную смазку ЛЗ-162 или «Арматол-238».

На выкидных линиях, после запорных устройств для регулирования режима работы скважины ставят регулирующие устройства (штуцеры), обеспечивающие дрессирование потока вследствие изменения площади проходного сечения. Они подразделяются на нерегулируемые и регулируемые.

Нерегулируемый штуцер зачастую представляет собой диафрагму или короткую втулку (насадку) с малым отверстием. Диаметр отверстия штуцера может составлять 5¸25 мм.

Пример нерегулируемого штуцера (дросселя) представлен на рис. 9.

Рис. 9. Нерегулируемый дроссель:

1 – корпус; 2 – корпус насадки; 3 — пробка

Регулирование режима эксплуатации осуществляется заменой корпуса с насадкой на другой диаметр.

Рис. 10. Регулируемый дроссель ДР-65´35

Более удобны регулируемые дроссели (рис. 10), предназначенные для ступенчатого и бесступенчатого регулирования режима работы скважины. Площадь сечения выходного отверстия изменяют вращением маховика вручную. Ступенчатое регулирование осуществляется с помощью устанавливаемых в гильзу насадок разного диаметра. Устьевое (до штуцера) и затрубное давления измеряют с помощью манометров. На фланцах боковых отводов трубной головки и фонтанной елки предусматриваются отверстия для подачи ингибиторов коррозии и гидратообразования в затрубное пространство и ствол елки, а также под карман для термометра.

Манифольд предназначен для обвязки фонтанной арматуры с выкидной линией (шлейфом), подающей продукцию на групповую замерную установку. Манифольд монтируют в зависимости от местных условий и технологии эксплуатации. В общем случае они обеспечивают обвязку двух струн со шлейфом струн с затрубным пространством, струн и затрубного пространства с факелом или амбаром и т.д.

Комплекс устьевого фонтанного оборудования представлен на рис. 11.

Рис. 11. Комплекс устьевого фонтанного оборудования:

1 – оборудование обвязки обсадных колонн; 2 – фонтанная арматура; 3 – манифольд; 4 ‑ станция управления арматурой

2.2. Подземное оборудование фонтанных скважин

К подземному оборудованию относятся насосно-компрессорные трубы. Для предупреждения открытых фонтанов применяются комплексы типа КУСА и КУСА‑Э при эксплуатаций фонтанных скважин. Они могут обслуживать от одной до восьми скважины в случае разгерметизации устья, при отклонении от заданных параметров (давления, дебита) работы скважин и при возникновении пожара.

Основные элементы комплексов — пакер, скважинный клапан — отсекатель, устанавливаемый внутрь НКТ на глубине до 200 м и наземная станция управления. Управление клапаном — отсекателем может быть пневматическим (тип КУСА) или электрогидравлическим (типа КУСА-Э).

Запорным органом служит хлопушка или шар.

Клапан-отсекатель (также и задвижка арматуры) может быть закрыт со станции управления принудительным путем или дистанционно с пульта диспетчера, связанного со станцией управления посредством промысловой телемеханики.

Имеются еще автоматические клапаны-отсекатели, срабатывающие при увеличении дебита скважины выше заданного. Они устанавливаются на НКТ. Автоматизация фонтанной скважины предусматривает и автоматическое перекрытие выкидной линии разгруженным отсекателем манифольдным типа РОМ-1. Отсекатель срабатывает автоматически при повышении давления в трубопроводе на 0,45 МПа (образование парафиновой пробки) и при понижении давления до 0,15 МПа (порыв трубопровода).

Источник