Устье скважины, устьевое оборудование

Конструкция фонтанной арматуры

ГОСТ 13846–84, подразумевает применение схем тройникового и крестового типа. В состав типовой фонтанной арматуры входят такие узлы, как:

• трубная головка;
• фонтанная елка;
• запорные устройства, управляемые в ручном режиме;
• дроссели.

Трубная головка предназначена для того, что на нее подвешивают НКТ в несколько рядов и обеспечения их герметичности. Кроме того, она принимает участие в некоторых технологических процессах, связанных с освоением, работой и обслуживанием скважины.

Это устройство, при необходимости выполнять замену установленных на ней боковых задвижек. Для этого применяют глухие пробки, устанавливаемые в резьбе, нарезанной в корпусе.

Фонтанная елка призвана решать следующие задачи:

• направление готовой продукции в линию;
• принятие участия в монтаже дополнительных устройств;
• выполнение замеров параметров работы трубопроводной сети;
• обеспечение спуска устройств для очистки скважинных труб.

Назначение устройств

Подобные приспособления должны находиться у буровиков под руками, ведь из скважины в любую минуту может вырваться поток пластовых флюидов природного сырья. Устройство арматуры для буровых фонтанов позволяет за короткий промежуток времени «заарканить» топливную энергию и направить ее по трубопроводу.

Применяют подобные механизмы для следующих целей:

• фонтанная арматура позволяет управлять потоками из скважины, а также контролировать все происходящие там процессы;
• механизмы дают возможность сделать обвязку сразу нескольких трубопроводов и выполнить отводы для выкидных линий;
• устройство арматуры обеспечивает надежную герметизацию в месте фонтанирования потоков.

Особенно незаменимы подобные механизмы в агрессивных условиях, когда в потоке присутствуют сероводород, углекислый газ или минеральные воды. В таких ситуациях возникает избыточное давление, с которым легко справляются подобные механизмы. Благодаря долговечности и высокой прочности, арматура спокойно выдерживает абразивные нагрузки любого характера, возникающие из-за примесей пород в нефтяных или газовых потоках.

2 Конструкция

Производство арматуры, согласно ГОСТ 13846-84, предполагает использование схемы тройникового и крестового типа.

Устройство состоит из:

Трубная головка используется для подвески нескольких рядов НКТ, а также их герметизации. Кроме того, трубная головка принимает участие в технологических операциях, которые включают: освоение, эксплуатацию и ремонт скважины.

Подвешивание колон осуществляют (на резьбе):

• если однорядный лифт – на резьбе катушки;
• если двухрядный лифт: внутренняя колонна – на резьбе катушки, наружная колонна – на резьбе крестовины трубной головки.

Трубная головка предполагает замену своих боковых задвижек. Этот процесс осуществляется с помощью специальных глухих пробок, которые устанавливают в резьбовых отверстиях корпуса.

Запорные устройства на фонтанной арматуре с ручным упралением

• направляет продукцию в выкидную линию;
• принимает участие в установке специальных устройств;
• замеры давления и температуры среды;
• спуск скважинных приборов для очистки труб.

Запорные устройства представлены в виде проходных пробковых кранов и прямоточных задвижек с подачей смазки. Их основное предназначение – перекрытие проходных отверстий.

2.1 Технические требования к конструкции

ГОСТ 13846-89 определяет фонтанную арматуру как устройство, предназначенное для герметизации скважин, перекрытия среды и ее направления в манифольд, и проведение других технологических операций.

Согласно ГОСТ 16350-80 фонтанная арматура может быть использована в умеренном и холодном макроклиматических районах. Размещение производится по категории 1 (ГОСТ 15150-69).

Оптимальная температура воздуха окружающей среды: от -60 ºC и до +40 ºC .

Качественная арматура долговечна и выдерживает атмосферные нагрузки

ГОСТ 51365-2009 установил использование определенного материала и уровень технических требований, которые больше всего подходят к условиям эксплуатации.

2.2 Обозначение АФК

• АФ – арматура фонтанная;
• К – способ подвешивания трубопровода по ГОСТ 13846-84;
• n – схема по ГОСТ 13846-84 (n = 1-6);
• Э – кабельный ввод;
• 65×21 – условный проход и рабочее давление в МПа;
• ХЛ – климатические исполнения изделия;
• К1 – категория коррозионной стойкости.

Типовые схемы по ГОСТ 13846-89:

• АФ1, АФК 1;
• АФ2, АФК 2;
• АФ3, АФК 3;
• АФ4, АФК 4;
• АФ5, АФК 5;
• АФ6, АФК 6.

2.3 Монтаж и демонтаж фонтанной арматуры

В процессе пользование скважины производится монтаж и опрессовка конструкции. Основную функцию в присоединении осуществляют колонные головки. Находящиеся в верхнем фланце отверстия, позволяют прикрепить детали различных типоразмеров.

Монтаж узла оборудования из фонтанной арматуры

1. Между фланцами укладывают специальную малоуглеродистую сталь с овальным сечением.
2. При помощи элеваторов опускают колонну компрессорных труб.
3. Свинчивают трубы (перед свинчиванием нужно смазать резьбу труб).
4. Спускают колонны труб.

По окончанию установки производят опрессовку для проверки герметичности всех соединений.

Ремонт конструкции происходит в специализированных мастерских. Предварительно, фонтанная арматура, разбирается на отдельные детали. Елку тщательно моют и проверяют остальные составляющие.

Что важно знать о фонтанной арматуре?

Фонтанная арматура – это трубная конструкция схема и устройство подключения которой имеет фланцевое соединение с различными тройниками, соединительными устройствами и т.д. Во время обустройства системы фланцевое соединение уплотняют стальными прокладками с минимальным содержанием углерода.

Узел из фонтанной арматуры

Фонтанная арматура предназначена для выполнения множества функций. Одна из них- это типовые обвязки трубопроводов. Это устройство позволяет управлять потоком среды в скважине и осуществлять контролирующие производство процессы.

Фонтанная арматура широко используется при герметизации и при проводке отводов выкидных линий. Практически во все типовые виды работ, связанных с прокладкой трубопроводов, необходимо задействовать подобное устройство.

Конструктивные особенности

• возможно изготовление равнопроходной конструкции устьевой арматуры с возможностью подвешивания обсадных колонн и НКТ в одном разъемном корпусе без перемонтажа превентора;
• возможно фланцевое соединение деталей арматуры и моноблочное исполнение изделия;
• исполнение корпусных деталей — ковка или литье;
• комплектуется полнопроходными шиберными задвижками с ручным, гидравлическим, пневматическим или электрическими приводами, позволяющие эксплуатировать устьевую арматуру дистанционно по «безлюдным» технологиям;
• использование уплотнений на осонове графита в изделиях для паронагнетательных скважин;
• для среды К3 корпусные детали, контактирующие со средой, изготавливаются из нержавеющих сталей, или из легированных сталей с наплавкой INCONEL 625;
• по требованию заказчика может изготавливаться в соответствии с техническими требованиями API 6A;

ПРАВИЛА ОБРАЗОВАНИЯ СОСТАВНЫХ ТЕРМИНОВ

1. Для характеристики устьевого оборудования по различным признакам допускается применять комбинации терминов, установленных в стандарте, например «тройниковая фонтанная устьевая арматура».

2. Термины могут содержать дополнительные терминоэлементы, отражающие область применения оборудования, например «трубодержатель колонной головки», «регулируемый уплотнитель устьевого шлюза», «превентор противовыбросового оборудования».

3. Для характеристики устьевого оборудования, включающего составные части разных видов, выделяемых по одному признаку, допускается применять определение «комбинированный». Например, многокорпусная колонная обвязка, включающая резьбовую и клиньевую колонные головки, — «комбинированная колонная обвязка».

4. При необходимости уточнения термина в зависимости от количества аналогичных составных частей устьевого оборудования допускается вводить термины, учитывающие это обстоятельство. Например наряду с термином «двухствольная елка», может применяться термин «трехствольная елка»; наряду с термином «многокорпусная колонная обвязка» может применяться термин «четырехкорпусная колонная обвязка» и т.д.

Фонтанная арматура — тройниковый тип

Фонтанная арматура тройникового типа имеет два тройника: верхний является рабочим, нижний — резервным.
 

Фонтанная арматура тройникового типа имеет условные проходы 50 и 90 мм.
 

Фонтанная арматура тройникового типа имеет два тройника: верхний является рабочим, нижний — резервным, который используется только во время ремонта или замены верхнего. Арматура этого типа имеет большую высоту ( до 5 м от поверхности земли), неудобна в обслуживании, неуравновешена. Применяется она в особо сложных условиях эксплуатации скважины — при наличии твердых взвесей в потоке газа, вызывающих абразивный износ оборудования, газообразных — или жидких коррозионных агентов ( углекислота, сероводород, пропионовая, масляная или другие кислоты жирного ряда), при резких колебаниях давления и температуры.
 

Устье скважины оборудуется специальной сдвоенной фонтанной арматурой тройникового типа с двухструнными выкидными линиями для каждого пласта. Имеется ряд модификаций оборудования скважин по схеме фонтан-фонтан, приспособленных для различных эксплуатационных условий.
 

Схема крестовой фонтанной арматуры.

В пескопроявляющих скважинах используют фонтанную арматуру тройникового типа. На центральную задвижку 6 вместо крестовины 7 устанавливают тройник ( на рисунке не показан) с запасной выкидной линией, затем промежуточную задвижку и тройник с рабочей выкидной линией.
 

Наземное оборудование скважины представляет собой специальную сдвоенную фонтанную арматуру тройникового типа с условными проходами диаметром 50 и 40 мм и с двухструнными выкидами для каждого пласта ( рис. XIII. Арматура рассчитана на рабочее давление 20 0 МПа. Оборудование с параллельным размещением насосно-компрессорных труб используется в скважинах с эксплуатационной колонной диаметром 168 мм и более.
 

Глубокие газоконденсатные скважины оборудуются фонтанной арматурой АФ-60-300 тройникового типа ( двухструнная) во фланцевом исполнении, рассчитанной на GOO am пробного и 300 am рабочего давления.
 

Для испытания скважины, оборудованной фонтанной арматурой тройникового типа, должна прокладываться от нижней струны арматуры линия, предназначенная для установки диафрагменного измерителя критического течения ( прувера), а от верхней струны — продувочная линия.
 

Для испытания скважины, оборудованной фонтанной арматурой тройникового типа, от нижней струны арматуры должна прокладываться линия для установки прувера, а от верхней струны — продувочная линия. Если фонтанная арматура крестового типа, то от одной струны должна быть проложена пру-верная линия, а от другой — продувочная.
 

В соответствии с ГОСТ 13846 — 89 фонтанную арматуру тройникового типа выпускают на рабочее давление 14, 21, 35, 70 и 105 МПа. Фонтанная арматура с диаметрами ствола 100 — 150 мм предусмотрена для высокодебитных нефтяных и газовых скважин.
 

После завершения работ по глушению скважины следует демонтировать фонтанную арматуру тройникового типа АФТ2 — 21 / 2х320, предварительно отсоединив ее от трубопровода. На устье скважины смонтировать превенторную установку в соответствии со схемой 2 по ГОСТ 13862 — 90 и извлечь лифтовую колонну из скважины, провести ревизию насосно-компрессорных труб.
 

Обвязка устья и расположение наземного оборудования при освоении скважин в объединении Ставропольнефтегаз.

При освоении скважин глубиной 1000 — 1500 м используют фонтанную арматуру с проходным отверстием 50 мм — 1АФТ50, 2АФТ50 и др., На рис. IV.10 приведены схема обвязки устья фонтанной арматурой 2АФТ50 и расположение наземного оборудования при освоении и исследовании скважин в Пятигорской геологопоисковой экспедиции объединения Ставропольнефтегаз. На устье установлена фонтанная арматура тройникового типа на 12 5 МПа. Верхняя струна направлена к газоотделителю и на факел, а нижняя струна — только на факел. От газоотделителя жидкость поступает в замерную емкость, а газ после замера при помощи прувера — на факел. В верхней струне предусмотрены штуцерная камера, породосборник, манометр и карман под термометр. Газоотделитель устанавливают на расстоянии 50 м от фонтанной арматуры.
 

Обвязка устья и расположение наземного оборудования при освоении скважин в объединении Ставропольнефтегаз.

Классификация фонтанной арматуры

Базовым типом арматуры для использования на добывающих скважинахявляется фонтанная арматура. Она используется на всех газовых скважинахи нефтяных скважинах, на которых ведется добыча фонтанным илигазлифтным способом. При эксплуатации насосных скважин используютсямодификации фонтанной арматуры – штангонансосная и электронасосная арматура. Она конструируется по схожему принципу, с некоторымимодификациями и упрощениями. Фонтанирование нефтяных скважин обычно происходит в началеразработки месторождений, когда запас пластовой энергии велик идавление на забое скважины достаточно большое, чтобы поднять жидкостьдо устья скважины. Устьевые давления на скважинах газовых игазоконденсатных месторождений сравнительно высокие в течениедлительного периода разработки месторождений, поэтому могутразрабатываться фонтанным способом даже до забрасыванияместорождения.

Типы фонтанных арматур

Устьевое оборудование нефтяных и газовых скважин делится на подземноеи наземное оборудование. К подземному оборудованию относится обвязка обсадных колонн. Наземное оборудование состоит из устьевой арматуры,крепящейся к обвязке колонн, а точнее – к колонной головке, и манифольда.

Фонтанная арматура устанавливается на скважины двух типов: добывающиие (применяется фонтанная арматура нефтяных скважин) и нагнетательные (применяется арматура устьевая нагнетательная). В добывающих скважинах производится отбор пластового флюида – нефти или газа. Нагнетательные скважины используются длязакачивания воды, газа, теплоносителей и воздушных смесей впродуктивный пласт, обеспечивая таким образом замещение пластового флюида в коллекторе и поддержание пластового давления.

Основные требования, предъявляемые к фонтанной арматуре нефтяных и газовых скважин устьевой нагнетательной арматуре и ее запорнымэлементам, закреплены в гостах:ГОСТ 13846-89 «Арматура фонтанная и нагнетательная. Типовые схемы,основные параметры и технические требования к конструкции»,ГОСТ 28996-91 «Оборудование нефтепромысловое устьевое. Термины иопределения»,ГОСТ Р 51365-99 «Оборудование нефтепромысловое добычное устьевое.Общие технические условия».

4 Особенности дросселирующих устройств нефтегазовых скважин

На запасных и рабочих выкидных линиях, как было сказано, монтируются штуцеры (дроссели). Они образуют гидравлические локальные сопротивления потоку добываемой продукции и требуются для корректирования режима функционирования скважины. Штуцеры делят на:

• нерегулируемые:
• регулируемые.

Самым простым нерегулируемым штуцерным устройством является 10-миллиметровый диск из стали (подходит и низколегированная, и высоколегированная сталь), который размещается между фланцами. Подобный дроссель располагает в своем центре отверстием сечением в пределах 3–35 миллиметров. Выбираемое для каждого конкретного случая сечение позволяет скважине и арматуре работать в заданном технологическом режиме.

Дроссели регулируемого типа похожи на обычный вентиль. Их проходной диаметр можно изменять по мере необходимости при помощи наконечника, которые посредством перемещения маховика отдаляется от втулки либо приближается к ней. Регулируемые штуцеры эксплуатируются при нагрузке не более 70 МПа. Применяются они реже, чем нерегулируемые, так как срок эксплуатации регулируемых устройств очень мал (если из скважины вместе с нефтью или газом подается материал высокого абразивного уровня, они сразу же выходят из строя).

Конструкция оборудования

Что касается конструкции этого приспособления, то есть несколько основных компонентов. К ним относится, к примеру, головка трубного типа, головка колонного типа и головка самой арматуры. Головка арматуры относится к регулировочно-запорному типу. В качестве компонентов можно выделить даже такие небольшие устройства, как вентили, задвижки запорного типа и некоторые другие мелкие детали подобного рода.

Основное назначение устьевой арматуры — это сдерживание сильного потока давления, а также возможность исследования этого давления внутри самой же конструкции. Для того чтобы запустить арматуру такого типа, обычно используется механический привод. Однако случается так, что давление слишком высокое. В таком случае сдерживаться оно будет или при помощи установок пневматического типа или при помощи гидравлической системы. Стоит также сказать, что может быть устьевая нагнетательная арматура. В таком случае она способна выполнять функции нагнетания или стравливания потоков газа.

Устройства для скважины нагнетательного типа

Основное предназначение такого типа арматуры — это герметизация скважин нагнетательного типа. Особенностью является то, что можно проводить все работы во время нагнетания в скважину воды. Из основных частей оборудования выделяется трубная головка и елка. Первый элемент используется для того, чтобы герметизировать затрубное пространство. Также необходимо для выполнения определенных ремонтных работ, исследовательских работ, некоторых технологических операций. Состоит данный элемент из таких компонентов, как задвижки, крестовина и несколько элементов для быстрого соединения.

Фонтанная арматура

При прокладывании трубопроводов и выполнении подобного вида разных работ, которые имеют место в различных сферах, где требуется проведение буровых работ, часто приходится использовать такие дополнительные элементы, как фонтанная арматура.

Применение фонтанной арматуры

Арматура фонтанная имеет следующие назначения. С ее помощью происходит обвязка одного или нескольких трубопроводов, происходят контролирующие процессы и управление потоками среды в скважине. Так же с помощью фонтанной арматуры выполняют герметизирующие работы на скважине и проводят отводы для выкидной линии. Таким образом, использование данного оборудования имеет большое значение и влияет на продуктивность всей работы по прокладыванию трубопроводов.

Как правило, использование фонтанной арматуры необходимо в определенных условиях, например, когда при больших нагрузках, которые создаются при избыточном давлении. Или в тех случаях, когда в скважине возможно агрессивное воздействие таких веществ как сероводород, вода минерального характера либо воздействие углекислого газа.

Нередко использование фонтанной арматуры происходит при сильных абразивных нагрузках, когда вода в больших количествах смешана с фракциями разных пород

При использовании фонтанной арматуры важно учитывать то, что данное вспомогательное оборудование должно иметь очень высокие прочностные характеристики и долговечность. Основными видами работ, при которых происходит применение данного оборудования, являются прокладывание нефтяных трубопроводов и при добыче газа

Характеристики фонтанной арматуры

Поскольку условия, в которых может быть применена фонтанная арматура могут иметь разные нагрузки, ГОСТом предусматриваются несколько типов фонтанной арматуры.

В конструкцию фонтанной арматуры входят такие элементы как обвязка трубного вида и елка фонтанная. Трубная обвязка производит непосредственно обвязывание одного либо нескольких трубопроводов. Осуществляет контроль и управляющие функции за средой в скважине, и пространстве между трубами скважины. Фонтанная елка осуществляет контроль непосредственно за самими скважинным потоком и для направляющих работ потока в места промысловых действий. Расположена елка на трубной обвязке.

Фонтанная арматура имеет такую конструктивную особенность, которая позволяет защитить и предотвратить любое попадание содержимого трубопровода в почву и тем самым выполняет защитную для окружающей среды функцию. В комплектацию фонтанной арматуры непременно входят всевозможные устройства запорного характера, и такое сменное оборудование как дроссели. В конструкцию фонтанной арматуры входит так же такая деталь, как трубная головка.

Особенности конструкции фонтанной арматуры

Данная часть служит для того, что бы к ней могли быть подвешены несколько рядов труб, компрессорно-насосного типа. Посредством такого крепления происходит обеспечение свободного доступа в пространство за трубой. Фонтанная арматура может иметь тройниковый и крестовой вид. У каждого из этих видов есть ряд преимуществ. Так фонтанная арматура тройникового вида дает возможность осуществления ремонтных работ на скважине без приостановки ее работы.

Но поскольку такая конструкция фонтанной арматуры является ассиметричной, то существует вероятность большого опрокидывающего момента. Крестовая арматура имеет такие положительные качества как компактность и достаточную большой уровень устойчивости, поскольку ее конструкция выполнена симметричной. Но к недостаткам данного вида арматуры можно то, что ремонт здесь неосуществим в рабочем режиме скважины.

promplace.ru

Рукавная арматура и ее разновидности

Тоже специфическая группа элементов, которые в данном случае дополняют снаряжение работников пожарных служб. Рукавом называют тоже в некотором роде сантехнические приспособления. Как правило, это металлические узлы и фитинги, благодаря которым осуществляется подкачка или выпуск материала огнетушения. Вода или пена – это основные рабочие среды, которые обслуживает рукавная арматура. Виды и назначение данной оснастки взаимосвязаны и происходят друг из друга – соответственно, базовая классификация выделяет всасывающие и подающие приспособления. В первом случае арматура служит для забора рабочей среды из места содержания, а во втором – осуществляет подачу к зоне тушения огня. Различают такие рукава и по способу эксплуатации. Принципиально отличаются мобильные и стационарные рукава. Первые предусматривают возможность ручного использования и перемещения. Это легкие конструкции, не требующие специальной техники для перевозки. Стационарные же модели рукавов обычно устанавливаются на пожарных станциях и перемещаются на транспорте.

Из чего состоит фонтанная арматура

Что такое фонтанная арматура, конструкция и назначение её? Это одно целое, которое, в свою очередь, состоит из фонтанной елки, а также головки трубного типа. Трубная головка, в свою очередь, несет на себе задачу по подвеске труб и обеспечении герметичности межу ними и эксплуатационной грядой.

Трубная головка, так же находится на том, довольно высоко важном уровне работы, когда ей приходится сдерживать и принимать на себя давление, которое возникает между трубами. Данное давление может быть запредельным, что достаточно опасно для жизни и здоровья людей

Фонтанная елка из кранов

Фонтанная елка, дает возможность отобрать продукты скважины, жидкость и газ, который поступает в манифольд. Также данная елка следит за тем, чтобы контролировался процесс фонтанной арматуры целиком.

Её закрепляют на трубной головке. Кроме этого, она несет в себе следующие задачи. Прежде всего, она контролирует давление. Сюда же входит контроль над температурными скачками и проведение необходимых технологических проверок и различных исследований.

Также осуществляется контроль и отвод продуктов скважины в промышленный трубопровод.

С учётом большого давления, фонтанную арматуру, конструкция и назначение которой описаны выше, как часть довольно важного промышленного оборудования, арматуру проверяют на выносливость в процессе давления, которое в полтора или в пару раз выше давления, указанного в эксплуатационном паспорте

Разновидности запорной арматуры

В сущности, это клапаны, которые, как уже отмечалось, выполняют блокирующую и регулирующую задачи. Если же строго подходить к разделению такой оснастки по видам, то будут выявлены следующие устройства:

• Непосредственно запорные виды арматуры для трубопроводов, которые служат в качестве механизма перекрытия потоков воды с разной степенью герметичности.
• Спускная запорная арматура. Такие приспособления не рассчитаны на использование в циркуляционных контурах. Они устанавливаются в точках вывода или сброса жидкости из емкостей и резервуаров.
• Контролирующая арматура. В этом случае запорные устройства обеспечивают поступление рабочей среды в контрольно-измерительный контур для фиксации тех или иных показателей – например, давления или температуры.

Исследование фонтанных скважин

Схема фонтанной скважины требует проведения регулярных исследований, которые осуществляются по методике пробных откачек жидкости и по способу восстановления давления в забое в момент после остановки работы оборудования. Корректировку режима функционирования специалисты производят, меняя штуцеры и устанавливая элементы с различными по размеру отверстиями. Способ пробной откачки может с успехом использоваться при выявлении степени продуктивности скважины и определения оптимального режима ее функционирования. Что касается способа восстановления уровня давления, то по нему можно вычислить основные характеристики пласта.

Процедура отбора жидкости для исследования проводится при помощи специальных приспособлений, которые фиксируются и опускаются наподобие манометра. Спуск самого манометра требует наличия в конструкции лубрикатора, который будет оснащен сальником с роликом. Сальник играет роль герметизирующего вещества для отверстия, через которое проводится проволока. При необходимости осуществить глубокие исследования необходимо воспользоваться механической подъемной лебедкой, которая ставится в 20-30 метрах от устья.

Сначала вниз опускают шаблон, затем измерительный прибор (иногда с утяжелителем). Чтобы проволока не оборвалась в момент проведения исследования, нельзя, чтобы оборудование спускалось ниже края трубы. Чтобы предотвратить подобное явление, башмак оснащается специальной шпилькой, которая ограничивает спуск внутри колонны. Поднятие производится на малой скорости, на последних метрах она должна быть минимальной (в ряде случаев устройства для исследований вытаскивают вручную).

Измерение дебита производится на групповых установках, и для отбора используется краник, который забирает пробу жидкости и выдает результат через некоторое время.