Составные части и назначение фонтанной арматуры, схема ее обвязки и предъявляемые требования

Фонтанная арматура широко применяется. Она позволяет решить разные задачи. Например, повысить герметизацию скважины и прочее. Фонтанная арматура представляет собой конструкцию в виде трубки.

Фонтанная арматура

Подключение данного устройства обеспечивает наличие фланцевых соединений. Последние имеют разные тройники и другие элементы, отвечающие за соединение. Чтобы оно было максимально плотным, используются стальные прокладки, в которых содержание углерода минимальное.

Фонтанная арматура является многофункциональным устройством. Довольно часто ее применяют для обвязки труб. Таким образом, гораздо легче управлять и контролировать процессами, которые происходят в скважине. Также она подходит для проводки отводов выкидных линий. Без нее сложно обойтись при прокладке трубопроводов. При этом неважно, какой тип работ проводится.

Сфера применения

Фонтанная арматура для скважин является незаменимым элементом. Она обеспечивает ей герметизацию. Также применяется для того, чтобы сформировать отвод продукции или регулировать дебит, образовавшийся в скважине. Позволяет получить доступ к ее забою.

Обязательной процедурой при функционировании любой скважины является забор проб. Важно, чтобы для этого не требовалось останавливать основной процесс, менять давление и температуру. Фонтанная арматура позволяет это выполнить легко и быстро.

Схема подключения

Кроме этого, стоит отметить, что подобное устройство хорошо использовать, если создано избыточное давление в системе. При этом оно образуется под влиянием больших нагрузок. Также она подходит для конструкций, где преобладают агрессивные среды. Она хорошо справляется с наличием в воде большого количества соединений, имеющих разную породу.

Фонтанная арматура двухрядная

Фонтанная арматура достаточно прочна и долговечна. Это важное ее достоинство, которое благоприятно влияет на весь процесс производства. Она повышает его эффективность. Если говорить о самом распространенном применении подобных устройств, то это газовая и нефтяная промышленность. С помощью фонтанной арматуры прокладываются трубопроводы.

Виды конструкций

Фонтанная арматура бывает разных видов. Они определены государственным стандартом. Выделяют тройниковую, двухрядную, однорядную и с кранами. Первая по своей конфигурации похожа на фронтальную елку. Вторая определяется рядами насосных элементов на конструкции. Третья нашла свое применение при оборудовании скважин для добычи и нефти.

Фонтанная арматура тройникова

Также выделяют разные типы фонтанной арматуры в зависимости от конструктивных особенностей и степени прочности. Обвязка может отличаться по рабочему давлению и размеру сечения ствола, которое отвечает за проход.

При выборе подобной детали стоит учесть и материал, из которого она изготовлена. Это играет важную роль при использовании. Если среда использования пожароопасна, то стоит отдать предпочтение элементам из чугуна.

Типовые схемы фонтанной арматуры изображены на фото, которое приведено ниже.

Особенности конструкции

Производство данной конструкции регулируется на государственном уровне. Есть ряд требований, которым она должна отвечать. В противном случае не будет допущена к эксплуатации. В основном для ее соединения применяют тройниковый и крестовой типы схемы.

Сама конструкция состоит из нескольких основных деталей. К ним относят трубную головку, фонтанную елку, запорное устройство, которое оборудовано управлением ручного типа и дросселями. Каждый элемент выполняет свою роль. В итоге получается прочная и надежная деталь.

Фонтанная арматура очень важна в подобных системах, так как она препятствует проникновению в окружающую среду и почву того, что содержится в трубопроводе. В основном это газ или нефть. Они окажут пагубное влияние, если выйдут.

Монтаж конструкции

При использовании скважины предусмотрен монтаж не только фонтанной арматуры, но и ее опрессовка. Выполняется это благодаря колонной головке. Последняя расположена в верхней части отверстия. Используется для крепления детали разных типов и размеров.

Процесс установки конструкции состоит из нескольких этапов. Для начала крепится специальная сталь, которая имеет малоуглеродистый тип и овальное сечение. Делают это между фланцев. После этого опускается колонна труб компрессора. Помогает в этом элеватор.

Завершающим этапом является свинчивание труб и спускание колонны труб. Но перед ними обязательно проводится смазывание резьбы на устройстве. Опрессовка выполняется после полного окончания монтажных работ. Она позволяет проверить герметичность всех соединений.

Если конструкция выходит из строя, то необходима помощь мастеров. Они выполняют работы по ее ремонту в специализированном помещении. Так как для этого потребуется оборудование и инструменты, которые сложно разместить в другом месте. Процесс ремонта трудоемкий, время его проведения зависит от степени сложности поломки.

Источник: http://metall.trubygid.ru/armatura/fontannoj-armatury

Фонтанная арматура скважины: обвязка, опрессовка, устройство

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.

Назначение фонтанной арматуры

Фонтанная арматура имеет основные случаи использования:

• герметизация скважины;
• формирование отвода продукции;
• регулировка скважинного дебита;
• доступ непосредственно к забою скважины;
• манипуляции в затрубном пространстве (проведение операций по забору проб не останавливая производство, изменение давления и температуры в скважинном забое).

чем хороша стеклопластиковая арматура, и где ее применяют?

Фонтанная арматура используется при избыточном давлении под воздействием больших нагрузок. Применяют конструкцию в том случае, когда есть вероятность воздействия агрессивной среды в скважинах. Часто ее используют при больших абразивных нагрузках, когда в воде насчитывают большое количество объединений различных пород.

Использование фонтанной арматуры для добычи нефти

Использовать систему нужно с учетом того, что этот тип оборудования должен иметь высокую прочность и долговечность, без чего производство будет неэффективным. Основной выбор применения данного оборудования это — добыча газа и прокладка нефтяных трубопроводов.
к меню ↑

Разновидности

Госстандарт определил несколько видов фонтанной арматуры:

1. Тройниковая/Крестовая (выбор зависит от конфигураций фонтанной елки). Боковые отводы подсоединяются к сборным и замерным установкам с помощью выкидных линий.
2. Двухрядная или однорядная (количество рядов насосных изделий, спускающихся в скважину).
3. Оснащена задвижками или кранами. Задвижки используют для нефтяных скважин, а краны – для газовых.

обзор арматуры марки А3, список ее преимуществ и параметров.

В зависимости от конструктивных и прочностных признаков, фонтанная обвязка классифицируется по:

1. Рабочему давлению. Стандартная обвязка рассчитана на давление 7-105 МПа. Арматуру, рассчитанную на максимально высокое давление, применяют для очень глубоких скважин, или в которых было зафиксировано аномально высокое пластовое давление (АВПД).
2. Размеру проходного сечения ствола (50-150 мм). Конструкция с диаметром ствола от 100 до 150 мм, рассчитана на высокодебитные нефтяные и газовые скважины.

Выбирая материал для изготовления устройства, необходимо учесть свойства среды, без чего не обойтись. При пожаро- и взрывоопасной среде не рекомендуют останавливать выбор на чугунных деталях.

Типовые схемы и номера таблиц находятся в прейскуранте Министерства машиностроения.

Фонтанная елка ЕФ6Д-100/80×70КЗ

Типовые виды арматуры включают различные задвижки, краны, клапаны, вентили. Специальная обвязка состоит из редукционных вентилей, затворов и клапанов для катализаторопроводов и резервной арматуры.

где применяют арматуру марки А1, и чем она отличается от других классов?

Заказывая типовое подключение заводам-изготовителям, необходимо сообщить ее условные обозначения с определённой схемы.
к меню ↑

Конструкция

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

Устройство состоит из:

data-ad-client=»ca-pub-8514915293567855″
data-ad-slot=»1955705077″>

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

Функции елки:

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

какие бывают классы арматуры, и чем они отличаются друг от друга?

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

Колонные головки выполняют функцию подвески для обсадной колонны, герметизация и контроль давления между колоннами труб.
к меню ↑

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 -60ºC и до +40ºC.

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.
• Производство деталей можно проектировать по индивидуальным заказам с учетом того, что все условия эксплуатации и выбор комплектующего материал будут соответствовать установленным стандартам.
  к меню ↑

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.

к меню ↑

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

Поэтапная установка:

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.

чем хороша арматура А500С, и какие у нее характеристики?

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.

Фонтанная арматура имеет конструктивную особенность, что позволяет защитить почву и окружающую среду от содержимого трубопровода.
к меню ↑

Использование фонтанной арматуры в нефтедобывающей отрасли (видео)

Источник: https://armaturniy.ru/arm/vidy/fontannaya-armatura.html

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».

Строение фонтанной арматуры

Строение фонтанной арматуры определяется требованиями технических условий и чертежей, выпущенных на заводе.

Ссылка в чертежах деталей и сборочных единиц на ТУ изготовителя обязательна.

При наличии в чертежах деталей и сборочных единиц ссылки на ТУ, технические требования к гидростатическим испытаниям, испытаниям на воздействие статической механической нагрузки, методика их проведения, время выдержки и допуски на время выдержки, допуски на давления испытаний, допуски на усилия нагружения допускается не указывать.

Конструкторская документация разрабатывается в соответствии с требованиями ЕСКД, государственных стандартов, государственных стандартов Российской Федерации, API 6А и другой нормативно-технической документации, на которые имеются ссылки в техническом задании или договоре (контракте) на поставку оборудования.

• В чертежах деталей и сборочных единиц, на которые распространяются требования раздела 7 API 6А, указываются непосредственно из таблиц:
• — PSL;
• — механические свойства, химический состав материала (при необходимости);
• — требования по маркированию и клеймению.

Оборудование прочное при пробном давлении и герметичное относительно окружающей среды, а также между полостями обвязываемых обсадных колонн и скважинных трубопроводов при рабочем давлении. Величина указанных давлений соответствует ГОСТ 13846-89 и рекомендациям API 6А.Присоединительные размеры фланцев соответствуют API 6А или ГОСТ 28919-91.

Оборудование относится к изделиям конкретного назначения, длительного непрерывного применения, восстанавливаемым после отказа, стареющим и ремонтируемым обезличенным способом. Оборудование обслуживается периодически одним оператором и контролируется перед применениемСредний срок службы – не менее 15 лет.

Средняя наработка на отказ, час (циклов) — 8700 (210).

1. Средняя наработка оборудования на отказ определяется средней наработкой на отказ запорно-регулирующей арматуры по результатам как стендовых, так и эксплуатационных испытаний. Отказом оборудования считают:
2. — потерю герметичности в запорных устройствах;- недросселирование потока рабочей среды иглой штуцера углового при функционировании рукояткой;
3. — потерю герметичности разъемных соединений, не устраняемую подтягиванием;
4. — выход из строя составных частей оборудования, что требует их замену или капитальный ремонт.

Производители фонтанной арматуры

Фонтанная и устьенвая арматура – комплексное изделие, требующее подтверждения качества, поскольку из-за плохой герметизации устья скважины может произойти утечка нефти и газа, что влечет за собой угрозу человеческой жизни и экологический урон. Нефтегазовые компании строго подходят к процессу закупки устьевой арматуры, предпочитая работать напрямую с производителями, а не с посредниками и комплектовщиками.

Среди мировых производителей фонтанной арматуры известны следующие заводы, заслужившие доверие потребителя:

• Cameron
• ABB Vetco Gray
• Malbranque
• Barber
• FMC
• HARTMANN VALVES
• ОАО АК «Корвет»
• ООО «Евразийский Арматурный Завод»
• ОАО «Зеленодольский завод им. Горького»
• ФГУП «Воронежский Механический Завод»
• ООО НПП «ИННОТЕХ»

Источник: http://evrazarm.ru/deyatelnost/proizvodstvo-fontannojj-armatury/klassifikatsija-fontannojj-armatury/

Фонтанная арматура: конструкция и назначение

Фонтанная арматура – это фланцевое соединение разнообразных соединительных устройств, запорных устройств, тройников, крестовин и других. Фланцевое соединение, при обустройстве арматуры, уплотняется путем прокладывания металлических прокладок из стали с низким содержанием углерода.

Данное кольцо вкладывается в специальные выемки во фланцах, в свою же очередь фланцы стягиваются между собой болтами.

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, 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.

Из чего состоит арматура

Данный строительный материал в своем составе имеет целый ряд различных конструкционных узлов. Головка содержит в себе фланец колонного типа, крестовик, а также тройник и переводную катушку. Ёлка служит уже для контролирования и отвода от скважины продукции получаемой из последней.

Можно разобрать поэлементно конструкцию фонтанной арматуры, чтобы понять предназначение важнейших узлов.

Итак:

• Колонный фланец – служит для того, чтобы соединить арматуру с колонной и обеспечить герметичность пространства за трубой
• Крестовина головки – для предоставления возможности сообщенности с пространством за трубой
• Тройник — происходит подвес трубного ряда и связи с ним
• Переводная катушка – подвес вторичного ряда труб
• Крестовик фонтанной елке дает возможность отводить продукты в центральный трубопровод, получаемые из скважины
• Буферная задвижка – некое окно, предназначенная для предоставления спуска разного рода глубинных измерительных аппаратов в скважину
• Патрубок буферный – некая переходная зона перед спуском аппаратов в скважину, которая располагается перед буферной задвижкой

Главным условием ко всем компонентам фонтанной арматуры является их хорошая герметичность и прочность. В случае необходимости, все элементы должны быть быстро заменяемы, чтобы не создавать длительных простоев в работе скважины. В качестве запорных устройств допускается использование таких типов как, задвижки прямоточные, различного рода краны, и угловые вентили.

Предусмотрено также использование двух типов устройства фонтанной арматуры.

Арматуру, в базе которой лежит использование тройников, рекомендуют использовать при исполнении скважин с низким и средним давлением, а также при нахождении в скважине различного рода примесей механического типа.

При наличии примесей необходимо использовать арматуру с двойной елкой. При отсутствии в скважине со средним и низким давлением возможно использование однострунной елки. Фонтанная арматура на базе крестовин применяется в скважинах высокого давления без наличия примесей механического типа.

Недостатком арматуры выполненной с использованием крестовин есть то, что при выходе из строя одного из отводящих узлов, появляется необходимость полностью останавливать работу скважины на время устранения неисправности.

При работе скважины на тройниках такая необходимость отсевает, достаточно перекрыть среднюю часть отводящего узла и переключить работу на нижнее отводящее устройство.

Назначение фонтанной арматуры

Фонтанная арматура, прежде всего, предназначена для придания герметичности устью скважины, а так же для контроля работы последней. Фонтанная арматура несет в себе выполнение следующих задач:

• Удержание в подвешенном состоянии насосно-компрессорных труб, которые опущены в скважину
• Герметизация труб, затрубного пространства
• Фонтанная арматура обеспечивает управление рабочими режимами скважины, работу скважины в непрерывном режиме
• Контроль над состоянием, измерение параметров, скважины, как во внутренней части, так и внешней.

Источник: https://dom-fundament.ru/fontannaya-armatura-konstrukciya-i-naznachenie.html

Фонтанная арматура для нефтяных и газовых скважин

Фонтанный способ эксплуатации нефтяных скважин подразумевает использование специализированного оборудовании и трубной обвязки устья. Это оборудование бывает как наземного (устьевая арматура), так и подземного (скважинного) типа. Далее мы рассмотрим основные аспекты фонтанной эксплуатации скважин и основные виды оборудования нефтяных скважин такого типа.

Фонтанная эксплуатация нефтяных скважин

Главным процессом эксплуатации нефтяных скважин является подъем на поверхность от забоя нефтяной жидкости или природного газа.

Происходить этот процесс может и под действием  природной энергии (Wп), которая поступает к забою скважины вместе с жидкостью или  газом, и под действием энергии, которая вводится в скважину с поверхности (Wи).

Смесь нефтяной жидкости и попутного газа, после прохождения по стволу  скважинной колонны, посредством специального устьевого оборудования направляется в специальные устройства, называемые сепараторами, в которых происходит разделение жидкой нефтяной составляющей от растворенного в ней газа, и на  замерные устройства, определяющие количество полученного сырья.

После этого нефть закачивается в трубопроводы промыслового назначения. Чтобы обеспечить продвижение углеводородной смеси по этой трубопроводной системе, в устье скважины необходимо  поддерживать определенное значение давления.

• В связи с этим, общая формула энергетического баланса выглядит следующим образом:
• W1+W2+W3 = Wп+Wи
• Расшифруем незнакомые обозначения:
• W1 – это энергия, которая тратится на подъем газожидкостной смеси от забоя до устья скважины;
• W2 – энергия, которая расходуется этой смесью в процессе  движения через оборудование устья;
• W3 –  энергия, которая уносится газожидкостной струей  пределы скважинного устья.

Если значение Wи равно нулю, то такую эксплуатацию называют фонтанной. Если этот параметр имеет ненулевое значение, то говорят о механизированной нефтедобыче.

Передача энергии Wи производится либо посредством воздуха или сжатого газа, либо при помощи насосного оборудования. Первый способ называют газлифтным, а второй – насосным.

Фонтанирование нефтяной скважины, которое обеспечивается только  гидростатическим давлением продуктивного пласта (Рпл), на практике при эксплуатации скважин нефтяных промыслов встречается редко. Чаще всего вместе с жидкой нефтью в продуктивном слое присутствует пластовый газ, который играет основную роль в процессе фонтанирования горной выработки.

Пластовый газ выполняет сразу две функции: во-первых, выталкивает нефть из пласта; а во-вторых – поднимает её по трубной колонне.

Значение фонтанных труб

Даже при одинаковом количестве содержания газа в пласте, не каждая скважина способна фонтанировать. К примеру, если объема такого  газа хватает для обеспечения фонтанирования в скважине  150-миллиметрового диаметра, то уже для диаметра в 200 миллиметров его может быть недостаточно.

Читать также: Требования к складам нефти и нефтепродуктов

Газонефтяная смесь, которая продвигается по стволу скважины, выглядит как послойное чередование  нефтяных  и газовых прослоек. Поэтому, чем больше диаметр эксплуатационной трубной колонны, тем большее количество газа понадобится  для подъема по ней нефтяной жидкости.

На практике встречались такие случаи, при которых  скважины с большими диаметрами ствола (от 150-ти до 300 миллиметров), которые были пробурены на глубину с высокопродуктивными пластами, обладающими большим собственным  давлением, отличались высоким дебитом,  но даже в них фонтанирование чаще всего продолжалось весьма короткое время. Более того, в некоторых случаях скважины,  пробуренные в продуктивные пласты с высокими давлениями, в обычных условиях не могут  фонтанировать.

Фонтанирование таких скважин вызывается при помощи опускания в них так называемых лифтовых труб, диаметр которых достаточно мал.

В связи с этим, чтобы максимально рационально использовать энергию расширяющего газа,  все горные выработки, на которых возможно появление фонтанирования, оборудуют  перед  освоением лифтовыми трубами,  условные диаметры которых варьируются в пределах от  60-ти до 114-ти миллиметров. По этим трубам малых диаметров и происходит движение газожидкостной смеси в пробуренной скважине.

Подбор диаметра подъемных (лифтовых) труб происходит, как правило,  опытным путем, и зависит от следующих факторов конкретной горной выработки:

• ожидаемый дебит скважины;
• значение давления в пласте;
• глубина бурения;
• конкретные условия эксплуатации.

Лифтовые трубы опускают в шахту до уровня фильтра эксплуатационной трубной колонны.

В процессе фонтанирования скважины через трубную колонну малого диаметра, показатель газового фактора уменьшается, что дает возможность продлить временной отрезок фонтанирования.

Во многих случаях у скважины, фонтанирующей по трубной колонне  диаметра 73, 89 или  114 миллиметров, сначала начинался  режим  периодических выбросов, а затем она  совсем останавливалась.

В таких случаях продолжительность фонтанирования продлевали заменой этих трубных колонн на фонтанные трубы меньших диаметров (33, 42, 48 и 60 миллиметров).

Применение таких малых диаметров является достаточно эффективным способом увеличения продолжительности фонтанирования скважин с малыми показателя дебита.

Пробуренные скважины эксплуатационного назначения  оборудуются забойной (находящейся в зоне нефтегазоносного пласта) и устьевой арматурой, которая располагается на поверхности.

На фото – трубная обвязка фонтанной арматуры

Когда структура продуктивного пласта представлена горными породами с достаточно высокой прочностью, как правило,  применяется так называемый  “открытый” забой. В таких случаях  эксплуатационную колонну доводят  до верхней границы разрабатываемого пласта, а затем сам пласт вскрывают на полную мощность.

Если же горные  породы, составляющие продуктивный пласт, являются рыхлыми и  неустойчивыми, то в таких случаях забой укрепляется обсадными трубами с дополнительным укреплением (при помощи цементирования) затрубной области.

Нефтяной приток  в скважину обеспечивается с помощью перфорации (пробивки отверстий) в обсадной трубе и цементном кольце, которые расположены  на продуктивном горизонте  (как правило, перфорируют из расчета десять отверстий на одном метре).

Читать также: Виды насосов для добычи нефти и их характеристики

Правила эксплуатации скважин фонтанного типа требуют обеспечения герметичности их устья, организацию разобщения межтрубных  пространств, организацию переправки получаемой  продукции  на сборные  пункты, а также обеспечение возможности (в случае возникновения такой необходимости) полностью закрыть скважину под давлением. Для выполнения всех перечисленных выше требований на устье скважины с фонтанирующего типа ставится колонная головка и фонтанная арматура, оборудованная  манифольдом.

Вообще оборудование любых скважин (не только фонтанных) должно обеспечить заданный режим отбора продукции  и давать возможность проводить необходимые технологические операции по выполнению требований по охране недр, экологии окружающей среды, а также максимально снижать риск возникновения аварийных ситуаций.

Как мы уже сказали выше, такое оборудование делится на два вида:

• подземное (скважинное);
• устьевое (наземного расположения).

Наземным оборудованием является фонтанная арматура и трубопроводная система (манифольд).

Фонтанная  арматура ставится на колонную головку устья. Такая арматура должна отвечать всем требованиям  ГОСТ-а номер 13846-89.

Виды фонтанных арматур различаются по своим прочностным характеристикам и  конструктивным особенностям, которые отражаются в шифре этого оборудования.

Трубная обвязка представляет собой устанавливаемую на колонную обвязку часть арматуры, которая предназначена для:

№Полезная информация

1	обвязки на скважине одного или двух трубопроводов
2	управления потоком поступающей продукции и контроля за ним в междутрубном пространстве

Верхний конец скважинного трубопровода крепится с помощью  катушки-трубодержателя, которая ставится на трубной головке. Возможно крепление такого трубопровода  посредством муфты-трубодержателя, которая закрепляется в корпусе трубной головки.

Рабочее давление такой арматуры может быть 14-ть, 21-н, 35-ть, 70-ть, 105-ть и 140-к мегапаскаль. Сечение ствола варьируется от 50-ти до 150-ти миллиметров.

Конструкция фонтанной елки может быть тройниковой и крестовой. По критерию количества  рядов спускаемых труб арматуру делят на одно- и двухрядную. Она может быть оборудована как задвижками, так и кранами.

Фонтанная арматура должна обеспечивать возможность замерять  давление на верхнем елочном буфере, а также измерять температуру и давления скважинной среды в районе буфера бокового елочного отвода и на трубной головке.

Стандарты предусматривают производство фонтанных арматур блочного типа и возможность  доукомплектования (в случая необходимости) такой арматуры предохранительными автоматическими устройствами и другим оборудованием с дистанционным  управлением.

Фонтанная елка устанавливается на трубную обвязку. Её основное назначение – регулирование потока среды и контроль за ним в самом  скважинном трубопроводе, а также перенаправление этого потока в систему   промысловых трубопроводов.

Если скважина оборудуется двумя  колоннами насосно-компрессорных труб (НКТ) концентрического типа (двухрядный подъемник), то трубы больших диаметров подвешивают с помощью резьбового соединения на нижний тройник или крестовину, которые должны герметично закрывать затрубное пространство. Трубы меньших диаметров подвешивают на резьбу стволовой катушки (проводника), которые размещаются над тройником или крестовиной.

Читать также: Организация лабораториий нефтепродуктов

Типовая схема устройства фонтанной елки предусматривает установку или  одного – двух тройников (одно- или двухъярусный тип арматуры), или  установку крестовины (арматура крестового типа).

Применение двухструнной крестовой или тройниковой елочной  конструкции целесообразно тогда, когда остановка скважины в процессе её эксплуатации является  нежелательной. В качестве рабочей используется либо верхняя, либо  любая из  боковых струн, а запорное устройство, расположенное  первым от ствола является запасным.

Сверху на елку устанавливается  колпак (буфер), оборудованный  манометром и трехходовым краном. При необходимости произвести в работающую скважину спуск  какого-либо прибора или устройства,  вместо колпака ставят  лубрикатор.

Монтаж и демонтаж устьевой фонтанной арматуры выполняется с помощью  автомобильных кранов или при помощи  других подъемных механизмов.

Запорные устройства, используемые на такой арматуре, бывают трех типов:

• пробковый кран (со смазкой);
• прямоточная задвижка типа ЗМ или ЗМС (со смазкой), оборудованная   однопластинчатым шибером;
• задвижка ЗМАД , оборудованная  двухпластинчатым шибером.

Задвижки ЗМС и ЗМАД выпускают в двух модификациях – с ручным или с пневматическим приводом. При любом способе эксплуатации нефтяных и газовых скважин (в том числе – при фонтанном),  подъем добываемого сырья на поверхность осуществляется через специальные насосно-компрессорные трубы (НКТ), которые спускают в скважину перед началом ей эксплуатации.

Спуск этих труб в скважины фонтанного типа происходит до уровня фильтра эксплуатационной колонны.

ГОСТ номер 633-80 предусматривает использование НКТ следующих условных  внешних диаметров: 27-мь, 33-и, 42-а, 48-мь, 60-т, 73-и, 89-ть, 102-а и 114-ть миллиметров. Толщина стенок таких труб по ГОСТ варьируется  от трех  до семи миллиметров, а их длина – от  пяти до десяти метров. НКТ изготавливаются бесшовными, из марок сталей, которые обладают   высокими механическими характеристиками.

3d анимация бурения нефтяной скважины

Источник: https://neftok.ru/oborudovanie/ustrojstvo-fontannoj-armatury-neftyanoj-skvazhiny.html

Фонтанная арматура. Назначение, условия работы, требования, классификация, принципиальные схемы, конструкции

До начала испытания скважины на ее устье, кроме колонной головки, должна быть установлена стальная фонтанная арматура. Она включает в себя: фланцы, стальные тройники, крестовины, катушки и запорные  приспособления (задвижки, краны). Фонтанная арматура состоит из двух частей (рис. 3.2): трубной головки и фонтанной елки.

Трубная головка своим нижним фланцем присоединяется к верхнему фланцу колонной головки. Она предназначена для подвески насосно-компрессорных труб и герметизации пространства между ними и эксплуатационной колонной, а также для подачи через боковое ответвление крестовины воды, нефти или газа в кольцевое пространство между трубами при вызове притока и глушении скважины.

Фонтанную елку (верхнюю часть фонтанной арматуры) устанавливают на трубную головку. Фонтанная елка предназначена для контроля и регулирования работы скважины, направления движения пластового флюида в линию выброса, подачу в скважину жидкости или газа при вызове притока и заглушения скважины.

До установки на устье скважины фонтанная арматура подвергается гидравлическому испытанию на пробное давление, которое в 2 раза больше паспортного рабочего давления. При этом все задвижки кроме верхней должны быть открыты.

Трубную головку фонтанной арматуры, установленную на устье скважины, опрессовывают давлением, допускаемым для опрессовывания эксплуатационной колонны.

После монтажа фонтанной арматуры на устье скважины до начала работы следует проверить: плавность работы затвора всех задвижек; наличие смазки (провести контрольное набивание смазкой узлов уплотнения затвора и корпуса задвижки); соответствие стрелки на корпусах задвижек направлению потока пластового флюида из скважины; правильность размещения указателя открытие-закрытие затвора задвижки; затяжку всех фланцевых соединений. При необходимости следует подтянуть шипы.

Для надежной работы каждой задвижки после полного ее закрытия необходимо на 1/4 оборота повернуть маховик в направлении открытия.

В скважину с фонтанной эксплуатацией спускают НКТ. Их следует подвесить на устье скважины и направить через них продукцию скважины, для чего необходимо герметизировать пространство между НКТ и эксплуатационной колонной.

Для поддержания оптимального режима фонтанирования необходимо регулировать степень использования пластовой энергии, для чего создают противодавление, как правило, на устье.

Кроме того, оборудование устья должно предусматривать возможность замера давлений в затрубном пространстве и на выкиде, ввода в скважину газа или жидкости.

• Эти задачи решает фонтанное устьевое оборудование, называемое фонтанной арматурой.
• Условия работы фонтанной арматуры определяются:
• давлением газов и газонефтяной среды со стороны скважины;

1. наличием мехпримесей и скоростью его движения в арматуре;
2. характером фонтанирования;
3. химическим составом газа и нефти и их температурой.
4. Основным фактором, влияющим на тип применяемого оборудования, является давление газа и газонефтяной смеси.

При спущенных до забоя НКТ и наличии на забое свободного газа затрубное пространство будет заполнено сжатым газом, и давление будет равно забойному давлению (без учета веса столба газа). При закрытии скважины это давление будет близко к пластовому. Следовательно, при эксплуатации пласта, содержащего свободный газ, рабочее давление фонтанной арматуры следует принимать близким к пластовому.

• В первом приближении пластовое давление принимают равным гидростатическому.
• Глубина вскрываемых пластов, а следовательно, и пластовое давление колеблется в широких пределах.
• Для удовлетворения различным условиям фонтанирования по ГОСТ 13846-84 арматуру изготовляют по разным схемам.
• Фонтанную арматуру различают по конструктивным и прочностным параметрам:

1. 2) размерам проходного сечения ствола елки (50-150 мм);
2. 3) конструкции фонтанной елки (крестового и тройникового типов);
3. 4)числу рядов труб, спускаемых в скважину (одно- или двухрядные);
4. 5) виду запорных приспособлений (задвижки или краны);
5. 6) устойчивости в среде  двуокиси углерода (коррозионно-устой-чивое и обычное исполнение).
6. В соответствии с ГОСТ 13846-74 фонтанные арматуры выпускают тройникового типа на рабочие давления 7, 14, 21 и 35 МПа и крестового типа на рабочие давления 14, 21, 35, 70 и 105 МПа.
7. Фонтанная арматура с диаметрами ствола 100-150 мм предусмотрена для высокодебитных нефтяных и газовых скважин.

Типовые схемы оборудования устья скважин фонтанной арматурой представлены на рис. 3.3.

Во всех схемах для подвешивания двух рядов насосно-компрессорных труб допускается выполнение трубной головки с включением узла, состоящего из тройника и запорного приспособления, который устанавливается между переходником трубной головки (планшайбой) и крестовиной трубной головки.

Рабочее давление фонтанной арматуры должно соответствовать максимальному давлению, ожидаемому на устье скважины.

Наиболее часто для нефтяных фонтанных и газовых скважин применяют арматуру с двумя выкидными линиями тройникового типа.

Фонтанную арматуру с одной выкидной линией обычно используют для компрессорных или фонтанных скважин с небольшим устьевым давлением, а также не содержащих в своей продукции песка.

При ожидаемых очень высоких давлениях и содержании в продукции большого количества песка фонтанную елку оборудуют на месте под три выкидные линии.

Кроме основной центральной задвижки над крестовиной устанавливается вторая центральная или предохранительная задвижка, которая при работе всегда открыта и закрывается только в аварийных случаях. Для аварийных случаев предусмотрена установка второй задвижки между выкидами (струнами) и других задвижек — на крестовине, тройнике и струнах.

• Во время работы фонтанной скважины следует полностью открывать и закрывать любую задвижку или кран фонтанной арматуры.
• Верхняя выкидная линия елки всегда используется как рабочая, нижнюю выкидную линию приводят в действие только при замене рабочего штуцера или скошенных деталей оборудования, размещенного выше запасного выкида.
• В арматуре на фланцах боковых стволов и катушке трубной головки предусмотрены отверстия для подачи ингибиторов в затрубное пространство и ствол елки, а на катушках боковых отводов — отверстия под карман для измерения температуры среды и вентили под манометры для измерения давления.

Для регулирования режима работы скважины предусмотрен штуцер. Контроль проводится по показаниям манометров на буфере и после дросселя.

Источник: https://students-library.com/library/read/49832-fontannaa-armatura-naznacenie-uslovia-raboty-trebovania-klassifikacia-principialnye-shemy-konstrukcii

1. Наземное устьевое оборудование добывающих скважин. Основные узлы фонтанной арматуры. Их назначение

В состав наземного
устьевого оборудования добывающих
газовых скважин входят фонтанная
арматура, колонные головки, катушки
фланцевые, манифольды, запорные и
регулирующие устройства и приспособления
для смены задвижек под давлением.

Фонтанная
арматура
предназначена для:

• герметизации устья скважины;
• контроля и регулирования режима эксплуатации нефтяных и газовых скважин;
• проведения различных технологических операций.

Фонтанную арматуру
собирают из различных фланцевых
тройников, крестовиков и запорных
устройств (задвижек или кранов), которые
соединяют между собой с помощью болтов.

Фонтанная арматура
состоит из трубной
головки
и фонтанной
елки.
Трубную головку устанавливают на
колонную головку.

Колонные головки
– предназначены для обвязки обсадных
колонн нефтяных, газовых и газоконденсатных
скважин. Колонные головки должны
обеспечивать подвеску колонн, герметизацию
межколонных пространств, контроль
давления в них и проведение различных
технологических операций. На колонную
головку крепится фонтанная арматура.

Трубная головка
предназначена для подвески одного или
двух рядов фонтанных труб и герметизации
кольцевого пространства между фонтанными
трубами и эксплуатационной колонной,
а также для проведения различных
технологических процессов, связанных
с освоением и промывкой скважины,
удалением отложений парафина из фонтанных
труб, песка с забоя и т.д.

Трубная головка
(рисунок 9.1)
состоит из крестовика 1, тройника 3 и
переводной катушки 5. Тройник устанавливают
при оборудовании скважин двухрядным
подъемником.

При этом первый ряд труб
крепится к переводной катушке с помощью
переводной втулки 4, а второй ряд труб
– с помощью переводной втулки 2.

На крестовике и
тройнике трубной головки ставят запорные
задвижки 12, которые служат для соединения
технологического оборудования межтрубным
или кольцевым пространством, а также
для их герметизации.

Фонтанная елка
устанавливается на трубную головку.
Она предназначена для направления
продукции скважин в выкидные линии,
регулирования отбора жидкости или газа,
проведения различных исследовательских
и ремонтных работ, а также при необходимости
для закрытия скважины.

Фонтанная елка
состоит из тройников 13, центральной
задвижки 6, буферной задвижки 14, задвижек
7 на выкидных линиях для перевода работы
скважины на одну из них.

Буферная задвижка
14 служит для перекрытия и установки
лубрикатора, который применяется для
спуска в скважину различных скважинных
измерительных приборов под давлением,
не останавливая работу фонтанной
скважины.

При эксплуатации скважины на
буферную задвижку устанавливают буферную
заглушку с манометром 10.

• Рисунок
  9.1 – Фонтанная арматура тройниковая:
• 1 — крестовик, 2, 4
  — переводные
  втулки, 3 —
  тройник, 5 —
  переводная катушка, 6
  — центральная
  задвижка, 7 — задвижки, 8
  — штуцеры,
• 9
  — буферная
  заглушка, 10
  — манометр,
  11—промежуточная задвижка,
• 12 —
  задвижка,
  13 — тройники,
  14 —
  буферная задвижка

Все задвижки
фонтанной елки, кроме задвижек на одной
из выкидных линий, при работе скважины
должны быть открыты. Центральную задвижку
6 закрывают лишь в аварийных случаях,
направляя жидкость через межтрубное
пространство в выкидные линии трубной
головки.

Для регулирования
режимов работы фонтанных скважин
созданием противодавления на забое на
выкидах фонтанной елки устанавливают
различной конструкции штуцеры 8, которые
представляют собой втулки с калиброванными
отверстиями от 1,5 до 20 мм.

Фонтанную арматуру
различают между собой по прочностным
и конструктивным признакам:
по рабочему или пробному давлению,
размерам проходного сечения ствола,
конструкции фонтанной елки и числу
спускаемых в скважину рядов фонтанных
труб, виду запорных устройств.

По конструкции
фонтанной елки
фонтанную арматуру выпускают тройникового
(рисунок 9.1)
и крестовикового (рисунок
9.2) типов, а
по числу спускаемых в скважину рядов
фонтанных труб – однорядную и двухрядную.

1. Рисунок
   9.2 – Фонтанная арматура крестовиковая:
2. 1 — манометры; 2 —
   крановые задвижки; 3, 6 — крестовик; 4 —
   катушка;
3. 5
   — патрубок;
   7 — колонная головка; 8
   — уплотнительное
   кольцо.

Схемы фонтанной
арматуры регламентированы ГОСТ 13846-84.
В соответствии с указанным стандартом
установлено шесть типов схем фонтанной
арматуры: четыре – тройниковые, две –
крестовые (рисунок
9.3).

Как видно из
рисунков, фонтанная арматура крестовикового
типа значительно ниже арматуры
тройникового типа, в связи с чем более
удобна в эксплуатации и менее металлоемка.

Но она имеет существенный недостаток
– при выходе из строя стволового
крестовика приходится глушить скважину
или перекрывать центральную задвижку.

Поэтому крестовикового типа фонтанную
арматуру не рекомендуется применять
при эксплуатации пескопроявляющих
скважин.

По виду запорных
устройств фонтанную арматуру выпускают
с задвижками (рисунок
9. 1) или с
запорными кранами (рисунок
9.2).

• Рисунок 9.3 –
  Типовые схемы фонтанной арматуры
  скважин:
• 1 – манометр; 2 –
  запорное уст­ройство к манометру;
• 3 — фланец под
  манометр; 4 – запорное устройство;
• 5 – тройник,
  крестовина; 6 – дроссель; 7 — переводник
  труб­ной головки;
• 8 – отводный фланец;
  9 – трубная головка
• Фланцевые катушки
  – предназначены для соединения составных
  элементов устьевого оборудования.
• Манифольды
  – предназначены для соединения выкидов
  арматуры с трубопроводами промысловых
  установок, рассчитаны на рабочее
  давление, равное 14-35 МПа.

Источник: https://studfile.net/preview/7235410/