Схема работы фонтанной арматуры

Главная / Изделия из металла /  

Устьевая фонтанная арматура АФК считается одним из самых важных устройств в сфере добычи нефти и газа. Все требования к ней изложены в Государственном стандарте 13846.

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.

Схема работы фонтанной арматуры

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.

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).

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.

Схема работы фонтанной арматуры

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.

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.

Схема работы фонтанной арматуры

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.

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

к меню

3 Фонтанная елка – часть арматуры

Как уже было сказано, на трубную обвязку монтируется фонтанная елка. Для этих целей используется верхний фланец. Елка требуется для:

  • контроля на устье скважины величины рабочего давления;
  • направления газового или нефтяного потока на замерное устройство (в выкидную линию);
  • закрытия скважины;
  • спуска диагностической аппаратуры и приборов в скважину;
  • изменения технологических режимов функционирования скважины.

Существует несколько разных конструкций фонтанных елок. Все они делятся на два типа – тройниковые и крестовые. И в первых, и во вторых имеются следующие элементы:

  • запорное устройство;
  • центральная задвижка;
  • переводник, который ведет к головке (трубной);
  • штуцер (специалисты нефтегазовой сферы обычно именуют его дросселем).

Схема работы фонтанной арматуры

Различие же между конструкциями заключается в том, что в крестовых вариантах имеется крестовина, а в тройниковых – тройник. Причем тройников может быть два, если монтируется двухъярусная конструкция насосно-компрессорных труб, или один (конструкция в один ярус).

Верхняя часть елки накрыта буфером (иначе он называется колпаком).

Крестовая схема предусматривает наличие рабочего и запасного бокового отвода, тройниковая – наличие запасной (расположена снизу) и рабочей (находится вверху) выкидной линии.

Запасные линии в процессе эксплуатации находятся в закрытом положении. Их открывают только тогда, когда возникает потребность в проведении ремонтных либо обслуживающих мероприятий:

  • при разрушении конструкции, вызываемом коррозией;
  • при необходимости замены штуцера и так далее.

Схема работы фонтанной арматуры

Конкретный вид елки, а также количество выкидных линий подбирают с учетом параметров газовой или нефтяной скважины. На большинстве современных объектов устанавливают тройниковые фонтанные елки, в которых число таких линий равняется двум.

А вот одна выкидная линия монтируется только в скважинах с малым (до 14 МПа) давлением в устье.

Крестовая же схема признается оптимальной для скважин с давлением свыше 35МПа при условии, что в жидкой или газовой смеси, выносимой на поверхность, нет механических твердых включений.

Добавим, что существует и два отдельных типа елки без центральной задвижки, но они в настоящее время на отечественных нефтегазовых предприятиях не используются.

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;
  • фонтанная елка;
  • запорные устройства с ручным управлением;
  • дроссели.

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.

Схема работы фонтанной арматуры

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.

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.

Схема работы фонтанной арматуры

  1. Качественная арматура долговечна и выдерживает атмосферные нагрузки
  2. ГОСТ 51365-2009 установил использование определенного материала и уровень технических требований, которые больше всего подходят к условиям эксплуатации.
  3. Производство деталей можно проектировать по индивидуальным заказам с учетом того, что все условия эксплуатации и выбор комплектующего материал будут соответствовать установленным стандартам.
  4. 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.

Схема работы фонтанной арматуры

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.

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)

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.
Читайте также:  Благородные металлы это материаловедение

Схема работы фонтанной арматуры

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.

Схема работы фонтанной арматуры

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).

Это интересно: Удельная масса и вес арматуры 12 мм на основе таблицы ГОСТ

Маркировка арматуры

Для маркировки этого типа продукции применяют буквенно-цифровые сокращения, которые обозначают следующим образом АФХ или АФКХ, где АФ говорит о типе арматуры, в этом случае арматура фонтанная, буква «К» сообщает о методе подвески трубопровода.

Буква Х (от 1 до 6) показывает на схему в соответствии с ГОСТ 13846–84 .

Кроме того, в маркировке изделия могут быть указаны численные параметры, показывающие рабочий диаметр и давление, климатическое исполнение и некоторые другие, в частности, класс коррозионной стойкости.

Поделитесь в соц.сетях:

Исследования фонтанного типа скважин

Схема работы фонтанной арматуры

При добыче нефти в особенно перспективном месторождении чаще всего находит применение схема фонтанной скважины: в данном случае поднятие нефти до устья производится естественным образом (при помощи пластовой энергии). Данный способ добычи требует меньше всего затрат как на покупку и обслуживание оборудования, так и по времени: поскольку поднятие осуществляется самостоятельно, то на трубах и специальных механизмах можно сэкономить. Конструкция фонтанной скважины и схема расположения оборудования достаточно проста, поэтому ее устройство является наиболее предпочтительным, а в дальнейшем при ослабевании давления можно дооборудовать скважину для создания искусственного поднятия.

Схема фонтанной скважины

Для данного типа скважины колонны труб подвешиваются на арматурной основе, которая ставится на устье. Арматура играет роль подвески, также выполняя функции герметизации самого устья и контроля режима работы всей скважины.

НКТ-трубы являются каналом, по которому нефть поднимается от забоя на поверхность. В зависимости от длины скважины протяженность труб доходит до 3 км, колонна может собираться из нескольких изделий, скрепляемых друг с другом последовательно.

Длина отдельной трубы варьируется до 10 метров. Оптимальный способ соединения – с помощью муфт с резьбой. Нежелательно использовать сварку для соединения, поскольку после того, как схема фонтанной скважины потребует доработки, придется извлекать на поверхность всю колонну.

Спуск, а также поднятие элементов колонны необходимо производить при помощи спецтехники.

Главным элементом конструкции является фонтанная арматура, которая создает прочную конструкцию из стальных прутков и запорных механизмов, и каждый элемент должен  быть рассчитан на повышенное давление. Масса готовой конструкции доходит до 1-2 центнеров. Чаще всего используют крестовую или тройную арматуру: первый тип чаще используется на нефтяных месторождениях, где нет примесей механического типа.

Оборудование фонтанных скважин

Фонтанные скважины могут оснащаться оборудованием и в области забоя, и на устье.

В случае, если в районе продуктивных пластов породы отличаются высокой прочностью, то может использоваться технология открытого забоя, когда колонна доходит до верхней части пласта, и вскрытие производится на полную мощность.

При неустойчивых горных породах, высоком риске осыпания песка забойную область следует укреплять обсадной трубой и цементировать пространство за ее пределами. Приток жидкости при этом создается посредством перфорирования по нижнему краю трубы.

Схема фонтанной скважины подразумевает герметизацию устья, которая производится посредством монтажа головки колонны и арматурной конструкции, оснащенной манифольдом.

Создание арматуры производится по требованиям ГОСТ 13846-89, при этом конструкция может иметь отличия по прочности и типу структуры. Основой служит головка, или обвязка, а фонтанная елка включает запорные устройства и элементы для регулирования работы скважины.

  Головка в конструкции необходима для обвязывания трубопроводов в скважине, а также для регулировки направления и силы потока в затрубной зоне.

Схема работы фонтанной арматуры

Конструктивно арматура для фонтанной скважины позволяет измерить показатели давления на верхнем сегменте елки, выявить температурный режим на боковых отводах елки и самой головки.

По стандарту ГОСТ конструкция должна включать блочные элемента и устройствами для предохранения конструкции, которые при необходимости можно активировать на расстоянии.

Фонтанная елка представляет собой важную часть общей конструкции, и она позволяет регулировать силу потока в самом трубопроводе и направлять его в промысловое русло.

Оборудование парой труб НКТ изделия большего диаметра помещаются на нижней детали при помощи резьбового соединения на элемент, который служит одновременно для герметизации пространства за трубами.

Если скважину не следует останавливать при работе, имеет смысл поставить двухсекционную елку, которая заканчивается сверху специальным буфером и манометром. При спуске в функционирующую фонтанную скважину данные устройства заменяет лубрикатор.

Разновидности конструкции выбираются, исходя из характеристик скважины и характеристик добычи нефти в конкретном месторождении.

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.

Исследование по методу пробной откачки в последнее время производится для построения линий индикации по зависимости дебитов от изменений в давлении. Также работа необходима для вычисления продуктивного коэффициента, содержания примесей, в том числе воды, во время разных режимов эксплуатации. Замеры производятся при помощи манометра, расходометра, определяют размеры отверстий в штуцере. Посредством замены на главном манифольде специалист ставит новый режим работы и замеряет показатели давления и расхода, после чего выясняет, что сообщает разница результатов. Схема работы фонтанной арматуры

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.

Выводы

Фонтанные скважины достаточно часто устраиваются для добычи нефти, когда жидкость может подниматься посредством пластового давления высокой мощности. Как и другие типы скважин, она оборудуется специальными видами оснастки. Грамотные расчеты и правильно взятые анализы – гарантия того, что продуктивность горизонтов, степень разработки и иные важные факторы будут на высоте. 

Видео: Фонтанный и газлифтный способ добычи нефти

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.

https://www.youtube.com/watch?v=IioFD0DSE2U\u0026t=153s

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.
Читайте также:  Почему эти металлы называют щелочными

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.

Это утверждение верно  и для тех месторождений, на которых явно выражен водонапорный режим. Такой режим характеризуется содержанием в нефти находящегося в растворенном состоянии газа,  и этот газ в пределах продуктивного пласта из жидкости не выделяется.

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: Схема работы фонтанной арматурыКонструкционные особенности и виды шиберных насосов

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).

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.

Фонтанная арматура состоит из трубной обвязки (головки) и так называемой  фонтанной елки, оборудованной регулирующими и  запорными устройствами.

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.

https://www.youtube.com/watch?v=0VnVhIy1RAE\u0026t=239s

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.

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.

Читать также: Типы и характеристики погрузчиков для склада

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.

Резьба на такие трубы нарезается с обоих концов, чтобы обеспечить надежное муфтовое соединение. В случае необходимости НКТ изготавливают из алюминиевого сплава  Д16. В некоторых случаях применяются неметаллические трубы из фибергласса,  а также гибкие (безрезьбовые) насосно-компрессорные трубы, выпускаемые в виде барабанов общей длиной  до шести километров.

  1. YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your quota.
Читайте также:  Арматура ф10 а400 вес

Список используемой литературы:

  • Нефть — Википедия
  • ἔλαιον. Liddell, Henry George; Scott, Robert; A Greek–English Lexicon at the Perseus Project.
  • Экономидес, М. Цвет нефти. Крупнейший мировой бизнес: история, деньги и политика/ Экономидес М., Олини Р. Издательство: «Олимп-Бизнес», 2004. 256 с.
  • Эрих В.Н. Химия нефти и газа. — Л.: Химия, 1966. — 280 с. — 15 000 экз.
  • Хаустов, А. П. Охрана окружающей среды при добыче нефти/ Хаустов, А. П., Редина, М. М. Издательство: «Дело», 2006. 552 с.

Арматура фонтанная

Фонтанная арматура — система механизмов и устройств, предназначенных для герметизации устья насосных и фонтанных скважин и их взаимной из

Фонтанная арматура — система механизмов и устройств, предназначенных для:

  • герметизации устья насосных и фонтанных скважин и их взаимной изоляции
  • перекрытия и перенаправления получаемой продукции в манифольд
  • удержания на весу колонн НКТ
  • обеспечения непрерывности работы скважины
  • проведения различных технологических операций
  • и др.
  • Арматура фонтанная — одно из важнейших устройств в нефтегазовой области.
  • Устройства и механизмы фонтанной арматуры монтируются на устье фонтанирующей скважины.
  • Изготовление фонтанной арматуры регламентируется ГОСТ 13846-84.
  • Согласно ГОСТ 13846-84, возможна разработка и установка фонтанной арматуры по 8 ключевым схемам:
  • манометрической
  • вентильной
  • буферный фланец под манометр
  • запорное устройство
  • тройниковой
  • дроссельной
  • переводник трубной головки
  • ответный фланец
  • трубноголовчатой
  • крестовина елки

Тип выбранной схемы прямо зависит от условий эксплуатации.

Фонтанную арматуру принято классифицировать по следующим признакам:

  • рабочее давление (размах от 7 до 105 МПа)
  • схема исполнения (указанные восемь)
  • число труб, опускаемых в скважину (один либо два ряда труб)
  • конструкция запорных устройств (краны, задвижки)
  • ширина проходного сечения по стволу и боковым отводам (размах от 50 до 100 мм)

В самом общем виде фонтанную арматуру можно представить следующим образом:

  1. 1 — колонная головка
  2. 2 — трубная головка
  3. 3 — фонтанная ёлка
  4. 4 — регулируемый штуцер
  5. 5 — пневмоуправляемая задвижка.
  6. Колонная головка используется для подвески обсадных колонн, герметизации пространства между трубами и контроля давления в трубах
  7. Трубная головка применятся для герметизации и подвески лифтовых колонн, это особенно эффективно при концентрическом или параллельном спуске колонн в скважину
  8. Фонтанная ёлка должна распределять и регулировать продукцию, выходящую из скважины.
  9. В устройство фонтанной ёлки входят:
  • запорные регулирующие устройства (различные штуцеры)
  • фитинги (катушки, тройники и тп.)

Фонтанная арматура соединяется с трубопроводами через манифольд.

Между собой компоненты фонтанной арматуры взаимодействуют посредством фланцев или хомутов.

Фонтанная арматура

Устьевое оборудование нефтяных скважин

Фонтанная арматура скважины соединяется с промысловыми коммуникациями сбора пластовой жидкости или газа с помощью манифольда, который представляет собой сочетание трубопроводов и запорных устройств, а иногда и клапанов, обвязывающих фонтанную арматуру.

Манифольд служит для подключения к трубному и затрубному пространствам агрегатов для проведения различных операций при пуске и эксплуатации скважины.

К запорным устройствам относятся задвижки и краны для перекрытия или открывания каналов арматуры и манифольда, к регулирующим — сменные штуцеры и вентили для изменения дросселированием расхода пластовой жидкости или газа.

Фонтанная арматура должна выдерживать большое давление (при полном закрытии фонтанирующей скважины), давать возможность производить замеры давления как в лифтовых трубах, так и на выходе продукции из скважины, позволять выпускать или закачивать газ при освоении скважины. Фонтанная арматура включает колонную и трубную головки, фонтанную ёлку и манифольд.

Колонная головка, расположенная в нижней части фонтанной арматуры, служит для подвески обсадных колонн, герметизации межтрубных пространств и контроля давления в них. При простейшей конструкции скважины (без промежуточных технических колонн) вместо колонной головки используют колонный фланец, устанавливаемый на верхней трубе эксплуатационной колонны.

Трубная головка монтируется на колонной головке и служит для подвески и герметизации лифтовых колонн при концентрическом или параллельном спуске их в скважину. Фонтанная ёлка устанавливается на трубной головке и служит для распределения и регулирования потоков продукции из скважины.

Состоит из запорных (задвижки, шаровые или конические краны), регулирующих устройств (штуцеры постоянного или переменного сечения) и фитингов (катушки, тройники, крестовины, крышки). Манифольд связывает фонтанную арматуру с трубопроводами. Элементы фонтанной арматуры соединяются фланцами или хомутами.

Для уплотнения внутренних полостей используют эластичные манжеты, наружных соединений — жёсткие кольца, большей частью стальные. Привод запорных устройств ручной, при высоком давлении пневматический или гидравлический с местным, дистанционным или автоматическим управлением.

При отклонении давления продукции скважины от заданных пределов или в случае пожара на скважине автоматически закрываются запорные устройства. Давление во всех полостях контролируется манометрами. Запорные и регулирующие устройства могут дублироваться и заменяться под давлением при работе скважины, возможна также смена под давлением фонтанной ёлки.

Для спуска в работающую скважину приборов и другого оборудования на фонтанную арматуру устанавливают лубрикатор — трубу с сальниковым устройством для каната или кабеля, в которой размещается спускаемое в скважину оборудование. Рабочее давление фонтанной арматуры 7-105 МПа, проходное сечение центрального запорного устройства 50-150 мм.

Фонтанные арматуры изготавливают (ГОСТ 13846-84) по восьми схемам для различных условий эксплуатации.

Их классифицируют по конструктивным и прочностным признакам:    рабочему давлению (7, 14, 21, 35, 70 и 105 МПа);    схеме исполнения (восемь схем);    числу спускаемых в скважину труб (один и два концентричных ряда труб);    конструкции запорных устройств (задвижки и краны);

    размерам проходного сечения по стволу (50…150 мм) и боковым отводам (50…100 мм).

Типовые схемы фонтанных арматур: 1 — манометр; 2 — вентиль; 3 — буферный фланец под манометр; 4 — запорное устройство; 5 — тройник; 6 — дроссель; 7 — переводник трубной головки; 8 — ответный фланец; 9 — трубная головка; 10 — крестовина елки

Фонтанная арматура: а — арматура крестовая; б — арматура тройниковая

Крестовая арматура а) применяется для скважин, не содержащих абразив, с проходным (условным) отверстием 50 мм, рассчитана на рабочее давление 70 Мпа. Елка арматуры имеет два сменных штуцера, что позволяет быстро их заменять. Арматура рассчитана как на однорядный, так и на двухрядный подъемник, в последнем случае используется другая трубная головка.

Тройниковая арматура б) применяется для скважин содержащих абразив. Трубная головка, кроме крестовины 1, имеет тройник 2, что позволяет нести два ряда НКТ. На арматуре, рассчитанной на большое давление, на боковых отводах установлено не по одной, а по две задвижки.

Это обусловлено большей надежностью примененных задвижек при одновременном обеспечении возможности их смены на работающей скважине, т.е. без ее остановки.

Типы и схемы фонтанных арматур

Манифольды фонтанной арматуры обычных нефтяных скважин состоят из нескольких задвижек, крестовиков, тройников, и других элементов. На более ответственных нефтяных скважинах манифольд состоит из большего числа элементов.

Манифольды фонтанной арматуры

Манифольд обеспечивает возможность подачи в скважину ингибитора, глушения с помощью продувочно-задавочной линии и продувки скважины по трубному и затрубному пространствам; проведения газодинамических исследований; подключения насосных агрегатов на достаточном расстоянии от устья; безопасного сжигания газа и конденсата в факеле; сбора глинистого раствора и других рабочих жидкостей при освоении, глушении и интенсификации притока жидкости к забою.

Принцип работы фонтанной арматуры

Устье нефтяной скважины — это соединение обсадной трубы с противовыбросовым устройством или с фонтанной арматурой, несъемное устройство, которое крепится болтами или приваривается к направляющей трубе или кондуктору.

Фонтанная арматура (а. Christmas tree; н. Eruptionskreuz, Eruptionsarmatur; ф. tete d'eruption, tete d'eсоulement, «arbre de Noel»; и.

armadura de surtidores) — комплект устройств, монтируемый на устье нефтяной скважины, для его герметизации, подвески лифтовых колонн, контроля и управления потоками продукции скважины, проведения необходимых технологических операций, перекрытия потока рабочей среды.

Добыча нефти УЭЦН OIL-ECN.RU  © 2013-2020 | Состав и конструкции фонтанной арматуры |

Строительство скважины  >  Обычное заканчивание  > Многопластовое заканчиваниеЗаканчивание без обсаживания  > Фонтанная арматура  > Запорные устройства  > Монтаж фонтанной арматуры

                             Содержание01. Нефтяная скважина конструкция и назначение элементов02. Методы заканчивания нефтяной скважины, обычное заканчивание03.

Многопластовое заканчивание, с отсеканием песка04. С отсеканием воды и газа, многозабойное заканчивание05. Устьевое оборудование, схемы фонтанных арматур06.

Запорные устройства и манометры для фонтанных арматур07. Монтаж и демонтаж фонтанной арматуры

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector