для чего применяется фонтанная арматура
Состав и назначение фонтанной арматуры: схема обвязки
Трубная конструкция включает в конструктивный состав разные фланцевые соединения, тройники, отводы и другие изделия. Для уплотнения соединений в таких сооружениях применяют прокладки из стали, которые содержат минимальное количество углерода.
Фонтанная арматура предназначается для решения множества задач. В частности, одна из таких задач — устройство обвязки трубопроводов различного назначения. Использование этого оборудования позволяет выполнять управление движением рабочей среды и обеспечивать исполнение процессов, контролирующих производство. Устройства применяют для герметизации отводов от основных трубопроводов.
Назначение фонтанной арматуры
Устройства этого класса отвечают за решение следующих инженерно-технических задач:
Изделия этого класса применяют при высоком давлении, возникающим под действием нагрузок. Арматуру используют когда существует возможность воздействия агрессивных сред внутри скважины. Довольно часто она применяется, если в жидкости присутствует большое количество примесей разного происхождения и размера.
При использовании такой системы необходимо учитывать то, что это оборудование должно иметь длительный срок эксплуатации и необходимый запас прочности. Основные потребители этой продукции это предприятия занятые на добыче и транспортировке углеводородов, а также строительстве трубопроводных транспортных систем.
Разновидности арматуры
ГОСТ, которые действуют на территории нашей страны, определили следующие типы фонтанной арматуры:
Кроме вышеописанной классификации, применяют и такую:
Проектировщик, подбирая материал для производства арматуры, должен учитывать свойства среды. Кстати, для установки изделий во взрывоопасной среде не желательно устанавливать узлы и агрегаты, выполненные из чугуна.
В состав типовой арматуры входят разные типы задвижек, клапаны и пр. В состав специальной обвязки включают редукционные вентили, затворы и клапаны для подачи катализаторов и работы резервной арматуры.
Конструкция фонтанной арматуры
ГОСТ 13846–84, подразумевает применение схем тройникового и крестового типа. В состав типовой фонтанной арматуры входят такие узлы, как:
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:
Запирающие устройства представлены пробковыми кранами и задвижками с подаваемой смазкой. Главная их задача перекрывание движение рабочей среды.
Технические требования к конструкции
В ГОСТ 51365–2009 определяет технические условия и требования к указанной арматуре. Проектировщики, занимающиеся конструированием оборудования должны руководствоваться требованиями этого документа.
Маркировка арматуры
Монтаж и демонтаж фонтанной арматуры
В процессе эксплуатации нефтяной или газовой скважины выполняют установку конструкции. Для присоединения используют колонные головки. Отверстия, расположенные в верхнем фланце, позволяют фиксировать детали с разными типоразмерами. Процесс установки оборудования выполняют в несколько шагов.
В пространство между фланцами укладывают прокладку, выполненную из малоуглеродистой стали и имеющей овальную форму. С помощью элеватора колонну труб опускают на место установки. После этого трубы собирают между собой с помощью резьбовых соединений. Кстати, резьбу перед сборкой имеет смысл покрыть защитной смазкой. После окончания сборки установки необходимо провести ее опрессовку.
Ремонт этого оборудования необходимо выполнять только на специальных предприятия. Перед тем как отправить ее в ремонт, установка должна быть разобрана. Елку надо промыть и в это время провести обследование оставшихся компонентов.
Фонтанная арматура и схема ее обвязки, конструируется так, что бы она могла защитить окружающую среду от воздействия на нее рабочей среды, подаваемой в трубопроводной системе.
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.
1 Назначение фонтанной арматуры
Фонтанная арматура имеет основные случаи использования:
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 ↑
1.1 Разновидности
Госстандарт определил несколько видов фонтанной арматуры:
Читайте также: обзор арматуры марки А3, список ее преимуществ и параметров.
В зависимости от конструктивных и прочностных признаков, фонтанная обвязка классифицируется по:
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.
Читайте также: 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 ↑
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):
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
Читайте также: 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 ↑
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).
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 ↑
2.2 Обозначение АФК
Типовые схемы по ГОСТ 13846-89:
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
Читайте также: 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 ↑
2.4 Использование фонтанной арматуры в нефтедобывающей отрасли (видео)
3 режима работы фонтанной арматуры
Фонтанная арматура — комплекс устройств, узлов, труб, фланцев, которые в совокупности обеспечивают работу фонтанирующей скважины. Это относится к области нефтегазовой арматуры, которая монтируется в устье скважины, работает в сложных условиях повышенного давления, которое создается пластовой энергией нефте-, газо-, конденсатоносного пласта. Именуется еще устьевым оборудованием.
Помимо устойчивости к высокому уровню давления, к нему предъявляются требования возможности замеров давления и возможности выпуска или закачки газа при функционировании.
Скважины насосного типа требуют модифицированных вариантов фонтанной арматуры: штангонасосной или электронасосной.
Виды оборудования фонтанного типа
Оборудование, применяемое на устьях фонтанирующих скважин, бывает наземным и подземным.
Наземная сборка включает устьевую арматуру, которую прикрепляют к обвязке колонн, и манифольда. Последний представляет собой вентильный блок., состоящий из ряда трубопроводов, крепящихся на одном основании, объединенных общей схемой. На нем присутствует запорная арматура, буровые рукава S-R, компенсаторы КРК, другие элементы.
Оборудование способно функционировать в трех режимах работы:
Фонтанном.
В режиме откачивания рабочей среды с помощью насосов.
Функции фонтанной арматуры
Арматура работает под большими нагрузками, связанными с избыточным давлением, с наличием агрессивных сред при добыче основного компонента. Другие факторы, способствующие задействованию оборудования – абразивные нагрузки. Они проявляются, когда вода содержит большое число примесей разных пород.
Эти задачи, которые решаются с применением фонтанной арматуры предъявляют к ней повышенные требования с точки зрения прочности, износостойкости материалов и узлов, из которых она изготовлена.
Требования закреплены в нормативных документах типа ГОСТ и ТУ, где фиксируются основные характеристики, параметры оборудования.
Устройство фонтанного оборудования
В состав арматуры включены узлы:
Колонная головка
Ее основная функция – подвеска обсадных колонн, создание герметичного межтрубного пространства. Она нужна также для того, чтобы измерять и контролировать уровень давления внутри труб.
Трубная головка
Главная задача — подвеска и обеспечение герметичности лифтовых колонн. Это имеет особое значение, когда колонны опускаются параллельным или концентрическим способом.
Помимо этого трубная головка нужна для осуществления технологических операций, которые необходимы по ходу эксплуатационных и ремонтных работ.
Подвешиваются колонны резьбовым способом. Однорядная лифтовая система держится на резьбе катушки. Двухрядная предполагает применение двух видов резьбы: для внутренней колонны – это резьба катушки, для наружной – резьба крестовины трубной головки.
В этом компоненте конструкции имеются боковые задвижки, которые могут при необходимости быть заменены.
Фонтанная елка
Конструктивно разновидности фонтанной елки различаются по наличию крестовины или тройника. Двухъярусные конструкции предусматривают наличие двух тройников.
Для крестового варианта предусматривается два отвода — рабочий и запасной боковой. Для тройникового — две выкидные линии – рабочая и запасная. Выкидные линии ведут к замерным установкам. На них монтируются штуцеры, или дроссели для коррекции поступления рабочей среды. Дроссели бывают двух типов: регулируемые и нерегулируемые.
Тройниковый вариант арматуры используется преимущественно для скважин с низким и средним уровнем давления.
Для того, чтобы иметь возможность ограничения дебита скважины, регулирования энергии пласта, в конструкцию фонтанной елки может устанавливаться специальный штуцер, у которого есть калиброванное отверстие. Он обеспечивает прохождение строго отмеренного количества нефти, которое будет идти из скважины в соответствии с заданным режимом работы. Такой штуцер относится к категории быстросъемных сменных устройств.
Манифольд
Представляет собой вентильный блок, состоящий из ряда трубопроводов, крепящихся на одном основании, объединенных общей схемой. На нем присутствует запорная арматура, буровые рукава S-R, компенсаторы КРК (вибровставки), предназначенные для гашения вибрационных воздействий, другие элементы.
Этот узел соединяет блок оборудования с трубопроводом, применяется для перераспределения или смешения потока газа и нефти между несколькими входами и несколькими выходами. К нему подключают измерительную аппаратуру в виде дифференциальных манометров, иных приборов. Служит как противовыбросовое оборудование на месторождениях.
Соединения внутри конструкций обеспечиваются с помощью фланцевых или хомутовых вариантов.
Разработка и установка арматуры
Построение конкретной конструкции арматуры происходит в соответствии с ТУ — Техническими условиями и чертежами. Конструкторскую документацию создают по нормам и правилам ЕСКД – Единой системы конструкторской документации. Соблюдают стандарты, нормы как российские, так и международные.
Технические требования к оборудованию
Поскольку фонтанная арматура представляет комплекс, обеспечивающий герметичность функционирования скважин, возможность перекрытия рабочей среды, прохождение разных технологических операций, к ней предъявляются высокие требования по разным показателям.
Одно из направлений — параметры климатических условий. Стандарты предписывают использование оборудования в холодном и умеренном макроклиматических регионах – УХЛ. Это означает возможность эксплуатации при температурах, достигающих –60 гр. С. (отрицательный диапазон температур), +40 гр. С (плюсовой диапазон).
Арматура надежна при работе в различных средах, включая агрессивные: содержащие сероводород, двуокись углерода, чей процентный состав достигает 25% для каждого химического соединения, примеси нефти, ингибиторы коррозии.
Международные стандартные спецификации на фонтанное оборудование
Требования к арматуре фонтанного типа, которые зафиксированы в международных стандартах API 6A. Они затрагивают основные параметры оборудования, узлов и конструкций, касаются материала, из которых произведены. Также описывают рабочие характеристики, размеры, возможности взаимозамен составных частей, материалы, особенности сварочного процесса при изготовлении.
Отдельные блоки касаются испытаний, инспекции, ремонтных и восстановительных работ, транспортировки, закупки и других разделов.
Эти нарушения требуют проведения ремонтных работ до полного восстановления рабочих характеристик.
Особенности производства оборудования
Учитывая тот факт, что фонтанная арматура имеет конкретное назначение и применение, на этапе производства предполагается возможность особых условий, взаимозамен составных частей.
Когда производится заказ арматуры, необходимо описать его по определенной схеме, которая будет соответствовать условиям эксплуатации скважины. Оборудование может быть изготовлено по требованиям заказчика, однако должно соответствовать всем нормам и правилам, российским ГОСТ и ТУ, межгосударственным ГОСТ-Р, международным — API 6A. Арматура сертифицируется Федеральной службой по экологическому, технологическому, атомному надзору.
Принцип работы и устройство фонтанной арматуры нефтяной скважины: рассматриваем детально
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.
Назначение фонтанной арматуры
Фонтанная арматура имеет основные случаи использования:
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:
обзор арматуры марки А3, список ее преимуществ и параметров.
В зависимости от конструктивных и прочностных признаков, фонтанная обвязка классифицируется по:
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
Óñëîâèÿ, ïîçâîëÿþùèå îñóùåñòâëÿòü ôîíòàííóþ ýêñïëóàòàöèþ ñêâàæèí. Êîìïëåêñ îáîðóäîâàíèÿ äëÿ ôîíòàííîãî ñïîñîáà ýêñïëóàòàöèè. Ðîëü ôîíòàííûõ òðóá, ñïîñîáû ïðîäëåíèÿ ôîíòàíèðîâàíèÿ ìàëîäåáèòíûõ ñêâàæèí. Áîðüáà ñ îòëîæåíèåì ïàðàôèíà â ïîäúåìíûõ òðóáàõ
Ñòóäåíòû, àñïèðàíòû, ìîëîäûå ó÷åíûå, èñïîëüçóþùèå áàçó çíàíèé â ñâîåé ó÷åáå è ðàáîòå, áóäóò âàì î÷åíü áëàãîäàðíû.
íà òåìó: Ôîíòàííàÿ ýêñïëóàòàöèÿ íåôòÿíûõ ñêâàæèí
Ôîíòàííûé ñïîñîá — ñàìûé ëó÷øèé ñïîñîá ýêñïëóàòàöèè, ò.ê. íå òðåáóåò èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè. Îáîðóäîâàíèå ïðè ýòîì ñïîñîáå ïðîñòîå è íàäåæíîå.
Ôîíòàííàÿ ýêñïëóàòàöèÿ ñêâàæèí âîçìîæíà, êîãäà ïëàñòîâîé ýíåðãèè õâàòàåò äëÿ ïîäúåìà ïðîäóêöèè ïëàñòà íà ïîâåðõíîñòü çåìëè.  ýòîì ñëó÷àå óñòüå ñêâàæèíû îáîðóäóåòñÿ ñïåöèàëüíûìè óñòðîéñòâàìè, êîòîðûå îáåñïå÷èâàþò ðåãóëèðîâàíèå ðàáî÷èõ ïîêàçàòåëåé (ðàñõîä, äàâëåíèå) è íàïðàâëåíèå ïîòîêà ïëàñòîâîãî ôëþèäà â ïðîìûñëîâóþ ñåòü, à ïðè íåîáõîäèìîñòè — ãåðìåòèçàöèþ ñêâàæèííîãî ïðîñòðàíñòâà è ïðîâåäåíèå òðåáóåìûõ òåõíîëîãè÷åñêèõ îïåðàöèé. Êðîìå óñòüåâîãî îáîðóäîâàíèÿ ñîâðåìåííàÿ ôîíòàíèðóþùàÿ ñêâàæèíà èìååò äîñòàòî÷íî ñëîæíîå âíóòðèñêâàæèííîå îáîðóäîâàíèå.
Êîìïëåêñ îáîðóäîâàíèÿ äëÿ ôîíòàííîé ýêñïëóàòàöèè ñîñòîèò èç íàçåìíîé ÷àñòè è âíóòðèñêâàæèííîãî îáîðóäîâàíèÿ.
ñêâàæèíà ôîíòàíèðîâàíèå òðóáà
ÐÎËÜ ÔÎÍÒÀÍÍÛÕ ÒÐÓÁ
Ïðè îäíîì è òîì æå êîëè÷åñòâå ãàçà íå â êàæäîé ñêâàæèíå ìîæíî ïîëó÷èòü ôîíòàíèðîâàíèå.
Ñìåñü íåôòè è ãàçà, äâèæóùàÿñÿ â ñêâàæèíå, ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ÷åðåäîâàíèå ïðîñëîåâ íåôòè ñ ïðîñëîÿìè ãàçà: ÷åì áîëüøå äèàìåòð ïîäúåìíûõ òðóá, òåì áîëüøå íàäî ãàçà äëÿ ïîäúåìà íåôòè.
 ïðàêòèêå èçâåñòíû ñëó÷àè, êîãäà ñêâàæèíû áîëüøèõ äèàìåòðîâ (150¸300 ìì), ïðîáóðåííûå íà âûñîêîïðîäóêòèâíûå ïëàñòû ñ áîëüøèì äàâëåíèåì, îòëè÷àëèñü âûñîêîé ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ, íî ôîíòàíèðîâàíèå èõ â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ áûëî âåñüìà íåïðîäîëæèòåëüíûì. Èíîãäà âñòðå÷àþòñÿ ñêâàæèíû, êîòîðûå ïðè îáû÷íûõ óñëîâèÿõ íå ôîíòàíèðóþò, õîòÿ äàâëåíèå â ïëàñòå âûñîêîå.
Ïîñëå ñïóñêà â òàêèå ñêâàæèíû ëèôòîâûõ òðóá ìàëîãî äèàìåòðà óäàåòñÿ äîñòèãíóòü ôîíòàíèðîâàíèÿ. Ïîýòîìó ñ öåëüþ ðàöèîíàëüíîãî èñïîëüçîâàíèÿ ýíåðãèè ðàñøèðÿþùåãî ãàçà âñå ñêâàæèíû, ãäå îæèäàåòñÿ ôîíòàíèðîâàíèå, ïåðåä îñâîåíèåì îáîðóäóþò ëèôòîâûìè òðóáàìè óñëîâíûì äèàìåòðîì îò 60 äî 114 ìì, ïî êîòîðûì ïðîèñõîäèò äâèæåíèå æèäêîñòè è ãàçà â ñêâàæèíå.
Äèàìåòð ïîäúåìíûõ òðóá ïîäáèðàþò îïûòíûì ïóòåì â çàâèñèìîñòè îò îæèäàåìîãî äåáèòà, ïëàñòîâîãî äàâëåíèÿ, ãëóáèíû ñêâàæèíû è óñëîâèé ýêñïëóàòàöèè. Òðóáû îïóñêàþò äî ôèëüòðà ýêñïëóàòàöèîííîé êîëîííû.
Ïðè ôîíòàíèðîâàíèè ñêâàæèíû ÷åðåç êîëîííó òðóá ìàëîãî äèàìåòðà ãàçîâûé ôàêòîð óìåíüøàåòñÿ, â ðåçóëüòàòå ÷åãî óâåëè÷èâàåòñÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü ôîíòàíèðîâàíèÿ. Íåðåäêî ñêâàæèíû, êîòîðûå ôîíòàíèðîâàëè ïî òðóáàì äèàìåòðîì 114, 89, 73 ìì ïåðåõîäèëè íà ïåðèîäè÷åñêèå âûáðîñû íåôòè è îñòàíàâëèâàëèñü.  ýòèõ ñëó÷àÿõ ïåðèîä ôîíòàíèðîâàíèÿ ñêâàæèíû óäàâàëîñü ïðîäëèòü ïóòåì çàìåíû ôîíòàííûõ òðóá ìåíüøåãî äèàìåòðà: 60, 48, 42, 33 ìì. Ýòî îäèí èç ñïîñîáîâ ïðîäëåíèÿ ôîíòàíèðîâàíèÿ ìàëîäåáèòíûõ ñêâàæèí.
ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ ÔÎÍÒÀÍÍÛÕ ÑÊÂÀÆÈÍ
 ïðîáóðåííûõ ýêñïëóàòàöèîííûõ ñêâàæèíàõ îáîðóäóþò êàê çàáîéíóþ (â çîíå ïðîäóêòèâíîãî ïëàñòà), òàê è óñòüåâóþ ÷àñòü, âûõîäÿùóþ íà ïîâåðõíîñòü. Åñëè ïðîäóêòèâíûé ïëàñò ñëîæåí äîñòàòî÷íî ïðî÷íûìè ïîðîäàìè, òî ïðèìåíÿþò «îòêðûòûé» çàáîé.  ýòîì ñëó÷àå ýêñïëóàòàöèîííàÿ îáñàäíàÿ êîëîííà äîâîäèòñÿ äî âåðõíåé ãðàíèöû ïðîäóêòèâíîãî ïëàñòà, à ñàì ïëàñò âñêðûâàåòñÿ íà âñþ ìîùíîñòü. Åñëè ïîðîäû ïðîäóêòèâíîãî ïëàñòà íåóñòîé÷èâûå, ðûõëûå, òî çàáîé óêðåïëÿþò îáñàäíûìè òðóáàìè ñ êðåïëåíèåì (öåìåíòèðîâàíèåì) çàòðóáíîãî ïðîñòðàíñòâà. Ïðèòîê íåôòè â ñêâàæèíó îáåñïå÷èâàþò ïðîáèâêîé îòâåðñòèé (ïåðôîðàöèåé) îáñàäíîé òðóáû è öåìåíòíîãî êîëüöà â çîíå ïðîäóêòèâíîãî ïëàñòà (îáû÷íî äåñÿòü îòâåðñòèé íà îäèí ìåòð).
Óñëîâèÿ ýêñïëóàòàöèè ôîíòàííûõ ñêâàæèí òðåáóþò ãåðìåòèçàöèè èõ óñòüÿ, ðàçîáùåíèÿ ìåæòðóáíîãî ïðîñòðàíñòâà, íàïðàâëåíèÿ ïðîäóêöèè ñêâàæèí â ïóíêòû ñáîðà íåôòè è ãàçà, à òàêæå ïðè íåîáõîäèìîñòè ïîëíîãî çàêðûòèÿ ñêâàæèíû ïîä äàâëåíèåì. Ýòè òðåáîâàíèÿ âûïîëíÿþòñÿ ïðè óñòàíîâêå íà óñòüå ôîíòàíèðóþùåé ñêâàæèíû êîëîííîé ãîëîâêè è ôîíòàííîé àðìàòóðû ñ ìàíèôîëüäîì.
Ê íàçåìíîìó îáîðóäîâàíèþ îòíîñÿò ôîíòàííóþ àðìàòóðó è ìàíèôîëüä. Ôîíòàííîé àðìàòóðîé îáîðóäóþò ôîíòàííûå íåôòÿíûå è ãàçîâûå ñêâàæèíû. Åå óñòàíàâëèâàþò íà êîëîííóþ ãîëîâêó.
Ôîíòàííàÿ àðìàòóðà âêëþ÷àåò òðóáíóþ îáâÿçêó (ãîëîâêó) è ôîíòàííóþ åëêó ñ çàïîðíûìè è ðåãóëèðóþùèìè óñòðîéñòâàìè.
Òðóáíàÿ îáâÿçêà — ÷àñòü ôîíòàííîé àðìàòóðû, óñòàíàâëèâàåìàÿ íà êîëîííóþ îáâÿçêó, ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ îáâÿçûâàíèÿ îäíîãî èëè äâóõ ñêâàæèííûõ òðóáîïðîâîäîâ, êîíòðîëÿ è óïðàâëåíèÿ ïîòîêîì ñêâàæèííîé ñðåäû â çàòðóáíîì (ìåæòðóáíîì) ïðîñòðàíñòâå.
Êîíñòðóêöèÿ ôîíòàííîé àðìàòóðû îáåñïå÷èâàåò âîçìîæíîñòü èçìåðåíèÿ äàâëåíèÿ íà âåðõíåì áóôåðå åëêè, à òàêæå äàâëåíèÿ è òåìïåðàòóðû ñðåäû íà áóôåðå áîêîâîãî îòâîäà åëêè è òðóáíîé ãîëîâêè. Ñòàíäàðòàìè ïðåäóñìîòðåíî èçãîòîâëåíèå áëî÷íûõ ôîíòàííûõ àðìàòóð, à òàêæå óêîìïëåêòîâàíèå ïî íåîáõîäèìîñòè ôîíòàííûõ àðìàòóð àâòîìàòè÷åñêèìè ïðåäîõðàíèòåëüíûìè è äèñòàíöèîííî óïðàâëÿåìûìè óñòðîéñòâàìè.
Ôîíòàííàÿ åëêà — ÷àñòü ôîíòàííîé àðìàòóðû, óñòàíàâëèâàåìàÿ íà òðóáíóþ îáâÿçêó, ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ êîíòðîëÿ è ðåãóëèðîâàíèÿ ïîòîêà ñêâàæèííîé ñðåäû â ñêâàæèííîì òðóáîïðîâîäå è íàïðàâëåíèÿ åãî â ïðîìûñëîâûé òðóáîïðîâîä.
Ïðè îáîðóäîâàíèè ñêâàæèíû äâóìÿ êîíöåíòðè÷åñêèìè êîëîííàìè ÍÊÒ (äâóõðÿäíàÿ êîíñòðóêöèÿ ïîäúåìíèêà) òðóáû áîëüøåãî äèàìåòðà ïîäâåøèâàþòñÿ íà ðåçüáîâîì ñîåäèíåíèè íèæíåãî òðîéíèêà (êðåñòîâèíà), êîòîðûé óñòàíàâëèâàåòñÿ íà êðåñòîâèíó, ãåðìåòèçèðóþùóþ çàòðóáíîå ïðîñòðàíñòâî.
Òðóáû ìåíüøåãî äèàìåòðà ïîäâåøèâàþòñÿ íà ðåçüáå ïåðåâîäíèêà (ñòâîëîâîé êàòóøêè), ðàçìåùàåìîì íàä òðîéíèêîì (êðåñòîâèêîì).
Òèïîâûå ñõåìû ôîíòàííûõ âêëþ÷àþò ëèáî îäèí, ëèáî äâà òðîéíèêà (îäíî è äâóõúÿðóñíàÿ àðìàòóðà), ëèáî êðåñòîâèíó.
Ìîíòàæ-äåìîíòàæ ôîíòàííîé àðìàòóðû íà óñòüå ñêâàæèíû ïðîèçâîäèòñÿ àâòîìîáèëüíûìè êðàíàìè èëè äðóãèìè ïîäúåìíûìè ìåõàíèçìàìè.
Ïðè âñåõ ñïîñîáàõ ýêñïëóàòàöèè ñêâàæèí ïîäúåì æèäêîñòè è ãàçà íà ïîâåðõíîñòü ïðîèñõîäèò ïî ñïåöèàëüíûì òðóáàì ÍÊÒ, ñïóñêàåìûì â ñêâàæèíû ïåðåä íà÷àëîì ýêñïëóàòàöèè (â ôîíòàíèðóþùèõ ñêâàæèíàõ îïóñêàþòñÿ äî ôèëüòðà). Ñîãëàñíî ÃÎÑÒ 633-80 ïðåäóñìîòðåíû ñëåäóþùèå óñëîâíûå ðàçìåðû (ïî âíåøíåìó äèàìåòðó): 27, 33, 42, 48, 60, 73, 89, 102 è 114 ìì ñ òîëùèíîé ñòåíîê îò 3 äî 7 ìì. Äëèíà òðóá 5÷10 ì. Òðóáû áåñøîâíûå, èç ñòàëåé ñ âûñîêèìè ìåõàíè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè, íà îáîèõ êîíöàõ ðåçüáà, ñîåäèíÿþòñÿ ìåæäó ñîáîé ìóôòàìè. Îòå÷åñòâåííûå ÍÊÒ èçãîòàâëèâàþò 4 òèïîâ. ÍÊÒ ìîãóò áûòü èçãîòîâëåíû èç àëþìèíèåâîãî ñïëàâà ìàðêè Ä16. Ïðèìåíÿþò ôèáåðãîâûå òðóáû, à òàêæå áåçðåçüáîâûå (ãèáêèå) ÍÊÒ íà áàðàáàíàõ äëèíîé äî 6000 ì.
Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ äëèòåëüíîé è áåñïåðåáîéíîé ðàáîòû ñêâàæèí â ôîíòàííîì ðåæèìå ýêñïëóàòàöèè áîëüøîå çíà÷åíèå èìååò ðåãóëèðîâàíèå ïëàñòîâîé ýíåðãèè çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ îáúåìà íåôòè, ïîñòóïàþùåãî èç ñêâàæèíû è íàçûâàåìîãî äåáèòîì ñêâàæèí. Äëÿ îãðàíè÷åíèÿ äåáèòà ñêâàæèí â áîêîâîì îòâîäå ôîíòàííîé åëêè óñòàíàâëèâàåòñÿ ñìåííûé øòóöåð-âñòàâêà èç èçíîñîñòîéêîãî ìàòåðèàëà ñ êàëèáðîâàííûì îòâåðñòèåì ñòðîãî îïðåäåëåííîãî äèàìåòðà. Äèàìåòð øòóöåðà îïðåäåëÿåò êîëè÷åñòâî ïîñòóïàþùåé èç ñêâàæèíû íåôòè â çàâèñèìîñòè îò ïðèíÿòîãî ðåæèìà ðàáîòû ñêâàæèíû. Îáû÷íî äèàìåòð øòóöåðà ðàâåí 3 ¸ 15 ìì è áîëüøå. Ìîãóò ïðèìåíÿòüñÿ áûñòðî-ñìåíÿåìûå è áûñòðîðåãóëèðóåìûå çàáîéíûå øòóöåðû, êîòîðûå óñòàíàâëèâàþòñÿ â ôîíòàííûõ òðóáàõ íà ëþáîé ãëóáèíå è óäåðæèâàþòñÿ ïàêåðàìè. Ñïóñê è ïîäúåì çàáîéíûõ øòóöåðîâ îñóùåñòâëÿåòñÿ íà ñòàëüíîì êàíàòå ïðè ïîìîùè ëåáåäêè.
Îñóùåñòâëÿåòñÿ ñíèæåíèåì äàâëåíèÿ íà ïëàñò ïóòåì:
1) ïîñëåäîâàòåëüíîé çàìåíû ãëèíèñòîãî ðàñòâîðà â ñêâàæèíå æèäêîñòüþ è ãàçîæèäêîñòíîé ñìåñüþ ìåíüøåé ïëîòíîñòè (ãëèíèñòûé ðàñòâîðà âîäà è íåôòü);
2) èñïîëüçîâàíèÿ àçîòà èíåðòíîãî èëè ãàçà (âûòåñíåíèåì ÷àñòè æèäêîñòè èç ñêâàæèíû, åå àýðàöèåé);
ÁÎÐÜÁÀ Ñ ÎÒËÎÆÅÍÈÅÌ ÏÀÐÀÔÈÍÀ Â ÏÎÄÚÅÌÍÛÕ ÒÐÓÁÀÕ
Îäíèì èç ôàêòîðîâ, îñëîæíÿþùèõ ïðîöåññ ýêñïëóàòàöèè ñêâàæèí, ÿâëÿåòñÿ îòëîæåíèå ïàðàôèíà íà ñòåíêàõ ïîäúåìíûõ òðóá, óñòüåâîé àðìàòóðû è âûêèäíûõ ëèíèé.
Äëÿ áîðüáû ñ îòëîæåíèÿìè ïàðàôèíà ïðèìåíÿþò ñëåäóþùèå îñíîâíûå ñïîñîáû:
1. Ìåõàíè÷åñêèé, ïðè êîòîðîì ïàðàôèí ñî ñòåíîê òðóá ïåðèîäè÷åñêè óäàëÿåòñÿ ñïåöèàëüíûìè ñêðåáêàìè è âûíîñèòñÿ ñòðóåé íà ïîâåðõíîñòü.
2. Òåïëîâîé, ïðè êîòîðîì ñêâàæèíà ïðîìûâàåòñÿ òåïëîíîñèòåëåì (ïàðîì, ãîðÿ÷åé âîäîé èëè íåôòåïðîäóêòàìè).
3. Èñïîëüçîâàíèå ïîäúåìíûõ òðóá ñ ãëàäêîé âíóòðåííåé ïîâåðõíîñòüþ (îñòåêëîâàííûõ èëè ïîêðûòûõ ñïåöèàëüíûì ëàêîì èëè ýìàëÿìè).
4. Õèìè÷åñêèé, ïðè êîòîðîì ïàðàôèí óäàëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ ðàñòâîðèòåëåé.
Íåïîëàäêè â ðàáîòå ôîíòàííûõ ñêâàæèí — íàðóøåíèå ðåæèìîâ:
1. Ïàðàôèíî- è ãèäðàòîîáðàçîâàíèå â òðóáàõ.
2. Îáðàçîâàíèå ïåñ÷àíûõ ïðîáîê íà çàáîÿõ.
3. Ðàçúåäàíèå øòóöåðà.
4. Çàáèâàíèå ïåñêîì, ïàðàôèíîì øòóöåðà èëè âûêèäíîé ëèíèè.
5. Ïîÿâëåíèå âîäû â ñêâàæèíå.
Îñíîâíûå ïðåèìóùåñòâà ñïîñîáà:
• ïðåäîòâðàùàåòñÿ ïîòåðÿ ïðèðîäíîé ýíåðãèè çàëåæåé íåôòè â ïðîöåññå ôîíòàííîé ýêñïëóàòàöèè ñêâàæèí;
• äîáû÷à íåôòè â ïðîöåññå ôîíòàíèðîâàíèÿ ñêâàæèí îáåñïå÷èâàåòñÿ çà ñ÷åò ðàíåå èñïîëüçîâàííîé ýíåðãèè ðàñòâîðåííîãî ãàçà;
• ýíåðãèÿ ãèäðîñòàòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ ïëàñòà ðàñõîäóåòñÿ íåçíà÷èòåëüíî â ñâÿçè ñ ÷åì è ïðåäîòâðàùàåòñÿ èíòåíñèâíîå ïàäåíèå ïëàñòîâîãî äàâëåíèÿ;
• äèàìåòð ãëóáèííîãî ðåãóëÿòîðà äàâëåíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ òàê, ÷òîáû ñîçäàííàÿ äåïðåññèÿ íà ïëàñò íå ïðåâûøàëà äîïóñòèìóþ äåïðåññèþ;
*äèàìåòð óñòüåâîãî øòóöåðà âûáèðàåòñÿ òàê, ÷òîáû ïðîäóêöèÿ ñêâàæèíû òðàíñïîðòèðîâàëàñü äî ïðîìûñëîâîãî ñáîðíîãî ïóíêòà.
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):
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
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).
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
Типовые схемы по ГОСТ 13846-89:
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
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)
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.
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
Устройства этого класса отвечают за решение следующих инженерно-технических задач:
Изделия этого класса применяют при высоком давлении, возникающим под действием нагрузок. Арматуру используют когда существует возможность воздействия агрессивных сред внутри скважины. Довольно часто она применяется, если в жидкости присутствует большое количество примесей разного происхождения и размера.
При использовании такой системы необходимо учитывать то, что это оборудование должно иметь длительный срок эксплуатации и необходимый запас прочности. Основные потребители этой продукции это предприятия занятые на добыче и транспортировке углеводородов, а также строительстве трубопроводных транспортных систем.
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.
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.
3 Фонтанная елка – часть арматуры
Как уже было сказано, на трубную обвязку монтируется фонтанная елка. Для этих целей используется верхний фланец. Елка требуется для:
Существует несколько разных конструкций фонтанных елок. Все они делятся на два типа – тройниковые и крестовые. И в первых, и во вторых имеются следующие элементы:
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:
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.
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.
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:
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).