Фонтанная арматура скважин

Фонтанная арматура состоит из трубной головки и фонтанной елки. Трубная головка закрепляется непосредственно на фланце колонной головки и предназначена:

  • — для подвески одной или нескольких колонн подъемных труб (НКТ);
  • — для герметизации на устье межтрубных пространств;
  • — для обеспечения закачки технологических жидкостей в межтрубные пространства и контроля давления в них;
  • — трубная головка должна также позволять выполнение необходимых исследований на скважине.

На рис. 4.5 [20] приведена типовая конструкция трубной головки.

Трубная головка

Рис. 4.5. Трубная головка:

  • 1 — крестовина; 2 — набор манжет (уплотнение); 3 — грундбукса;
  • 4 — трубодержатель; 5 — упорная втулка; 6 — винты; 7 — уплотнение;
  • 8 — гайка; 9 — уплотняющая втулка; 10 — переводник

Колонны НКТ подвешиваются к трубной головке или на резьбе, или на переводнике (резьбовом патрубке). При двухрядном подъемнике НКТ подвешиваются на промежуточном элементе — на «катушке».

К основным узлам фонтанной елки относятся:

  • — крестовина, имеющая два боковых отвода, каждый из которых может быть или рабочим, или запасным;
  • — тройник, имеющий один боковой отвод. Верхний отвод обычно бывает рабочим, а нижний — запасным;
  • — переводники (катушки);
  • — запорные устройства и т. д.

Крестовина и тройник позволяют отводить пластовую продукцию к манифольдам и иметь связь с межтрубным пространством.

Переводники и катушки позволяют переходить с одного размера деталей арматуры на другой.

Крестовую арматуру рекомендуется применять при средних и высоких давлениях. Она имеет меньшую высоту по сравнению с трой- никовой, что облегчает ее обслуживание. Недостаток крестовой арматуры в том, что при отказе любого бокового отвода необходимо закрывать нижнее стволовое запорное устройство (задвижку), т. е. останавливать скважину. Высота тройниковой арматуры больше, чем у крестовой, она создает неравномерную нагрузку на фланцевые соединения, что относится к ее недостаткам. Данная арматура обычно рекомендуется для скважин, продукция которых содержит абразивный материал (песок, ил и т. д.), так как при крестовой арматуре в этих условиях необходимо для ремонта перекрывать центральную стволовую задвижку.

Детали и узлы арматуры соединяются между собой резьбой или фланцами с уплотнительными элементами, или фланцами, скрепляемыми накидными хомутами. По этому признаку фонтанная арматура делится на: резьбовую; фланцевую и хомутовую (бугельную). Схема соединения различных элементов фонтанной арматуры представлена на рис. 4.6 [20].

Типовая схема конструкции фланцевой фонтанной арматуры

Рис. 4.6. Типовая схема конструкции фланцевой фонтанной арматуры:

  • 1 — крестовина; 2 — тройник; 3 — переводник трубной головки; 4 — стволовая задвижка; 5 — буфер; 6 — вентиль (или кран);
  • 7 — манометр; 8 — дроссель; 9 — заглушка; 10 — фланец

На рис. 4.7 и 4.8 схематично представлены общие виды фонтанной арматуры соответственно для одно- и двухрядного подъемника. При оборудовании скважины одним рядом фонтанных труб тройник не включается в состав арматуры (при использовании установок ЭЦН следует включать в состав устьевой арматуры специальный переводник трубной головки, оснащенный устройством для ввода электрокабеля).

Фонтанная крестовая арматура для однорядного подъемника

Рис. 4.7. Фонтанная крестовая арматура для однорядного подъемника:

  • 1 — вентиль; 2 — задвижка; 3 — крестовина; 4 — катушка для подвески НКТ на резьбовом переводнике 8; 5 — штуцер;
  • 6 — крестовина елки; 7 — буфер; 9 — катушка

Фонтанная елка монтируется на трубной головке и предназначена для направления отбираемой из скважин пластовой продукции в манифольд, а также для контроля и регулирования работы скважины, для выполнения исследований на скважине.

Помимо упомянутых основных узлов конструкция фонтанной елки обычно включает следующие элементы:

  • — штуцеры для регулирования работы фонтанной скважины и ее дебита;
  • — центральную (стволовую) задвижку и задвижки на выкидных линиях (отводах);
  • — буфер с буферной задвижкой для перекрытия ствола и установки лубрикатора, применяемого при спуске под давлением в скважину различных измерительных приборов без остановки скважины;
  • — манифольд для обвязки фонтанной арматуры с выкидными трубопроводами, подающими продукцию скважин на замерное устройство.
Фонтанная тройниковая арматура для подвески двух рядов НКТ

Рис. 4.8. Фонтанная тройниковая арматура для подвески двух рядов НКТ:

  • 1 — тройник; 2 — резьбовой патрубок для подвески второго ряда НКТ;
  • 3 — патрубок для подвески первого ряда НКТ

Элементы фонтанной арматуры изготавливают из легированных сталей марок ст. 40ХНЛ; ст. 40ХЛ; ст. 45 и др. Уплотняющие кольца устьевой арматуры изготавливают из сталей марок 08 кп; ст. 20; ст. 30; ст. 40 и т. д., а для коррозионно-активных сред — из легированных сталей.

Схемы сборки фонтанной арматуры регламентированы ГОСТ 13846—84, по которому установлены следующие 6 типовых схем, представленных на рис. 4.9 [20]:

  • — схемы 1—4 — тройниковые;
  • — схемы 5 и 6 — крестовые.
Схемы монтажа фонтанной арматуры по ГОСТ 13846—84

Рис. 4.9. Схемы монтажа фонтанной арматуры по ГОСТ 13846—84:

  • 1 — манометр; 2 — запорное устройство; 3 — фланец для манометра;
  • 4 — запорное устройство; 5 — тройник или крестовина; 6 — дроссель; 7 — переводник для трубной головки; 8 — фланец; 9 — трубная головка

В зависимости от схемы фонтанной арматуры (по рис. 4.9), ее назначения, состава и т. д. установлены ГОСТ 13846—84 следующее обозначение фонтанной арматуры:

где А — арматура; Ф — фонтанная (если буква Н — нагнетательная); п1 — конструктивное исполнение (если фланцевое — без обозначения; если К — подвеска НКТ на резьбе переводника трубной головки; если без обозначения — подвеска на муфте трубной головки; если с буквой Э — для скважин, эксплуатируемых ЭЦНУ); п2 — номер схемы по ГОСТ 13846—84 (для двухрядного подъемника добавляется буква «а»); л3 — способ управления задвижками (без обозначения — вручную; А — автоматическое; В — дистанционное и автоматическое); п4 — внутренний диаметр, мм, по ГОСТ 13846—84; п5 — рабочее давление, МПа; п6 — климатическое исполнение по ГОСТ 16350—80 (без обозначения — для умеренной климатической зоны; ХЛ — для умеренной и холодной зон); п7 — исполнение по коррозионной стойкости (без обозначения — для обычных сред; К1 — для С02 до 6 %; К2 — для H2S до 6 % и С02; КЗ — для H2S до 25% и С02).

Например, шифр фонтанной арматуры АФК6В—80/50 Х70ХЛ— К2 означает: арматура фонтанная; подвеска НКТ на резьбовом патрубке трубной головки; монтаж фонтанной арматуры по схеме № 6 (см. рис. 4.9); управление задвижками — дистанционное и автоматическое; проходной диаметр ствола елки равен 80 мм, а проходной диаметр боковых отводов — 50 мм; рабочее давление — 70 МПа; исполнение — для зон с умеренным и холодным климатом; в пластовой продукции допускается содержание до 6 % H2S и С02. Технические характеристики и размеры фонтанной арматуры подробно описаны в [9].

На рис. 4.10 представлен комплекс устьевого оборудования скважин для подземного хранилища газов (ПХГ). Комплекс изготавливается Воронежским механическим заводом и имеет следующие основные характеристики.

Типовой комплекс устьевого оборудования скважин для ПХГ

Рис. 4.10. Типовой комплекс устьевого оборудования скважин для ПХГ

Количество обвязываемых колонн — 5 шт.

Диаметры обвязываемых колонн, мм:

  • — кондуктор — 530;
  • — обсадная промежуточная — 377;
  • — обсадная основная — 299;
  • — подвесная наружная — 219;
  • — подвесная центральная — 146.

Рабочее давление — 21 МПа.

Трубодержатель клиньевого типа со следующими допускаемыми нагрузками, кН:

  • — для труб диаметром 377 мм — 1290;
  • — для труб диаметром 299 мм — 1165;
  • — для труб диаметром 219 мм — 878;
  • — для труб диаметром 146 мм — 1360.

Запорная арматура — прямоточные задвижки с ручным управлением.

Регулирующая арматура — дроссель регулируемый.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >