Устаткування гирла фонтанних свердловин

Умови експлуатації нафтових і газових родовищ, а також охорона надр і техніка безпеки вимагають гермітіза-ції і роз'єднання міжтрубних просторів, спуску в свердловину НКТ, напрямки нафти і газу в систему нефтесбора, регулювання роботи свердловин. Це досягається за допомогою установки на гирлі фонтанної свердловини обладнання, що складається з колоною головки, фонтанної арматури і маніфольдів (викидних ліній).

Колонна головка призначається для обв'язки гирла свердловини з метою герметизації міжтрубних просторів, а також для підвіски обсадних колон (при многоколонной конструкції свердловин) і установки фонтанної арматури. Існують одно-, Дво-, три-, чотири- і пятіколонние головки.

Колонна головка повинна забезпечувати:

- надійну герметизацію міжтрубному простору;

- надійне і швидке закріплення підвіски обсадних колон;

- зручний і швидкий монтаж;

- можливість контролю за рухом рідини і газу в міжтрубному просторі;

- мінімально можлива висота.

Колонні головки випускаються на різні тиски від 14,0 до 70,0 МПа. В окремих випадках (на газових свердловинах) застосовуються колонні головки на тиск до 150,0 МПа.

Після закінчення буріння свердловини з колоною головки демонтують превентори і встановлюють фонтанної арматури

Корпус колоною головки 1 нагвинчується на верхній різьбовий кінець кондуктора.

Обсадна колона 10 вворачивается в спеціальну муфту 7.

Герметичність з'єднання корпусу головки 1 і муфти 7 досягається муфтою 2 і двома кільцями 3. Щільність посадки досягається за рахунок притиснення муфти півкільцями 5 і фланцем 4, який болтами притягається до фланця корпусу. муфта 7

Мал. 65. Конструкція колоною головки для однієї обсадної головки.

закінчується фланцем 6 для приєднання до нього фонтанної арматури. Для опресування колонної головки і контролю тиску в міжтрубному просторі передбачений бічний відвід з краном високого тиску 9 і манометром 8.

Фонтанна арматура служить для:

- підвіски насосно-компресорних (піднімальних) труб;

- герметизації гирла свердловини;

- контролю за міжтрубному (між НКТ і обсадних колоною) простором;

- напрямку нафти і газу в викидних лінію;

- проведення геолого-технічних операцій при експлуатації свердловин;

- регулювання режиму роботи свердловини;

- проведення досліджень в свердловині;

- створення протитиску на забій і т.д.

Фонтанні арматуру збирають з різних трійників, хрестовин і арматури, які з'єднуються між собою за допомогою болтів. З'єднання герметизують за допомогою металевого кільця з овальним поперечним перерізом, яке встановлюється у виїмці на фланцях, і потім стягують болтами.

Фонтанна арматура складається з трубної головки і фонтанної ялинки. Трубну головку встановлюють на колонну головку. Трубна головка призначена для підвіски насосно-компресорних труб і герметизації кільцевого простору між фонтанними трубами (НКТ) і експлуатаційної колоною, а також для проведення різних геолого-технічних заходів.

Фонтанна арматура трійникова (рис. 66) складається з хрестовика 1, трійника 3 і перекладної котушки 5. Трійник встановлюють при обладнанні свердловин дворядним підйомником. При цьому перший ряд труб кріпиться до перекладної котушці за допомогою перекладної втулки 4, а другий ряд труб кріпиться за допомогою перекладної втулки 2.

Якщо свердловина обладнується одним рядом насосно-компресорних труб, то трійник на фонтанної арматури не встановлюють.

На хрестовик і трійнику трубної головки ставлять запірні засувки 12, які служать для з'єднання технологічного обладнання межтрубном або кільцевих простором, а також для їх герметизації. Трубна головка піддається тиску затрубного газу, яке може бути більше, ніж тиск в фонтанної ялинки. У зв'язку з цим трубна головка розраховується і випробовується на тиск в 1,5 рази більше, ніж фонтанная ялинка. Це пояснюється тим, що в міжтрубному просторі, яке герметизує трубна головка, може зібратися чистий газ, і тому тиск може досягти пластового.

Фонтанна ялинка встановлюється на трубну головку. Фонтанна ялинка призначається для регулювання відбору нафти і газу, напрямки їх в викидні лінії, проведення ремонтних робіт та досліджень, а також для закриття свердловини при необхідності. Фонтанна ялинка складається (рис. 66) з трійників 13,

Мал. 66. Фонтанна арматура трійникова: 1 - хрестовик, 2, 4 - перекладні втулки, 3 - трійник, 5 - перекладна котушка, 6 - центральна засувка, 7 - засувки, 8 - штуцери, 9 - буферна заглушка, 10 - манометр, 11 - проміжна засувка, 12 - засувка, 13 - трійники, 14 - буферна засувка

Мал. 67. Фонтанна арматура крестовіковая: 1 - манометри, 2 - кранові засувки, 3, 6 - хрестовик, 4 - котушка, 5 - патрубок, 7 - колонна головка; 8 - угоютнітельное кільце чадвіжек 7, встановлюваних на викидних лініях для перекладу роботи свердловини на одну з них. Буферна засувка 14 служить для перекриття та установки лубрикатора, через який в свердловину спускаються скребки для очищення ліфтів від смоли-парафінистих відкладень, різних приладів (глибинних манометрів, термометрів, пробовідбірників і т.д.) під тиском, без зупинки фонтанної свердловини. На буферну засувку при експлуатації свердловини встановлюють буферну заглушку 9 з манометром 10.

Всі засувки фонтанної ялинки, крім засувок на одній з викидних ліній, при працюючій свердловині повинні бути відкриті. Центральну засувку закривають тільки в аварійних випадках, направляючи продукцію свердловини через міжтрубний простір в викидні лінії трубної головки.

При роботі свердловини нафту і газ з НКТ (підйомних труб) через відкриту центральну засувку направляються по одному з викиді в викидних лінію на групову вимірну установку (ГЗУ). Для регулювання режиму роботи фонтанної ялинки встановлюють штуцери 8, які представляють собою втулки з каліброваними отворами від 2 до 20 мм. Кожне отвір при відповідному забійній і буферном тисках забезпечує пропуск певної кількості нафти і газу. Штуцери бувають втулкові або дискові. Штуцери втулкові застосовуються на свердловинах, де разом з нафтою з забою поднімает- / ся пісок, а дискові штуцери застосовуються на свердловинах, де в нафти немає піску.

Втулкові штуцери, з метою продовження терміну служби, виготовляють з високоміцних легованих сталей або з ме-таллокераміческого матеріалу з каналом певного діаметру. У міру зношування штуцера (діаметр отвору штуцера збільшується) встановлений режим роботи свердловини порушується, тому штуцер треба замінювати.

У цьому випадку потік нафти і газу переводять тимчасово на запасний відведення, на якому заздалегідь встановлюють штуцер необхідного діаметра і одночасно змінюють зношений штуцер в робочому відвід.

Існує багато різних конструкцій штуцерів. Найпростіший штуцер виготовляють у вигляді діафрагми, з отвором певного діаметра, який встановлюється між двома фланцями викидний лінії і затискається болтами. На фонтанної арматури встановлюють два манометра з триходовими кранами або вентилями. Один манометр встановлюється на відводі хрестовика трубної головки для виміру тиску в міжтрубному просторі свердловини, яке називають затрубних тиском. Другий манометр встановлюється на буфері арматури і заміряє тиск на гирлі свердловини. Це тиск називається буферним, або гирловим. Найвідповідальнішим елементом фонтанних арматур є запірні пристрої. Основна вимога до запірних пристроїв, - забезпечення аб- • солютной герметичності їх затворів. Від їх безперебійного дей-1ствія залежить надійність роботи всього гирлового обладнання 5 фонтанних свердловин. Засувки для фонтанних арматур випускаються литі і ковано-зварні двох типів: клинові і прямоточні з ущільнювальною мастилом. Клинові засувки порівняно швидко втрачають герметичність з огляду на те, що ущільнити-тільні поверхні клина і гнізда (поверхні затворів) при відкритому положенні засувок під час роботи свердловини піддаються корозії в результаті контакту їх з високомінералізованої пластової водою, що міститься в продукції свердловини, а також піддаються впливу механічних частинок і піску, що виноситься з забою свердловин разом з нафтою і газом на поверхню.

Прямоточная, ущільнюється мастилом, засувка сконструйована так, що в ній і в відкритому, і в закритому положенні продукція свердловин (нафта, газ) не стикається з ущільнювальними поверхнями, тому знос ущільнюючих поверхонь в ній невеликий. Ця засувка має високу стійкість до абразивної дії механічних домішок і піску, що містяться в продукції свердловини.

Крани пробкові мають невелику вагу, вони зручні при експлуатації і в обслуговуванні. Ущільнювальні поверхні в крані стикаються з продукцією свердловин тільки під час відкриття або закриття їх, що значно знижує їх корозію і ерозію.

Збірка і установка фонтанної арматури на гирло свердловини є дуже важливим і відповідальним заключним видом робіт, особливо на свердловинах з високим тиском. Тому збірка і установка фонтанної арматури на гирло свердловини повинна вестися дуже уважно, з перевіркою і обпресуванням

зібраної і встановленої арматури на 2-кратне робочий тиск. Якщо очікується сильне нафтогазопроявами і може виникнути небезпека розгойдування фонтанної арматури, то її зміцнюють анкерними болтами і розтяжками зі сталевого каната.

Кінцеві засувки фонтанних арматур з'єднуються трубопроводами з обладнанням для збору нафти і сепарації газу. Всі ці трубопроводи, призначені для направлення газорідинного потоку від гирла свердловини, а також для з'єднання затрубного простору з наземним обладнанням свердловини, називаються обв'язкою свердловини. Засувка затрубного простору свердловини з'єднується з однією з маніфольдних ліній, що дозволяє при необхідності знижувати тиск в затрубному просторі.

При оглядах фонтанної арматури фіксуються порушення герметичності в з'єднаннях, вібрації елементів гирлового обладнання, показання манометрів. Про порушення нормальної роботи свердловин судять по змінам буферного і затрубного тиску, зміни дебіту нафти і обводнення продукції свердловини, кількості піску і т.д. Зниження буферного тиску і дебіту свердловини з одночасним підвищенням тиску в міжтрубному просторі може вказувати на велике відкладення парафіну на внутрішніх стінках НКТ або на освіту піщаної пробки в НКТ.

Одночасне зниження буферного і затрубного тиску вказує на освіту на забої свердловини піщаної пробки або скупчення мінералізованою пластової води між забоєм і черевиком, що може привести до припинення фонтанування. Падіння тиску на буфері при одночасному збільшенні дебіту вказує на роз'їдання (збільшення діаметра) штуцера і необхідність його заміни і т.д.