Введення, типи арматур - вибір фонтанної арматури

Арматура фонтанна призначена для герметизації гирла насосних і фонтанних свердловин, перекриття та напрямки, що видобувається в маніфольд, а також проведення необхідних технологічних операцій. Арматура розділена для експлуатації в холодному і помірному макрокліматіческіх районах. Арматура складається з трубної головки складається з хрестовини, кранів і манометра, потім перекладна котушка (патрубок з внутрішнім різьбленням) і фонтанної ялинки яка складається з хрестовини, кранів і манометра. Вид фонтанної арматури визначають конкретні особливості експлуатації а також характер вимог, що пред'являються до неї. Так, запірні пристрої фонтанної арматури переважну частину часу свого функціонування знаходиться у відкритому положенні, при цьому через неї йде потік рідини або газу. Така арматура закривається наприклад, для проведення ремонтних робіт, врізки відведення і на підводному човні (розрив труби). При цьому, природно, арматура повинна забезпечувати повну герметичність. Щоб втрати при аварії були мінімальні, арматуру необхідно закрити відразу ж. Привід арматури повинен бути вибухобезпечним. Оскільки така арматура майже постійно відкрита, вона повинна мати мінімальний гідравлічний опір, щоб не знижувати істотно пропускну здатність лінії. Така арматура повинна мати високу надійність, яка визначається не більшим числом циклів спрацьовування (що в даному випадку і не треба), а легкістю закриття після тривалої експлуатації у відкритому положенні, або навпаки. Для герметичного закривання арматури необхідно, щоб ущільнення було високостійким до тривалого ерозійного впливу потоку видобувається рідини, який може містити абразивні частинки. Арматура повинна бути довговічною (приблизно 10-20 років), так як операція по її заміні обходиться значно дорожче самої арматури через необхідність зупинки роботи свердловини в цілому, складності доставки арматури на місце і т. П.

Фонтанна арматура призначена для герметизації гирла свердловин, контролю і регулювання режиму їх експлуатації, а також для проведення різних технологічних операцій в помірному і холодному мікрокліматичних районах для середовищ, що містять СО2, H2S і СО2 і пластову воду. Арматура включає трубну головку, фонтанні ялинку, запірні пристрої з ручним і пневматичним управлінням, регулюючі пристрої (дроселі). У світі існують 2 найголовніших типу фонтанної арматури: трійникового і хрестового типу. Арматура трійникового типу, її відмінність від арматури хрестового типу в тому, що на фонтанної ялинки відсутні хрестовини, замість них використовуються трійники. А також хрестова арматура по висоті менше тройніковой; це полегшує її обслуговування.

Фонтанна арматура хрестового типу

Хрестовина або трійник дозволяють відводити видобуту суміш до маніфольди або мати сполучення з одним з міжтрубних просторів. На цих же деталях можна підвісити колону НКТ. Котушка або переводник служать для підвіски НКТ або для переходу з одного розміру деталей арматури на інший. Деталі й вузли арматури з'єднуються між собою різьбленням, фланцями з ущільненнями або хомутами. За цією ознакою арматура ділиться на різьбову, фланцеву і Хомутова.

Фонтанна арматура трійникового типу

Трійникового арматуру рекомендується використовувати при низьких і середніх тисках. Трійникового арматуру з двострунною ялинкою рекомендують для свердловин, в продукції яких міститися механічні домішки. Хрестова і трійникова однострунні арматури призначені для свердловин в продукції яких немає механічних домішок. Для середніх і високих тисків рекомендують застосовувати хрестову арматуру. Хрестова арматура значно нижче тройніковой, що полегшує її обслуговування. До недоліків хрестової арматури відноситься те, що при виході з ладу одного з відводів необхідно закривати нижню стовбурові запірний пристрій, а отже, зупиняти свердловину, що в свою чергу призводить до фінансових втрат. У тройніковой арматури з верхнім робочим відведенням при виході його з ладу можна закрити середню стволовую засувку і включити в роботу нижній відвід. При Дослідженні свердловин, часто, необхідно встановлювати над фонтанної ялинкою лубрикатор для спуску того чи іншого приладу. Для цієї мети в тройніковой і хресний арматурі передбачено верхнє стовбурові запірний пристрій. Запірні пристрої служать для повного перекриття або повного відкриття прохідного перетину стовбура або відведення. Регулювання параметрів потоку неповним закриттям запірного пристрою не допускається. Для регулювання параметрів потоку і, отже, режиму роботи свердловини використовуються спеціальні вузли - дроселі (штуцери). Штуцери застосовують в основному нерегульованого типу. У деяких випадках, при малому вмісті образіва, ставлять регульовані штуцери. Трубна головка монтується безпосередньо на колоною голівці і призначена для підвіски однієї або декількох колон НКТ і герметизації на гирлі міжтрубних просторів. Трубна головка повинна забезпечити прохід рідини або газу в міжтрубному просторі, а так само дозволяє контролювати тиску в них і виконувати необхідні дослідження свердловини. Колони підйомних труб підвішують до трубної голівці на різьбі або на муфті. У першому випадку при однорядною конструкції ліфта труби підвішують на стовбурової котушці; при дворядної - внутрішній ряд труб - на стовбурової котушці, а зовнішній - на трійнику трубної головки. У фонтанної арматури ущільнення між фланцями здійснюється овальним кільцем з м'якої сталі. Для регулювання фонтанної струменя і напрямки її в викидні лінії служать засувки або крани, встановлені на бічних відводах хрестовин або трійників. Ялинка призначена для направлення продукції свердловини в викидних лінію регулювання, режиму експлуатації, для установки спеціальних пристроїв при спуску свердловинних приладів або скребків для очищення труб від парафіну, виміру тиску і температури середовища, а також для проведення деяких технологічних операцій. Бічні струни арматури закінчуються відповідними фланцями для приварки до ліній манифольда. На фланцях бічних відводів трубної головки і фонтанної ялинки передбачаються отвори для подачі інгібіторів корозії і гідратоутворення в затрубний простір і в стовбур ялинки. В як запірні пристрої фонтанної арматури застосовують прохідні пробкові крани і прямоточні засувки з примусовою або автоматичною подачею мастила. Для регулювання режиму експлуатації на бічних струнах ялинки встановлені регульовані або нерегульовані дроселі зі змінною втулкою із зносостійкого матеріалу. Спостереження за роботою фонтанних свердловин ведеться за показаннями двох манометрів, встановлених на кожній свердловині. Верхній манометр призначений для виміру тиску на гирлі свердловини, яке називається буферним. По нижньому манометру, що встановлюється на хрестовині трубної головки, визначається затрубний тиск.

Основними деталями і вузлами фонтанної арматури є хрестовина 1, що має два бічних відведення, трійник 2, що має один бічний відвід, котушка або переводник 3, запірний пристрій 4, фланець під манометр або буфер 5, кран 6, манометр 7, дросель 8, у відповідь фланець 9.

Фонтанні арматури класифікуються за конструктивними і міцності ознаками:

1. по робочому тиску.

Трійникова і хрестова фонтанні арматури випускаються на робочий тиск 7, 14, 21, 35, 70, 100 МПа. Залежно від очікуваного тиску при експлуатації на гирлі свердловини встановлюють фонтану арматуру, розраховану на дане робоче тиск.

2. за схемою виконання.

3. за кількістю спускаються в свердловину рядів труб.

Діаметр і довжину колони підйомних труб встановлюють для кожного пласта дослідним шляхом, виходячи з очікуваного дебіту, пластового тиску, глибини свердловини і умов експлуатації. Умовні діаметри підйомних труб від 33 до 114 мм.

Розрізняють однорядні і дворядні підйомники. Застосування двох рядів труб в фонтанних свердловинах дозволяє більш раціонально використовувати енергію газу, що розширюється і запобігати утворенню піщаних пробок на вибої.

Зазвичай в фонтанні свердловини спускають однорозмірних колону, частіше з труб діаметром 73 мм або ж ступінчасту колону з комбінації труб діаметром (в мм): 114 і 89; 114 і 73; 114,89 та 73; 102,89 та 73; 89 і 73 та ін.

4. по конструкції запірних пристроїв.

До запірних пристроїв відносяться пробкові крани або прямоточні, клинові засувки. Мінус клинових засувок в їх недостатній герметичності.

Особливості прямоточною засувки в тому, що при русі потоку через неї нафту і газ не стикаються з ущільнювальними поверхнями, завдяки чому досягається вкрай незначний їх знос.

У порівнянні з клиновий засувкою прохідний корковий кран має більшу корозійну стійкість, має менший габаритний розмір і меншу масу.

5. за розміром прохідного перетину стовбура арматури і бічних відводів.

Діаметри прохідних перетинів від 50-150 мм. Діаметри бічних відводів від 50-100 мм.

Основні параметри фонтанної арматури по ГОСТ 13346-84 наведені в таблиці 2.

Фонтанні арматуру, розраховану на тиск 14 МПа, (таблиця 2) виготовляють за схемами 1, 3 і 5 ГОСТ 13846-84. В як запірний пристрій арматури застосовується прохідний корковий кран типу КППС, яка герметизується ущільнювальної мастилом ЛЗ-162, а регулюючого пристрою - швидкозмінний дросель.

з перехідними кранами

в зібраному вигляді, кг

Примітка: Ширина В для всієї арматури становить 430 мм.

Фонтанні арматуру, розраховану на тиск 21 і 35 МПа, виготовляють з прямоструминними засувками типу ЗМС1 і примусовою подачею мастила, з умовним проходом 65 мм - за схемами 1 - 6, з умовним проходом 80 мм - за схемами 1, 5 і 6, з умовним проходом 100 і 150 мм - за схемою 6 ГОСТ 13846--84 (таблиця 3). Арматура в залежності від типу комплектується засувками з ручним та пневматичним управлінням.

Регулюючим пристроєм арматури служить кутовий регульований дросель.

з прямоструминними засувками

Габаритні розміри, мм

Фонтанні арматуру, розраховану на тиск 70 МПа, виготовляють з прямоструминними засувками з автоматичною подачею мастила за схемою 6 ГОСТ 13846-84. Запірний пристрій - прямоточна засувка типу ЗМАД і ЗМАДП з двохпластинчаста шибером з ущільненням "метал по металу", з автоматичною подачею мастила в затвор, і типу ЗМС, ЗМСП з однопластінчатим шибером, з двостороннім примусовою подачею мастила. Арматура в залежності від типу комплектується засувками з ручним та пневматичним управлінням.

Засувки з дистанційним і автоматичним управлінням пневмопривідною (типу ЗМАДП) мають дублюючі ручне управління. Регулюючим пристроєм арматури служить кутовий регульований дросель (таблиця 4).

Габаритні розміри, мм

Прямоточні засувки типу ЗМАД, ЗМАДП і ЗМ

Основні вимоги до запірних пристроїв наступні. Оскільки така арматура майже постійно відкрита, вона повинна мати мінімальний гідравлічний опір, щоб не знижувати істотно пропускну здатність лінії. Така арматура повинна мати високу надійність, яка визначається не більшим числом циклів спрацьовування (що в даному випадку і не треба), а легкістю закриття після тривалої експлуатації у відкритому положенні, або навпаки. Для герметичного закривання арматури необхідно, щоб ущільнення було високостійким до тривалого ерозійного впливу потоку видобувається рідини, який може містити абразивні частинки. Арматура повинна бути довговічною (приблизно 10-20 років), так як операція по її заміні обходиться значно дорожче самої арматури через необхідність зупинки роботи свердловини в цілому, складності доставки арматури на місце і т. П. Висока надійність запірних пристроїв фонтанної арматури при мінімальному обслуговуванні - досить жорстку умову при конструюванні.