Для чего нужна фонтанная арматура?

Фонтанная арматура: конструкция и назначение

Как выглядит фонтанная арматура

Фонтанная арматура – это фланцевое соединение разнообразных соединительных устройств, запорных устройств, тройников, крестовин и других. Фланцевое соединение, при обустройстве арматуры, уплотняется путем прокладывания металлических прокладок из стали с низким содержанием углерода.

Данное кольцо вкладывается в специальные выемки во фланцах, в свою же очередь фланцы стягиваются между собой болтами.

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.

Фонтанная елка из кранов

Фонтанная елка, дает возможность отобрать продукты скважины, жидкость и газ, который поступает в манифольд. Также данная елка следит за тем, чтобы контролировался процесс фонтанной арматуры целиком.

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.

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.

Колонный фланец – служит для того, чтобы соединить арматуру с колонной и обеспечить герметичность пространства за трубой
Крестовина головки – для предоставления возможности сообщенности с пространством за трубой
Тройник — происходит подвес трубного ряда и связи с ним
Переводная катушка – подвес вторичного ряда труб
Крестовик фонтанной елке дает возможность отводить продукты в центральный трубопровод, получаемые из скважины
Буферная задвижка – некое окно, предназначенная для предоставления спуска разного рода глубинных измерительных аппаратов в скважину
Патрубок буферный – некая переходная зона перед спуском аппаратов в скважину, которая располагается перед буферной задвижкой

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.

Схема фонтанной арматуры

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

Фонтанная арматура, прежде всего, предназначена для придания герметичности устью скважины, а так же для контроля работы последней. Фонтанная арматура несет в себе выполнение следующих задач:

Удержание в подвешенном состоянии насосно-компрессорных труб, которые опущены в скважину
Герметизация труб, затрубного пространства
Фонтанная арматура обеспечивает управление рабочими режимами скважины, работу скважины в непрерывном режиме
Контроль над состоянием, измерение параметров, скважины, как во внутренней части, так и внешней.

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.

Назначение фонтанной арматуры
Разновидности арматуры
Конструкция фонтанной арматуры
Технические требования к конструкции
Маркировка арматуры
Монтаж и демонтаж фонтанной арматуры

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:

обеспечение герметизации скважины;
отведение продукции, транспортируемой по трубопроводной системе;
для настройки и поддержания дебита скважины;
при обеспечении доступа к скважинному забою;
для обеспечения забора проб, без остановки производственных процессов.

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:

Тройниковая (крестовая) — схема позволяет подключать отводы к сборным и замерным установкам при помощи выкидных линий.
Двухрядная (однорядная) — ее оснащают задвижками или кранами. Первые применяют для работы на нефтяных скважинах, вторые — на газовых.

Кроме вышеописанной классификации, применяют и такую:

По давлению. Типовое оборудование работает при давлении от 7 до 105 МПа. Арматура, которая рассчитана на работу при высоком давлении используют для работы на глубоких скважинах. Кроме того, ее устанавливают на скважинах, в которых было отмечено наличие опасное давление пластов.
По размеру прохода ствола. Этот размер лежит в пределах от 50 до 150 мм. Устройства с рабочими диаметрами от 100 до 150 мм устанавливают на скважины по добыче нефти и газа с высоким дебитом.

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;
фонтанная елка;
запорные устройства, управляемые в ручном режиме;
дроссели.

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:

направление готовой продукции в линию;
принятие участия в монтаже дополнительных устройств;
выполнение замеров параметров работы трубопроводной сети;
обеспечение спуска устройств для очистки скважинных труб.

Запирающие устройства представлены пробковыми кранами и задвижками с подаваемой смазкой. Главная их задача перекрывание движение рабочей среды.

Технические требования к конструкции

В ГОСТ 13846–89 определил, что фонтанная арматура предназначена для выполнения герметизации скважин, перекрывания движения рабочей среды и выполнения других технологических процедур. В соответствии с нормативами, регламентированными в ГОСТ 15150–69 эти устройства, могут работать при температурах от -60 до +40 градусов.

Читать еще: Соединение арматуры вязальной проволокой ГОСТ

В ГОСТ 51365–2009 определяет технические условия и требования к указанной арматуре. Проектировщики, занимающиеся конструированием оборудования должны руководствоваться требованиями этого документа.

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.

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.

КЛАССИФИКАЦИЯ ФОНТАННОЙ АРМАТУРЫ

Из чего состоит фонтанная арматура

Фонтанная елка из кранов

Также осуществляется контроль и отвод продуктов скважины в промышленный трубопровод.

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: Принцип работы сетчатых вильтров для нефтепродуктов

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.

Из чего состоит арматура

Можно разобрать поэлементно конструкцию фонтанной арматуры, чтобы понять предназначение важнейших узлов.

Колонный фланец – служит для того, чтобы соединить арматуру с колонной и обеспечить герметичность пространства за трубой
Крестовина головки – для предоставления возможности сообщенности с пространством за трубой
Тройник — происходит подвес трубного ряда и связи с ним
Переводная катушка – подвес вторичного ряда труб
Крестовик фонтанной елке дает возможность отводить продукты в центральный трубопровод, получаемые из скважины
Буферная задвижка – некое окно, предназначенная для предоставления спуска разного рода глубинных измерительных аппаратов в скважину
Патрубок буферный – некая переходная зона перед спуском аппаратов в скважину, которая располагается перед буферной задвижкой

Схема фонтанной арматуры

Предусмотрено также использование двух типов устройства фонтанной арматуры.

Строение фонтанной арматуры

Строение фонтанной арматуры определяется требованиями технических условий и чертежей, выпущенных на заводе.

Читать еще: Композитная арматура и металлическая арматура сравнение

Ссылка в чертежах деталей и сборочных единиц на ТУ изготовителя обязательна. При наличии в чертежах деталей и сборочных единиц ссылки на ТУ, технические требования к гидростатическим испытаниям, испытаниям на воздействие статической механической нагрузки, методика их проведения, время выдержки и допуски на время выдержки, допуски на давления испытаний, допуски на усилия нагружения допускается не указывать. Конструкторская документация разрабатывается в соответствии с требованиями ЕСКД, государственных стандартов, государственных стандартов Российской Федерации, API 6А и другой нормативно-технической документации, на которые имеются ссылки в техническом задании или договоре (контракте) на поставку оборудования.

В чертежах деталей и сборочных единиц, на которые распространяются требования раздела 7 API 6А, указываются непосредственно из таблиц:

— механические свойства, химический состав материала (при необходимости);

— требования по маркированию и клеймению.

Оборудование прочное при пробном давлении и герметичное относительно окружающей среды, а также между полостями обвязываемых обсадных колонн и скважинных трубопроводов при рабочем давлении. Величина указанных давлений соответствует ГОСТ 13846-89 и рекомендациям API 6А.Присоединительные размеры фланцев соответствуют API 6А или ГОСТ 28919-91.Оборудование относится к изделиям конкретного назначения, длительного непрерывного применения, восстанавливаемым после отказа, стареющим и ремонтируемым обезличенным способом. Оборудование обслуживается периодически одним оператором и контролируется перед применениемСредний срок службы – не менее 15 лет.Средняя наработка на отказ, час (циклов) — 8700 (210).

Средняя наработка оборудования на отказ определяется средней наработкой на отказ запорно-регулирующей арматуры по результатам как стендовых, так и эксплуатационных испытаний. Отказом оборудования считают:

— потерю герметичности в запорных устройствах;- недросселирование потока рабочей среды иглой штуцера углового при функционировании рукояткой;

— потерю герметичности разъемных соединений, не устраняемую подтягиванием;

— выход из строя составных частей оборудования, что требует их замену или капитальный ремонт.

Назначение фонтанной арматуры

Фонтанная арматура, прежде всего, предназначена для придания герметичности устью скважины, а так же для контроля работы последней. Фонтанная арматура несет в себе выполнение следующих задач:

Удержание в подвешенном состоянии насосно-компрессорных труб, которые опущены в скважину
Герметизация труб, затрубного пространства
Фонтанная арматура обеспечивает управление рабочими режимами скважины, работу скважины в непрерывном режиме
Контроль над состоянием, измерение параметров, скважины, как во внутренней части, так и внешней.

КЛАССИФИКАЦИЯ ФОНТАННОЙ АРМАТУРЫ

Фонтанную арматуру различают по конструктивным и прочностным признакам [9, 34]:

1) по рабочему давлению — отечественные заводы выпускают фонтанную арматуру, рассчитанную на давление от 7 до 105 МПа. Арматуру, рассчитанную на давление 105 МПа, можно использовать для сверхглубоких скважин или скважин с аномально высоким пластовым давлением (АВПД). Для фонтанных нефтяных скважин в основном применяют арматуру, рассчитанную на рабочее давление от 7 до 35 МПа;

2) по размерам проходного поперечного сечения ствола — от 50 до 150 мм. Фонтанная арматура с диаметрами ствола, равными 100 и 150 мм, предусмотрена для высокодебитных нефтяных и газовых скважин;

3) по конструкции фонтанной елки — крестовые и тройниковые. На рис. 3.3 представлены схемы арматуры. Боковые отводы в этих видах арматуры при помощи выкидных линий соединяются со сборными и замерными установками;

4) по числу спускаемых в скважину рядов труб — однорядные и двухрядные. На рис. 3.3 показана фонтанная арматура для однорядного подъемника;

5) по виду запорных устройств — с задвижками и кранами. Задвижки применяют на нефтяных скважинах, а краны — на газовых.

Освоение и пуск в эксплуатацию фонтанной скважины проводится при установленной на ее устье фонтанной арматуры одним из следующих способов:

· промывка — замена жидкости, заполняющей ствол скважины после бурения, на более легкую, например, глинистого раствора на воду, воды — на нефть;

· продавливание сжатым газом (воздухом) — насыщение заполняющей скважину жидкости газом или воздухом, нагнетаемым с поверхности;

· аэрация — замена жидкости в скважине на газожидкостную смесь.

При промывке скважины для вызова фонтана жидкость нагнетают с помощью насоса в межтрубное пространство, при этом более тяжелая жидкость, заполняющая скважину (глинистый раствор), вытесняется на поверхность по фонтанным трубам. При значительном пластовом давлении скважина может фонтанировать даже после неполной замены глинистого раствора водой или нефтью.

Сущность продавки скважины сжатым воздухом заключается в нагнетании последнего в кольцевое пространство между фонтанными трубами и эксплуатационной колонной. Сжатый воздух вытесняет жидкость, заполняющую скважину, через фонтанные трубы наружу и одновременно, поступая в эти трубы через специальные (пусковые) клапаны, установленные на расчетной глубине, газирует жидкость и тем самым уменьшает плотность. Для продавливания скважин применяют специальные компрессоры, рассчитанные на давление 8 — 20 МПа. Значительное понижение плотности жидкости в скважине может быть достигнуто при одновременном нагнетании в нее воды (нефти) и газа (воздуха). В этом случае к скважине, кроме водяной (нефтяной), линии от насоса, подводят также газовую (воздушную) линию от компрессора. Жидкость и газ (воздух) смешиваются в смесителе (эжекторе), после чего газожидкостная смесь нагнетается в затрубное пространство скважины. При замене этой смесью жидкости, находящейся в скважине, давление на забой снижается, и нефть начинает поступать из пласта в скважину. Нагнетание смеси прекращается, как только скважина начинает устойчиво фонтанировать.

Фонтанная арматура – важная часть нефтегазовых скважин

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.

1 Фонтанная арматура – схема и общая информация

Под описываемым видом арматуры понимают определенную часть устьевого оборудования газовых и нефтяных скважин. Она необходима для обвязки и герметизации устья, а также для:

перекрытия добываемой нефти и газа и направления их в трубопровод;
подвески колонны (подъемной) насосно-компрессорных труб;
осуществления на скважине различных технологических процедур;
регулирования и контроля работы скважины;
монтажа центробежного электрического насоса (ЭЦН).

Фонтанирование нефтяной (газовой) скважины – это явление, при котором на поверхность с забоя скважины наблюдается подъем пластового флюида. Такое явление становится возможным за счет наличия пластовой энергии. Как правило, фонтанирование скважины фиксируется на первых стадиях разработки месторождений полезных ископаемых, когда на забое имеется высокое давление и большой запас пластовой энергии. Впрочем, если говорить конкретно о газоконденсатных и газовых скважинах, то можно отметить тот факт, что они способны эксплуатироваться по фонтанной методике достаточно долго.

Описываемая нами арматура для скважин монтируется на колонную обвязку (на верхний ее фланец). Состоит она из двух элементов – фонтанной елки и трубной обвязки.

По Госстандарту 13846–89 арматура для скважин подразделяется на разные виды по нескольким показателям и может быть:

тройниковой либо крестовой в зависимости от конфигурации фонтанной елки;
двухрядной либо однорядной (по количеству рядов насосных трубных изделий, которые спускаются в скважину);
оборудованная кранами либо задвижками (классификация по конструкции запорных приспособлений).

Также арматура различается по величине своего проходного диаметра (50–150 миллиметров) и по показателю рабочего давления (14–140 мегапаскалей).

2 Конструкция и устройство фонтанной арматуры – трубная обвязка

На трубную обвязку монтируется фонтанная елка. Кроме того, такая обвязка предназначается для:

герметизации зазора между затрубным пространством и эксплуатационной обсадной колонной;
регулирования давления в затрубном пространстве;
установки колонн НКТ;
промывки газовых и нефтяных скважин и закачки в них разнообразных элементов и соединений, включая и рабочие агенты.

Трубная обвязка производится таким образом, чтобы на нее можно было подвесить два или только один ряд насосно-компрессорных труб. Конструкционно она состоит из трубной подвески и крестовины, оснащенной боковыми отводами (их на устройстве всегда два).

Трубы подвешиваются на обвязку двумя способами:

на резьбу;
на муфту.

Если речь идет о резьбовом креплении, на крестовину монтируют специальную катушку (ее называют стволовой), а один ряд насосно-компрессорных изделий подвешивают на патрубок либо на особый переводник. При использовании муфты крестовина оснащается муфтовой подвеской.

В тех случаях, когда в скважину планируется погружать два ряда насосно-компрессорных труб (бывают еще и обсадные трубы для скважин), на крестовину рассмотренной нами обвязки монтируют тройник. В данной ситуации наружный ряд трубных изделий крепится к патрубку (точнее – к тройнику, который расположен на нем), а внутренний ряд – через переводник к стволовой катушке. Допускается монтировать два ряда труб и на муфте. Тогда в крестовине будет размещаться наружный их ряд, а в тройнике обвязки – внутренний.

Читать еще: Гибочный станок для арматуры своими руками

Для отслеживания величины давления в пространстве за трубами предназначен манометр трубной обвязки. Он крепится на боковом отводе крестовины. Указанный манометр располагает устройством запорно-разрядного типа.

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).

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.

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.

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.

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).

Назначение и использование фонтанной арматуры

Фонтанная арматура широко применяется. Она позволяет решить разные задачи. Например, повысить герметизацию скважины и прочее. Фонтанная арматура представляет собой конструкцию в виде трубки.

Подключение данного устройства обеспечивает наличие фланцевых соединений. Последние имеют разные тройники и другие элементы, отвечающие за соединение. Чтобы оно было максимально плотным, используются стальные прокладки, в которых содержание углерода минимальное.

Область применения

Фонтанная арматура является многофункциональным устройством. Довольно часто ее применяют для обвязки труб. Таким образом, гораздо легче управлять и контролировать процессами, которые происходят в скважине. Также она подходит для проводки отводов выкидных линий. Без нее сложно обойтись при прокладке трубопроводов. При этом неважно, какой тип работ проводится.

Фонтанная арматура для скважин является незаменимым элементом. Она обеспечивает ей герметизацию. Также применяется для того, чтобы сформировать отвод продукции или регулировать дебит, образовавшийся в скважине. Позволяет получить доступ к ее забою.

Обязательной процедурой при функционировании любой скважины является забор проб. Важно, чтобы для этого не требовалось останавливать основной процесс, менять давление и температуру. Фонтанная арматура позволяет это выполнить легко и быстро.

Кроме этого, стоит отметить, что подобное устройство хорошо использовать, если создано избыточное давление в системе. При этом оно образуется под влиянием больших нагрузок. Также она подходит для конструкций, где преобладают агрессивные среды. Она хорошо справляется с наличием в воде большого количества соединений, имеющих разную породу.

Фонтанная арматура двухрядная

Фонтанная арматура достаточно прочна и долговечна. Это важное ее достоинство, которое благоприятно влияет на весь процесс производства. Она повышает его эффективность. Если говорить о самом распространенном применении подобных устройств, то это газовая и нефтяная промышленность. С помощью фонтанной арматуры прокладываются трубопроводы.

Виды конструкций

Фонтанная арматура бывает разных видов. Они определены государственным стандартом. Выделяют тройниковую, двухрядную, однорядную и с кранами. Первая по своей конфигурации похожа на фронтальную елку. Вторая определяется рядами насосных элементов на конструкции. Третья нашла свое применение при оборудовании скважин для добычи и нефти.

Фонтанная арматура тройникова

Также выделяют разные типы фонтанной арматуры в зависимости от конструктивных особенностей и степени прочности. Обвязка может отличаться по рабочему давлению и размеру сечения ствола, которое отвечает за проход. При выборе подобной детали стоит учесть и материал, из которого она изготовлена. Это играет важную роль при использовании. Если среда использования пожароопасна, то стоит отдать предпочтение элементам из чугуна. Типовые схемы фонтанной арматуры изображены на фото, которое приведено ниже.

Особенности конструкции

Производство данной конструкции регулируется на государственном уровне. Есть ряд требований, которым она должна отвечать. В противном случае не будет допущена к эксплуатации. В основном для ее соединения применяют тройниковый и крестовой типы схемы.

Сама конструкция состоит из нескольких основных деталей. К ним относят трубную головку, фонтанную елку, запорное устройство, которое оборудовано управлением ручного типа и дросселями. Каждый элемент выполняет свою роль. В итоге получается прочная и надежная деталь.

Фонтанная арматура очень важна в подобных системах, так как она препятствует проникновению в окружающую среду и почву того, что содержится в трубопроводе. В основном это газ или нефть. Они окажут пагубное влияние, если выйдут.

Монтаж конструкции

При использовании скважины предусмотрен монтаж не только фонтанной арматуры, но и ее опрессовка. Выполняется это благодаря колонной головке. Последняя расположена в верхней части отверстия. Используется для крепления детали разных типов и размеров.

Процесс установки конструкции состоит из нескольких этапов. Для начала крепится специальная сталь, которая имеет малоуглеродистый тип и овальное сечение. Делают это между фланцев. После этого опускается колонна труб компрессора. Помогает в этом элеватор.

Завершающим этапом является свинчивание труб и спускание колонны труб. Но перед ними обязательно проводится смазывание резьбы на устройстве. Опрессовка выполняется после полного окончания монтажных работ. Она позволяет проверить герметичность всех соединений.

Если конструкция выходит из строя, то необходима помощь мастеров. Они выполняют работы по ее ремонту в специализированном помещении. Так как для этого потребуется оборудование и инструменты, которые сложно разместить в другом месте. Процесс ремонта трудоемкий, время его проведения зависит от степени сложности поломки.

голоса

Рейтинг статьи