Устьевая арматура скважины оборудуется

Устьевая арматура: разновидности и устройство

Устьевая арматура — это деталь, которая применяется при добычи нефти для того, чтобы осуществить обвязку нефтепровода, а также герметизацию этого участка. Другими словами можно сказать, что наличие этих приспособлений является обязательным.

Использование устройств

Устьевая арматура используется не только для работы с нефтепроводом. Ее можно также успешно использовать, чтобы проводить исследования глубинного назначения, к примеру. Еще один вариант ее использования — это регулировка отбора жидкости. Все эти примеры достаточно наглядно показывают, что использование устьевой арматуры является неотъемлемой частью нефтедобычи.

Важно добавить, что выбор таких приспособлений осуществляется по специальным критериям, а также все они отличаются тем, что качество их производства очень высоко, как и производительность. К примеру, рабочий диапазон температуры, при котором устьевая арматура способна отлично выполнять свои функции, находится в районе от -60 до +40 градусов по Цельсию. Другими словами, использовать их можно практически в любом климате.

Основные параметры приспособления

Основной определяющей характеристикой для устьевой арматуры стал размер. Средний показатель длины такого приспособления составляет около трех метров. Что касается ширины, то она, естественно, меняется в зависимости от модели, но примерным средним показателем является 715 миллиметров. Последний показатель в плане габаритов — это высота, которая в среднем равна 1,5 метрам.

Еще один важный показатель для данного оборудования — это проход устройства запорного типа. Числовой показатель данного параметра может доходить до 50 миллиметров. Вместе с устьевой арматурой для скважины используется и такое оборудование, как насосно-компрессорное. Диаметр трубы таких устройств может доходить до показателя в 75 мм. Стоит отметить, что арматура данного типа — это не определенное устройство, а набор нескольких важных компонентов, которые выполняют такие цели, как герметизация устья скважины. Кроме того, арматура будет отвечать за распределение потока веществ, которые будут поступать из скважины. Можно регулировать еще и такое летучее вещество, как газ, к примеру.

Конструкция оборудования

Что касается конструкции этого приспособления, то есть несколько основных компонентов. К ним относится, к примеру, головка трубного типа, головка колонного типа и головка самой арматуры. Головка арматуры относится к регулировочно-запорному типу. В качестве компонентов можно выделить даже такие небольшие устройства, как вентили, задвижки запорного типа и некоторые другие мелкие детали подобного рода.

Основное назначение устьевой арматуры — это сдерживание сильного потока давления, а также возможность исследования этого давления внутри самой же конструкции. Для того чтобы запустить арматуру такого типа, обычно используется механический привод. Однако случается так, что давление слишком высокое. В таком случае сдерживаться оно будет или при помощи установок пневматического типа или при помощи гидравлической системы. Стоит также сказать, что может быть устьевая нагнетательная арматура. В таком случае она способна выполнять функции нагнетания или стравливания потоков газа.

Особенности приспособления

Стоит выделить одно очень важное преимущество арматуры такого типа. Если какой-либо элемент выйдет из строя во время работы, то его можно будет заменить, не выводя из эксплуатации всю станцию целиком. Это является одним из наиболее важных критериев, так как в таком случае появляется возможность проведения ремонтных работ, без нарушения временного интервала работы станции. Это одно из основных требований в среде нефтедобычи. Кроме того, это помогает сэкономить значительное количество материальных средств, которые были бы потеряны, пока станция простаивала на ремонте.

Сама по себе конструкция связывается воедино при помощи разнообразных хомутов и разных фланцев. Тут стоит также выделить, что если во всей конструкции у какого-либо элемента возникнет отклонение от номинальных данных, то все другие устройства, принадлежащие к запорному типу и все другие механические элементы, будут выведены из строя. За это отвечает автоматическая система, которой оснащена любая арматура такого типа.

Арматура фонтанного типа

На сегодняшний день существует такая разновидность арматуры, как устьевая фонтанная. Она, в свою очередь, делится на несколько типов. Она может быть тройникового типа или же крестового. Выбор зависит от того, какая была выбрана фонтанная елка. Также она может быть либо двухрядной, либо однорядной. Это определяется количеством насосных трубных изделий, которые будут спускаться вниз, в скважину. Оборудование может быть кранами или задвижками, то есть, отличается типом запорного устройства. Отличие такого типа арматуры еще и в том, что проходное отверстие может быть от 50 до 150 мм. Применяется при давлении от 14 до 140 МПа.

Устройства для скважины нагнетательного типа

Основное предназначение такого типа арматуры — это герметизация скважин нагнетательного типа. Особенностью является то, что можно проводить все работы во время нагнетания в скважину воды. Из основных частей оборудования выделяется трубная головка и елка. Первый элемент используется для того, чтобы герметизировать затрубное пространство. Также необходимо для выполнения определенных ремонтных работ, исследовательских работ, некоторых технологических операций. Состоит данный элемент из таких компонентов, как задвижки, крестовина и несколько элементов для быстрого соединения.

Источник

Шнековые насосы для скважин погружные

● противовыбросовая арматура (крестовина, превенторы, надпревенторная катушка, разъемный желоб, ручные приводы);

● фонтанная арматура и манифольд;

● устройство для замены задвижек под давлением;

● лубрикатор для исследования скважин;

● задвижки, переводники и прочие детали, используемых для установки и обвязки устьевого оборудования.

С помощью колонной головки в процессе бурения скважины обвязываются обсадные колонны. Данный элемент также является основанием для установки фонтанной арматуры.

Фонтанная арматура — это специальные механизмы и устройства, которые выполняют регулирующие и контролирующие функции.

Они отвечают за:

Устьевое оборудование бывает следующих видов:

● Оборудование с кабельным пенетратором. Применяется в скважинах с самотечным потоком рабочей среды.

● Арматура для эксплуатационных нефтяных/газовых скважин. Применяется на скважинах по добыче нефти и газа с высоким давлением. Характеризуется устойчивостью к среде, благодаря чему обеспечиваются довольно высокие рабочие показатели при эксплуатации.

● Паровое устьевое оборудование скважин. Работает на пару, характеризуется устойчивостью к коррозиям и высоким температурам. Его применяют на нефтедобывающих объектах с вязкой рабочей средой.

● Манифольд. Это большая цепь трубопроводов, запорных устройств и клапанов.

Источник

Что это такое устье скважины, оборудование и арматура

Виды фонтанных ёлок

Различают такие типы конструкции фонтанных ёлок:

1. тройниковые, которых может быть два при монтаже конструкции из двух ярусов. Имеет нижнюю запасную и верхнюю рабочую выкидные линии;
2. крестовые, имеющие рабочий и запасной отводы, расположенные с боку.

Обратить внимание! Запасные линии при рабочем состоянии всей системы находятся закрытыми. Они открываются при необходимости проведения ремонта.

Ремонт фонтанных ёлок проводится если она подвержена разрушительному действию коррозии или необходимо заменить одну из внутренних деталей.

Обратить внимание! Тройниковая имеет более долгий срок службы и её отводы более удобны для обвязки. Крестовая при меньших габаритах, быстрее выходит из строя, но более удобна в эксплуатации.

Принципы правильного обустройства

• Вокруг устья обязательно должно проводиться уплотнение грунта или заливка слоя бетона.
• Герметизация верхней части ствола производится с учетом геодезических особенностей местности.
• Кессон обязательно нужно утеплить.
• Установка оголовка и запечатывание производятся сразу после бурения шахты и ее прокачки.
• Насосное оборудование монтируется как можно ближе к устью.
• Обвязка источника ведется с учетом ее дебита.

Важно: закапывать короб следует глиной, а вокруг сделать отмостку.

Обвязка устья скважины – это монтаж оборудования для подачи воды на поверхность через входное отверстие ствола шахты. Насос, погруженный в обсадную или установленное на поверхности, присоединяется к шлангу, проходящему через крышку оголовка.

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, 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.

Фонтанная эксплуатация нефтяных скважин

Главным процессом эксплуатации нефтяных скважин является подъем на поверхность от забоя нефтяной жидкости или природного газа.

Происходить этот процесс может и под действием природной энергии (Wп), которая поступает к забою скважины вместе с жидкостью или газом, и под действием энергии, которая вводится в скважину с поверхности (Wи).

Смесь нефтяной жидкости и попутного газа, после прохождения по стволу скважинной колонны, посредством специального устьевого оборудования направляется в специальные устройства, называемые сепараторами, в которых происходит разделение жидкой нефтяной составляющей от растворенного в ней газа, и на замерные устройства, определяющие количество полученного сырья.

После этого нефть закачивается в трубопроводы промыслового назначения. Чтобы обеспечить продвижение углеводородной смеси по этой трубопроводной системе, в устье скважины необходимо поддерживать определенное значение давления.

В связи с этим, общая формула энергетического баланса выглядит следующим образом:

Расшифруем незнакомые обозначения:

W1 – это энергия, которая тратится на подъем газожидкостной смеси от забоя до устья скважины;

W2 – энергия, которая расходуется этой смесью в процессе движения через оборудование устья;

W3 – энергия, которая уносится газожидкостной струей пределы скважинного устья.

Если значение Wи равно нулю, то такую эксплуатацию называют фонтанной. Если этот параметр имеет ненулевое значение, то говорят о механизированной нефтедобыче.

Передача энергии Wи производится либо посредством воздуха или сжатого газа, либо при помощи насосного оборудования. Первый способ называют газлифтным, а второй – насосным.

Фонтанирование нефтяной скважины, которое обеспечивается только гидростатическим давлением продуктивного пласта (Рпл), на практике при эксплуатации скважин нефтяных промыслов встречается редко. Чаще всего вместе с жидкой нефтью в продуктивном слое присутствует пластовый газ, который играет основную роль в процессе фонтанирования горной выработки.

Это утверждение верно и для тех месторождений, на которых явно выражен водонапорный режим. Такой режим характеризуется содержанием в нефти находящегося в растворенном состоянии газа, и этот газ в пределах продуктивного пласта из жидкости не выделяется.

Пластовый газ выполняет сразу две функции: во-первых, выталкивает нефть из пласта; а во-вторых – поднимает её по трубной колонне.

Классификация и конструкция скважинной арматуры

Основные параметры классификации фонтанной арматуры:

• показателю рабочего давления;
• конструктивной схеме;
• количеству труб, которые опускаются в скважину;
• конструктивным особенностям запорной арматуры;
• геометрическим параметрам.

Рабочее давление, на которое рассчитывается фонтанная арматура, определяется оказываемым давлением фонтанирующей скважины при полном её закрытии. Этот показатель имеет пределы от 7 МПа до 140 МПа.

• трубная головка. Предназначена для подвески труб, проведения операций по технологическому обслуживанию скважин. Служит как основной элемент герметизации устья. Имеет такие составляющие элементы:
• колонный фланец — соединяет арматуру с обсадной колонной, герметизирует затрубное пространство;
• крестовик трубной головки — обеспечивает сообщение с пространством за трубами;
• тройник трубной головки — в его помощью подвешивают первый ряд труб и обеспечивают сообщение с ним;
• переводная катушка — с её помощью подвешивают второй ряд труб, а так же налаживают сообщение с этим рядом.
• фонтанная ёлка. Функционирует как направляющий клапан и регулирует направление потока газо, нефте и других продуктов, получаемых при добычном цикле. Имеет такие составляющие элементы:
• центральная задвижка — закрывает скважину;
• крестовик ёлки или тройник — направляет поднимаемое вещество в трубопровод;
• буферная задвижка — используется при спуске приборов, которые работают на глубине;
• буферный патрубок — с его помощью уменьшают колебания в арматуре, в нём располагают приборы перед опусканием вниз;
• штуцер — регулирует дебит скважины.

Кроме того есть ряд элементов, которые не относятся непосредственно к фонтанной арматуре, но без них она не может функционировать:

1. рабочий монифильд – соединительный элемент между штуцером и выкидной линией, предназначен для слияния двух выкидов в один;
2. вспомогательный монифильд – технологическая часть для соединения пространства за трубами скважины и насосно-компрессорные трубы, а так же с его помощью подают внутрь воздух, газ и другие вещества, необходимые для обеспечения технологических операций
3. манометры, которые позволяют отслеживать рабочее давление.

Разновидности арматуры

ГОСТ, которые действуют на территории нашей страны, определили следующие типы фонтанной арматуры:

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

Кроме вышеописанной классификации, применяют и такую:

1. 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.
2. 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.

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.

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

Источник