Для чего необходима фонтанная елка
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Фонтанная елка
Фонтанная елка предназначена для регулирования режима эксплуатации, контроля давления и температуры рабочей среды, а также проведения ряда технологических операций. [2]
Фонтанная елка устанавливается на трубную головку. Ока предназначена для направления продукция скважин в выкидные линии, регулирования отбора жидкости и газа, проведения различных исследовательских и ремонтных работ, а также при необходимости для закрытия скважины. [8]
Фонтанная елка состоит из тройное в 13, центральной задвижки 5, буферной задвижки 14, задвижек 7 на выкидных линиях для перевода работы скважины на одну из ннх. Буферная задвижка 14 служит для перекрытия и установки лубрикатора который применяется для спуска в скважину скребков, различных скважинных измерительных приборов под давлением, не останавливая работу фонтанной скважины. [9]
Фонтанная елка тройникового или крестовикового типа присоединяется к одному из отводов крестовины и может быть собрана из стандартных элементов. [10]
Фонтанная елка при закрытой коренной задвижке должна быть испытана на давление, не менее чем в два раза превышающее ожидаемое рабочее, но не более испытательного давления, пред-усмотренного техническими условиями завода-изготовителя. [11]
Фонтанные елки относятся к ответственному виду оборудования. Их испытывают на давление вдвое больше, чем указано в техническом паспорте этой фонтанной арматуры. [12]
Фонтанная елка монтируется выше верхнего фланца трубной головки. [13]
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Фонтанная елка
Фонтанная елка служит для направления и регулирования продукции скважины. [16]
Фонтанная елка оборудуется штуцерами, термометрами, обратным клапаном, установкой для ввода метанола и пр. [20]
Фонтанная елка монтируется выше верхнего фланца трубной головки. Она предназначена для: 1) освоения скважины; 2) закрытия скважины; 3) контроля и регулирования технологического режима работы скважины. [21]
Фонтанная елка предназначена для направления потока продукции через манифольд и выкидную линию на замерную установку, для регулирования режима эксплуатации и контроля за работой скважины путем спуска глубинных приборов. [22]
Фонтанная елка монтируется на трубной головке и предназначается для направления отбираемых из скважины жидкости и газа в манифольд, регулирования и контроля за работой фонтанной скважины. [24]
Фонтанная елка применяется для направления фонтанной струи в выкидные линии, а также для регулирования и контроля за работой фонтана. [25]
Фонтанная елка устанавливается на трубную головку и служит для контроля и регулирования дебита фонтанных скважин при понови втуцера, направлясщего струе продукции скважины в тот или кмоИ ввкид, и, кроне того, иопольеуется в случае яэобходимсстш для вакрытил фонтана. [26]
Фонтанная елка служит для направления и регулирования поступающего из скважины газа. В зависимости от расположения выкидных струн елки делятся на крестовые и тройниковые, двухъярусные и одноярусные. [27]
Фонтанная елка служит для направления потока жидкости в выкидную линию на замерную установку, регулирования режима эксплуатации и контроля за работой скважины путем спуска глубинных приборов. [28]
Фонтанная елка при закрытой коренной задвижке должна быть испытана на давление, не менее чем в два раза превышающее ожидаемое рабочее, но не более испытательного давления, предусмотренного техническими условиями завода-изготовителя. [29]
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:
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:
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:
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:
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.
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:
Существует несколько разных конструкций фонтанных елок. Все они делятся на два типа – тройниковые и крестовые. И в первых, и во вторых имеются следующие элементы:
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:
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:
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).
3 режима работы фонтанной арматуры
Фонтанная арматура — комплекс устройств, узлов, труб, фланцев, которые в совокупности обеспечивают работу фонтанирующей скважины. Это относится к области нефтегазовой арматуры, которая монтируется в устье скважины, работает в сложных условиях повышенного давления, которое создается пластовой энергией нефте-, газо-, конденсатоносного пласта. Именуется еще устьевым оборудованием.
Помимо устойчивости к высокому уровню давления, к нему предъявляются требования возможности замеров давления и возможности выпуска или закачки газа при функционировании.
Скважины насосного типа требуют модифицированных вариантов фонтанной арматуры: штангонасосной или электронасосной.
Виды оборудования фонтанного типа
Оборудование, применяемое на устьях фонтанирующих скважин, бывает наземным и подземным.
Наземная сборка включает устьевую арматуру, которую прикрепляют к обвязке колонн, и манифольда. Последний представляет собой вентильный блок., состоящий из ряда трубопроводов, крепящихся на одном основании, объединенных общей схемой. На нем присутствует запорная арматура, буровые рукава S-R, компенсаторы КРК, другие элементы.
Оборудование способно функционировать в трех режимах работы:
Фонтанном.
В режиме откачивания рабочей среды с помощью насосов.
Функции фонтанной арматуры
Арматура работает под большими нагрузками, связанными с избыточным давлением, с наличием агрессивных сред при добыче основного компонента. Другие факторы, способствующие задействованию оборудования – абразивные нагрузки. Они проявляются, когда вода содержит большое число примесей разных пород.
Эти задачи, которые решаются с применением фонтанной арматуры предъявляют к ней повышенные требования с точки зрения прочности, износостойкости материалов и узлов, из которых она изготовлена.
Требования закреплены в нормативных документах типа ГОСТ и ТУ, где фиксируются основные характеристики, параметры оборудования.
Устройство фонтанного оборудования
В состав арматуры включены узлы:
Колонная головка
Ее основная функция – подвеска обсадных колонн, создание герметичного межтрубного пространства. Она нужна также для того, чтобы измерять и контролировать уровень давления внутри труб.
Трубная головка
Главная задача — подвеска и обеспечение герметичности лифтовых колонн. Это имеет особое значение, когда колонны опускаются параллельным или концентрическим способом.
Помимо этого трубная головка нужна для осуществления технологических операций, которые необходимы по ходу эксплуатационных и ремонтных работ.
Подвешиваются колонны резьбовым способом. Однорядная лифтовая система держится на резьбе катушки. Двухрядная предполагает применение двух видов резьбы: для внутренней колонны – это резьба катушки, для наружной – резьба крестовины трубной головки.
В этом компоненте конструкции имеются боковые задвижки, которые могут при необходимости быть заменены.
Фонтанная елка
Конструктивно разновидности фонтанной елки различаются по наличию крестовины или тройника. Двухъярусные конструкции предусматривают наличие двух тройников.
Для крестового варианта предусматривается два отвода — рабочий и запасной боковой. Для тройникового — две выкидные линии – рабочая и запасная. Выкидные линии ведут к замерным установкам. На них монтируются штуцеры, или дроссели для коррекции поступления рабочей среды. Дроссели бывают двух типов: регулируемые и нерегулируемые.
Тройниковый вариант арматуры используется преимущественно для скважин с низким и средним уровнем давления.
Для того, чтобы иметь возможность ограничения дебита скважины, регулирования энергии пласта, в конструкцию фонтанной елки может устанавливаться специальный штуцер, у которого есть калиброванное отверстие. Он обеспечивает прохождение строго отмеренного количества нефти, которое будет идти из скважины в соответствии с заданным режимом работы. Такой штуцер относится к категории быстросъемных сменных устройств.
Манифольд
Представляет собой вентильный блок, состоящий из ряда трубопроводов, крепящихся на одном основании, объединенных общей схемой. На нем присутствует запорная арматура, буровые рукава S-R, компенсаторы КРК (вибровставки), предназначенные для гашения вибрационных воздействий, другие элементы.
Этот узел соединяет блок оборудования с трубопроводом, применяется для перераспределения или смешения потока газа и нефти между несколькими входами и несколькими выходами. К нему подключают измерительную аппаратуру в виде дифференциальных манометров, иных приборов. Служит как противовыбросовое оборудование на месторождениях.
Соединения внутри конструкций обеспечиваются с помощью фланцевых или хомутовых вариантов.
Разработка и установка арматуры
Построение конкретной конструкции арматуры происходит в соответствии с ТУ — Техническими условиями и чертежами. Конструкторскую документацию создают по нормам и правилам ЕСКД – Единой системы конструкторской документации. Соблюдают стандарты, нормы как российские, так и международные.
Технические требования к оборудованию
Поскольку фонтанная арматура представляет комплекс, обеспечивающий герметичность функционирования скважин, возможность перекрытия рабочей среды, прохождение разных технологических операций, к ней предъявляются высокие требования по разным показателям.
Одно из направлений — параметры климатических условий. Стандарты предписывают использование оборудования в холодном и умеренном макроклиматических регионах – УХЛ. Это означает возможность эксплуатации при температурах, достигающих –60 гр. С. (отрицательный диапазон температур), +40 гр. С (плюсовой диапазон).
Арматура надежна при работе в различных средах, включая агрессивные: содержащие сероводород, двуокись углерода, чей процентный состав достигает 25% для каждого химического соединения, примеси нефти, ингибиторы коррозии.
Международные стандартные спецификации на фонтанное оборудование
Требования к арматуре фонтанного типа, которые зафиксированы в международных стандартах API 6A. Они затрагивают основные параметры оборудования, узлов и конструкций, касаются материала, из которых произведены. Также описывают рабочие характеристики, размеры, возможности взаимозамен составных частей, материалы, особенности сварочного процесса при изготовлении.
Отдельные блоки касаются испытаний, инспекции, ремонтных и восстановительных работ, транспортировки, закупки и других разделов.
Эти нарушения требуют проведения ремонтных работ до полного восстановления рабочих характеристик.
Особенности производства оборудования
Учитывая тот факт, что фонтанная арматура имеет конкретное назначение и применение, на этапе производства предполагается возможность особых условий, взаимозамен составных частей.
Когда производится заказ арматуры, необходимо описать его по определенной схеме, которая будет соответствовать условиям эксплуатации скважины. Оборудование может быть изготовлено по требованиям заказчика, однако должно соответствовать всем нормам и правилам, российским ГОСТ и ТУ, межгосударственным ГОСТ-Р, международным — API 6A. Арматура сертифицируется Федеральной службой по экологическому, технологическому, атомному надзору.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Фонтанная елка
Фонтанная елка состоит из тройников и большого количества задвижек, при помощи которых осуществляется контроль и регулирование фонтанных скважин, а при необходимости и закрытие фонтана. [47]
Фонтанная елка устанавливается на трубную головку. Фонтанная елка предназначается для регулирования отбора нефти и газа, направления их в выкидные линии, проведения ремонтных работ и исследований, а также для закрытия скважины при необходимости. [48]
Фонтанная елка монтируется выше верхнего фланца трубной головки. Она предназначена для: 1) освоения скважины; 2) закрытия скважины; 3) контроля и регулирования технологического режима работы скважины. [50]
Фонтанная елка крестовикового типа имеет небольшую высоту, удобна в обслуживании. Применяется в случае, если в потоке газа отсутствуют твердые взвеси, газообразные или жидкие коррозионные агенты, способные вызвать коррозию крестовины и тем самым вывести скважину из эксплуатации. [51]
Фонтанная елка крестового типа имеет небольшую высоту, удобна в обслуживании, уравновешена. Применяется она в том случае, если в потоке газа отсутствуют твердые взвеси, газообразные или жидкие коррозионные агенты, в результате действия которых крестовина может разрушиться и скважина выйдет из эксплуатации. [52]
Фонтанную елку ( верхнюю часть фонтанной арматуры) устанавливают на трубную головку. [53]
Фонтанную елку монтируют над трубной головкой. Она предназначена для направления продукции скважины в выкидные линии, регулирования отбора пластовых флюидов, проведения различных исследовательских работ; переключения струи из одной струны в другую, для проверки и замены штуцеров, ремонтных работ на рабочем манифольде и в выкидной линии, для закрытия в случае необходимости фонтанирующей скважины под давлением. [54]
Фонтанную елку ( верхнюю часть фонтанной арматуры) устанавливают на трубную головку. Фонтанная елка предназначена для контроля и регулирования работы скважины, направления движения пластового флюида в выкидную линию, подачи в скважину жидкости или газа ( воздуха) при вызове притока и задавке скважины. [55]
Фонтанную елку нри помощи выкидных стальных линий соединяют с трацной установкой, куда поступает вся продукция скважины. Обычно фонтанные елки имеют два выкида для направления струи нефти я газа в трап. [56]
Установку фонтанной елки на трубную головку осуществляют при помощи механизмов талевой системы. К подъемному крюку елка подвешивается канатным стропом. В момент подъема елки с пола возможно движение ее в сторону и раскачив ание; в процессе подъема и спуска не исключается возможность перекоса при проскальзывании канатного стропа и резкого перемещения елки вниз. [59]