Для чего нужна устьевая арматура

Арматура фонтанная это – Фонтанная арматура. Назначение, условия работы, требования, классификация, принципиальные схемы, конструкции.

Фонтаннаяарматура предназначена для герметизации устья, контроля и регулирования режима эксплуатации скважин (эксплуа­тационных и нагнетательных).

Фонтанная арматура состоит из трубной головки и фонтанной елки (рис. 2.1).

Трубная головка монтируется непосредственно на колонной го­ловке и предназначается для подвески одной или нескольких колонн НКТ и герметизации на устье межтрубных пространств. Трубная головка должна обеспечивать проход жидкости или газа в межтруб­ные пространства, а также позволяет контролировать давление в них и выполнять необходимые исследования скважины. Колонны подъ­емных труб подвешивают к трубной головке на резьбе либо на муф­те. В первом случае при однорядной конструкции лифта трубы под­вешивают на стволовой катушке; при двухрядной внутренний ряд труб — на стволовой катушке, а наружный — на тройнике трубной головки.

Фонтанная елка монтируется на трубной головке и предназначена для направления отбираемых из скважины жидкости и газа в манифольд, регулирования и контроля за работой фонтанной скважины.

Основными деталями и узлами фонтанной арматуры (рис. 2.1) являются крестовина 1, имеющая два боковых отвода, тройник 2, имеющий один боковой отвод, катушка или переводник 3, запорное устройство 4, фланец под манометр или буфер 5, кран 6, манометр 7, дроссель 8, заглушка 9, фланец 10.

Крестовина и тройник позволяют отводить добываемую смесь к манифольдам или иметь сообщение с одним из межтрубных про­странств. На этих же деталях можно подвесить колонну НКТ. Колон­на подвешивается непосредственно на этой резьбе или через перевод­ный патрубок. Катушка или переводник служат для подвески НКТ или для перехода с одного размера деталей арматуры на другой.

Рис. 2.1. Схема фланцевой фонтанной арматуры

— крестовина;
2
— тройник;
3
— переводник трубной головки (катушка);

стволовая задвижка;
5
— буфер; б — вентиль или край; 7 — манометр;

— дроссель; 9 — заглушка;
10 —
фланец

Рис. 2.2. Типовые схемы фонтанной арматуры

запорное устройство к манометру;
3 —
фланец под мано­метр;
4
— запорное устройство;
5 —
тройник, крестовина;
6
— дроссель; 7 — переводник трубной головки;
8
— ответный фланец;
9 —
трубная головка

Тройниковую арматуру рекомендуется использовать при низких и средних давлениях. Тройниковую арматуру с двухструнной елкой рекомендуют для скважин, в продукции которых содержаться меха­нические примеси.

Крестовая и тройниковая однострунные арматуры предназначе­ны для скважин, в продукции которых нет механических примесей.

Для средних и высоких давлений рекомендуют применять крестовую арматуру. Крестовая арматура значительно ниже тройниковой что облегчает ее обслуживание. К недостаткам крестовой арматуры относится то, что при выходе из строя одного из отводов необходимо закрывать нижнее стволовое запорное устройство, а следовательно, останавливать скважину. У тройниковой арматуры с верхним рабочим отводом при выходе его из строя можно закрыть среднюю стволовую задвижку и включить в работу нижний отвод.

При исследовании скважин часто необходимо устанавливать над фонтанной елкой лубрикатор для спуска того или иного прибора. Для этой цели в тройниковой и крестовой арматуре предусмотрено верхнее стволовое запорное устройство.

Шифр фонтанной арматуры в зависимости от ее схемы, конструкции, способа управления задвижками, условного прохода, давле­ния климатического исполнения я коррозионностойкости может включать от девяти и более буквенных и цифровых обозначений.

Запорные устройства служат для полного перекрытия или пол­ного открытия проходного сечения ствола или отвода. Регулировка параметров потока неполным закрытием запорного устройства не допускается. Для регулировки параметров потока и, следовательно, режима работы скважины используются специальные узлы — дроссели (штуцера). Штуцеры

применяют в основном нерегулируемого типа (рис. 2.4).

В некоторых случаях, при малом содержании абразива, ставят регулируемые штуцеры (рис. 2.5). В этом штуцере струя газа изме­няет свое направление на 90°. Проходное сечение штуцера создается между иглой — наконечником 3 и втулкой штуцера 2.

Запорные устройства фонтанной арматуры

Запорные устройства фонтанной арматуры изготавливаются трех типов:

1) пробковые краны со смазкой по ТУ 26-14-24-77;

2) задвижки прямоточные со смазкой типа ЗМ и ЗМС с однопла-стинчатым шибером по ТУ 26-16-45-77;

3) задвижки прямоточные со смазкой ЗМAД с двухпластинчатым шибером по ТУ 26-02-728-76 «Оборудование устья нефтяных и газовых скважин на рабочее давление 70 МПа».

По условиям эксплуатации в зависимости от состава скважинной среды запорные устройства изготавливаются в трех исполнениях:

1) для нефти, газа и газоконденсата с содержанием Н2S и СО2 до 0,003% по объему каждого;

2) Н2S и СО2 до 6% по объему каждого;

3) СО2 до 6% по объему.

Задвижки и краны применяются в стволовой и отводящей части фонтанной арматуры. Перед манометрами устанавливаются вентили.

Пробковые краны со смазкой выгодно отличаются от задвижки (рис. 2.6). Для его открывания или закрывания достаточно повернуть пробку 2 на 90°. Уплотнительные поверхности крана покрыты смазкой и не отмываются потоком среды.

Прямоточная задвижка (рис. 2.9) работает на принципе самоуплотнения. Шпиндель 1 задвижки имеет опору качения, и поэтому М2 приблизительно 0.

Дляуменьшения осевых сил, действующих на шпиндель задвижки, применяется разгрузочный шток. У задвижек обоих типов есть общий недостаток — для открытия и закрытия необходимо сделать несколько поворотов маховика, прилагая усилие.

Вентили используют на вспомогательных линиях.

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.

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.

Фонтанная арматура

При прокладывании трубопроводов и выполнении подобного вида разных работ, которые имеют место в различных сферах, где требуется проведение буровых работ, часто приходится использовать такие дополнительные элементы, как фонтанная арматура.

Применение фонтанной арматуры

Арматура фонтанная имеет следующие назначения. С ее помощью происходит обвязка одного или нескольких трубопроводов, происходят контролирующие процессы и управление потоками среды в скважине. Так же с помощью фонтанной арматуры выполняют герметизирующие работы на скважине и проводят отводы для выкидной линии. Таким образом, использование данного оборудования имеет большое значение и влияет на продуктивность всей работы по прокладыванию трубопроводов.

Как правило, использование фонтанной арматуры необходимо в определенных условиях, например, когда при больших нагрузках, которые создаются при избыточном давлении. Или в тех случаях, когда в скважине возможно агрессивное воздействие таких веществ как сероводород, вода минерального характера либо воздействие углекислого газа.

Нередко использование фонтанной арматуры происходит при сильных абразивных нагрузках, когда вода в больших количествах смешана с фракциями разных пород. При использовании фонтанной арматуры важно учитывать то, что данное вспомогательное оборудование должно иметь очень высокие прочностные характеристики и долговечность. Основными видами работ, при которых происходит применение данного оборудования, являются прокладывание нефтяных трубопроводов и при добыче газа.

Характеристики фонтанной арматуры

Поскольку условия, в которых может быть применена фонтанная арматура могут иметь разные нагрузки, ГОСТом предусматриваются несколько типов фонтанной арматуры.

В конструкцию фонтанной арматуры входят такие элементы как обвязка трубного вида и елка фонтанная. Трубная обвязка производит непосредственно обвязывание одного либо нескольких трубопроводов. Осуществляет контроль и управляющие функции за средой в скважине, и пространстве между трубами скважины. Фонтанная елка осуществляет контроль непосредственно за самими скважинным потоком и для направляющих работ потока в места промысловых действий. Расположена елка на трубной обвязке.

Фонтанная арматура имеет такую конструктивную особенность, которая позволяет защитить и предотвратить любое попадание содержимого трубопровода в почву и тем самым выполняет защитную для окружающей среды функцию. В комплектацию фонтанной арматуры непременно входят всевозможные устройства запорного характера, и такое сменное оборудование как дроссели. В конструкцию фонтанной арматуры входит так же такая деталь, как трубная головка.

Особенности конструкции фонтанной арматуры

Данная часть служит для того, что бы к ней могли быть подвешены несколько рядов труб, компрессорно-насосного типа. Посредством такого крепления происходит обеспечение свободного доступа в пространство за трубой. Фонтанная арматура может иметь тройниковый и крестовой вид. У каждого из этих видов есть ряд преимуществ. Так фонтанная арматура тройникового вида дает возможность осуществления ремонтных работ на скважине без приостановки ее работы.

Но поскольку такая конструкция фонтанной арматуры является ассиметричной, то существует вероятность большого опрокидывающего момента. Крестовая арматура имеет такие положительные качества как компактность и достаточную большой уровень устойчивости, поскольку ее конструкция выполнена симметричной. Но к недостаткам данного вида арматуры можно то, что ремонт здесь неосуществим в рабочем режиме скважины.

ГОЛОВКА ТРУБНАЯ С САЛЬНИКОМ НКТ

Применяется для фонтанной добычи нефти. Подвеска НКТ осуществляется в адаптере трубной головки. В этой же трубной головке возможно применение резьбового трубодержателя

Основные преимущества:

Источник

Устье скважины, Устьевое оборудование

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.

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.

Устье скважины, Устьевое оборудование

. Устье скважины — соединение обсадной трубы с противовыбросовым устройством или с фонтанной арматурой, закрепленными болтами или приваренными к направляющей трубе или кондуктору. Устье скважины находится на поверхности земли и представляет собой начало углубления, а дно называется забоем.

Устьевое оборудование — это комплекс оборудования, предназначенного для обвязки обсадных колонн, герметизации устья скважины (затрубного пространства, внутренней полости НКТ, отвода продукции скважины) в процессе бурения, капитального ремонта скважин и регулирования режима работы скважины в процессе её эксплуатации.

В состав устьевого оборудования, используемого в обвязке устья в процессе бурения скважины, входят:

Колонная головка Колонная головка, с помощью которой обвязываются обсадные колонны в процессе бурения, служит также основанием для установки фонтанной арматуры. Она остается на скважине на весь период эксплуатации. Функции головки обсадной колонны:

Присоединение очередного звена обсадной колонны обеспечивают фитинги, которые крепятся на колонную головку. Монтаж обсадных труб производится с использованием адаптеров и регуляторов.

В состав эксплуатационного устьевого оборудования также входят:

Фонтанная арматура
Фонтанная арматура — это система механизмов и приспособлений, выполняющих регулирующие и контролирующие функции. Фонтанная арматура обеспечивает:

Состав фонтанной арматуры:

Требования к оборудованию:

Схемы фонтанной арматуры:

Для соединений компонентов арматуры используют фланцы и хомуты. Присоединение трубопроводу осуществляется через манифольд.

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.

Классификация фонтанной арматуры

Базовым типом арматуры для использования на добывающих скважинахявляется фонтанная арматура. Она используется на всех газовых скважинахи нефтяных скважинах, на которых ведется добыча фонтанным илигазлифтным способом. При эксплуатации насосных скважин используютсямодификации фонтанной арматуры – штангонансосная и электронасосная арматура. Она конструируется по схожему принципу, с некоторымимодификациями и упрощениями. Фонтанирование нефтяных скважин обычно происходит в началеразработки месторождений, когда запас пластовой энергии велик идавление на забое скважины достаточно большое, чтобы поднять жидкостьдо устья скважины. Устьевые давления на скважинах газовых игазоконденсатных месторождений сравнительно высокие в течениедлительного периода разработки месторождений, поэтому могутразрабатываться фонтанным способом даже до забрасыванияместорождения.

Типы фонтанных арматур

Устьевое оборудование нефтяных и газовых скважин делится на подземноеи наземное оборудование. К подземному оборудованию относится обвязка обсадных колонн. Наземное оборудование состоит из устьевой арматуры,крепящейся к обвязке колонн, а точнее – к колонной головке, и манифольда.

Фонтанная арматура устанавливается на скважины двух типов: добывающиие (применяется фонтанная арматура нефтяных скважин) и нагнетательные (применяется арматура устьевая нагнетательная). В добывающих скважинах производится отбор пластового флюида – нефти или газа. Нагнетательные скважины используются длязакачивания воды, газа, теплоносителей и воздушных смесей впродуктивный пласт, обеспечивая таким образом замещение пластового флюида в коллекторе и поддержание пластового давления.

Основные требования, предъявляемые к фонтанной арматуре нефтяных и газовых скважин устьевой нагнетательной арматуре и ее запорнымэлементам, закреплены в гостах:ГОСТ 13846-89 «Арматура фонтанная и нагнетательная. Типовые схемы,основные параметры и технические требования к конструкции»,ГОСТ 28996-91 «Оборудование нефтепромысловое устьевое. Термины иопределения»,ГОСТ Р 51365-99 «Оборудование нефтепромысловое добычное устьевое.Общие технические условия».

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.

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.

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.

Читать также: Как правильно использовать термометр для нефтепродуктов?

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:

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.

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