Дыхательный патрубок на скважине для чего нужен

ОБОРУДОВАНИЕ ЗАБОЯ СКВАЖИН

Конструкцию призабойной части скважины выбирают в зависи­мости от ее местоположения на залежи, лито логических и физических свойств пласта, наличия в кровле и подошве пласта воды или газа

вают только верхнюю часть пласта. Если в подошве пласта нет воды, целесообразно вскрывать пласт в нефтяной части на всю его мощность. При этом скважину заканчивают несколько ниже про­дуктивного пласта (скв. 3) и устраивают колодец (зумпф), в кото­ром при эксплуатации скважины скапливается песок, поступающий из пласта.

Если скважина вскрыла газовую шапку (скв. 4), забой ее необхо­димо оборудовать так, чтобы нефть, притекающая в скважину, не увлекала газ из газовой шапки.

Наилучшие условия притока жидкости и газа в скважину дает вскрытие пласта на всю мощность без закрепления труба ми (рис. 33).

Рис. 33. Конструкция забоя совер­шенной скважины. 1— обсадные трубы; г — цемент.

При этом последнюю обсад­ную колонну цементируют выше кровли продуктивного пласта. Такая конструкция забоя скважины допустима, если про­дуктивный пласт сложен плотными породами и в продуктивной зоне нет газоносных и обводненных пропластков.

Если продуктивный пласт состоит из несцементированных пород, частицы которых могут в процессе эксплуатации выноситься потоком жидкости в скважину, ниже основной эксплуатационной колонны иногда спускают хвостовик-фильтр (рис. 34, а).

Размеры щелей или отверстий в фильтре выбирают так, чтобы перед ними могли задерживаться крупные песчинки, которые в свою 408

очередь ограничивают перемещение более мелких частиц из пласта. Эксплуатационную колонну спускают, как и в предыдущем случае, до кровли продуктивного пласта и цементируют. Затем скважину углубляют на всю мощность продуктивного горизонта и спускают в нее хвостовик-фильтр. Хвостовик имеет в верхней части воронко­образный раструб, который сажается в специальное седло, находя­щееся у башмака обсадной колонны.

На рис. 34, б представлена конструкция скважины с фильтром, спущенным непосредственно на эксплуатационной колонне. Для це­ментирования затрубного пространства выше продуктивного пласта на наружной стороне труб на глубине, соответствующей кровле пласта, закреп­ляют железную воронку—манжету, плотно прилегающую к стенкам скважины. Над манжетой в трубах делают несколько от­верстий для прохождения цементного рас­твора из труб в затрубное пространство, а ниже устанавливают чугунный клапан, который после цементирования легко раз­буривается.

В большинстве случаев в НГДУ при­меняют конструкции забоя и фильтра, изображенные на рис. 35. При этом сква­жину бурят до проектной глубины.

Когда обсадные трубы спущены и за­цементированы с подъемом цементного раствора до нужной высоты, для пере­крытия всех верхних нефтяных, газовых и водяных пластов против продуктивной части пласта при помощи пулевых или кумулятивных перфораторов прострели­вают отверстия. Эта операция называется перфорацией. Оборудование и тех­ника проведения перфорации описаны в курсе «Бурение скважин».

Конструкция низа скважины со сплошной цементной заливкой и перфорационными отверстиями в колонне в советской и зарубежной практике наиболее распространена. При такой конструкции быстро и надежно разобщаются все продуктивные, водоносные и газоносные горизонты. Однако она имеет и крупные недостатки. При цементиро­вании колонны цементируется и пласт, что связано с ухудшением фильтрационных свойств призабойной зоны. Даже при большом числе отверстий пласт будет сообщаться со скважиной на значительно меньшей площади, чем в скважинах с открытым забоем. Поэтому и приток нефти в скважину будет меньше. Очень же большое число отверстий может уменьшить прочность самой колонны.

Фильтры описанных типов укрепляют стенки скважины в зоне продуктивного пласта и предотвращают обвалы и засорение сква­жины породой. Однако, если нефтяной пласт сложен рыхлыми

песками, в скважину вместе с нефтью поступает значительное коли­чество песка, так как фильтр, имеющий болыпие отверстия, не будет препятствовать его поступлению в скважину.

Для предотвращения попадания в скважину песка можно уста­навливать щелевидные фильтры. Прорези в таких фильтрах имеют в поперечном сечении форму трапеции, обращенной узкой стороной наружу, чтобы отдельные песчинки, проникшие внутрь щели, не застревали в ней и не засоряли ее. Щели в зависимости от фрак­ционного состава песка делают шириной от 0,75 до 3 мм.

Опытным путем установлено, что устойчивый песчаный свод с наружной стороны щели образуется при ширине ее не больше двойного диаметра песчинок. Для неотсортированного естественного песка сводообразующими будут зерна такого диаметра, при котором сумма всех более крупных фракций составляет около 10% от всей массы песка. По этому размеру и подбирают параметры щелевидных фильтров.

Известно несколько конструкций щелевидных фильтров, но они не находят широкого применения из-за сложности изготовления и недолговечности работы.

Забои скважин можно оборудовать также металлокерамическими, песчано-пластмассовыми или гравийными фильтрами. Однако и эти конструкции фильтров не нашли практического применения.

ОБОРУДОВАНИЕ УСТЬЯ СКВАЖИН

В зависимости от назначения скважины, ожидаемого пластового давления, способа эксплуатации и геологических условий устье скважины может быть оборудовано различными способами.

Наиболее простая конструкция устья скважины изображена на на рис. 36. Здесь эксплуатационная колонна 6 нижним торцом верх­ней муфты 2 опирается на хомуты 3, которые лежат на верхнем срезе кондуктора 5. Верхняя муфта или навинчивается на колонну, или приваривается к ней электросваркой. На муфту навинчивают ко­лонный патрубок 1 с фланцем.

Для герметизации кольцевого пространства между кондуктором и эксплуатационной колонной на колонну в несколько рядов на­вивают пеньковый канат 8, поверх которого заливают цементный раствор 7.

При наличии газоносных горизонтов в разрезе пород, прой­денных скважиной, а также при высоких пластовых давлениях при­меняют более надежную и сложную обвязку устья скважин. Верхние части колонн соединяют (обвязывают) между собой при помощи специальных колонных головок. При этом обеспечиваются неподвиж­ность верхних частей колонн относительно друг друга и герметич­ность межтрубного кольцевого пространства; кроме того, умень­шаются весовые нагрузки на нижнюю часть эксплуатационной ко­лонны, для чего ее натягивают и в натянутом виде закрепляют. В ка­честве опоры для эксплуатационной колонны также используют кондуктор, который цементируют до устья.

В зависимости от характеристики вскрываемых пластов приме­няют различные колонные головки. Колонная головка, представ­ленная на рис. 37, предназначена для обвязки устья одноколонной скважины. Колонная головка состоит из фланца 4, навинченного на кондуктор 6, и пьедестала 1, который верхней частью навинчен на эксплуатационную колонну 7. При обвязке устья скважины

высоту Н регулируют по месту с таким расчетом, чтобы верх­ний фланец пьедестала был на 200—300 мм ниже пола эксплуа­тационной вышки, что облегчит наблюдение за арматурой и кон­трольно-измерительными при-

Рис. 36. Оборудование устья скважины Рис. 37. Схема обвязки устья сква-

0 установкой эксплуатационной колонны жины одноколонной конструкции.

выполнением работ при под­земном ремонте скважин.

В нижнем фланце пьедестала имеется отверстие, в которое ввин­чен 25-мм ниппель 2 с вентилем 3. На верхнем фланце пьедестала монтируют устьевую арматуру той или другой конструкции в за­висимости от способа эксплуатации данной скважины. Устройство устьевых арматур для различных способов эксплуатации рассма­тривается ниже.

Герметизация фланцевых соединений колонной головки дости­гается за счет уцлотнительных металлических колец 5 овального сечения, помещаемых в канавки на фланцах.

В последнее время скважины, вскрывающие пласты с высоким давлением, оборудуют колонной головкой с клиновой подвеской труб, которая способна выдержать высокие давления в межтрубном пространстве и отличается легкостью и простотой монтажа.

Головка колонная клиновая ГКК (рис. 38) состоит из корпуса 3, клиньев 5 для подвески эксплуатационной колонны, пакера 4 для

герметизации межтрубного пространства, фланца 7 для установки головки на устье и патрубка 6, служащего для вывода фланца ка­тушки 1 на необходимую высоту. Пробки 2 закрывают отверстия в колонной головке, которые при необходимости могут быть исполь­зованы для присоединения манометров. Колонные ‘головки ГКК выпуска-

ются промышленностью на 60, 25 МПа пробного давления.

Источник

Дыхательный клапан: разновидности и применение

Дыхательный клапан: разновидности и применение

Дыхательный клапан

Для обеспечения взрывобезопасной работы на РВС требуется специализированное оборудование. Таким оборудованием считаются дыхательные клапаны и считаются неотъемлемой частью вертикальных резервуаров. Образование паров и происхождение испарения считается нормальным явлением при хранении нефтепродуктов, а также при проведении сливно-наливных действий. Если температура окружающей среды меняется, то давление также может измениться в течение суток. Подобные процессы могут быть охарактеризованы, как «дыхание» и могут привести к повышению давления в газовом пространстве, что может привести к взрыву и разрушениям. Во избежание подобных инцидентов целесообразно установить предохранительные и дыхательные клапаны.

Предназначение

В каждом резервуаре должен быть установлен дыхательный клапан. Эти обязательно в соответствии с нормами ГОСТ 31385-2016 составленных для стальных, вертикальных, цилиндрических резервуаров предназначенных для хранения нефтепродуктов и самой нефти. Это также регламентировано техническими условиями, наряду с СТО-СА-03-002-2009 по правилам монтажа, проектирования и изготовления стальных, вертикальных, цилиндрических резервуаров для хранения нефти, а также нефтепродуктов.

Основная функция оборудования заключается в регулировании давления в вакууме или газовом пространстве РВС резервуаров.

Клапан способен выполнять и другие функции:

Нормативные документы и их требования

Виды дыхательных клапанов

Дыхательные клапаны подразделяются на два вида:

Основы и принцип работы клапана оборудованного механическим затвором

Этот вид изделия представлен на рынке несколькими моделями:

Различные виды клапанов устанавливаются в разные места, используются при различном давлении и имеют различную пропускную способность. Клапан любого типа имеет единый принцип действия, который заключается в освобождении излишков пара или обеспечивает подачу воздуха из атмосферы. При заполнении или заполнении тарелка затвора клапана осуществляет подъём из седла.

Для обеспечения функциональной работы элементов, к ним предъявляются следующие требования:

Техническое описание конструкции совмещённых дыхательных клапанов КДС

Подобный элемент устанавливается в резервуары вертикальной конфигурации и регулирует давление сливно-наливных действий, наряду с изменениями температуры при эксплуатации резервуара. Огневой предохранитель и диск отражатель обеспечивают более высокую надёжность эксплуатации.

Достигая расчётные значения во время срабатывания, затвор открывается. Клапан КДС можно настроить для работы в режиме функционирования предохранительного клапана.

КДС может служить в течение 15 лет. По истечении срока эксплуатации его рекомендуется заменить в соответствии с изменениями конструкции сливо-наливной системы. Существует категории размещения 1 и климатические исполнения УХЛ и У. Также предусмотрена система автоматического обогрева в случае эксплуатации изделия в холодном климате. Обогрев обеспечить работу огневого предохранителя.

Техническое описание конструкции совмещённых дыхательных клапанов СМДК

Применение Клапана СМДК осуществляется в вертикальных резервуарах для компенсации в скачках давления. Установка элемента производиться исключительно в соответствии с общим объёмом приёмно-раздаточных действий.

Огнепреграждающая кассета предусмотрена конструкцией изделия и предотвращает проникновение искры и огня внутрь. Фильтрующая сетка предотвращает проникновение пыли, жидкостей и мелких частиц внутрь. Герметичность соединения обеспечена фланцевым креплением.

Существует категории размещения 1 и климатические исполнения УХЛ и У. После истечения 15 лет эксплуатации, рекомендовано проведение испытаний.

Описание клапана КДЗТ закрытого типа.

Клапан КДЗТ может быть установлен на монтажные опалубки и крышу РВС. Во время проведения сливо-наливных действий, этот элемент регулирует давление непосредственно в газовом пространстве, а также во время изменения температуры в среде, где происходят операции.

Существует категории размещения 1 и климатические исполнения УХЛ и У. Использование элемента рассчитано на 15 лет, после чего осуществляется замена и перерасчёт пропускной способности.

Клапана КДМ и его тех. описание

Изделие применяется в вертикальных резервуарах с целью регулирования давления непосредственно в газовом пространстве во время приемо-раздаточных действий и колебаний температуры во время эксплуатации. Клапан оснащён огнепреградителем, который способен гасить и задерживать тепло от возникшего пламени.

Резервуарный завод в Саратове предлагает потребителю два вида клапанов: КДМ 200 с пропускной способностью 150-250 м. куб. в час и КДИ 50 со способностью пропускать 22 м. куб. в час.

Существует категории размещения 1 и климатические исполнения УХЛ и У. Замена и проведение регламентных испытаний подразумевается после истечении 15 лет эксплуатации.

Дыхательный не примерзающий клапан НДКМ и его тех. описание

Клапан НДКМ представляет собой дыхательный, мембранный, не примерзающий элемент. Изделие устанавливается в вертикальный резервуар в монтажный патрубок. Резервуар эксплуатируется до 0.07 Мпа. Клапан обеспечивает соединение атмосферы и газового пространства емкости во время осуществления сливно-наливных действий. Вследствие изменения давления существует риск возникновения взрывоопасных ситуаций. Клапан НДКМ способен предотвратить возникновение опасности. Принцип действия основывается на наличие вакуума и движении тарелок давления.

Существует категории размещения 1 и климатические исполнения УХЛ и У для клапанов НДКМ.

Дыхательный клапан КПГ с гидравлическим затвором, его устройство и принцип работы

Клапан способен обеспечит дополнительную защиту и монтируется вместе с дыхательными, механическими элементами. В момент повышения давления (выше 5%-10% или 0.02 Кпа) в газовом пространстве, запирающая жидкость вытесняется. Закрывается гидравлический запор, а выход из резервуара рабочей среды предотвращается. Атмосферный воздух не попадает внутрь в том случае, если вакуум нарушен.

Данный элемент рекомендовано монтировать в горизонтальном положении, так как показатели срабатывания могут измениться, если жидкость находится в затворе.

Данный вид клапанов производится в климатическом исполнении ТВ, У, УХЛ и ТС, с категорией размещения 1.

Оболочка или фторопластовая плёнка покрывает уплотнители и двигающийся стержень в клапане, если элемент эксплуатируется в холодном режиме. Это противодействует образованию наледи на поверхности деталей клапана.

Изделие служит на протяжении 10 лет. По истечении срока следует провести профилактические работы или заменить клапан. Регулярный тех. осмотр и замена масла обеспечат надёжную работу на протяжении всего периода эксплуатации.

Расчёт дыхательных клапанов

Для верной работу и эффективной эксплуатации механических, дыхательных клапанов учитываются следующие аспекты:

Заказать дыхательный клапан можно, заполнив заявку.

Источник

Дыхательные клапаны

Дыхательные клапаны являются неотъемлемым оборудованием вертикальных резервуаров, которое обеспечивает взрывобезопасную эксплуатацию РВС. В процессе хранения нефтепродуктов или проведения сливо-наливных операций происходит испарение и образование паров в газовом пространстве. Давление также может меняться в течение одних суток за счет изменения температуры окружающей среды. Некоторые эксплуатационные процессы сопровождаются попаданием окружающего воздуха извне. Все эти процессы («дыхание») приводят к увеличению давления в газовом пространстве, что может разрушить стенку, выдавить крышу или привести к взрыву. Для того, чтобы этого избежать, устанавливаются дыхательные и предохранительные клапаны.

Назначение дыхательных клапанов

В соответствии с ГОСТ 31385-2016 «Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия» и СТО-СА-03-002-2009 «Правила проектирования, изготовления и монтажа вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов» каждый резервуар должен быть оборудован дыхательным клапаном.

Кроме этого, они выполняют следующие функции:

Требования нормативных документов к дыхательным клапанам

Типы дыхательных клапанов

Дыхательные клапаны бывают двух типов:

Устройство и принцип работы дыхательных клапанов с механическим затвором

Данный тип представлен несколькими моделями:

Механические дыхательные клапаны разных типов отличаются по пропускной способности, давлению срабатывания и месту установки. Так, СМДК могут устанавливаться на горизонтальные емкости, КДЗТ используются в системах улавливания паров на вертикальных резервуарах для легковоспламеняющихся нефтепродуктов, КДС и КДМ применяются для эксплуатации, в основном, со светлыми нефтепродуктами.

Принцип действия механических дыхательных клапанов любого типа заключается в высвобождении излишков образовавшегося пара или в подаче воздуха из атмосферы. Каждый клапан имеет нормально закрытый затвор. При малом (при испарении) или большом (при заполнении) дыханиях тарелка затвора поднимается из седла. Предельные показатели срабатывания устанавливаются на превышение давления газовоздушной смеси или превышение вакуума.

Для нормальной работы дыхательных клапанов к ним предъявляются несколько требований:

Техническое описание дыхательных совмещенных клапанов КДС

Клапаны КДС устанавливаются на вертикальные резервуары для регулирования давления при сливо-наливных операциях и изменения температуры эксплуатации. Для более надежной работы совместно с клапаном КДС устанавливается диск-отражатель и огневой предохранитель.

Принцип действия заключается в открытии затвора при достижении расчетных значений срабатывания и закрытии его при снижении. При необходимости возможно настроить клапан КДС в режиме работы предохранительного клапана.

Чертеж клапана КДС-1500	Наименование параметров		КДС-1500/150	КДС-1500/200	КДС-1500/250	КДС-1500/350	КДС-1500/500
	Условный проход DN		150	200	250	350	500
	Давление, Па(мм вод. ст.)		2000(200)
	Вакуум, Па (мм вод. ст.)		250 (25)
	Давление срабатывания, Па (мм вод. ст.)		1500-1600 (150-160)
	Вакуум срабатывания, Па (мм вод. ст.)		100-150 (10-15)
	Пропускная способность, м 3 /ч		450	750	1000	1300	1500
	Площадь проходного сечения седла, см 2		940
	Площадь проходного сечения седел вакуума, см 2		4 × 475 = 1900
	Габаритные размеры, мм, не более:
	-длина		900
	-ширина B		900
	-высота H		800	900	900	900	800
	Присоединительные размеры, мм	D	260	315	370	485	640
		D1	225	280	335	445	600
		d	18	18	18	22	22
		n, шт	8	8	12	12	16
	Масса, кг, не более		85

Чертеж клапана КДС-3000	Наименование параметров		КДС-3000/250	КДС-3000/350	КДС-3000/500
	Условный проход DN		250	350	500
	Давление, Па (мм вод. ст.)		2000 (200)
	Вакуум, Па (мм вод. ст.)		250(25)
	Давление срабатывания, Па(мм вод. ст.)		1500-1600 (150-160)
	Вакуум срабатывания, Па (мм вод. ст.)		100-150 (10-15)
	Пропускная способность, м 3 /ч,		1100	2400	3000
	Площадь проходного сечения седел давления, см 2		1880
	Площадь проходного сечения седел вакуума, см 2		3760
	Габаритные размеры, мм, не более:
	-длина		1300
	-ширина B		1300
	-высота H		1100	1170	1060
	Присоединительные размеры, мм	D	370	485	640
		D1	335	445	600
		d	18	22	22
		n, шт	12	12	16
	Масса, кг, не более		140

Техническое описание совмещенных механических дыхательных клапанов СМДК

Клапаны СМДК применяются на вертикальных резервуарах для компенсации колебаний давления при его наполнении или опорожнении или изменении температурного режима эксплуатации. Их установка должна производиться строго в соответствии с объемом приемо-раздаточных операций.

Клапаны СМДК изготавливаются в климатическом исполнении У и УХЛ, категории размещения 1.

Чертеж клапана СМДК	Наименование параметра	СМДК-50АА	СМДК-100АА	СМДК-150	СМДК-200	СМДК-250
	Условный проход, мм	50	100	150	200	250
	Пропускная способность, м 3 /ч	25-50	25-100	25-150	25-200	25-250
	Габаритные размеры, мм:
	длина	285	430	546	740	946
	ширина	122	180	231	340	370
	высота	202	280	350	320	506
	Давление срабатывания с грузом, мм вод. ст.	160-180	160-180	160-180	140-160	140-160
	Вакуум срабатывания, мм вод. ст.	20-25	20-25	20-25	20-25	20-25
	Масса, кг	5,5	13	22	47	94

Техническое описание дыхательного клапана закрытого типа КДЗТ

Клапаны закрытого типа КДЗТ устанавливаются на крышу РВС на монтажные патрубки. Они выполняют функцию регулирования давления в газовом пространстве при проведении сливо-наливных операций или при изменении температуры рабочей среды.

Техническое описание механического дыхательного клапана КДМ

Механические клапаны КДМ применяются на вертикальных резервуарах для регулирования давления в газовом пространстве в процессе приемо-раздаточных операций и колебаний температуры эксплуатации. Они поставляются совместно с огнепреградителем, который защищает оборудования от возникновения взрыво- и пожароопасных ситуаций путем задержки и гашения тепла от возникшего пламени.

Чертеж клапана КДМ-50	Чертеж клапана КДМ-200

Техническое описание непримерзающего дыхательного клапана НДКМ

Непримерзающие дыхательные клапаны НДКМ изготавливаются в климатическом исполнении У категории размещения 1.

Устройство и принцип работы дыхательных клапанов с гидравлическим затвором КПГ

Они используются в качестве предохранительных клапанов и устанавливаются совместно с механическими дыхательными клапанами для дополнительной защиты. Принцип их действия заключается в следующем: при повышении давления в газовом пространстве (более 0,02 кПа, или 5-10%) происходит вытеснение запирающей жидкости (масла), гидравлический затвор закрывается и предотвращает выход рабочей среды из резервуара. При нарушении вакуума клапан предотвращает попадание атмосферного воздуха внутрь.

Гидравлические дыхательные клапаны рекомендуется устанавливать точно в горизонтальном положении: жидкость в затворе может влиять на показатели срабатывания.

Они изготавливаются в климатическом исполнении У, УХЛ, ТС, ТВ, категории размещения 1. Для эксплуатации в холодном климате двигающийся стержень и уплотнители покрываются фторопластовой пленкой или оболочкой, которые не позволяют образоваться наледи на поверхностях.

Технические характеристики предохранительных гидравлических клапанов КПГ

Чертеж предохранительного гидравлического клапана КПГ	Обозначение	КПГ–100	КПГ–150	КПГ–200	КПГ–250	КПГ–350
	Диаметр условного прохода присоединительного патрубка, мм	100	150	200	250	350
	Давление срабатывания, не более	1961 (200)
	Вакуум срабатывания в пределах, не более	392 (40)
	Пропускная способность (по воздуху), не более	200	500	900	1500	2700
	Объем заливаемой жидкости гидрозатвора (трансформаторное масло), л, не более	15			22	46,5
	Габаритные размеры, мм, не более:
	длина L	980	980		1085	1180
	ширина В	845	845		960	1030
	высота H	1278	1295		1370	1510
	Присоединительные размеры, мм:
	D	205	260	315	370	485
	D1	170	225	280	335	445
	d	18	18	18	18	22
	n	4	8	8	12	12
	Масса, кг, не более	126	130	134	245	265

Расчет дыхательных клапанов

Для правильной работы механических и гидравлических дыхательных клапанов учитываются следующие показатели:

Как заказать дыхательный клапан на нашем Заводе?

Основным параметром дыхательного клапана является его пропускная способность и давление срабатывания. Для расчета дыхательного клапана резервуара, Вы можете:

Источник