Схема фонтанной арматуры нефтяной скважины

Фонтанные скважины имеют наземное и подземное оборудование. К наземному обо-

рудованию относятся колонная головка, фонтанная арматура и выкидная линия.

К подземному оборудованию относятся НКТ, т.е. подъемник. НКТ в фонтанных скважинах служат для подъема жидкости и газа , регулирования режима работы скважины,

проведения исследовательских работ , борьбы со смолопарафиновыми отложениями, осу-

ществления различных ГТМ, предохранения эксплуатационной колонны от коррозии, пре-

дупреждение и ликвидация песчаных пробок, проведения ремонтно-изоляционных работ в

В фонтанных скважинах применяют бесшовные, цельнотянутые НКТ диаметром от

48,3 мм до 114,3мм, с толщиной стенок от 4 мм до7 мм, длиной 5,5-10 м (в основном 7-8 м).

Для создания оптимальных условий движения газожидкостной смеси от забоя до

поверхности, лучшего выноса песка и механических примесей с забоя скважин и т.д. подъ-

емные трубы необходимо спускать до забоя скважины.

Практически НКТ при фонтанном способе эксплуатации спускают до верхних дыр

перфорации. В тех случаях. Когда продуктивный пласт сложен плотными горными порода-

ми и когда газ начинает выделяться в стволе скважины, НКТ можно спускать на глубину,

где давление равно давлению насыщения нефти газом.

Оборудование устья фонтанных скважин.

На устье фонтанной скважины устанавливается оборудование, состоящее из колон-ной головки, фонтанной арматуры и манифольдов.

Колонная головка предназначается для обвязки устья скважины с целью гермети-зации межтрубных пространств, а также для подвески обсадных колонн (при многоко-лонной конструкции скважин ) и установки фонтанной арматуры. Существуют одно-, двух-, трех-, четырех-, пятиколонные головки. Колонная головка должна обеспечивать надежную герметизацию межтрубного пространства, надежное и быстрое закрепление подвески об-садных колонн, удобный и быстрый монтаж, возможность контроля за движением жидко-сти и газа в межтрубном пространстве, минимально возможную высоту.

Корпус колонной головки навинчивается на верхний резьбовой конец кондуктора.

Обсадная колонна вворачивается в специальную муфту, которая заканчивается

фланцем для подсоединения к нему фонтанной арматуры. Для опрессовки колонной го-

ловки и контроля давления в межтрубном пространстве предусмотрен боковой отвод с кра-

ном высокого давления и манометром.

Рис. 10. Фонтанная арматура тройниковая: 1-крестовик; 2, 4-переводные втулки; 3-тройник; 5-переводная кату-шка; 6-центральная задвижка; 7-задвижки; 8-штуцеры; 9-буферная заглушка; 10-манометр; 11-промежуточная задвижка; 12-задвижка; 13-тройник; 14-буферная задвижка.

Фонтанная арматура.

Фонтанная арматура служит для подвески НКТ, герметизации устья скважины, кон-

троля за межтрубным пространством, направления нефти и газа в выкидную линию, про-ведения геолого-технических операций при эксплуатации скважин, регулирования ре-жима работы скважины, проведения исследований в скважине, создания противодавления на забой и т.д. Фонтанную арматуру собирают из различных тройников, крестовин и ар-матуры, которые соединяются между собой с помощью болтов. Соединения герметизиру-ют с помощью металлического кольца с овальным поперечным сечением, которое устана-вливается в выемке на фланцах, и затем стягивают болтами.

Фонтанная арматура состоит из трубной головки и фонтанной елки. Трубную голов-

ку устанавливают на колонную головку. Трубная головка предназначена для подвески НКТ и герметизации пространства между НКТ и эксплуатационной колонной, а также для про-ведения различных ГТМ.

Фонтанная арматура тройниковая (рис.10) состоит из крестовика 1, тройника 3 и пе-

реводной катушки 5. Тройник устанавливают при оборудовании скважин двухрядным под-

ъемником. При этом первый ряд труб крепится к переводной катушке с помощью перевод-

ной втулки 4, а второй ряд труб крепится с помощью переводной втулки 2. Если скважина оборудуется одним рядом НКТ, то тройник на арматуре не устанавливается.

Фонтанная елка устанавливается на трубную головку. Фонтанная елка предназнача- ется для регулирования отбора нефти и газа, направления их в выкидные линии, проведе-

ния ремонтных работ и исследований, а также для закрытия скважин при необходимости.

Фонтанная елка состоит (рис.10) из тройников 13, задвижек 7, устанавливаемых на выкид-

ных линиях. Буферная задвижка 14 служит для перекрытия и установки лубрикатора, через

который в скважину спускаются скребки, различные приборы под давлением, без останов-

ки фонтанной скважины. На буферную задвижку при эксплуатации скважины устанавли-

вают буферную заглушку 9 с манометром 10. Для регулирования режима работы фонтан-

ной елки устанавливают щтуцеры 8, которые представляют собой втулки с калиброваны-

В состав наземного устьевого оборудования добывающих газовых скважин входят фонтанная арматура, колонные головки, катушки фланцевые, манифольды, запорные и регулирующие устройства и приспособления для смены задвижек под давлением.

Фонтанная арматура предназначена для:

герметизации устья скважины;

контроля и регулирования режима эксплуатации нефтяных и газовых скважин;

проведения различных технологических операций.

Фонтанную арматуру собирают из различных фланцевых тройников, крестовиков и запорных устройств (задвижек или кранов), которые соединяют между собой с помощью болтов.

Фонтанная арматура состоит из трубной головки и фонтанной елки. Трубную головку устанавливают на колонную головку.

Колонные головки – предназначены для обвязки обсадных колонн нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин. Колонные головки должны обеспечивать подвеску колонн, герметизацию межколонных пространств, контроль давления в них и проведение различных технологических операций. На колонную головку крепится фонтанная арматура.

Трубная головка предназначена для подвески одного или двух рядов фонтанных труб и герметизации кольцевого пространства между фонтанными трубами и эксплуатационной колонной, а также для проведения различных технологических процессов, связанных с освоением и промывкой скважины, удалением отложений парафина из фонтанных труб, песка с забоя и т.д.

Трубная головка (рисунок 9.1) состоит из крестовика 1, тройника 3 и переводной катушки 5. Тройник устанавливают при оборудовании скважин двухрядным подъемником. При этом первый ряд труб крепится к переводной катушке с помощью переводной втулки 4, а второй ряд труб – с помощью переводной втулки 2. При оборудовании скважин только одним рядом фонтанных труб тройник на арматуре не устанавливают.

На крестовике и тройнике трубной головки ставят запорные задвижки 12, которые служат для соединения технологического оборудования межтрубным или кольцевым пространством, а также для их герметизации.

Фонтанная елка устанавливается на трубную головку. Она предназначена для направления продукции скважин в выкидные линии, регулирования отбора жидкости или газа, проведения различных исследовательских и ремонтных работ, а также при необходимости для закрытия скважины.

Фонтанная елка состоит из тройников 13, центральной задвижки 6, буферной задвижки 14, задвижек 7 на выкидных линиях для перевода работы скважины на одну из них. Буферная задвижка 14 служит для перекрытия и установки лубрикатора, который применяется для спуска в скважину различных скважинных измерительных приборов под давлением, не останавливая работу фонтанной скважины. При эксплуатации скважины на буферную задвижку устанавливают буферную заглушку с манометром 10.

Рисунок 9.1 – Фонтанная арматура тройниковая:

1 — крестовик, 2, 4 переводные втулки, 3 тройник, 5 переводная катушка, 6 центральная задвижка, 7 — задвижки, 8 штуцеры,

9 буферная заглушка, 10 манометр, 11—промежуточная задвижка,

12 задвижка, 13 тройники, 14 буферная задвижка

Все задвижки фонтанной елки, кроме задвижек на одной из выкидных линий, при работе скважины должны быть открыты. Центральную задвижку 6 закрывают лишь в аварийных случаях, направляя жидкость через межтрубное пространство в выкидные линии трубной головки.

Для регулирования режимов работы фонтанных скважин созданием противодавления на забое на выкидах фонтанной елки устанавливают различной конструкции штуцеры 8, которые представляют собой втулки с калиброванными отверстиями от 1,5 до 20 мм.

Фонтанную арматуру различают между собой по прочностным и конструктивным признакам: по рабочему или пробному давлению, размерам проходного сечения ствола, конструкции фонтанной елки и числу спускаемых в скважину рядов фонтанных труб, виду запорных устройств.

Фонтанная арматура рассчитана на рабочее давление 7, 14, 21, 35, 70 и 105 МПа. По размерам проходного сечения фонтанной елки фонтанную арматуру выпускают с диаметрами от 50 до 150 мм. Арматура с диаметрами 100 и 150 мм предусмотрена для высокодебитных газовых скважин.

По конструкции фонтанной елки фонтанную арматуру выпускают тройникового (рисунок 9.1) и крестовикового (рисунок 9.2) типов, а по числу спускаемых в скважину рядов фонтанных труб – однорядную и двухрядную.

Рисунок 9.2 – Фонтанная арматура крестовиковая:

1 — манометры; 2 — крановые задвижки; 3, 6 — крестовик; 4 катушка;

5 патрубок; 7 — колонная головка; 8 уплотнительное кольцо.

Схемы фонтанной арматуры регламентированы ГОСТ 13846-84. В соответствии с указанным стандартом установлено шесть типов схем фонтанной арматуры: четыре – тройниковые, две – крестовые (рисунок 9.3).

Как видно из рисунков, фонтанная арматура крестовикового типа значительно ниже арматуры тройникового типа, в связи с чем более удобна в эксплуатации и менее металлоемка. Но она имеет существенный недостаток – при выходе из строя стволового крестовика приходится глушить скважину или перекрывать центральную задвижку. Поэтому крестовикового типа фонтанную арматуру не рекомендуется применять при эксплуатации пескопроявляющих скважин.

По виду запорных устройств фонтанную арматуру выпускают с задвижками (рисунок 9. 1) или с запорными кранами (рисунок 9.2).

Рисунок 9.3 – Типовые схемы фонтанной арматуры скважин:

1 – манометр; 2 – запорное уст­ройство к манометру;

3 — фланец под манометр; 4 – запорное устройство;

5 – тройник, крестовина; 6 – дроссель; 7 — переводник труб­ной головки;

8 – отводный фланец; 9 – трубная головка

Фланцевые катушки – предназначены для соединения составных элементов устьевого оборудования.

Манифольды – предназначены для соединения выкидов арматуры с трубопроводами промысловых установок, рассчитаны на рабочее давление, равное 14-35 МПа.

Фонтанная арматура – это трубная конструкция схема и устройство подключения которой имеет фланцевое соединение с различными тройниками, соединительными устройствами и т.д. Во время обустройства системы фланцевое соединение уплотняют стальными прокладками с минимальным содержанием углерода.

Узел из фонтанной арматуры

Фонтанная арматура предназначена для выполнения множества функций. Одна из них- это типовые обвязки трубопроводов. Это устройство позволяет управлять потоком среды в скважине и осуществлять контролирующие производство процессы.

Фонтанная арматура широко используется при герметизации и при проводке отводов выкидных линий. Практически во все типовые виды работ, связанных с прокладкой трубопроводов, необходимо задействовать подобное устройство.

1 Назначение фонтанной арматуры

Фонтанная арматура имеет основные случаи использования:

  • герметизация скважины;
  • формирование отвода продукции;
  • регулировка скважинного дебита;
  • доступ непосредственно к забою скважины;
  • манипуляции в затрубном пространстве (проведение операций по забору проб не останавливая производство, изменение давления и температуры в скважинном забое).

Фонтанная арматура используется при избыточном давлении под воздействием больших нагрузок. Применяют конструкцию в том случае, когда есть вероятность воздействия агрессивной среды в скважинах. Часто ее используют при больших абразивных нагрузках, когда в воде насчитывают большое количество объединений различных пород.

Использование фонтанной арматуры для добычи нефти

Использовать систему нужно с учетом того, что этот тип оборудования должен иметь высокую прочность и долговечность, без чего производство будет неэффективным. Основной выбор применения данного оборудования это — добыча газа и прокладка нефтяных трубопроводов.
к меню ↑

1.1 Разновидности

Госстандарт определил несколько видов фонтанной арматуры:

  1. Тройниковая/Крестовая (выбор зависит от конфигураций фонтанной елки). Боковые отводы подсоединяются к сборным и замерным установкам с помощью выкидных линий.
  2. Двухрядная или однорядная (количество рядов насосных изделий, спускающихся в скважину).
  3. Оснащена задвижками или кранами. Задвижки используют для нефтяных скважин, а краны – для газовых.

Читайте также: обзор арматуры марки А3, список ее преимуществ и параметров.

В зависимости от конструктивных и прочностных признаков, фонтанная обвязка классифицируется по:

  1. Рабочему давлению. Стандартная обвязка рассчитана на давление 7-105 МПа. Арматуру, рассчитанную на максимально высокое давление, применяют для очень глубоких скважин, или в которых было зафиксировано аномально высокое пластовое давление (АВПД).
  2. Размеру проходного сечения ствола (50-150 мм). Конструкция с диаметром ствола от 100 до 150 мм, рассчитана на высокодебитные нефтяные и газовые скважины.

Выбирая материал для изготовления устройства, необходимо учесть свойства среды, без чего не обойтись. При пожаро- и взрывоопасной среде не рекомендуют останавливать выбор на чугунных деталях.

Типовые схемы и номера таблиц находятся в прейскуранте Министерства машиностроения.

Фонтанная елка ЕФ6Д-100/80×70КЗ

Типовые виды арматуры включают различные задвижки, краны, клапаны, вентили. Специальная обвязка состоит из редукционных вентилей, затворов и клапанов для катализаторопроводов и резервной арматуры.

Читайте также: где применяют арматуру марки А1, и чем она отличается от других классов?

Заказывая типовое подключение заводам-изготовителям, необходимо сообщить ее условные обозначения с определённой схемы.
к меню ↑

2 Конструкция

Производство арматуры, согласно ГОСТ 13846-84, предполагает использование схемы тройникового и крестового типа.

Устройство состоит из:

  • трубная головка;
  • фонтанная елка;
  • запорные устройства с ручным управлением;
  • дроссели.

Трубная головка используется для подвески нескольких рядов НКТ, а также их герметизации. Кроме того, трубная головка принимает участие в технологических операциях, которые включают: освоение, эксплуатацию и ремонт скважины.

Подвешивание колон осуществляют (на резьбе):

  • если однорядный лифт – на резьбе катушки;
  • если двухрядный лифт: внутренняя колонна – на резьбе катушки, наружная колонна – на резьбе крестовины трубной головки.

Трубная головка предполагает замену своих боковых задвижек. Этот процесс осуществляется с помощью специальных глухих пробок, которые устанавливают в резьбовых отверстиях корпуса.

Запорные устройства на фонтанной арматуре с ручным упралением

  • направляет продукцию в выкидную линию;
  • принимает участие в установке специальных устройств;
  • замеры давления и температуры среды;
  • спуск скважинных приборов для очистки труб.

Читайте также: какие бывают классы арматуры, и чем они отличаются друг от друга?

Запорные устройства представлены в виде проходных пробковых кранов и прямоточных задвижек с подачей смазки. Их основное предназначение – перекрытие проходных отверстий.

Колонные головки выполняют функцию подвески для обсадной колонны, герметизация и контроль давления между колоннами труб.
к меню ↑

2.1 Технические требования к конструкции

ГОСТ 13846-89 определяет фонтанную арматуру как устройство, предназначенное для герметизации скважин, перекрытия среды и ее направления в манифольд, и проведение других технологических операций.

Согласно ГОСТ 16350-80 фонтанная арматура может быть использована в умеренном и холодном макроклиматических районах. Размещение производится по категории 1 (ГОСТ 15150-69).

Оптимальная температура воздуха окружающей среды: от -60 ºC и до +40 ºC .

Качественная арматура долговечна и выдерживает атмосферные нагрузки

ГОСТ 51365-2009 установил использование определенного материала и уровень технических требований, которые больше всего подходят к условиям эксплуатации.

Производство деталей можно проектировать по индивидуальным заказам с учетом того, что все условия эксплуатации и выбор комплектующего материал будут соответствовать установленным стандартам.
к меню ↑

2.2 Обозначение АФК

  • АФ – арматура фонтанная;
  • К – способ подвешивания трубопровода по ГОСТ 13846-84;
  • n – схема по ГОСТ 13846-84 (n = 1-6);
  • Э – кабельный ввод;
  • 65×21 – условный проход и рабочее давление в МПа;
  • ХЛ – климатические исполнения изделия;
  • К1 – категория коррозионной стойкости.

Типовые схемы по ГОСТ 13846-89:

  • АФ1, АФК 1;
  • АФ2, АФК 2;
  • АФ3, АФК 3;
  • АФ4, АФК 4;
  • АФ5, АФК 5;
  • АФ6, АФК 6.

2.3 Монтаж и демонтаж фонтанной арматуры

В процессе пользование скважины производится монтаж и опрессовка конструкции. Основную функцию в присоединении осуществляют колонные головки. Находящиеся в верхнем фланце отверстия, позволяют прикрепить детали различных типоразмеров.

Монтаж узла оборудования из фонтанной арматуры

  1. Между фланцами укладывают специальную малоуглеродистую сталь с овальным сечением.
  2. При помощи элеваторов опускают колонну компрессорных труб.
  3. Свинчивают трубы (перед свинчиванием нужно смазать резьбу труб).
  4. Спускают колонны труб.

Читайте также: чем хороша арматура А500С, и какие у нее характеристики?

По окончанию установки производят опрессовку для проверки герметичности всех соединений.

Ремонт конструкции происходит в специализированных мастерских. Предварительно, фонтанная арматура, разбирается на отдельные детали. Елку тщательно моют и проверяют остальные составляющие.

Фонтанная арматура имеет конструктивную особенность, что позволяет защитить почву и окружающую среду от содержимого трубопровода.
к меню ↑

2.4 Использование фонтанной арматуры в нефтедобывающей отрасли (видео)

Оцените статью
ТехПорт