- Колонный фланец – служит для того, чтобы соединить арматуру с колонной и обеспечить герметичность пространства за трубой
- Крестовина головки – для предоставления возможности сообщенности с пространством за трубой
- Тройник — происходит подвес трубного ряда и связи с ним
- Переводная катушка – подвес вторичного ряда труб
- Крестовик фонтанной елке дает возможность отводить продукты в центральный трубопровод, получаемые из скважины
- Буферная задвижка – некое окно, предназначенная для предоставления спуска разного рода глубинных измерительных аппаратов в скважину
- Патрубок буферный – некая переходная зона перед спуском аппаратов в скважину, которая располагается перед буферной задвижкой
- Удержание в подвешенном состоянии насосно-компрессорных труб, которые опущены в скважину
- Герметизация труб, затрубного пространства
- Фонтанная арматура обеспечивает управление рабочими режимами скважины, работу скважины в непрерывном режиме
- Контроль над состоянием, измерение параметров, скважины, как во внутренней части, так и внешней.
Колонная головка 2) - Фонтанная арматура. Головка трубная фонтанной арматуры
Фонтанная арматура: конструкция и назначение
Содержание статьи:
Фонтанная арматура – это фланцевое соединение разнообразных соединительных устройств, запорных устройств, тройников, крестовин и других. Фланцевое соединение, при обустройстве арматуры, уплотняется путем прокладывания металлических прокладок из стали с низким содержанием углерода.
Данное кольцо вкладывается в специальные выемки во фланцах, в свою же очередь фланцы стягиваются между собой болтами.
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.
Из чего состоит арматура
Данный строительный материал в своем составе имеет целый ряд различных конструкционных узлов. Головка содержит в себе фланец колонного типа, крестовик, а также тройник и переводную катушку. Ёлка служит уже для контролирования и отвода от скважины продукции получаемой из последней.
Можно разобрать поэлементно конструкцию фонтанной арматуры, чтобы понять предназначение важнейших узлов.
Итак:
Главным условием ко всем компонентам фонтанной арматуры является их хорошая герметичность и прочность. В случае необходимости, все элементы должны быть быстро заменяемы, чтобы не создавать длительных простоев в работе скважины. В качестве запорных устройств допускается использование таких типов как, задвижки прямоточные, различного рода краны, и угловые вентили.
Предусмотрено также использование двух типов устройства фонтанной арматуры.
Арматуру, в базе которой лежит использование тройников, рекомендуют использовать при исполнении скважин с низким и средним давлением, а также при нахождении в скважине различного рода примесей механического типа.
При наличии примесей необходимо использовать арматуру с двойной елкой. При отсутствии в скважине со средним и низким давлением возможно использование однострунной елки. Фонтанная арматура на базе крестовин применяется в скважинах высокого давления без наличия примесей механического типа.
Недостатком арматуры выполненной с использованием крестовин есть то, что при выходе из строя одного из отводящих узлов, появляется необходимость полностью останавливать работу скважины на время устранения неисправности.
При работе скважины на тройниках такая необходимость отсевает, достаточно перекрыть среднюю часть отводящего узла и переключить работу на нижнее отводящее устройство.
Назначение фонтанной арматуры
Фонтанная арматура, прежде всего, предназначена для придания герметичности устью скважины, а так же для контроля работы последней. Фонтанная арматура несет в себе выполнение следующих задач:
Колонная головка 2) - Фонтанная арматура — Мегаобучалка
Колонная головка- служит для подвески колонных труб (кондуктора, технических и эксплуатационных труб) и герметизации межколонного пространства, а также служит опорой для фонтанной арматуры. Применяют колонные головки для одно-, двух- и трехколонных конструкций скважин. Подвеску колонн на КГ обычно делают на резьбе. Колонные головки оборудуют специальными отводами. На одном устанавливают вентиль с манометром для измерения межколонных давлений, на втором — постоянно открытую задвижку. Через второй отвод при необходимости закачивают спецжидкости в межколонное пространство.
Колонная головка
После бурения с колонной головки демонтируют превенторы и устанавливают фонтанную арматуру. Корпус головки 1 навинчивается на верхний резьбовой конец кондуктора. Обсадная колонна 10 вворачивается в специальную муфту 7. Герметичность соединения корпуса головки 1 и муфты 7 достигается муфтой 2 и двумя кольцами 3 из специальной нефтестойкой резины. Плотность посадки достигается за счет прижатия муфты полукольцами 5 и фланцем 4, который болтами притягивается к фланцу корпуса. Муфта 7 заканчивается фланцем 6 для присоединения к нему фонтанной арматуры.
Фонтанная арматура
ФА – предназначена для герметизации кольцевого пространства между эксплуатационной колонной и НКТ, создание давления на устье и направление газожидкостной смеси в выкидную линию.
ФА– представляет собой набор стальных толстостенных тройников и крестовин, задвижек, соединяющихся между собой с помощью фланцевых соединений.
Фонтанная арматура состоит из:
1)- трубной головки. 2)- фонтанной елки.
Трубная головка предназначена для герметизации межтрубного пространства, и подвески НКТ, проведения технологических операций при освоении, эксплуатации и ремонте скважин. Боковые отводы на трубной головке позволяют закачивать в затрубное пространство воду, глинистый раствор (при глушении скважины), ингибиторы гидратообразования и коррозии, а также измерять затрубное давление, и отбирать газ из затрубного пространства. Подвеска фонтанных труб (НКТ) осуществляется на резьбе или шлипсах (клиньях). Второй способ предпочтительнее, так как в этом случае возможно перемещение колонны труб под действием температурных и динамических напряжений. Устанавливают трубную головку непосредственно на колонную головку. А на трубную головку устанавливают фонтанную елку.
Фонтанные елки бывают 2 типов:
- тройниковые (АФТ)
- крестовые (АФК)
Фонтанная елка служит для направления продукции скважины в выкидную линию, регулирования и контроля технологического режима работы скважины.
Елка состоит из вертикального ствола и боковых отводов. На стволе установлены: коренная (главная, центральная), надкоренная (межструнная). Коренная задвижка может открываться или закрываться только с разрешения главного инженера. Ствол заканчивается буферной задвижкой и буфером с манометром. На каждом отводе (струне) устанавливают по две задвижки: рабочую и контрольную (ближайшую к стволу). На струнах также имеются штуцеры для манометров. Если отводы присоединены к крестовине, фонтанную арматуру называют крестовой, если к тройнику то тройниковой. Елки крестового типа меньше по высоте, устойчивее к вибрации, удобнее в обслуживании. Тройниковая Ф.Ёлка применяется при интенсивном выносе из скважины песка и опасности промыва песком рабочего тройника. Это связано с тем, что в случае разрыва крестовой арматуры необходимо полностью отключать скважину для его замены, а тройниковая арматура позволяет заменить верхний рабочий тройник без остановки скважины путем перевода потоков флюидов на нижний тройник. Поэтому у тройниковой арматуры рабочим является верхний тройник, а нижний – резервным.
Выбор фонтанной арматуры и ее компоновка зависят от условий эксплуатации скважины и ее технологического режима. При работе скважины коренная, межструнная, надкоренная и контрольные задвижки должны быть полностью открыты. Пуск и остановка скважин, осуществляются при помощи рабочих задвижек. При выходе их из строя закрывают контрольные задвижки и меняют рабочие. Если требуется ремонт или замена рабочей струны, закрывают надкоренную задвижку. Режим работы фонтанных скважин регулируется с помощью штуцера регулируемого (игольчатый клапан), и нерегулируемого (шайбы).
Арматура изготовляется в обычном и хладостойком исполнении, а отдельные ее типоразмеры—в углекислотостойком и сероводородостойком исполнениях. Соединения узлов арматуры фланцевые.
Фонтанные елки выпускаются на следующие давления: 7, 14, 21, 35, 70 и 105 МПа, а так же трубные головки. Диаметр проходного канала (ствола) от 50 до 150 мм. Диаметр боковых отводов (струн) 50-100 мм. В фонтанной арматуре на р.=14 МПа применяются крановые запорные устройства, а остальная арматура укомплектована прямоточными задвижками с уплотнением «металл по металлу» с принудительной или автоматической подачей смазки.
megaobuchalka.ru
1. Фонтанная арматура.
Фонтанная арматура-комплект устройств, монтируемый на устье фонтанирующей скважины для его герметизации, подвески лифтовых колонн и управления потоками продукции скважины. Ф. a. должна выдерживать большое давление (при полном закрытии фонтанирующей скважины), давать возможность производить замеры давления как в лифтовых трубах, так и на выходе продукции из скважины, позволять выпускать или закачивать газ при освоении скважины. Ф. a. включает колонную и трубную головки, фонтанную ёлку и манифольд (рис.).
Рис. 1.1. Арматура фонтанная крестовая для однорядного подъемника: 1 манометры; 2 трехходовой кран;3 буфер,4. 9 задвижки;5 крестовик елки;6 переводная катушка; 7 переводная втулка;8 крестовик трубной головки:10 штуцеры;11 фланец колонны;12 - буфер
Kолонная головка, расположенная в ниж. части, служит для подвески обсадных колонн, герметизации межтрубных пространств и контроля давления в них. При простейшей конструкции скважины (без промежуточных техн. колонн) вместо колонной головки используют колонный фланец, устанавливаемый на верх. трубе эксплуатационной колонны. Tрубная головка монтируется на колонной головке и служит для подвески и герметизации лифтовых колонн при концентрич. или параллельном спуске их в скважину. Фонтанная ёлка устанавливается на трубной головке и служит для распределения и регулирования потоков продукции из скважины. Cостоит из запорных (задвижки, шаровые или конич. краны), регулирующих устройств (штуцеры постоянного или переменного сечения) и фитингов (катушки, тройники, крестовины, крышки). Mанифольд связывает Ф. a. c трубопроводами. Элементы Ф. a. соединяются фланцами или хомутами. Для уплотнения внутр. полостей используют эластичные манжеты, наружных соединений - жёсткие кольца, б.ч. стальные. Привод запорных устройств ручной, при высоком давлении пневматический или гидравлический c местным, дистанционным или автоматич. управлением. При отклонении давления продукции скважины от заданных пределов или в случае пожара на скважине автоматически закрываются запорные устройства. Давление во всех полостях контролируется манометрами. Запорные и регулирующие устройства могут дублироваться и заменяться под давлением при работе скважины, возможна также смена под давлением фонтанной ёлки. Для спуска в работающую скважину приборов и др. оборудования на Ф. a. устанавливают лубрикатор - трубу c сальниковым устройством для каната или кабеля, в к-рой размещается спускаемое в скважину оборудование. Pабочее давление Ф. a. 7-105 МПa, проходное сечение центр. запорного устройства 50-150 мм. Ф. a. скважин морских м-ний c подводным устьем имеют спец. конструкции для дистанц. сборки и управления.
2. Запорные устройства фонтанной арматуры.
Запорные устройства на фонтанных арматурах могут быть двух типов: в виде задвижки или крана. Тип арматуры вибирают по максимальному давлени, ожидаемому на устье скважины. На выкидных линиях после запорных устройств в некоторых случаях устанавливают приспособления (штуцеры) для регулирования режима фонтанной скважины. Штуцер представляет собой болванку со сквозным отверстием. Для контроля за работой фонтанной скважины на арматуре устанавливают два манометра: один на буфере (вверх ее), второй - на отводе крестовика трубной головки ( для измерения затрубного давления). Фонтанная арматура соединяется с групповыми установками выкидными линиями. Схемы обвязок фонтанных скважин в зависимости от дебита, давлния, содержания песка, парафина применяются различные.
Контрольные вопросы:
1. Для чего нужна фонтанная арматура?
2. Основные узлы фонтанной арматуры
3.Скольки видов бывают запорные устройства фонтанной арматуру?
Литература
1. Аскеров М.М., Сулейманов А.Б. Ремонт скважин: Справ, пособие. — : Недра, 1993.
2. Ангелопуло O.K., Подгорнов В.М., Аваков Б.Э. Буровые растворы для осложненных условий. — М.: Недра, 1988.
3. Броун СИ. Нефть, газ и эргономика. — М: Недра, 1988.
4. Броун СИ. Охрана труда в бурении. — М: Недра, 1981.
5. Булатов А.И., Аветисов А.Г. Справочник инженера по бурению: В 3 т.: 2-е изд., перераб. и доп. - М: Недра, 1993-1995. - Т. 1-3.
6.Булатов А.И. Формирование и работа цементного камня в скважина, Недра, 1990.
7.Варламов П.С Испытатели пластов многоциклового действия. — М: Недра, 1982.
8.Городнов В.Д. Физико-химические методы предупреждения осложнений в бурении. 2-е изд., перераб. и доп. — М: Недра, 1984.
Лекция 35
Тема:
План:1. Манифольд фонтанных скважин.
2. Состав оборудования при газлифтной эксплуатации скважин.
studfiles.net
Трубная головка - фонтанная арматура
Трубная головка - фонтанная арматура
Cтраница 3
Работы по установке цементного моста проводятся в следующем порядке. На верхнем фланце колонной головки или трубной головки фонтанной арматуры устанавливают цементировочную головку, через которую с помощью цементировочного агрегата прокачивают воду в количестве 1 0 - 1 5 объемов обсадной колонны с целью определения приемистости скважины. В случае хорошей приемистости скважины в обсадную колонну закачивают приготовленный цементный раствор. Количество его в каждом случае определяется мощностью изоляционного моста, а также степенью поглощения скважины. [31]
В АзИНМАШе разработано универсальное приспособление для смены запорных устройств под давлением. Оно предназначена для смены задвижек с диаметром проходного отверстия 52, 65 и 100 мм на боковых отводах трубной головки фонтанной арматуры под давлением. ПСЗ-350 состоит из корпуса, съемной пробки, шпинделя, штока, съемного фланца, тройника, вентиля, замков для посадки и снятия съемной пробки. [32]
Манифольд монтируют на спланированной местности. Под его узлы устанавливают опоры, число и расстояние между которыми определяются в зависимости от схемы и типоразмера ( массы) манифольда. Затем проводится соединение манифольда с отводами елки и трубной головки фонтанной арматуры. [33]
Существующие конструкции разъединителей колонн предусматривают отсоединение НКТ поворотом их вправо, натягом труб для среза срезных штифтов в разъединителе или же перемещением внутренней цанги разъединителя с помощью инструмента, спускаемого на проволоке или тросе. Причем первый тип разъединителя может служить также и телескопическим соединением для компенсации изменения длины НКТ. Для этого после установки пакера необходимо вращением колонны труб или натягом срезать срезные штифты и уменьшить длину НКТ на определенную величину, а затем уже подвесить трубы к трубной головке фонтанной арматуры. [34]
В процессе спуска НКТ в скважину необходимо соблюдать следующее. Посадку навинчиваемой трубы в муфту предыдущей трубы следует проводить плавно, без резких ударов, затем рекомендуется вручную выполнить 2 - 3 витка, соблюдая строгую вертикальность трубы и соосность талевого механизма с осью устья скважины. При свинчивании труб трубными ключами необходимо добиваться полного завинчивания трубы на всю длину резьбы, чтобы избежать в дальнейшем появления межколонных газопроявлений по причине негерметичности резьбовых соединений. При спуске труб рекомендуется проводить дополнительное крепление муфты. Подъем колонны труб для снятия нижнего элеватора, а также спуск колонны и посадку ее на фланец трубной головки фонтанной арматуры следует проводить плавно, без рывков и ударов, на малой скорости. На верхний конец колонны спущенных НКТ необходимо навернуть подвесной патрубок, ввинчиваемый в переводную катушку трубной головки. [35]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
Оборудование устья скважин
Оборудование устья скважин состоит из двух частей:
Колонная головка 2) - Фонтанная арматура
Колонная головка- служит для подвески колонных труб (кондуктора, технических и эксплуатационных труб) и герметизации межколонного пространства, а также служит опорой для фонтанной арматуры. Применяют колонные головки для одно-, двух- и трехколонных конструкций скважин. Подвеску колонн на КГ обычно делают на резьбе. Колонные головки оборудуют специальными отводами. На одном устанавливают вентиль с манометром для измерения межколонных давлений, на втором — постоянно открытую задвижку. Через второй отвод при необходимости закачивают спецжидкости в межколонное пространство.
Колонная головка
После бурения с колонной головки демонтируют превенторы и устанавливают фонтанную арматуру. Корпус головки 1 навинчивается на верхний резьбовой конец кондуктора. Обсадная колонна 10 вворачивается в специальную муфту 7. Герметичность соединения корпуса головки 1 и муфты 7 достигается муфтой 2 и двумя кольцами 3 из специальной нефтестойкой резины. Плотность посадки достигается за счет прижатия муфты полукольцами 5 и фланцем 4, который болтами притягивается к фланцу корпуса. Муфта 7 заканчивается фланцем 6 для присоединения к нему фонтанной арматуры.
Фонтанная арматура
ФА – предназначена для герметизации кольцевого пространства между эксплуатационной колонной и НКТ, создание давления на устье и направление газожидкостной смеси в выкидную линию.
ФА– представляет собой набор стальных толстостенных тройников и крестовин, задвижек, соединяющихся между собой с помощью фланцевых соединений.
Фонтанная арматура состоит из:
1)- трубной головки. 2)- фонтанной елки.
Трубная головка предназначена для герметизации межтрубного пространства, и подвески НКТ, проведения технологических операций при освоении, эксплуатации и ремонте скважин. Боковые отводы на трубной головке позволяют закачивать в затрубное пространство воду, глинистый раствор (при глушении скважины), ингибиторы гидратообразования и коррозии, а также измерять затрубное давление, и отбирать газ из затрубного пространства. Подвеска фонтанных труб (НКТ) осуществляется на резьбе или шлипсах (клиньях). Второй способ предпочтительнее, так как в этом случае возможно перемещение колонны труб под действием температурных и динамических напряжений. Устанавливают трубную головку непосредственно на колонную головку. А на трубную головку устанавливают фонтанную елку.
Фонтанные елки бывают 2 типов:
- тройниковые (АФТ)
- крестовые (АФК)
Фонтанная елка служит для направления продукции скважины в выкидную линию, регулирования и контроля технологического режима работы скважины.
Елка состоит из вертикального ствола и боковых отводов. На стволе установлены: коренная (главная, центральная), надкоренная (межструнная). Коренная задвижка может открываться или закрываться только с разрешения главного инженера. Ствол заканчивается буферной задвижкой и буфером с манометром. На каждом отводе (струне) устанавливают по две задвижки: рабочую и контрольную (ближайшую к стволу). На струнах также имеются штуцеры для манометров. Если отводы присоединены к крестовине, фонтанную арматуру называют крестовой, если к тройнику то тройниковой. Елки крестового типа меньше по высоте, устойчивее к вибрации, удобнее в обслуживании. Тройниковая Ф.Ёлка применяется при интенсивном выносе из скважины песка и опасности промыва песком рабочего тройника. Это связано с тем, что в случае разрыва крестовой арматуры необходимо полностью отключать скважину для его замены, а тройниковая арматура позволяет заменить верхний рабочий тройник без остановки скважины путем перевода потоков флюидов на нижний тройник. Поэтому у тройниковой арматуры рабочим является верхний тройник, а нижний – резервным.
Выбор фонтанной арматуры и ее компоновка зависят от условий эксплуатации скважины и ее технологического режима. При работе скважины коренная, межструнная, надкоренная и контрольные задвижки должны быть полностью открыты. Пуск и остановка скважин, осуществляются при помощи рабочих задвижек. При выходе их из строя закрывают контрольные задвижки и меняют рабочие. Если требуется ремонт или замена рабочей струны, закрывают надкоренную задвижку. Режим работы фонтанных скважин регулируется с помощью штуцера регулируемого (игольчатый клапан), и нерегулируемого (шайбы).
Арматура изготовляется в обычном и хладостойком исполнении, а отдельные ее типоразмеры—в углекислотостойком и сероводородостойком исполнениях. Соединения узлов арматуры фланцевые.
Фонтанные елки выпускаются на следующие давления: 7, 14, 21, 35, 70 и 105 МПа, а так же трубные головки. Диаметр проходного канала (ствола) от 50 до 150 мм. Диаметр боковых отводов (струн) 50-100 мм. В фонтанной арматуре на р.=14 МПа применяются крановые запорные устройства, а остальная арматура укомплектована прямоточными задвижками с уплотнением «металл по металлу» с принудительной или автоматической подачей смазки.
Похожие статьи:
poznayka.org
2. Оборудование фонтанных скважин
Оборудование любой скважины, в том числе фонтанной, должно обеспечивать отбор продукции в заданном режиме и возможность проведения необходимых технологических операций с учетом охраны недр, окружающей среды и предотвращения аварийных ситуаций. Оно подразделяется на наземное (устьевое) и скважинное (подземное).
2.1. Наземное оборудование
К наземному оборудованию относят фонтанную арматуру и манифольд. Фонтанной арматурой оборудуют фонтанные нефтяные и газовые скважины. Ее устанавливают на колонную головку. Фонтанная арматура изготавливается по ГОСТ 13846-89.
Фонтанные арматуры различают по конструктивным и прочностным признакам. Эти признаки включают в шифр фонтанной арматуры.
Фонтанная арматура включает трубную обвязку (головку; и фонтанную елку с запорными и регулирующими устройствами.
Трубная обвязка - часть фонтанной арматуры, устанавливаемся на колонную обвязку, предназначена для обвязывания одного или двух скважинных трубопроводов, контроля и управления потоком скважинной среды в затрубном (межтрубном) пространстве.
Скважинный трубопровод своим верхним концом закрепляется в катушке‑трубодержателе, устанавливаемой на трубную головку, либо в муфте‑трубодержателе, устанавливаемой в корпусе трубной головки. Схемы трубных обвязок приведены на рис. 4.
Рис. 4. Схемы трубных обвязок фонтанной арматуры:
1 - ответный фланец; 2 - запорное устройство; 3 - трубная головка; 4 - манометр с запорно‑разрядным устройством
Фонтанная арматура выпускается на рабочее давление - 14,21,35,70,105, и 140 МПа, сечением ствола от 50 до 150 мм, по конструкции фонтанной елки крестовые и тройниковые, по числу спускаемых в скважину рядов труб однорядные и двухрядные и оборудованы задвижками или кранами.
Пример обозначения: АФК6В-80/50Х70ХЛ-К2а
ХХХХ - Х Х х ХХ - ХХ
АФ - арматура фонтанная
АН - арматура нагнетательная
Способ подвешивания скважинного трубопровода:
в трубной головке - не обозначается, в переводнике к трубной
головке - К, для эксплуатации скважин УЭЦН - Э
Обозначение типовой схемы елки для арматуры с двумя
трубными головками к номеру схемы добавляют "а"
Обозначение системы управления запорными устройствами
( с ручным управлением – не обозначают, с дистанционным - Д,
с автоматическим - А, с дистанционным и автоматическим – В)
Условный проход ствола елки, мм
Условный проход боковых отводов елки, мм (при совпадении
с условных проходом ствола не указывается)
Рабочее давление, МПа( кгс/см2)
Климатическое исполнение по ГОСТ 16350-80: для умеренного и умеренно
холодного микроклиматических районов - не обозначается; для холодного
макроклиматического района – ХЛ
Исполнения по составу скважинной среды:
c содержанием Н2S и СО2 до 0,003% по объему каждого - не обозначается;
с содержанием СО2 до 6% по объему - К1;
с содержанием Н2S и СО2 до 6% по объему каждого - К2 и К2И
Модификация арматуры или елки
Конструкция фонтанной арматуры обеспечивает возможность измерения давления на верхнем буфере елки, а также давления и температуры среды на буфере бокового отвода елки и трубной головки. Стандартами предусмотрено изготовление блочных фонтанных арматур, а также укомплектование по необходимости фонтанных арматур автоматическими предохранительными и дистанционно управляемыми устройствами.
Фонтанная елка - часть фонтанной арматуры, устанавливаемая на трубную обвязку, предназначена для контроля и регулирования потока скважинной среды в скважинном трубопроводе и направления его в промысловый трубопровод. Типовые схемы фонтанных елок приведены на рис. 5.
При оборудовании скважины двумя концентрическими колоннами НКТ (двухрядная конструкция подъемника) трубы большего диаметра подвешиваются на резьбовом соединении нижнего тройника (крестовина), который устанавливается на крестовину, герметизирующую затрубное пространство.
Трубы меньшего диаметра подвешиваются на резьбе переводника (стволовой катушки), размещаемом над тройником (крестовиком) (рис. 4, б).
Рис. 5. Типовые схемы фонтанных елок:
тройниковые - схемы 1,2,3 и 4; крестовые - схемы 5 и 6 (1 - переводник к трубной головке; 2 ‑ тройник; 3 - запорное устройство; 4 - манометр с запорно-разрядным устройством; 5 ‑ дроссель; 6 - ответный фланец 7 - крестовина)
Типовые схемы фонтанных елок (рис. 5) включают либо один (схемы 2 и 1), либо два (схемы 3 и 4) тройника (одно или двухъярусная арматура), либо крестовину (крестовая арматура - схемы 5 и 6).
Двухструнная (двухъярусная тройниковая и крестовая) конструкция елки целесообразна в том случае, если нежелательны остановки скважины, причем рабочей является верхняя или любая боковая струна, а первое от ствола запорное устройство - запасным. Сверху елка заканчивается колпаком (буфером) с трехфазовым краном и манометром. Для спуска в работающую скважину приборов и устройств вместо буфера ставится лубрикатор.
Типовые схемы фонтанной арматуры приведены на рис. 6. Монтаж-демонтаж фонтанной арматуры на устье скважины производится автомобильными кранами или другими подъемными механизмами.
Рис. 6. Типовые схемы фонтанной арматуры:
1 - фонтанная елка; 2 - трубная обвязка
Запорные устройства фонтанной арматуры изготовляются трех типов: пробковые краны со смазкой, прямоточные задвижки со смазкой типа 5М и ЗМС с однопластинчатым и ЗМАД - с двухпластинчатым шибером. Задвижки типов ЗМС и ЗМАД имеют модификации с ручным пневмоприводом.
Пробковый кран со смазкой типа КППС - 65х14 (рис. 7) состоит из корпуса, конической пробки, крышки, через которую проходит регулировочный винт, позволяющий регулировать рабочий зазор между уплотни тельными поверхностями корпуса и пробки. Уплотнение регулировочного винта осуществляется манжетами, поджатие которых производится грундбуксой. Краны наполняются смазкой «Арматол-238» через 150180 циклов работы.
Рис. 7. Пробковый кран типа КППС-6514
1 – корпус; 2 – рукоятка; 3 – толкатель; 4 и 11 – грунд буксы; 5 – шпиндель; 6 ‑ втулка; 7 ‑ кулачковая муфта; 8 ‑ коническая пробка; 9 – крышка; 10 ‑ манжеты; 12 – регулировочный винт
Типоразмеры и параметры кранов КШ1С-65х14 приведены ниже.
Технические характеристики
Условный проход, мм 65
Рабочее давление, МПа 14
Габаритные размеры, мм:
длина 350
ширина 205
высота 420
Масса в собранном виде, кг 53
Задвижки типов ЗМС и ЗМС1 показаны на рис. 8.
Рис. 8. Задвижка типов ЗМС и ЗМС1 с ручным приводом:
1 – крышка; 2 – разрядная пробка; 3 – крышка подшипников; 4 – регулирующая гайка; 5 ‑ шпиндель; 6 – верхний кожух; 7 ‑ маховики; 8 ‑ упорный шарикоподшипник; 9 – ходовая гафка; 10 – узел сальника; 11 – прокладка; 12 ‑ шибер; 13 ‑ корпус; 14 – выходное седло; 15 – шток; 16 ‑ нагнетательный клапан; 17 ‑ нижний кожух; 18 ‑ входное седло; 19 ‑ тарельчатая пружина
В процессе эксплуатации арматуры с прямоточными задвижками периодически смазывают подшипники шпинделя жировым солидолом, а в корпус задвижки через штуцер в днище набивают уплотни тельную смазку ЛЗ-162 или «Арматол-238».
На выкидных линиях, после запорных устройств для регулирования режима работы скважины ставят регулирующие устройства (штуцеры), обеспечивающие дрессирование потока вследствие изменения площади проходного сечения. Они подразделяются на нерегулируемые и регулируемые.
Нерегулируемый штуцер зачастую представляет собой диафрагму или короткую втулку (насадку) с малым отверстием. Диаметр отверстия штуцера может составлять 525 мм.
Пример нерегулируемого штуцера (дросселя) представлен на рис. 9.
Рис. 9. Нерегулируемый дроссель:
1 – корпус; 2 – корпус насадки; 3 - пробка
Регулирование режима эксплуатации осуществляется заменой корпуса с насадкой на другой диаметр.
Рис. 10. Регулируемый дроссель ДР-6535
Более удобны регулируемые дроссели (рис. 10), предназначенные для ступенчатого и бесступенчатого регулирования режима работы скважины. Площадь сечения выходного отверстия изменяют вращением маховика вручную. Ступенчатое регулирование осуществляется с помощью устанавливаемых в гильзу насадок разного диаметра. Устьевое (до штуцера) и затрубное давления измеряют с помощью манометров. На фланцах боковых отводов трубной головки и фонтанной елки предусматриваются отверстия для подачи ингибиторов коррозии и гидратообразования в затрубное пространство и ствол елки, а также под карман для термометра.
Манифольд предназначен для обвязки фонтанной арматуры с выкидной линией (шлейфом), подающей продукцию на групповую замерную установку. Манифольд монтируют в зависимости от местных условий и технологии эксплуатации. В общем случае они обеспечивают обвязку двух струн со шлейфом струн с затрубным пространством, струн и затрубного пространства с факелом или амбаром и т.д.
studfiles.net
Трубная головка
Изобретение относится к эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Трубная головка состоит из корпуса с радиальными и ступенчатым осевым каналами и с боковыми отводами. В корпусе размещен трубодержатель для подвески лифтовой колонны. Он имеет наружный кольцевой выступ, осевой паз и фигурные проточки на наружной поверхности, а также два радиальных канала. В трубодержатель установлены седла и шаровой запорный орган. Снаружи трубодержателя концентрично размещена втулка с кольцевыми уплотнительными элементами и двумя радиальными каналами. Она взаимодействует с его наружным кольцевым выступом и со ступенчатым осевым каналом корпуса. В корпусе трубодержатель крепится с помощью стопорных болтов. Узел управления шарового запорного органа выполнен в виде поворотного вала. В нижней части корпуса установлены пальцы, которые могут взаимодействовать с фигурными проточками трубодержателя. В запорном органе выполнены сквозной и глухой осевые каналы. Оси этих каналов и ось поворотного вала взаимно перпендикулярны. Корпус, втулка и трубодержатель размещены относительно друг друга так, что их радиальные каналы для размещения поворотного вала соосны. Боковые отводы выполнены на разных уровнях по высоте корпуса. Ось верхнего бокового отвода совпадает с осями соответствующих радиальных каналов втулки и трубодержателя, причем они, а также оси каналов запорного органа расположены в одной плоскости. Нижний боковой отвод совпадает с осевым пазом трубодержателя. На наружной боковой поверхности корпуса выполнены грани, плоскости которых перпендикулярны осям его боковых отводов и радиального канала для размещения поворотного вала. На корпусе установлен переходный присоединительный фланец со ступенчатым осевым каналом для размещения верхней части трубодержателя. На колонной головке размещают корпус. Через его осевой канал в скважину спускают лифтовую колонну, а трубодержатель устанавливают внутри корпуса. Пальцы входят в фигурные проточки, ориентируя трубодержатель относительно корпуса. Уплотнительные элементы втулки герметизируют пространство между ним и корпусом. Сверху на корпус устанавливают переходный фланец, а к запорному органу присоединяют поворотный вал. На боковых отводах и на переходном фланце размещают задвижки. Фонтанную арматуру обвязывают манифольдом, после чего она готова к эксплуатации. Использование изобретения повышает надежность работы трубной головки, расширяет ее технологические возможности при одновременном значительном уменьшении высоты фонтанной арматуры. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в процессе эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Известно много различных конструкций трубных головок, являющихся составной частью фонтанной арматуры. Одной из таких конструкций является трубная головка [1], включающая корпус со ступенчатым осевым и радиальными каналами в виде крестовика, внутри которого установлен трубодержатель для подвески лифтовой колонны. Снаружи трубодержателя размещены уплотнительные элементы и нажимная втулка. С последней взаимодействуют стопорные болты, установленные в верхних радиальных каналах корпуса. В верхней и нижней частях корпуса выполнены присоединительные фланцы. Нижние радиальные каналы корпуса служат для связи с затрубным пространством скважины и также имеют присоединительные фланцы.
Однако известная трубная головка имеет ряд серьезных недостатков, затрудняющих обслуживание и замену отдельных узлов фонтанной арматуры, а также проведение внутрискважинных работ. Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению, т.е. прототипом, является трубная головка [2], состоящая из цилиндрического корпуса, в котором выполнены ступенчатый осевой и радиальные каналы, а также боковые отводы, размещенные ниже последних. В осевом канале корпуса установлен трубодержатель для подвески лифтовой колонны. В радиальных каналах корпуса находятся стопорные болты, которые имеют возможность взаимодействия с трубодержателем. В трубодержателе размещена обойма с шаровым запорным органом и седлами. Шаровой запорный орган имеет осевой канал и узел управления в виде поворотного вала. Снаружи, вокруг обоймы, концентрично установлена втулка с радиальным каналом для размещения поворотного вала. Известная трубная головка конструктивно сложна, недостаточно надежна в эксплуатации и, кроме того, значительно увеличивает высоту фонтанной арматуры. Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности работы трубной головки, расширение ее технологических возможностей при одновременном значительном уменьшении высоты фонтанной арматуры. Поставленная задача достигается в предлагаемом техническом решении тем, что в трубной головке, имеющей цилиндрический корпус с присоединительными фланцами, ступенчатым осевым и радиальными каналами, а также с размещенными на разных уровнях по высоте корпуса, но ниже радиальных каналов боковыми отводами, установленный в осевом канале корпуса трубодержатель для подвески лифтовой колонны, узел его крепления в корпусе в виде стопорных болтов, которые размещены в радиальных каналах корпуса и могут взаимодействовать с трубодержателем, установленные в последнем шаровой запорный орган и седла, узел управления шаровым запорным органом в виде поворотного вала и герметизирующей крышки, а также установленную концентрично снаружи трубодержателя втулку с двумя радиальными каналами, один из которых предназначен для размещения поворотного вала, установлены фиксирующие элементы в виде пальцев, которые размещены в нижней части корпуса, при этом трубодержатель выполнен с наружным кольцевым выступом, с осевым пазом и фигурными проточками на своей наружной поверхности, а также с двумя радиальными каналами, один из которых служит для размещения поворотного вала, корпус - с радиальным каналом для размещения поворотного вала, шаровой запорный орган - со сквозным и глухим радиальными каналами, оси которых, а также ось поворотного вала взаимно перпендикулярны, причем поворотный вал установлен в соосных радиальных каналах корпуса, втулки и трубодержателя, которые соответствующим образом размещены относительно друг друга, при этом ось верхнего бокового отвода корпуса совпадает с осями других радиальных каналов втулки и трубодержателя, а нижний боковой отвод - с осевым пазом трубодержателя, причем втулка своим нижним торцом взаимодействует со ступенчатым осевым каналом корпуса, а верхним - с наружным кольцевым выступом трубодержателя, при этом ось верхнего бокового отвода корпуса, а также оси соответствующих ему радиальных каналов втулки и трубодержателя лежат в одной плоскости с осями сквозного и глухого каналов шарового запорного органа, причем пальцы взаимодействуют с фигурными проточками трубодержателя, а на корпусе установлена верхняя крышка в виде переходного присоединительного фланца со ступенчатым осевым каналом, в котором размещена верхняя часть трубодержателя, при этом боковая наружная поверхность корпуса выполнена с гранями, плоскости которых перпендикулярны осям его боковых отводов и радиального канала для размещения поворотного вала. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Сравнительный анализ предложенного технического решения, проведенный по патентной и технической литературе, не только с прототипом, но и с другими известными техническими решениями в данной области техники, не выявил в них признаки, отличающие предложенное техническое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень". Конструкция предложенной трубной головки поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан ее общий вид в разрезе; на фиг. 2 - вид сбоку на фиг. 1; на фиг. 3 - вид сверху на фиг. 1. Предложенная трубная головка состоит из цилиндрического корпуса 1 с присоединительными фланцами 2 и 3. В корпусе 1 выполнены ступенчатый осевой и радиальные каналы, а также боковые отводы 4 и 5. Последние размещены в корпусе 1 на разном уровне, но ниже радиальных каналов. В осевом канале корпуса 1 установлен трубодержатель 6 для подвески лифтовой колонны. Он выполнен с осевым и двумя радиальными каналами, с наружным кольцевым выступом 7, а также имеет на своей наружной поверхности осевой паз 8 и фигурные проточки 9. В верхней и нижней частях осевого канала трубодержателя 6 выполнены резьбы соответственно для присоединения монтажного патрубка (установки пробки и др.) и для присоединения лифтовой колонны. Внутри трубодержателя 6 соосно размещены шаровой запорный орган 10 и седла 11. В шаровом запорном органе 10 выполнены осевые каналы: сквозной 12 и глухой 13, оси которых взаимно перпендикулярны. В корпусе 1 трубодержатель 6 фиксируется с помощью узла крепления в виде стопорных болтов 14. Они установлены в радиальных каналах корпуса 1 с возможностью взаимодействия с трубодержателем 6. Снаружи трубодержателя концентрично размещена втулка 15 с кольцевыми уплотнительными элементами и двумя радиальными каналами. Верхний торец втулки 15 взаимодействует с наружным кольцевым выступом 7 трубодержателя 6, а нижний - со ступенчатым осевым каналом корпуса 1. Узел управления шаровым запорным органом 10 выполнен в виде поворотного вала 16, ось которого перпендикулярна осям сквозного 12 и глухого 13 каналов шарового запорного органа 10. На поворотном валу 16 размещена герметизирующая крышка 17, которая присоединяется к корпусу 1. Под крышкой 17 на поворотном валу 16 установлен упорный подшипник 18, облегчающий вращение поворотного вала 16 и препятствующий его выдавливанию из радиального канала корпуса 1 под действием избыточного внутреннего давления. На конце поворотного вала 16 имеются шлицы для взаимодействия с ответным пазом, выполненном на наружной поверхности шарового запорного органа 10. Поворотный вал 16 размещается в радиальных каналах корпуса 1, втулки 15 и трубодержателя 6. Последние установлены относительно друг друга таким образом, что их соответствующие радиальные каналы для размещения поворотного вала 16 соосны. Одновременно с этим ось верхнего бокового отвода 4 совпадает с осями других радиальных каналов втулки 15 и трубодержателя 6, а нижний боковой отвод 5 - с осевым пазом 8 трубодержателя 6. Ось верхнего бокового отвода 4, оси соответствующих ему радиальных каналов втулки 15 и трубодержателя 6, а также оси сквозного 12 и глухого 13 каналов шарового запорного органа 10 располагаются в одной плоскости. В нижней части корпуса 1 установлены фиксирующие элементы в виде пальцев 19, которые могут взаимодействовать с фигурными проточками 9 трубодержателя 6. На корпусе 1 размещена верхняя крышка в виде переходного присоединительного фланца 20. Он имеет ступенчатый осевой канал, в котором находится верхняя часть трубодержателя 6. Переходный фланец 20 соединяется с корпусом 1 с помощью шпилек. Для удобства присоединения запорно-регулирующей арматуры и герметизирующей крышки 17 к корпусу 1 на его боковой поверхности выполнены грани, плоскости которых перпендикулярны осям боковых отводов 4 и 5, а также оси радиального канала для размещения поворотного вала 16. Трубная головка работает следующим образом. После завершения обвязки устья на колонной головке устанавливают корпус 1 трубной головки. Присоединительный фланец 3 корпуса 1 с помощью шпилек закрепляют на верхнем фланце колонной головки. Затем осуществляют спуск в скважину лифтовой колонны. К последней лифтовой трубе присоединяют трубодержатель 6, снаружи которого размещена втулка 15, а внутри - шаровой запорный орган 10 и седла 11. С помощью монтажного патрубка устанавливают трубодержатель 6 в ступенчатом осевом канале корпуса 1. При этом пальцы 19 входят в фигурные проточки 9 трубодержателя 6, ориентируя его в заданном положении относительно корпуса 1. Трубодержатель 6 фиксируют в корпусе 1 с помощью стопорных болтов 14. Втулка 15 при этом своим нижним торцом взаимодействует со ступенчатым осевым каналом корпуса 1, а верхним - с наружным кольцевым выступом 7 трубодержателя 6. Установленные на втулке 15 кольцевые уплотнительные элементы находятся в сжатом состоянии и надежно герметизируют пространство между трубодержателем 6 и внутренней поверхностью корпуса 1. В соосных радиальных каналах корпуса 1, втулки 15 и трубодержателя 6 размещают поворотный вал 16, который своими шлицами взаимодействует с ответным пазом на наружной поверхности шарового запорного органа 10. Снаружи на поворотный вал 16 устанавливают упорный подшипник 18 и закрепляют герметизирующую крышку 17. На корпусе 1 размещают переходный присоединительный фланец 20, который соединяют с фланцем 2 с помощью шпилек. После этого приступают к обвязке фонтанной арматуры манифольдом. На переходном присоединительном фланце 20 устанавливают стволовую рабочую задвижку и буфер с манометром, на боковом отводе 4, связанном с трубным каналом скважины, размещают последовательно две задвижки (рабочую и резервную), а на боковом отводе 5, связанном с затрубным пространством скважины, одну задвижку. После окончательной обвязки фонтанной арматуры манифольдом трубная головка готова к работе. Предложенная трубная головка не нуждается в традиционной фонтанной елке и способна самостоятельно выполнять роль фонтанной арматуры в целом. За счет возможности поворота шарового запорного органа 10 и установки его в одном из четырех фиксированных положений значительно расширяются технологические возможности трубной головки. При этом обеспечивается возможность эксплуатации скважины через боковую и стволовую рабочие задвижки; возможность замены боковой и стволовой рабочих задвижек под избыточным давлением на устье скважины без ее предварительной задавки; возможность монтажа на ней противовыбросового оборудования (превенторов) для проведения спускоподъема лифтовой колонны под избыточным давлением на устье скважины без ее предварительной задавки и т.д.Формула изобретения
1. Трубная головка, включающая цилиндрчиеский корпус с присоединительными фланцами, со ступенчатым осевым и радиальными каналами, а также с боковыми отводами, размещенными ниже последних, установленный в осевом канале корпуса трубодержатель для подвески лифтовой колонны, размещенный в трубодержателе шаровой запорный орган со сквозным осевым каналом и седла, узел управления шаровым запорным органом в виде поворотного вала, ось которого перпендикулярна к оси его сквозного осевого канала, и герметизирующей крышки, втулку с двумя радиальными каналами, один из которых служит для размещения поворотного вала, и узел крепления трубодержателя в корпусе в виде стопорных болтов, установленных в радиальных каналах корпуса и имеющих возможность взаимодействия с трубодержателем, отличающаяся тем, что она снабжена установленными в нижней части корпуса фиксирующими элементами в виде пальцев, боковые отводы корпуса размещены на разных уровнях по его высоте, а втулка - концентрично снаружи трубодержателя, при этом шаровой запорный орган выполнен с глухим осевым каналом, перпендикулярным сквозному осевому каналу в нем и оси поворотного вала, трубодержатель - с наружным кольцевым выступом, с осевым пазом и фигурными проточками на своей наружной поверхности и двумя радиальными каналами, один из которых служит для размещения поворотного вала, корпус - с радиальным каналом для размещения поворотного вала, причем трубодержатель и втулка установлены в корпусе так, что их радиальные каналы для размещения поворотного вала соосны, а ось верхнего бокового отвода корпуса совпадает с осями других радиальных каналов втулки и трубодержателя, при этом они расположены в одной плоскости с осями сквозного и глухого каналов шарового запорного органа, а нижний боковой отвод корпуса совпадает с осевым пазом трубодержателя, причем пальцы установлены с возможностью взаимодействия с его фигурными проточками, при этом втулка размещена так, что своим нижним торцом она взаимодействует со ступенчатым осевым каналом корпуса, а верхним - с наружным кольцевым выступом трубодержателя. 2. Головка по п.1, отличающаяся тем, что на наружной боковой поверхности корпуса выполнены грани, плоскости которых перпендикулярны к осям его боковых отводов и радиального канала для размещения поворотного вала. 3. Головка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она снабжена верхней крышкой в виде переходного присоединительного фланца со ступенчатым осевым каналом для размещения в нем верхней части трубодержателя.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение
Извещение опубликовано: 20.10.2004 БИ: 29/2004
www.findpatent.ru