Рекомендуемые материалы для изготовления арматуры при различных рабочих давлениях

 

Pраб, МПа	Марка стали для прокладок	Марка стали для арматуры
До 14	08КП	45, 40Л
21...50	Сталь 20	40ХЛ, 40Х
50...70	Сталь 30	40ХНЛ
70... 100	Сталь 45	40ХНЛ, Х17Н13М2Г

 

На месторождениях Западной Сибири применяется фон­танная арма­ту­ра как отечественного, так и импортного про­изводства.

 

ОТЕЧЕСТВЕННОЕ НАЗЕМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ УСТЬЯ ФОНТАНИРУЮЩИХ СКВАЖИН

 

Арматура с крановыми запорными устройствами. Фонтанная арматура с кра­нами (крестовая схема) предназначена для герме­тизации устья фон­та­ни­рую­щих нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин, а также скважин, эксп­луатируемых при по­мощи электропогружных насосов. Арматуру комп­лек­туют по трем типовым схемам, из них две тройниковые и одна крестовая.

Кроме того, предусмотрена арматура, допускающая спуск в скважину элект­роцентробежного насоса. В стволовой катушке этой арматуры уста­нов­ле­на сальниковая камера, через которую пропускается кабель элект­ро­пог­руж­но­го насоса, уплотняемый сальниковой набивкой.

На боковых струнах фонтанной елки установлены штуцера в виде диска со смен­ной втулкой. Боковые струны арматуры окан­чиваются свободными флан­ца­ми, которые приваривают к при­соединительным патрубкам манифольда.

С фонтанной арматурой поставляется колонный фланец, ус­танав­ли­вае­мый на эксплуатационную колонну размером от 114 (4½") до 168 мм (6⁵/₈"). Пе­­ред установкой колонного фланца необходимо расточить отверстие и на­ре­зать в нем резьбу соответствующего размера.

Запорное устройство арматуры — пробковый кран КФПЛ-65 — 14 диа­мет­ром проходного отверстия 65 мм. Применение кра­нов одного типоразмера облег­чает обслуживание арматуры и ре­монтные работы. Наличие в кране проб­ки с уменьшающимся кверху диаметром дает возможность винтом, рас­по­ложенным в крышке, регулировать зазор между пробкой и корпусом [16].

Уплотнительная смазка герметизирует затвор крана и резьбу шпинделя. Смаз­ка, закладываемая в канал шпинделя (при вы­вернутом нажимном болте), при ввертывании нажимного болта продавливается через обратный клапан в верх­нюю полость кор­пуса, попадает в четыре вертикальные канавки пробки и да­лее в нижний кольцевой канал.

Смазочные канавки выполнены так, что две противополож­ные канавки на проб­ке, соприкасающиеся с потоком среды при открывании и закрывании кра­на, сообщаются с общей систе­мой смазки только при полностью открытом или пол­ностью зак­рытом кране. Во всех других положениях пробки эти канавки не сое­диняются с общей системой смазки, что предотвращает вы­мывание смазки из полости корпуса.

Кран оснащен специальным устройством для отжатия проб­ки при ее зак­ли­нивании в корпусе.

Арматура с прямоточными задвижками, уплотняемыми смазкой.

Фонтанная арматура с прямоточными задвижками предназначе­на для гер­ме­тизации устья фонтанирующих нефтяных, газовых и газоконденсатных сква­жин.

Арматуру собирают по тройниковой и крестовой схемам.

В арматуре на Р_р = 21 и 35 МПа подъемные трубы (один или два ряда) под­вешены на резьбе стволовой катушки (или на трой­нике). По требованию за­каз­чика они могут быть подвешены на муфтовой подвеске.

В арматуре на Р_р = 70 МПа, D_y = 50 мм трубы подвешены на резьбе, а на D_y = 65 мм и 65/50 мм того же давления — на муфтовой подвеске.

Регулирование режима эксплуатации скважин осуществляют быст­рос­мен­ны­ми штуцерами.

В арматуре предусмотрена возможность замера температуры, дав­ления и по­дачи ингибиторов в затрубное пространство и ствол елки.

Запорными устройствами арматуры являются прямоточные задвижки с уплот­нением «металл по металлу», с принудитель­ной или автоматической смаз­кой. Герметичность затвора в зад­вижках при низких давлениях обес­пе­чи­вает­ся удельным давле­нием на уплотняющих поверхностях, создаваемым пру­жи­нами. При более высоких давлениях создается эффект самоуплотне­ния зат­во­ра.

В задвижке предусмотрена возможность временного восста­новления гер­ме­­тичности затвора путем нагнетания уплотнительной смазки в затвор со сто­ро­­ны выходного седла (для задвижек с принудительной смазкой) и входного сед­­ла (для задвижек с автоматической смазкой). Регулирование соосности про­ход­ных отверстий шибера и корпуса достигается при помощи регулиро­вочного вин­та.

Технические характеристики арматуры представлены в табл. 3.1.2 [18].

Таблица 3.1.2

Технические характеристики арматуры

Условное обозначение арматуры	Давление, МПа	Диаметр услов­ного прохода ствола и бо­ко­вых отводов, мм	Габариты, мм	Масса, кг
рабочее	пробное
АФЗК-65х21				2035x695x2560
АФЗКа-65х21				2035x695x3040
1АФК-100ПСх21				3560x1210x2540
АФЗК-65х35				2035x820x2560
АФЗКа-65х35				2035x820x3040
2АФТ-65ПСх35				2560x630x3185
4АФК-50х70				2730x785x3065
АФК-65-70				2560x1070x3050
АФЗК-65/50-70			65/50	2775x1070x3150

 

Для облегчения управления задвижками опоры шпинделя расположены в упор­ных шарикоподшипниках. Задвижки на Р_р = 21, 35, 70 МПа с условным диа­метром D_y = 100 мм изготов­лены с выдвижным уравновешенным шпин­де­лем (для задвижек с принудительной смазкой и задвижек с автоматической смаз­­кой). Задвижка с автоматической смазкой состоит из сварно-литого кор­пу­са, в котором имеются две направляющие щеки с емкостями для уплот­ни­тель­ной смазки и системой каналов для прохода смазки к уплотнительным поверх­нос­тям. Между направ­ляющими щеками установлены две плашки, собранные с шес­тью цилиндрическими пружинами и предохранительной фто­ропластовой втул­кой.

Повышение герметичности затвора задвижки достигается при­менением уплот­нительной смазки, которая в момент возникно­вения утечек подается к по­вер­хности затвора автоматически, под действием давления среды в корпусе зад­вижки. Через два обратных клапана в корпусе задвижки емкости в щеках за­пол­няются смазкой. При закрытой задвижке давление среды в корпусе че­рез пор­шень действует на смазку, которая заполняет кольцевую и цилиндрические ка­навки на щеке.

При открывании задвижки смазка частично вымывается из кольцевой ка­нав­ки, и тогда при закрывании, как только кольце­вая канавка совместится со свер­лением в щеке, давление среды, действующее на поршень, заставит смазку пе­реместиться и вновь заполнить канавки.

Чтобы устранить пропуск среды через сальниковый узел, в него наг­не­тает­ся уплотнительная смазка. Для предотвращения скопления во внутренней по­лос­ти грязи и рабочей среды в зад­вижках предусмотрен обратный клапан, рас­по­ложенный в кор­пусе и предназначенный для заполнения его смазкой ЛЗ-162.

ФОНТАННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЗАРУБЕЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

 

Фонтанное оборудование для добычи нефти и газа за рубе­жом в основном произ­водится в США, Канаде, Франции, ФРГ и Великобритании (до 60...70% все­го изготовляемого оборудова­ния в Европе). Машиностроительные фирмы Ка­нады, Франции, Великобритании, ФРГ и Италии выпускают устьевое обо­ру­до­­вание по американским лицензиям, за исключением некоторых фирм ФРГ и Фран­ции. Вследствие этого европейские фирмы находятся в зависимости от пос­тавок техники из США и часто даже получают материал для изготовления фон­танной армату­ры. Согласно договорным контрактам и действующим ли­цен­зи­ям, изготовление фонтанной арматуры ведется по технологичес­ким тре­бо­ваниям, составленным Американским нефтяным ин­ститутом (API). Бурение сверхг­лубоких скважин на нефть и газ с высоким пластовым давлением пот­ре­бо­вало создания высоко­прочной и антикоррозионной фонтанной арматуры. Сос­тав и количество элементов ФА часто определяется заказчиком, вклю­чая ти­пы колонных головок и стволовых задвижек.

В Американском нефтяном институте на основании опыта добычи нефти и га­за в различных регионах мира составлены практические рекомендации по вы­бо­ру и эксплуатации фонтан­ной арматуры в зависимости от пластового дав­ле­ния и агрессивности скважины. Составлены схемы и классификация оборудо­ва­ния по рабочему давлению, определен материал элементов, приведены дан­ные о пробном давлении и методах гидравличес­ких испытаний.