Технические характеристики фонтанной арматуры на 35 мпа

 

Тип....................................................................................... крестовая

Испытательное давление, МПа.......................................... 70

Рабочая температура, °С.................................................... от -45 до +45

Материал деталей............................................................... сталь Уранус 50

Диаметр, мм:

центрального прохода ствола елки................................. 63

проходного сечения боковых отводов елки................... 50,8

Подвеска насосно-компрессорных труб............................ конус с резьбой

для труб диа­мет­ром 73 мм

Рабочее давление в колонной головке, МПа..................... 21

Уплотнение межколонных пространств труб диаметром

324x219x139,7, мм.............................................................. пакер

Подвеска труб диаметром 219 и 140 мм........................... клиновая

Резьба на колонной головке.............................................. соответствует

ГОСТ 632-80

Привод задвижек................................................................ ручной

Габариты, мм...................................................................... 3600x2355x755

Масса, кг............................................................................. 2700

 

Фонтанная арматура состоит из колонной головки с фланца­ми, крестовика, верх­него переводника, специального фланца и катушки для подвески насосно-комп­рессорных труб. Фирма из­готовляет арматуру для различных условий эксп­луатации.

Комплект фонтанной арматуры фирмы Luceat состоит из ко­лонной го­лов­ки и фонтанной арматуры для обвязки обсадных труб диаметром 299x219x139,7x73 мм для газовых скважин, со­держащих H₂S и СО₂. Конст­рук­ция выполнена из стали Маустинокс С-Помпей. Колонная головка С-22 выпол­не­на с резьбой 299 мм. Верхний фланец головки диаметром 305 мм испыты­вает­ся на рабочее давление 14 МПа. В головке имеются два отвер­стия с внут­рен­­ней резьбой 2". Плашки предназначены для зах­вата обсадных труб диамет­ром 299x219 мм. Кольцевая проклад­ка R-57 диаметром 12" выполнена из нер­жа­веющей стали и ис­пытана на давление 14 МПа. Вентили игольчатого типа диа­мет­ром 12,5 мм.

Первая промежуточная колонна в колонной головке фирмы Luceat под­ве­ши­вается на резьбе. Вторая промежуточная и эксп­луатационная колонны са­жают­ся на клиновую подвеску.

Колонная головка фирмы Luceat на давление 35 МПа отли­чается от ко­лон­ной головки на давление 14 МПа усиленным корпусом.

Важное условие поставки колонных головок — предохранение рабочих по­верх­ностей фланцев и резьбы от повреждения и засо­рения. Головка в комп­лек­те с насосно-компрессорными трубами до монтажа на устье скважины про­ве­ряется на герметичность.

Колонная головка для обвязки труб диаметром 324x219x140 мм постав­ляет­ся на рабочее давление 21 МПа. Подвеска труб — клиновая, а уплотнение меж­колонных пространств — пакерное. Резьба на нижней секции колонной го­лов­ки 324 мм.

Колонная головка фирмы Breda (Италия) также разработана по принципу кли­новой подвески обсадных труб.

Оборудование фирм Luceat, Mс Evoy обладает достаточной механической проч­ностью и мало подвержено растрескиванию в условиях контакта с влаж­ным сероводородом.

Фирма FMC изготовляет фонтанную аппаратуру Juniched (не­разъемного ти­па) для использования в среде H₂S.

В фонтанной арматуре фирмы Sereg Schlumberger предусмот­рены цент­раль­ная стволовая (резервная) задвижка с ручным уп­равлением и задвижка с дис­танционным управлением. Кресто­вик без фланцев, отводы от крестовика — с двумя задвижками (резервной и рабочей) и регулируемыми штуцерами. Уста­нав­ли­вается одна буферная задвижка на рабочее давление 70 МПа. Буферная ка­тушка заканчивается вентилем и манометром.

Соединение фланцев колонной головки, задвижек и штуце­ров произ­во­дит­ся двусторонней шпилькой, а присоединение фланцев резервных задвижек к кор­пу­су крестовика — на болтах, так же как к корпусу малого крестовика.

В фонтанной арматуре на рабочее давление 70 МПа все дета­ли и узлы до ма­лого крестовика колонной головки рассчитаны на рабочее давление 35 МПа, вы­ше крестовика — на 70 МПа. Для данной фонтанной арматуры предус­мат­ри­вает­ся колон­ная головка для обвязки обсадных труб диаметром 324x244,5x177,8x88,9 мм.

Другой модификацией арматуры фирмы Sereg Schlumberger является арма­ту­ра на давление 70 МПа с измененной конструк­цией верхнего крестовика. Под­веска НКТ производится не на клиньях, а на резьбе через специальный пе­ре­водник. В кресто­вике отводы с правой стороны с двумя задвижками, а с ле­вой — с одной.

Для более глубоких скважин колонная головка рассчитана для обвязки обсад­ных труб диаметром 508x339,7x244,5x177,8x88,9 мм. Часто трубы под­ве­ши­ваются на клиньях с уплотнительными па­кетами межколонного прост­ранст­ва.

Фирма поставляет крестовики колонных головок с одним отводом и вен­ти­лем, верхний крестовик — с двумя отводами и двумя задвижками на каждом. Под­веска обсадных труб в колон­ной головке состоит из ползунов, скользящей во­ронки и плава­ющего уплотнительного кольца. Ползун и скользящая воронка охва­тывают обсадную трубу. Уплотнительное кольцо перемеща­ется сколь­же­нием по обсадной трубе, входит в головку, создавая надежное уплотнение.

Подвеска обсадных труб включает уплотнительное устройство, сколь­зя­щую воронку и ползун в сборе. Уплотнительное устрой­ство автоматически гер­ме­тизирует кольцо по обсадной трубе ниже ползунов в случае приложения наг­руз­ки. Простота конструкции и небольшое количество деталей делает подвеску удоб­ной для ремонта. Типы уплотнителей различные.

Французские фирмы рекомендуют для газоконденсатных ме­сторождений тру­бы из легированной стали. Такие обсадные трубы широко применяются в глу­боких скважинах.

Фонтанная арматура фирмы Sereg Schlumberger включает ниж­нюю ка­туш­ку, на которой размещается собственно фонтанная арматура. Основные узлы арма­туры: нижняя задвижка, устанав­ливаемая на катушку, крестовик, две ство­ло­вые задвижки, затем дроссельные задвижки, отводы, а на крестовике через ка­тушку — лубрикатор. Управление фонтанной арматурой пневматическое.

Компрессором воздух закачивается в воздухосборник, затем через зад­виж­ку в воздухоочистители и регулируемый клапан. По трубопроводу воздух пос­ту­­пает в пневматические задвижки, ко­торые дублируются задвижками с руч­ным управлением. Перед пневматическими задвижками находятся разрядники.

На трубопроводе устанавливается манометр для измерения рабочего дав­ле­ния в отводах.

Штуцерная батарея устанавливается на салазки. Рабочий агент через вход­ной фланец поступает в тройник, затем через задвижки, регулируемый и фон­тан­ный штуцера, угольники, про­межуточные патрубки, задвижки, выходной трой­ник и выход­ной фланец идет к потребителю. Отдельно на санях устанавли­вает­ся инструментальный ящик для обслуживания штуцерной батареи.

Фирма Sereg Schlumberger изготовляет фонтанную арматуру из материала API 2 Service для использования в агрессивной се­роводородной среде, согласно API Spec 6A «Оборудование устья скважин. Категория работ H₂S». По стандар­ту MOMRO 175 но­минальное давление 14, 21 и 70 МПа.

Фонтанная арматура на давление 35 МПа фирмы FMC/OCT и на 70 МПа фир­мы Sereg Schlumberger широко экспортируется. Колонные головки постав­ляе­мые вместе с фонтанной армату­рой в антикоррозионном исполнении, неред­ко изготовляют из малоуглеродистой стали для работы в среде H2S.

Фирма Hibner Varnag (ФРГ) поставляет фонтанную арматуру из стали AISi 316T по нормали 1.4571. Эта сталь соответствует стали Х17Н13М2Г. При со­дер­жании сероводорода более 6% в скважинной среде сталь AISi 316T не при­ме­няется.

Исследования, на сероводородное растрескивание стали Уранус 50, про­во­ди­ла фирма Cameron. Они показали, что разруша­ющее напряжение составляет 100% от предела текучести.

Оборудование устья скважины фирмы Me Evoy использует­ся для обвязки ко­лонны диаметром 324x244,5x177,8 и 114 мм. Фонтанная арматура включает ко­лонную головку, трубную го­ловку и фонтанную елку, состоящую из четырех сек­ций: ниж­ней обсадной головки, промежуточной обсадной головки, насосно-комп­рессорной трубной головки и фонтанного обору­дования. Оборудование вы­полнено из легированной и нержа­веющей сталей, а некоторые детали — из кад­мированной стали.

На боковых отводах установлены три клинкерные задвижки с проходным отверс­тием диаметром 50,8 мм и с фланцами на обоих концах.

После центральной задвижки условным проходом 103,6 мм пре­дусмотре­ны другая задвижка, V-образная фонтанная армату­ра с центральным отводом и ка­тушкой с манометром. Головки для подвески труб типов S, S-V, S-W и SA-2 и корпус угловых штуцеров выполнены из легированной стали, кольцевые уплот­­нения овальной формы — из кадмированной стали.

На двух боковых отводах установлены угловые штуцера, кор­пусы которых изго­товлены из нержавеющей стали.

Фонтанное оборудование фирмы Mc Evoy имеет следующие недостатки: не все клинкетные задвижки взаимозаменяемы; на правом отводе от крестови­ны установлена одна задвижка; зад­вижки предусмотрены с фланцевым и резь­бо­вым соединениями с обеих сторон.

Фонтанное оборудование фирмы Mc Evoy поставляется на давление 21, 35 и 70 МПа. Это оборудование широко использу­ется на газоконденсатных место­рож­дениях при содержании в скважинной среде H₂S. Нормативное количество се­ро­водорода при эксплуатации арматуры фирмой не регламентировано.

Применение коррозионно-стойких материалов улучшает эк­сплуа­та­цион­ные характеристики скважин и обеспечивает их ра­боту без ремонта длительное вре­мя.

Детали фонтанной арматуры классифицируются по номерам. Так, напри­мер, обсадная головка А-103899, типа S-V; подвеска для обсадной трубы А-53515 типа S-V, клинкерная задвижка А-104142 фирмы Mc Evoy; насосно-комп­рессорная головка А-103-304 типа S-W.

Фирма Cameron разработала устьевое оборудование скважи­ны для мон­та­жа на платформе. Секции соединяются между со­бой при помощи хомутов. Это обо­ру­дование рекомендовано для проводки морских скважин. Оно предс­тав­ляет собой массивную головку с двумя стволовыми задвижками и одной бо­ко­вой зад­вижкой, снабженной электроприводом (пневмоприводом). Ре­зервная ство­ловая задвижка монтируется без маховика на время эксплуатации сква­жи­ны. Задвижки на 70 и 105 МПа с электро­приводом (пневмоприводом) комплек­туют­ся предохранительным клапаном и тарируются на определенное давление. Зад­виж­ка на рабочей струне выполнена с электроприводом (или гидроприво­дом), для замера дебита используется счетчик. Для высокого дав­ления вы­пус­кает­ся фонтанная арматура с тремя задвижками, устанавливаемыми выше крестовины трубной головки. Верхняя задвижка снабжена электроприводом. Как правило, фонтанная елка изготовляется из кованого тройника с тремя отво­да­ми: V-образные отводы комплектуются двумя задвижками, из кото­рых одна с элект­роприводом. Внутренние детали арматуры из­готовлены из нержавеющей ста­ли.

Манифольды описанной фонтанной арматуры на рабочее давление до 21 МПа состоят из трех задвижек, одного тройника, манометра и прибора для за­ме­ра расхода. Струны не имеют стро­гого направления. Они монтируются на резь­бе или сварке без колен и фланцев.

На месторождениях с аномально высоким пластовым давле­нием не уста­нав­ливается фонтанная арматура с хомутовым со­единением из-за опасности утеч­ки газа, промыва соединения и выброса. Если пропуск газа в арматуре проис­ходит выше ство­ловой задвижки, то его ликвидация не представляет осо­бо­го труда, так как эта задвижка управляется дистанционно.

Верхняя часть каждой фонтанной арматуры комплектуется подбуферным кра­ном и буферной катушкой со штуцером, вен­тилем, тройником и ма­номет­ром. В отличие от отечественной компоновки основные струны не всегда объе­ди­няют в одну ли­нию при помощи рабочей обвязки. Тем не менее, рабочая об­вяз­ка на скважинах отличается разнообразием.

В крестовике елки и ответном фланце бокового отвода труб­ной головки имеют­ся проходы для подачи ингибиторов корро­зии соответственно в ствол елки и в затрубное пространство. На катушках боковых отводов елки не всегда пре­дусмотрены карманы для термометра замера температуры скважинного флюи­да.

В необходимых случаях при помощи дистанционно управ­ляемой задвижки пе­рек­рывается поток из скважины. С помощью задвижки с ручным управ­ле­нием на боковой струне можно вре­менно перекрыть одну из струн для замены отдель­ных деталей — втулки, клапана, катушки и др.

Для регулирования режима работы скважины предусмотрены два угловых ре­гулируемых штуцера.

В основном фонтанная арматура, выпускаемая за рубежом, включает труб­ную головку, крестовик, задвижку с ручным уп­равлением, стволовую задвижку с дистанционным управлением, боковой буфер и ответный фланец. Подвеска лиф­товых труб диаметром от 44,5 до 114 мм осуществляется с помощью пере­вод­ника, ввинченного в катушку. Трубная головка служит для проведения тех­но­логических операций и ремонтных работ. За рубежом редко устанавливают фон­танную арматуру с четырьмя струнами (выкидами) и тройниками, за иск­лю­чением газоконденсатных скважин, содержащих H₂S и СО₂

При освоении скважины с промывкой жидкостью, газом и сжатым воз­ду­хом на нагнетательной линии насоса устанавлива­ются манометр, обратный кла­пан, задвижка.

Снижать затрубное давление газа разрешается только при помощи шту­це­ра на отводе через вторую от крестовика задвиж­ку и при постоянно открытой пер­вой задвижке.

Смена штуцера и штуцерных камер производится после пе­ревода струи на вто­рой выкид и закрытия резервной задвижки на рабочем выкиде. Давление на стру­не за штуцером снижается до атмосферного при помощи крана, уста­но­влен­ного на линии.

При вскрытии газовых залежей с высоким пластовым давле­нием уста­нав­ли­вается фонтанная арматура с шестигранным уси­ленным корпусом.

Арматура устанавливается на колонную головку и через пере­водную ка­туш­ку подсоединяются три стволовые задвижки (две из них управляются дис­тан­ционно, а третья — вручную), затем мон­тируется крестовик с двумя задвиж­ка­ми дистанционного и руч­ного управления. На верхнем отводе крестовика елки находится задвижка ручного управления, фланец с заглушкой и манометр.

Газовый поток направляется по одной струне через регулиру­емый штуцер. При ремонтных работах эта струна перекрывает­ся, а поток направляется по вто­рой струне на газоотделитель. Если нефтяной газ содержит сероводород, то в задвижках пре­дусмотрена возможность подачи ингибитора коррозии.

Струны крупногабаритной фонтанной арматуры устанавли­вают на метал­ли­ческих подставках и укрепляют растяжками по две на каждую струну.

Некоторые виды фонтанной арматуры имеют прямоугольную крестовину с отво­дами, по две задвижки на каждом отводе и регулируемые штуцера — на кон­цах. Стволовая часть фонтан­ной арматуры состоит из двух задвижек с руч­ным управлением и задвижки с дистанционным управлением.

В США разработана фонтанная арматура на давление около 200 МПа для обвяз­ки газовой скважины с высоким давлением. На отводах арматуры уста­нов­лены задвижки фирмы W-K-M.

За регулируемыми дросселями устанавливают задвижки на одну ступень ни­же по рабочему давлению (по классификации API). Для уменьшения тру­доем­кости монтажа и габаритных раз­меров фирма Sereg Schlumberger изго­тов­ляет блоки задвижек с тройниками, задвижками, крестовинами и регу­лируе­мы­ми дрос­селями.