Файл: Наземное скважинное оборудование.docx

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

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).

Размеру проходного сечения ствола (50-150 мм). Конструкция с диаметром ствола от 100 до 150 мм, рассчитана на высокодебитные нефтяные и газовые скважины. [5].

Устройство фонтанного оборудования

В состав арматуры включены узлы:

Колонная головка

Ее основная функция – подвеска обсадных колонн, создание герметичного межтрубного пространства. Она нужна также для того, чтобы измерять и контролировать уровень давления внутри труб.

Трубная головка

Главная задача — подвеска и обеспечение герметичности лифтовых колонн. Это имеет особое значение, когда колонны опускаются параллельным или концентрическим способом.

Помимо этого трубная головка нужна для осуществления технологических операций, которые необходимы по ходу эксплуатационных и ремонтных работ.

Подвешиваются колонны резьбовым способом. Однорядная лифтовая система держится на резьбе катушки. Двухрядная предполагает применение двух видов резьбы: для внутренней колонны – это резьба катушки, для наружной – резьба крестовины трубной головки.

В этом компоненте конструкции имеются боковые задвижки, которые могут при необходимости быть заменены

Фонтанная елка

В узел монтируются разнообразные штуцеры, устройства, выполняющие запорные и регулировочные функции, фитинги – соединительные части трубопровода: тройники, катушки. Они включают редукционные вентили, клапаны, затворы, задвижки и пр. Запорные устройства – это пробковые краны, задвижки, способные обеспечить подачу смазки, перекрытие проходных отверстий.
Работа елки осуществляется по следующим направлениям:

• 
  Направлять получаемую нефтяную, газовую, конденсатную продукцию в специальную выкидную линию – промысловый трубопровод, идущий от скважины до замерной установки.
  
• 
  Закрывать скважину, когда возникает такая необходимость.
  
• 
  Быть основой, на которой монтируются специальные узлы и устройства, выполняющие определенные функции.
  
• 
  Замерять давление и уровень температур.
  
• 
  Опускать приспособления для прочистки труб.
  
• 
  Изменять технологические режимы работы скважины.
  

---

Конструктивно разновидности фонтанной елки различаются по наличию крестовины или тройника. Двухъярусные конструкции предусматривают наличие двух тройников.
Для крестового варианта предусматривается два отвода — рабочий и запасной боковой. Для тройникового — две выкидные линии – рабочая и запасная. Выкидные линии ведут к замерным установкам. На них монтируются штуцеры, или дроссели для коррекции поступления рабочей среды. Дроссели бывают двух типов: регулируемые и нерегулируемые.
Тройниковый вариант арматуры используется преимущественно для скважин с низким и средним уровнем давления.

Для того, чтобы иметь возможность ограничения дебита скважины, регулирования энергии пласта, в конструкцию фонтанной елки может устанавливаться специальный штуцер, у которого есть калиброванное отверстие. Он обеспечивает прохождение строго отмеренного количества нефти, которое будет идти из скважины в соответствии с заданным режимом работы. Такой штуцер относится к категории быстросъемных сменных устройств.

Манифольд

Представляет собой вентильный блок, состоящий из ряда трубопроводов, крепящихся на одном основании, объединенных общей схемой. На нем присутствует запорная арматура, буровые рукава S-R, компенсаторы КРК (вибровставки), предназначенные для гашения вибрационных воздействий, другие элементы.
Этот узел соединяет блок оборудования с трубопроводом, применяется для перераспределения или смешения потока газа и нефти между несколькими входами и несколькими выходами. К нему подключают измерительную аппаратуру в виде дифференциальных манометров, иных приборов. Служит как противовыбросовое оборудование на месторождениях.

В рамках фонтанной арматуры манифольд позволяет:

• 
  загружать в скважину ингибитор, химическое вещество, предупреждающее наслоение твердых компонентов нефти на технологическом оборудовании;
  
• 
  осуществлять продувку трубного и межтрубного пространства;
  
• 
  проводить контрольные замеры, исследование газообразных фракций;
  
• 
  безопасно сжигать лишние газы, конденсат в режиме факела;
  
• 
  подключать насосы;
  
• 
  выполнять другие функции.
  

Соединения внутри конструкций обеспечиваются с помощью фланцевых или хомутовых вариантов. [6].

Штуцер. Превентор. Определение, назначение, принцип действия, где устанавливаются.

---

Штуцеры являются элементом фонтанной елки и предназначены для регулирования режима работы фонтанной скважины и ее дебита. Штуцеры устанавливаются на обеих выкидных линиях арматуры и подразделяются на нерегулируемые и регулируемые. Более просты и надежны нерегулируемые штуцеры.

Они незаменимы в случаях, когда из скважины поступает песок или другой абразивный материал. Существует много конструкций нерегулируемых штуцеров, которые часто выполняются в виде коротких конических втулок из легированной стали или из металлокерамического материала с центральным каналом заданного диаметра. По мере износа штуцера установленный режим работы скважины нарушается и штуцер необходимо менять. Для этого работу скважины переводят временно на запасной отвод, на котором установлен штуцер заданного диаметра, и одновременно меняют изношенный штуцер в основном рабочем отводе. В связи с этим предложено много конструкций так называемых быстросменных штуцеров.

Простейший штуцер выполняется в виде диафрагмы с отверстием заданного диаметра, зажимаемой между двумя фланцами выкидной линии. Применяются регулируемые штуцеры, в которых проходное сечение плавно изменяют перемещением конусного штока в седле из твердого материала. Перемещение осуществляется вращением маховика, на штоке которого имеется указатель, показывающий эквивалентный диаметр проходного кольцевого сечения регулируемого штуцера.

Такие штуцеры сложнее, дороже, имеют сальниковые уплотнения и применяются обычно в скважинах, не продуцирующих песок. В любом штуцере происходит поглощение энергии газожидкостной струи и снижение давления от давления на буфере до давления в отводящей линии системы нефтесбора. Если разность давлений велика, применяют несколько последовательно соединенных штуцеров, в каждом из которых частично снижается давление.

Штуцер быстросменный для фонтанной арматуры высокого давления (ЩБА-50-700):

1 - корпус, 2 - тарельчатая пружина, 3 - боковое седло, 4 - обойма, 5 - крышка, 6 - нажимная гайка,7 - прокладка, 8 - гайка боковая. 9 - штуцерная металлокерамическая втулка




Фонтанная крестовая арматура (4АФК-50-700) высокого давления (70 МПа)для однорядного подъемника:

1 - вентиль, 2 - задвижка, 3 - крестовина, 4 - катушка для подвески НКТ,5 - штуцер, 6 - крестовины ёлки, 7 - буфер, 8 - патрубок для подвески НКТ, 9 – катушка.

---

Привентор находиться в устье скважины, в подвышечном основании буровой вышки. Чаще всего этот компонент не виден из-за нагромождений буровой вышки, но пожалуй это один из самых важных компонентов на буровой вышке, т. к. именно он не только сохранит буровую вышку от пожара, но и жизни людей, находящихся на вышке.

При бурении используют буровой раствор, в задачу которого входит остужение буровой коронки, т. к. при проходке она нагревается от трения, поднятие кусочков отколотой породы наверх, истабилизации давление в скважине. Чем глубже скважина, тем больше давления создается в ней, буровой раствор должен быть правильной консистенции, чуть более тяжелый чм жидкости в породах грунта, для для подавления давления , но не слишком тяжелый, для сохранения целостности пластов. В процессе бурения раствор может меняться, в зависимости от прохождения различных пород и участков с разным давлением.

Если же буровая колонна попадает в пласт с газом, или карман с водой под высоким давлением, то вода, газ или другие жидкости под давлением по скважине устремляются вверх, и происходит взрыв скважины. В такой ситуации только правильно подобранныйпревентор может сохранить вышку от пожара и разрушения.

Превенторы делятся на три основных класса:
- Плашечные - могут быть как глухими (для полного перекрытия устья скважины), так и проходными (имеющими вырез для обхвата буровой трубы).
- Универсальные или кольцевые превенторы - служат для перекрытия устья скважины с любым элементом буровой колонны в ней (замком, буровой трубой, ведущей трубой)
- Вращающиеся - уплотняют устье скважины с вращающейся в ней буровой колонной.

Плашечныепревенторы не могут перекрывать устье скважины, если колонна вращается.

Глухие превенторы делятся на два типа: глухие - предназначенные для закрытия скважины при отсутствии бурильных труб, и срезающие – способные перерезать буровую колонну при закрытии плашек. Применение срезающих превенторов – это самый последний шаг по спасению вышки и стабилизации давления, т. к. при срезании, если происходит выемка колонны, отрезанные трубы упадут вниз, после чего их придется доставать, на что могут уйти недели.

Вращающиеся превенторы применяютсянамного реже, и служат буфером между устьем скважины и буровой трубой. Они применяются в случаях, когда давление в скважине будет заведомо постоянно высоким. Такие превенторы позволяют выполнить буровые операции в нормальном ритме, опускать или поднимать буровую колонну, бурить с промывкой, работать с пластами в процессе газопроявлений. По сути, делает это глубоко усовершенствованный кольцевой превентор.

---

Кроме того, превенторыиспользуемые при бурении на суше и морском бурении отличаются дизайном. Морские плашечныепревенторы имеют дополнительную линию гидравлического управления – фиксирующую плашки, помимо линии для их перемещения. Морские превенторы также значительно больше по размерам, и могут достигать высоты до десяти метров. Кроме того, при низких температурах, как на суше, так и в морских условиях, превенторы могут отапливаться паром.

Каскад превентора подбирается индивидуально для бурения каждой скважины, и может включать в себя нагромождение из кольцевого превентора и трех - четырех плашечныхпревенторов. Некоторые вышки могут работать и без превентора, имея только кольцевой. Но в случае попадания в газовый клапан, он может и не спасти вышку от пожара. Также превентор имеет систему погашения давления в скважине.



Комбинирванный сдвоенный превентор:

1-крышка, 2-цилиндр,3- главный поршень, 4-вспомогательный поршень, 5-кольцо-защелка,6-шток, 7-корпус, 8-отверствия для присоединения превентора к манифольду, 9-манжета, 10-плашки, 11-прокладка.




Плашечный превентор:

1- плашки с гидроцилиндрами, 2-корпус, 3-коллектор, 4-болты, 5-крышки с гидроцилиндрами, 6-поршень, 7-шток, 8- гидравлический цилиндр, 9-копус, 10- резиновое уплотнение, 11-сменные вкладыши.



Универсальный гидравлический превентор:

1-колцевой уплотнитель, 2-крышка, 3-корус, 4-распорное кольцо, 5-плунжер, А и Б- гидравлические камеры.



Вращающийся превентор:

1-корпус, 2-уплотнитель, 3-монжетные уплотнения, 4-ствол, 5-радиальные подшипники, 6-упорный подшипник, 7-патрон, 8-штуцер, 9-защелка. [1]

Манифольд.

Манифольд - один из ключевых элементов буровых установок и входит в конструкцию нефтегазовой арматуры. Он состоит из нескольких трубопроводов, которые чаще всего расположены на едином основании, имеют необходимую запорную арматуру и соединены по особой схеме с расчетом на высокое давление. Манифольд имеет определенные конструктивные особенности и требования к изготовлению

---