Устьевая арматура: разновидности и устройство

Использование устройств

Устьевая арматура используется не только для работы с нефтепроводом. Ее можно также успешно использовать, чтобы проводить исследования глубинного назначения, к примеру. Еще один вариант ее использования — это регулировка отбора жидкости. Все эти примеры достаточно наглядно показывают, что использование устьевой арматуры является неотъемлемой частью нефтедобычи.

Важно добавить, что выбор таких приспособлений осуществляется по специальным критериям, а также все они отличаются тем, что качество их производства очень высоко, как и производительность. К примеру, рабочий диапазон температуры, при котором устьевая арматура способна отлично выполнять свои функции, находится в районе от -60 до +40 градусов по Цельсию. Другими словами, использовать их можно практически в любом климате.

Значение фонтанных труб

Даже при одинаковом количестве содержания газа в пласте, не каждая скважина способна фонтанировать. К примеру, если объема такого газа хватает для обеспечения фонтанирования в скважине 150-миллиметрового диаметра, то уже для диаметра в 200 миллиметров его может быть недостаточно.

Газонефтяная смесь, которая продвигается по стволу скважины, выглядит как послойное чередование нефтяных и газовых прослоек. Поэтому, чем больше диаметр эксплуатационной трубной колонны, тем большее количество газа понадобится для подъема по ней нефтяной жидкости.

Читать также: Как правильно использовать термометр для нефтепродуктов?

На практике встречались такие случаи, при которых скважины с большими диаметрами ствола (от 150-ти до 300 миллиметров), которые были пробурены на глубину с высокопродуктивными пластами, обладающими большим собственным давлением, отличались высоким дебитом, но даже в них фонтанирование чаще всего продолжалось весьма короткое время. Более того, в некоторых случаях скважины, пробуренные в продуктивные пласты с высокими давлениями, в обычных условиях не могут фонтанировать.

В связи с этим, чтобы максимально рационально использовать энергию расширяющего газа, все горные выработки, на которых возможно появление фонтанирования, оборудуют перед освоением лифтовыми трубами, условные диаметры которых варьируются в пределах от 60-ти до 114-ти миллиметров. По этим трубам малых диаметров и происходит движение газожидкостной смеси в пробуренной скважине.

Подбор диаметра подъемных (лифтовых) труб происходит, как правило, опытным путем, и зависит от следующих факторов конкретной горной выработки:

ожидаемый дебит скважины;
значение давления в пласте;
глубина бурения;
конкретные условия эксплуатации.

В процессе фонтанирования скважины через трубную колонну малого диаметра, показатель газового фактора уменьшается, что дает возможность продлить временной отрезок фонтанирования. Во многих случаях у скважины, фонтанирующей по трубной колонне диаметра 73, 89 или 114 миллиметров, сначала начинался режим периодических выбросов, а затем она совсем останавливалась. В таких случаях продолжительность фонтанирования продлевали заменой этих трубных колонн на фонтанные трубы меньших диаметров (33, 42, 48 и 60 миллиметров).

Основные параметры приспособления

Основной определяющей характеристикой для устьевой арматуры стал размер. Средний показатель длины такого приспособления составляет около трех метров. Что касается ширины, то она, естественно, меняется в зависимости от модели, но примерным средним показателем является 715 миллиметров. Последний показатель в плане габаритов — это высота, которая в среднем равна 1,5 метрам.

Еще один важный показатель для данного оборудования — это проход устройства запорного типа. Числовой показатель данного параметра может доходить до 50 миллиметров. Вместе с устьевой арматурой для скважины используется и такое оборудование, как насосно-компрессорное. Диаметр трубы таких устройств может доходить до показателя в 75 мм. Стоит отметить, что арматура данного типа — это не определенное устройство, а набор нескольких важных компонентов, которые выполняют такие цели, как герметизация устья скважины. Кроме того, арматура будет отвечать за распределение потока веществ, которые будут поступать из скважины. Можно регулировать еще и такое летучее вещество, как газ, к примеру.

АУЭЦН

Арматура устьевая под установку электронасоса (65)x14 ЛЗ

Арматура устьевая предназначена для установки на устья скважин с погружным ЭЦН, контроля и регулирования режима эксплуатации, а также проведения технологических операций, исследовательских и ремонтных работ.

Арматура комплектуется лубрикаторной задвижкой (по запросу покупателя) и манифольдом с трубопроводом, оснащенным, в зависимости от схем сборки, устройствами, манометрами, , быстроразъемными соединениями, клапаном обратным

Корпус арматуры — сварной конструкции с боковыми отводами для крепления угловых вентилей. Фланец корпуса имеет посадочные и уплотнительные поверхности для установки технологического оборудования. Переводник для крепления труб НКТ установлен в корпусе и имеет отверстия для ввода кабеля или приборов.

Конструкция оборудования

Что касается конструкции этого приспособления, то есть несколько основных компонентов. К ним относится, к примеру, головка трубного типа, головка колонного типа и головка самой арматуры. Головка арматуры относится к регулировочно-запорному типу. В качестве компонентов можно выделить даже такие небольшие устройства, как вентили, задвижки запорного типа и некоторые другие мелкие детали подобного рода.

Основное назначение устьевой арматуры — это сдерживание сильного потока давления, а также возможность исследования этого давления внутри самой же конструкции. Для того чтобы запустить арматуру такого типа, обычно используется механический привод. Однако случается так, что давление слишком высокое. В таком случае сдерживаться оно будет или при помощи установок пневматического типа или при помощи гидравлической системы. Стоит также сказать, что может быть устьевая нагнетательная арматура. В таком случае она способна выполнять функции нагнетания или стравливания потоков газа.

Исследование фонтанных скважин

Схема фонтанной скважины требует проведения регулярных исследований, которые осуществляются по методике пробных откачек жидкости и по способу восстановления давления в забое в момент после остановки работы оборудования. Корректировку режима функционирования специалисты производят, меняя штуцеры и устанавливая элементы с различными по размеру отверстиями. Способ пробной откачки может с успехом использоваться при выявлении степени продуктивности скважины и определения оптимального режима ее функционирования. Что касается способа восстановления уровня давления, то по нему можно вычислить основные характеристики пласта.

Процедура отбора жидкости для исследования проводится при помощи специальных приспособлений, которые фиксируются и опускаются наподобие манометра. Спуск самого манометра требует наличия в конструкции лубрикатора, который будет оснащен сальником с роликом. Сальник играет роль герметизирующего вещества для отверстия, через которое проводится проволока. При необходимости осуществить глубокие исследования необходимо воспользоваться механической подъемной лебедкой, которая ставится в 20-30 метрах от устья.

Сначала вниз опускают шаблон, затем измерительный прибор (иногда с утяжелителем). Чтобы проволока не оборвалась в момент проведения исследования, нельзя, чтобы оборудование спускалось ниже края трубы. Чтобы предотвратить подобное явление, башмак оснащается специальной шпилькой, которая ограничивает спуск внутри колонны. Поднятие производится на малой скорости, на последних метрах она должна быть минимальной (в ряде случаев устройства для исследований вытаскивают вручную).

Измерение дебита производится на групповых установках, и для отбора используется краник, который забирает пробу жидкости и выдает результат через некоторое время.

Особенности приспособления

Стоит выделить одно очень важное преимущество арматуры такого типа. Если какой-либо элемент выйдет из строя во время работы, то его можно будет заменить, не выводя из эксплуатации всю станцию целиком. Это является одним из наиболее важных критериев, так как в таком случае появляется возможность проведения ремонтных работ, без нарушения временного интервала работы станции. Это одно из основных требований в среде нефтедобычи. Кроме того, это помогает сэкономить значительное количество материальных средств, которые были бы потеряны, пока станция простаивала на ремонте.

Сама по себе конструкция связывается воедино при помощи разнообразных хомутов и разных фланцев. Тут стоит также выделить, что если во всей конструкции у какого-либо элемента возникнет отклонение от номинальных данных, то все другие устройства, принадлежащие к запорному типу и все другие механические элементы, будут выведены из строя. За это отвечает автоматическая система, которой оснащена любая арматура такого типа.

Краткая справка

ГБУ РТ «Центр Соцпомощи Г. Кызыла» зарегистрирована 7 июля 2003 г. регистратором МЕЖРАЙОННАЯ ИНСПЕКЦИЯ ФЕДЕРАЛЬНОЙ НАЛОГОВОЙ СЛУЖБЫ № 1 ПО РЕСПУБЛИКЕ ТЫВА. Руководитель организации: директор Сарыглар Орланмаа Белек-Ооловна. Юридический адрес ГБУ РТ «Центр Соцпомощи Г. Кызыла» — 667011, республика Тыва, город Кызыл, Бай-Хаакская улица, дом 6.

Основным видом деятельности является «Деятельность по уходу с обеспечением проживания прочая». Организации ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ РЕСПУБЛИКИ ТЫВА «ЦЕНТР СОЦИАЛЬНОЙ ПОМОЩИ СЕМЬЕ И ДЕТЯМ ГОРОДА КЫЗЫЛА» присвоены ИНН 1526939068, ОГРН 3181933751031, ОКПО 12923612.

Арматура фонтанного типа

На сегодняшний день существует такая разновидность арматуры, как устьевая фонтанная. Она, в свою очередь, делится на несколько типов. Она может быть тройникового типа или же крестового. Выбор зависит от того, какая была выбрана фонтанная елка. Также она может быть либо двухрядной, либо однорядной. Это определяется количеством насосных трубных изделий, которые будут спускаться вниз, в скважину. Оборудование может быть кранами или задвижками, то есть, отличается типом запорного устройства. Отличие такого типа арматуры еще и в том, что проходное отверстие может быть от 50 до 150 мм. Применяется при давлении от 14 до 140 МПа.

Арматура аушгн назначение устройство

ГОСТ 13846-89 (СТ СЭВ 4354-83)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДAPT СОЮЗА ССР

АРМАТУРА ФОНТАННАЯ И НАГНЕТАТЕЛЬНАЯ

Типовые схемы, основные параметры и технические требования к конструкции

Gush and injection well equipment. Standard schemes, basic parameters and technical requirements for construction

ОКП 36 6513, 36 6514, 36 6666

Срок действия с 01.01.90 до 01.01.95* _______________________________ * Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 4, 1994 год). — Примечание «КОДЕКС».

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством химического и нефтяного машиностроения СССР

Р.Д.Джабаров, канд. техн. наук; А.Г.Дозорцев, канд. техн. наук (руководитель темы); Т.К.Велиев, канд. техн. наук (руководитель темы); С.М.Осипова; Л.Г.Шаронова

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24.02.89 N 332

3. Срок проверки — 01.10.93.

Периодичность проверки — 5 лет.

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4354-83

Настоящий стандарт распространяется на устьевую фонтанную и нагнетательную арматуру, состоящую из устьевой елки и трубной обвязки, независимо от области применения по климатическому району и рабочей среде.

Настоящий стандарт не распространяется на устьевую арматуру с параллельным подвешиванием скважинных трубопроводов; для добычи или нагнетания теплоносителя, а также устанавливаемую на скважины с подводным расположением устья.

ТИПОВЫЕ СХЕМЫ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

1.1. Типовые схемы фонтанных елок должны соответствовать приведенным на черт.1, нагнетательных елок — на черт.2.

Типовые схемы фонтанных елок

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 нагнетательных елок

1 — переводник к трубной головке; 2 — тройник; 3 — запорное устройство; 4 — манометр с запорно-разрядным устройством;5 — обратный клапан; 6 — ответный фланец; 7 — крестовина

1.2. Типовые схемы трубных обвязок фонтанных и нагнетательных арматур должны соответствовать приведенным на черт.3.

Типовые схемы трубных обвязок фонтанных арматур

1 — ответный фланец; 2 — запорное устройство; 3 — трубная головка; 4 — манометр с запорно-разрядным устройством; 5 — быстросборное соединение

1.3. Типовые схемы устьевых арматур должны составляться сочетанием типовых схем устьевых елок с трубными обвязками.

Примеры типовых схем фонтанных арматур приведены на черт.4, нагнетательных арматур — на черт.5

1 — фонтанная елка (черт.1); 2 — трубная обвязка (черт.3)

1 — нагнетательная елка (черт.2); 2 — трубная обвязка (черт.3)

1.4. Основные параметры фонтанных арматур должны соответствовать указанным в табл.1.

Условный проход, мм

Рабочее давление, МПа

боковых отводов елки

боковых отводов трубной головки

14, 21, 35, 70, 105

14, 21, 35, 70, 105, 140

1.5. Основные параметры нагнетательных арматур должны соответствовать указанным в табл.2.

Условный проход, мм

Рабочее давление, МПа

боковых отводов елки

боковых отводов трубной головки

1.6. Условные обозначения устьевых елок и арматур должны состоять из наименования, шифра, построенного по схеме приложения 1, и обозначения нормативно-технического документа на поставку.

Примеры условных обозначений

Фонтанной арматуры с подвешиванием скважинного трубопровода в трубной головке, с фонтанной елкой по типовой схеме 6, с автоматическим управлением, с условным проходом ствола 80 мм и боковых отводов 65 мм, на рабочее давление 70 МПа:

Арматура фонтанная АФ6А-80/65х70

ГОСТ 13846-89

Елки с подвешиванием скважинного трубопровода в переводнике к трубной головке (катушке-трубодержателе), выполненной по типовой схеме 2, с ручным управлением, с условным проходом ствола 65 мм, боковых отводов 50 мм, на рабочее давление 35 МПа, коррозионностойкого исполнения К2:

Елка фонтанная ЕФК2-65/50х35К2

ГОСТ 13846-89

Нагнетательной арматуры с подвешиванием скважинного трубопровода в переводнике к трубной головке, выполненной по типовой схеме 1, с ручным управлением, с условным проходом ствола и боковых отводов 65 мм, на рабочее давление 21 МПа:

Арматура нагнетательная АНК1-65х21

ГОСТ 13846-89

То же, с двумя трубными головками по черт.4б:

Арматура нагнетательная AHK1a-65х21

ГОСТ 13846-89

Нагнетательной елки с теми же параметрами и назначением:

Елка нагнетательная ЕНК1-65х21

ГОСТ 13846-89

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ

2.1. Условные проходы присоединительных фланцев устьевых арматур приведены в приложении 2.

2.2. Конструкция устьевой арматуры должна обеспечивать полную герметичность по отношению к окружающей среде.

2.3. Конструкция корпусных деталей устьевой арматуры должна обеспечивать возможность их опрессовки пробным давлением, приведенным в табл.3.

Устройства для скважины нагнетательного типа

Основное предназначение такого типа арматуры — это герметизация скважин нагнетательного типа. Особенностью является то, что можно проводить все работы во время нагнетания в скважину воды. Из основных частей оборудования выделяется трубная головка и елка. Первый элемент используется для того, чтобы герметизировать затрубное пространство. Также необходимо для выполнения определенных ремонтных работ, исследовательских работ, некоторых технологических операций. Состоит данный элемент из таких компонентов, как задвижки, крестовина и несколько элементов для быстрого соединения.

Устьевая двухствольная арматура

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к арматурам устьевым и может найти применение в нефтедобывающей промышленности для обвязки устья скважины, оборудованной для одновременно-раздельной добычи и закачки, и позволяет производить регулирование работы скважины, ее промывку и исследование. Технической задачей заявляемой полезной модели является применение устьевой двухствольной арматуры в качестве обвязки устья скважины для добычи пластовой жидкости винтовым штанговым насосом, приводимый в движение вращательным путем от наземного привода и рабочего агента в принимающий пласт скважины. Поставленная техническая задача решается описываемой устьевой двухствольной арматурой, содержащей нижнюю крестовину, трубодержатель, специальный трубодержатель, тройник для закачки с заглушкой, крестовину для добычи с обратным клапаном и отводы. Новым является то, что крестовина для добычи снабжена фланцем или верхней резьбой, внутренней или наружной, для установки наземного привода винтового штангового насоса.

Известна «Арматура устьевая АУ 140х50» (аналог) для однолифтовой эксплуатации скважин винтовыми насосами, состоящая из корпуса, трубодержателя, тройника и запорных устройств (паспорт 2173-00-00ПС ООО «Татнефть-РБО»).

Недостатком арматур устьевых является непригодность для одновременно-раздельной добычи винтовыми насосами и одновременно закачки рабочего агента в скважину, т.к. используется один тройник с ответным фланцем, служащий основанием наземного привода.

Известно «Оборудование устья скважины с параллельной подвеской труб» (а.с. SU 375369, Е21В 33/03, опубл. бюлл. 16 от 23.03.1973 г.), включающее трубодержатель первого ряда труб, трубодержатель второго ряда труб с фланцами, катушку с фланцами, уплотнительный ниппель, при этом верхний фланец катушки размещен эксцентрично относительно оси катушки, а нижний фланец трубодержателя второго ряда труб — эксцентрично относительно оси трубодержателя второго ряда труб.

Недостатками данного устройства являются:

во-первых, высокая металлоемкость и сложность конструкции из-за большого числа деталей, что снижает надежность всего устройства в целом;

во-вторых, сложность спускоподъемных операций, так как необходимо отсоединять как минимум один из фланцев одного трубодержателя для проведения спускоподъемных операций даже с одним рядом труб, присоединенных к трубодержателям;

в-третьих, сложность состыковки наземного оборудования к устройству из-за малого межосевого расстояния между осями, ограниченного внутренним диаметром обсадных труб скважины и диаметром труб в рядах;

в-четвертых, непригодность для одновременно-раздельной добычи скважин винтовыми насосами, приводимые в движение вращательным путем от наземного привода при одновременно-раздельной закачке рабочего агента.

Известна «Устьевая двухствольная арматура» (патент РФ 2305747, Е21В 33/03, опубл. 10.09.2007 г.), включающая трубодержатель первого ряда труб с двумя каналами, один из которых оснащен верхней и нижней резьбами, и трубодержатель второго ряда труб с верхней и нижней резьбами. Указанная арматура по технической сущности более близко к предлагаемой устьевой двухствольной арматуре, и ее можно взять в качестве прототипа.

Недостатком известного устройства является непригодность для добычи скважин винтовыми штанговыми насосами, приводимые в движение вращательным путем от наземного привода при одновременно-раздельной закачке рабочего агента.

Технической задачей заявляемой полезной модели является применение устьевой двухствольной арматуры в качестве обвязки устья скважины для добычи пластовой жидкости винтовым штанговым насосом, приводимый в движение вращательным путем от наземного привода и рабочего агента в принимающий пласт скважины.

Поставленная техническая задача решается описываемой устьевой двухствольной арматурой, содержащей нижнюю крестовину, трубодержатель, специальный трубодержатель, тройник для закачки с заглушкой, крестовину для добычи с обратным клапаном и отводы.

Новым является то, что крестовина для добычи снабжена фланцем или верхней резьбой, внутренней или наружной, для установки наземного привода винтового штангового насоса.

На фиг.1-4 представлена верхняя часть описываемой устьевой двухствольной арматуры (варианты), на фиг.5 представлена описываемая устьевая двухствольная арматура по фиг.1, общий вид.

Устьевая двухствольная арматура (фиг.1-4) содержит трубодержатель 1, специальный трубодержатель 2, крестовину для добычи 3 с отводом 4 и обратным клапаном 5, а также тройник для закачки 6 с заглушкой 7 и отводом 8.

В случае добычи по длинной колонне труб НКТ 9 в трубодержатель 1 (фиг.1 и 3) навинчивается крестовина для добычи 3, а в специальный трубодержатель 2 навинчивается тройник для закачки 6.

В случае добычи по короткой колонне труб НКТ 10 в трубодержатель 1 (фиг.2 и 4) навинчивается тройник для закачки 6, а в специальный трубодержатель 2 навинчивается крестовина для добычи 3.

Крестовина для добычи 3 может быть выполнена с фланцем 11 (фиг.1, 2 и 5) или с верхней резьбой (наружной 12 или внутренней 13) (фиг.2 и 4) для крепления с наземным приводом (не показан). Фланец 11 может соединяться с крестовиной для добычи 3 разъемно, неразъемно или изготавливаются совместно цельным изделием.

Трубодержатель 1 соединяется с нижней крестовиной 14 (фиг.5). Нижняя крестовина 14 служит для соединения устьевой двухствольной арматуры в сборе резьбой 15 с муфтой обсадной колонны скважины (на фигурах не показана) и герметизации затрубного пространства, и снабжена отводами 16 и 17.

Устьевая двухствольная арматура работает следующим образом.

Добываемая пластовая жидкость (фиг.1 и 3) поступает по длинной колонне труб НКТ 9 и через крестовину для добычи 3 и отвод 4 поступает в нефтепровод (не показан). Через отвод 8 и тройник для закачки 6 по короткой колонне труб НКТ 10 подается рабочий агент (вода, пар и т.д.) в принимающий пласт скважины (не показан).

Добываемая пластовая жидкость (фиг.2 и 4) поступает по короткой колонне труб НКТ 10 и через крестовину для добычи 3 и отвод 4 поступает в нефтепровод (не показан). Через отвод 8 и тройник для закачки 6 по длинной колонне труб НКТ 9 подается рабочий агент в принимающий пласт скважины (не показан).

Использование предлагаемого технического решения позволяет эксплуатировать скважину высокоэффективными методами, например, установкой винтового штангового насоса с наземным приводом с одновременно-раздельной закачкой по патенту на полезную модель 84461 от 06 февраля 2009 г. «Установка для одновременно-раздельной добычи и закачки через одну скважину», по заявке 2009104091, МПК Е21В 43/14, автор — А.А.Исаев. Для сведения прилагаются графические изображения этих установок на 2-х листах в 3-х экземплярах.

Устьевая двухствольная арматура, содержащая нижнюю крестовину, трубодержатель, специальный трубодержатель, тройник для закачки с заглушкой, крестовину для добычи с обратным клапаном и отводы, отличающаяся тем, что крестовина для добычи снабжена фланцем или верхней резьбой, внутренней или наружной, для установки наземного привода винтового штангового насоса.