Литература фонтанный арматура скважина герметизация
 Скачать 1.33 Mb.
|
|
">http://allbest.ru Содержание Введение 1. Анализ существующих схем, технических характеристик фонтанной арматуры 1.1 Анализ отечественных фонтанных арматур 1.2 Анализ зарубежных фонтанных арматур 1.3 Выбор прототипа 2. Особенности эксплуатации фонтанной арматуры 2.1 Техника безопасности 2.2 Монтаж и демонтаж фонтанной арматуры 2.3 Эксплуатация и ремонт фонтанной арматуры Литература фонтанный арматура скважина герметизация Введение Эксплуатация фонтанных нефтяных и газовых скважин осуществляется комплексами, включающими наземное и скважинное оборудование, обеспечивающее отбор продукции в надлежащем режиме, проведение всех технологических операций в процессе эксплуатации и гарантирующее от возникновения открытых фонтанов и загрязнения окружающей среды. Фонтанная арматура для нефтяных и газовых скважин предназначена для герметизации устья скважин, контроля и регулирования режима их эксплуатации, а также для проведения различных технологических операций. Для добычи нефти тремя основными способами-фонтанным, газлифтным и насосным в настоящее время разработаны и широко применяются соответствующие виды оборудования для эксплуатации скважин: фонтанным способом, бес компрессорным и компрессорным газлифтом, штанговыми скважинными насосами с механическим или гидравлическим приводом, бес штанговыми насосами-гидропоршневыми, центробежными и винтовыми электронасосами. Кроме того, для эксплуатации скважин, пробуренных на несколько горизонтов, применяется комбинированное оборудование, позволяющее эксплуатировать одной скважиной разными способами отдельно каждый из разрабатываемых горизонтов. Такая эксплуатация скважины часто называется совместно-раздельной. В большинстве случаев фонтанный способ эксплуатации позволяет добывать из скважины наибольшее количество нефти при наименьших удельных затратах. Поэтому одной из главных задач при эксплуатации скважин этим способом является обеспечение возможности длительного фонтанирования скважины, что связано с рациональным использованием энергии пласта путем обеспечения высокого к.п.д. работы фонтанного подъемника. После бурения с колонной головки демонтируют превенторы и устанавливают фонтанную арматуру, состоящую из трубной головки и фонтанной елки. Трубная головка предназначена для подвески колонны насосно-компрессорных труб, герметизации и контроля пространства между подъемными трубами и эксплуатационной колонной, а также для проведения технологических операций при освоении, эксплуатации и ремонте скважины. К трубной головке подвешивают один или два ряда насосно-компрессорных труб. Фонтанная елка предназначена для направления потока продукции через манифольд и выкидную линию на замерную установку, для регулирования режима эксплуатации и контроля действия скважины путем спуска глубинных приборов. Елка арматуры выполняется тройниковой-однострунной или двухструнной, либо крестовой-двухструнной. Арматура тройниковая с двухструнной елкой рекомендуется для скважин, в продукции которых содержатся механические примеси. При обеспечении высокой надёжности элементов запорных устройств становится возможным и целесообразным, особенно при больших давлениях, изготавливать фонтанную арматуру из моноблоков, каждый из которых содержит несколько элементов арматуры: две-четыре задвижки, тройник или крестовину. В этом случае вообще отсутствуют стыки между этими элементами и отпадает необходимость в их герметизации, уменьшаются размеры, значительно сокращается металлоемкость. При конструировании фонтанной арматуры основные ее элементы, в частности, толщину стенок и прочностные свойства материалов рассчитывают по эмпирическим формулам, так как теоретические формулы не обеспечивают необходимой точности расчета. В основном конструирование осуществляется на основе норм и приемов тензометрирования, а расчету подлежат лишь зоны стыков элементов арматуры по методикам, зависящим от их конструкции. Целью работы является проектирование фонтанной арматуры на давление 17 МПа. 1. Анализ существующих схем, технических характеристик фонтанной арматуры 1.1 Анализ отечественных фонтанных арматур ГОСТ 13846 – 84 предусматривает изготовление фонтанной арматуры (АФ) на рабочее давление 14, 21, 35, 70, 105 и 140 МПа. Основные параметры АФ приведены в таблице 1. Таблица 1. Типоразмеры фонтанной арматуры отечественных фирм
Полный шифр АФ (ГОСТ 13846 – 84) условно представляется в виде: АФ=X1·X2·X3 – X4/X5 – X6·X7, где АФ – арматура фонтанная; X1 – обозначение места подвески подъемной колонны (в трубной головке на муфте не обозначается, в переводнике трубной головки на резьбе – К, для эксплуатации скважин с УЭЦН – Э); X2 – обозначение типовой схемы; X3 – обозначение системы управления (ручное не обозначается, дистанционное – Д, дистанционное с применением предохранительных устройств – В, автоматизированной – А); X4 – условный проход ствола, мм; X5 – условный проход бокового отвода (при совпадении с условным проходом ствола не указывается); X6 – рабочее давление, МПа; X7 – исполнение изделия в зависимости от условий применения. АФ исполняется для эксплуатации с обычными и коррозионными средами и имеет следующее обозначение: К1 – для среды с объемным содержанием CO2 до 6%; К2 – для среды с объемным содержанием CO2+H2S до 6%; К2И – то же при условии непрерывной подачи ингибитора; К3 – для среды с объемным содержанием CO2+H2S до 25%. АФ состоит из трубной головки, фонтанной елки, запорных устройств (кранов, задвижек) и регулирующего устройства (дроссель, штуцер). Трубная головка устанавливается на колонный фланец или колонную головку и служит для подвески одного или двух рядов насосно-компрессорных труб (НКТ); для герметизации и контроля давления среды в кольцевом пространстве между НКТ и эксплуатационной колонной. Колонны подъемных труб подвешиваются к трубной головке на резьбе либо на муфте. При резьбовой подвеске: при однорядной конструкции лифта – трубы на резьбе подвешивают на стволовой катушке; при двухрядной конструкции внутренний ряд труб подвешивают на стволовой катушке, наружный – на тройнике трубной головки. При муфтовой подвеске: при однорядной конструкции лифта трубы подвешиваются на муфтовой подвеске, устанавливаемой в крестовине трубной головки; при двухрядной конструкции для внутреннего ряда труб муфтовую подвеску устанавливают в тройнике трубной головки, а для наружного ряда – в крестовике.  Рис. 1.1 Стандартизованные схемы фонтанных арматур: 1 - манометр; 2 - вентиль; 3 - буферный фланец под манометр; 4 – запорное устройство; 5 - тройник; 6 - дроссель; 7 - переводник трубной головки; 8 - ответный фланец; 9 - трубная головка; 10 - крестовина Фонтанная елка устанавливается на трубной головке. Служит для направления и регулирования поступающей из скважины продукции; для установки специальных сальниковых устройств (лубрикаторов); для спуска глубинных приборов или скребков для очистки отложений парафина со стенок НКТ; для осуществления контроля над работой скважины путем установки приборов в катушке, установленной на боковых струнах фонтанной елки. Запорные устройства АФ выполняются 3 типов: пробковые краны со смазкой, прямоточные задвижки со смазкой типа ЗМ и ЗМС с однопластинчатым и ЗМАД – с двухпластинчатым шибером. Задвижки типов ЗМС и ЗМАД имеют модификацию с ручным и пневмоприводом. По условиям эксплуатации в зависимости от состава скважинной среды запорные устройства изготавливаются в трех исполнениях: для нефти, газа и газоконденсата с содержанием H2S и CO2 до 0,003% по объему каждого; H2S и CO2 до 6% по объему каждого; CO2 до 6% по объему. Регулирующие устройства (дроссели) предназначены для регулирования режима эксплуатации нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин. Дроссели изготавливают двух типов: регулируемые и нерегулируемые (сменные). Регулируемые дроссели позволяют осуществлять плавное регулирование режима эксплуатации скважин, а нерегулируемые – ступенчатое. В нерегулируемых дросселях изменение режима осуществляется путем замены корпуса с насадками одного диаметра проходного отверстия на другой. Для скважин, эксплуатирующих один горизонт, применяют тройниковую и крестовую АФ. Тройниковые схемы АФ применяют для скважин, в продукции которых возможно наличие песка и других механических примесей. Достоинства тройниковой схемы: наличие в схеме, помимо крестовины, тройника позволяет нести до двух рядов НКТ; упрощена обвязка арматуры, так как струны направлены в одну сторону; возможность проведения ремонтных работ по замене верхнего тройника без остановки скважины в схемах 3 и 4. Арматуру тройникового типа применяют на скважинах со средним избыточным давлением (14-35 МПа). АФ крестового типа применяются на скважинах, не содержащих абразив. Такие арматуры имеют две крестовины – большую и меньшую по диаметру. Меньшая крестовина имеет две рабочие струны, расходящиеся в разные стороны. Кроме того, ГОСТом предусмотрены фонтанные арматуры крестового типа без стволовой задвижки с двумя дополнительными задвижками на затрубном пространстве (по одной задвижке на каждой струне), контролирующие затрубное (НКТ) пространство для газовых и газоконденсатных скважин. Достоинства тройниковых схем АФ: применяются для всего ряда рабочих давлений, предусмотренных ГОСТ 13846 – 84; имеют меньшую высоту по сравнению с тройниковыми схемами. Недостатки: срок службы на скважинах, содержащих песок сокращается вдвое по сравнению с тройниковыми схемами, так как абразивный износ верхнего крестовика практически выводит из строя всю фонтанную арматуру; струны, обвязывающие крестовую арматуру, расходятся в разные стороны, что усложняет обвязку. Фонтанные арматуры для эксплуатации двух (и более) продуктивных горизонтов оборудуют двумя (и более) крестовинами или концентрической подвеской трех рядов труб НКТ. Разработана трубная головка на четыре параллельные колонны подъемных труб, каждая из которых снабжена циркуляционным клапаном и затрубным пакером. Арматуру для раздельной эксплуатации изготавливают на рабочее давление 14-35 МПа. Фонтанная арматура на рабочее давление 14 МПа изготавливается с крановым запорным устройством (типа КППС) тройникового и крестового типов для скважин, эксплуатируемых фонтанным способом и погружными центробежными электронасосами. Арматура предназначена для работы с некоррозионной средой, объемным содержанием механических примесей до 0,5% и температурой среды до 120°C. Таблица 2. Типоразмеры и параметры фонтанной арматуры на давление 14 МПа
Фонтанная арматура на рабочее давление 21 и 35 МПа изготавливаются по тройниковой схеме для подвески одного или двух рядов подъемных насосно-компрессорных труб. Запорным устройством в арматуре являются прямоточные задвижки типов ЗМС1 и ЗМС с затворами, герметичность которых обеспечивается плотным контактом шибера с седлами. АФ на данные давления поставляется как в обычном, так и в коррозионном исполнении. Фонтанная арматура на рабочее давление 70 МПа изготавливается крестового типа. В качестве запорного устройства применяются прямоточные задвижки типа ЗМАД и ЗМАДП с двухпластинчатым шибером, с уплотнением «металл по металлу», с автоматической подачей смазки в затвор типа ЗМС, ЗМСП с однопластинчатым шибером, с двухсторонней принудительной подачей смазки. Арматура в зависимости от типа комплектуется задвижками с ручным и пневматическим управлением со станцией управления. Таблица 3. Типоразмеры и параметры фонтанной арматуры на давление 21 и 35 МПа
Таблица 4. Типоразмеры и параметры фонтанной арматуры на рабочее давление 70 МПа
1.2 Анализ зарубежных схем фонтанной арматуры Зарубежные фирмы "Люсеат" (ФМС/ОСТ), ФМС/ОСТ, "Ньюмэн Мак Эвой", ВКМ, "Камерон", "Серег Шлюмберже" изготавливают фонтанную арматуру на давления от 14 до 105 МПа. В настоящее время выпускаются фонтанные арматуры, где отдельные их узлы объединены в один моноблок — задвижки, штуцера, тройники и др. Например, фирма "Камерон" объединяет в один блок 4-5 задвижек вместе с двумя угловыми регулирующими штуцерами. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||