Фонтанная арматура

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, бескомпрессорным и компрессорным газлифтом, штанговыми скважинными насосами с механическим или гидравлическим приводом, бесштанговыми 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.