Оборудование устья эксплуатационной скважины это

Оборудование устья скважины.

Оборудование устья скважин всех типов предназначено для герметизации затрубного пространства, отвода продукции скважины, а также для проведения технологических операций, ремонтных и исследовательских работ. Оно комплектуется в зависимости от способа эксплуатации скважин.

При фонтанном, компрессорном и бескомпрессорном способах добычи нефти оборудование устья составляется из одинаковых деталей и узлов по подобным схемам.

На устье скважин монтируются колонная головка (ГК) и фонтанная арматура (ФА), состоящая в свою очередь из трубной головки (ГТ) и фонтанной елки (Е).Колонная головка предназначена для соединения верхних концов обсадных колонн (кондуктора, технических и обсадных труб), герметизации межтрубных пространств и служит опорой для фонтанной арматуры. Трубная головка служит для обвязки одного или двух рядов фонтанных труб, герметизации межтрубного пространства между эксплуатационной колонной и фонтанными трубами, а также для проведения технологических операций при освоении, эксплуатации и ремонте скважины. Обычно трубная головка представляет собой крестовину с двумя боковыми отводами и трубной подвеской. Боковые отводы позволяют закачивать в межтрубное пространство воду и глинистый раствор при глушении скважины, ингибиторы гидратообразования и коррозии, измерять затрубное давление, а также отбирать газ из него. Трубная головка монтируется непосредственно на колонной головке. Фонтанная елка предназначена для управления потоком продукции скважины и регулирования его параметров, а также для установки манометров, термометров и приспособлений, служащих для спуска и подъема глубинных приборов. Елка состоит из вертикального ствола и боковых отводов-выкидов (струн). На каждом отводе устанавливают по две задвижки: рабочую и резервную (ближайшую к стволу). На стволе установлены коренная (главная, центральная) и буферная задвижки. На отводах имеются «карманы» для термометров и штуцеры для манометров, а также для регулирования расхода. Ствол заканчивается буфером с манометром.

Фонтанные елки по конструкции делятся на крестовые и трой-никовые. В состав ствола крестовой елки входит крестовина, к которой и крепятся отводы-выкиды. Каждый из них может быть рабочим. Тогда второй является резервным. В конструкцию ствола тройниковой елки входят тройники, к которым присоединяются выкидные линии — верхняя, которая является рабочей и нижняя, являющаяся резервной. Такое распределение «ролей» связано с тем, что тройниковая арматура, как правило, применяется в скважинах, в продукции которых содержится песок или ил. При абразивном разрушении верхнего тройника скважина может быть переведена на работу через нижний отвод. Для этого закрывается задвижка (или кран),,расположенная между тройниками; верхний тройник и отвод в это время подвергаются ремонту. Ремонт крестовой арматуры значительно более затруднен. В то же время крестовая арматура компактнее, имеет меньшую высоту, ее проще обслуживать.

Фонтанная арматура рассчитана на рабочее давление: 14, 21, 35, 70 и 105 МПа, имеет диаметр проходного сечения ствола от 50 до 150мм.

Манифольд— система труб и отводов с задвижками или кранами — служит для соединения фонтанной арматуры с трубопроводом, по которому продукция скважины поступает на групповую замерную установку (ГЗУ).

Оборудование устья штанговой насосной скважины включает колонный фланец, планшайбу с подвешенными к ней насосно-компрессорными трубами. В верхнюю муфту труб ввинчивают тройник для отвода нефти (в горизонтальной плоскости), а также для вывода наружу устьевого штока, связывающего через канатную подвеску насосные штанги с головкой балансира станка-качалки. Место выхода устьевого штока из тройника герметизировано с помощью сальника, набивку которого уплотняют крышкой и пружиной.

В планшайбе предусмотрены специальные отверстия для спуска в скважину скважинных приборов, выполнения ремонтных работ и технологических операций.

Жидкость, подаваемая насосом, направляется через боковой отвод тройника 5 в выкидную линию и далее в замерную или газосе-парационную установку.

Станок-качалка— это балансирный индивидуальный механический привод штангового скважинного насоса. Его основными узлами являются рама, стойка в виде усеченной четырехгранной пирамиды, балансир с поворотной головкой, траверса с шатунами, шарнирно подвешенная к балансиру, редуктор скривошипами и противовесами. Для обеспечения возможности изменения числа качаний станки-качалки комплектуются набором сменных шкивов.

Оборудование устья скважин, эксплуатируемых глубинными центробежными и винтовыми насосами,идентично. Крестовина навинчивается на ответную муфту колонной головки и имеет боковые задвижки. Насосный агрегат на НКТ подвешивают на специальной разъемной эксцентричной планшайбе, имеющей отверстие для кабеля. Места ввода кабеля и НКТ уплотняются разъемным корпусом и резиновым уплотнителем, который поджимается разъемным фланцем. Межтрубное пространство соединено с выкидной линией, на которой установлен обратный клапан для отвода газа при работе скважины. Задвижка позволяет спускать в скважину различные измерительные приборы и механические скребки для очистки подъемных труб от парафина. Для этого на тройнике устанавливают специальный лубрикатор. Задвижка, установленная на выкиде устьевой арматуры, служит для регулирования режима работы скважины. Давления на выкиде и в межтрубном пространстве замеряются манометрами.

Ловильное оборудование.

Инструменты предназначенные для ловли (захвата) и извлечения из скважины бурильных и НКТ, штанг, тартального каната, каротажного кабеля и других элементов оборудования, называют ловильными. Конструкции их чрезвычайно разнообразны.

Универсальный эксплуатационный метчик МЭУ предназначен для захвата с последующим извлечением оставшейся в скважине колонны насосно-компрессорных труб, оканчивающихся муфтой, путем врезания ввинчиванием во внутреннюю поверхность трубы и муфты. Ловильная резьба универсального метчика — специального профиля, конусностью 1:8. Выпускается с правой и левой резьбой.

Специальный эксплуатационный метчик МЭС предназначен для захвата с последующим извлечением оставшейся в скважине колонны насосно‑компрессорных труб (гладких и высаженных), оканчивающихся муфтой, путем врезания ввинчиванием в резьбу муфты. Ловильная резьба метчиков с профилем и размерами резьбы соответствующей насосно-компрессорной трубы, конусностью 1:16. Выпускаются с правой и левой резьбой. Ловильные метчики для колонн бурильных труб универсальные МБУ и специальные МСЭ изготовляют с резьбой под направление. Ловильная резьба универсального метчика — специального профиля, конусностью 1:16, а специального метчика — с профилем и размерами резьбы соответствующего ниппеля замка бурильных труб, конусностью 1:4 и 1:6. В остальном универсальные и специальные метчики по конструкции аналогичны метчикам для насосно-компрессорных труб.

Конструкция:
Метчик представляет собой патрубок, в верхней части которого выполнена присоединительная резьба, в нижней части наружная ловильная резьба, повторяющая профиль резьбы НКТ или замковой резьбы с большим натягом. Метчики изготавливаются из кованой легированной стали. Поверхность ловильной резьбы зацементирована и закалена.

Колокола ловильные предназначены для извлечения, оставшейся в скважине колонны бурильных или насосно-компрессорных труб. Захват происходит навинчиванием колокола на наружную поверхность труб.

Ловильные колокола по назначению подразделяются на несквозные К и сквозные КС.
Колокол КС представляет собой патрубок, в верхней части которого выполнена присоединительная резьба, а в нижней части внутренняя ловильная резьба с конусностью 1:16. Колокола изготавливаются из кованой легированной стали. В зависимости от условий применения колокола могут иметь различные конструктивные исполнения.

Сквозные колокола обеспечивают возможность пропуска сквозь корпус колокола сломанного или безмуфтового конца ловимой трубы с последующим захватом путем нарезания резьбы на наружной поверхности замков или муфты. Все колокола изготовляют правыми и левыми. Правые колокола применяют для извлечения колонны правых труб целиком и левых труб по частям (отвинчиванием); левые колокола — для извлечения колонны левых труб целиком и правых труб по частям.

Труболовки предназначены для захвата насосно-компрессорных, бурильных и обсадных труб и извлечения их целиком или по частям из нефтяных и газовых скважин при аварийных ловильных работах. Захват осуществляется путем заклинивания выдвижных плашек между внутренней или наружной поверхностью захватываемой трубой и стержнем или корпусом труболовки.

По характеру захвата труб труболовки подразделяются на две группы: внутренние (для захвата за внутреннюю поверхность) и наружные. Труболовки подразделяются на неосвобождающиеся и освобождающиеся (при необходимости освобождение инструмента от захваченных труб в скважине производится после захвата и фиксации плашек в сомкнутом положении).

Труболовки спускают в скважину на колонне бурильных труб. Внутренние и наружные освобождающиеся труболовки исполнения I и со спиральным захватным устройством состоят из механизмов захвата и освобождения, а внутренние неосвобождающиеся — только из механизма захвата. Труболовка внутренняя освобождающаяся типа ТВМ изготовляется в двух исполнениях: исполнение I — упирающаяся в торец захватываемой колонны; исполнение II — заводимая внутрь захватываемой колонны на любую глубину.

Труболовки изготовляют с резьбами левого направления, они могут извлекать колонны труб как целиком, так и по частям, предварительно отвинчивая.

Механизм захвата — шестиплашечный, состоит из плашек, стержня и наконечника, В труболовках ТВМ 60-1 механизм захвата — одноплашечный, состоит из стержня с гребенчатой насечкой, плашки и клина.

Механизм освобождения включает в себя тормозной башмак, ниппель, фиксатор, корпус и плашкодержатель, обеспечивающий синхронное перемещение плашек по наклонным плоскостям, а также удержание плашек в крайнем верхнем или сомкнутом (при освобождении) положении. В труболовке ТВМ60-1 функцию плашкодержателя выполняет поводок, ввинчиваемый в верхний торец плашки и после освобождения удерживающий плашку в сомкнутом положении. Конструкция труболовок обеспечивает их освобождение от захваченной трубы внутри скважины с фиксацией плашек в сомкнутом положении механическим устройством.

Труболовка внутренняя неосвобождающаяся типа ТВ изготавливается с резьбами правого и левого направлений. Труболовки с резьбами правого направления могут захватывать и извлекать колонну труб целиком, а труболовки с резьбами левого направления — отвинчивать и извлекать их по частям.

Овершот с запорной втулкой предназначен для залавливания за муфту насосно- компрессорных труб диаметром 60, 70 и 89 мм в колонне 5 и 6 дюймов.

Принцип работы:

Муфта НКТ, пройдя через овершот, упирается в клапан. Клапан, передвигаясь вверх, срезает штифт и запорная втулка падает на овершот. Жидкость с НКТ сливается через сливные отверстия упора и клапана. Когда аварийных труб в скважине мало, определяем заловились аварийные НКТ или нет по давлению в НКТ, для чего разгружаем инструмент, отверстия в клапане закроются за счет конусной посадки клапана и перекрытия отверстий (А и Б). Давление в НКТ возрастает. Овершоты сменные.

Ловильный инструмент неосвобождающего плашечного типа предназначен для ловли и извлечения насосных штанг и насосно-компрессорных труб из эксплуатационной колонны. Ловители изготовляют с резьбой левого направления, их применяют с центрирующими приспособлениями (воронками).

Ловители ЛКШ-114 предназначены для ловли, отвинчивания и извлечения (целиком или по частям) насосных штанг за тело или муфту в эксплуатационной колонне, а также недеформированных насосно-компрессорных труб диаметром до 48 мм.

Ловитель ЛКШТ-136 предназначен для ловли и извлечения насосно-компрессорных и насосных штанг (отдельных или расположенных в несколько рядов) из эксплуатационной колонны. Ловитель состоит из трех захватных ярусов: нижнего — для захвата насосно‑компрессорных труб диаметром 73 мм и пучка насосных штанг; среднего — для захвата насосно-компрессорных труб диаметром 48 и 60 мм и насосных штанг за муфту; верхнего — для захвата насосных штанг за тело.

Штанголовитель типа ШК предназначен для извлечения оставшейся в скважине колонны насосных штанг и устьевых штоков. Штанголовители типа ШК выпускают в двух исполнениях:

— для захвата за тело, муфту или головку насосной штанги;

— для захвата за муфту или головку насосной штанги.

Штанголовители изготовляют с резьбой правого направления; их применяют с центрирующим приспособлением (воронкой).

Штанголовитель состоит из переводника, нижнего и верхнего корпусов, соединенных между собой резьбой, нижней и верхней пружин, направляющего винта, цанги, вилки 4, плашек и воронки. На внутренней конической поверхности верхнего корпуса предусмотрена вилка с плашками для ловли штанг за тело. Плашки, перемещающиеся внутри корпуса на перьях вилки, удерживаются в крайнем нижнем положении с помощью верхней пружины.

В стенке нижнего корпуса имеются три сквозных паза для выхода перьев цанги и байонетный паз для перемещения направляющего винта.

При подъеме ловителя цанга подхватывает штангу под муфту или головку и, не вращаясь, движется вниз до упора в бурт нижнего корпуса. При этом головка направляющего винта из крайней верхней точки перемещается в вертикальный участок байонетного паза и удерживает цангу от вращения.

Штанголовители спускают в лифтовые насосно-компрессорные трубы на колонне насосных штанг.

Источник

Что это такое устье скважины, оборудование и арматура

Верхний видимый участок обсадной трубы, на который производится монтаж насосного и прочего оборудования, называется устье скважины.

Именно в месте, где ствол появляется на поверхность, производятся все работы. Погружать насос, шланг забора воды, кабель питания глубинного насоса – все придется устанавливать через устье.

Что это такое

Устье скважины – это место, где обсадная труба граничит с грунтом и часть ее видна на поверхности. Данный участок подлежит обязательной гидроизоляции. Вокруг ствола выкапывается небольшое углубление по всему радиусу. В канавку вставляют трубу побольше и внутреннюю часть заливают бетоном. Место примыкания обсадной, оголовка и бетона обрабатывают герметиком, устойчивым к агрессивной среде.

Устройство

Качественное обустройство устья преследует несколько целей:

1. Простота монтажа насосного механизма и последующая его эксплуатация.
2. Постоянный доступ к устройствам ствола шахты.
3. Препятствие попадания в питьевую воду грязи и примесей.
4. Надежная герметизация обсадной трубы.
5. Препятствие промерзания ствола в холодное время года.

Устьевая арматура

Первое – оголовок. Устанавливается непосредственно на обсадную и закрепляется специальными болтами. По наружной части укладывается резиновое уплотнительное кольцо для предотвращения течи.

Второе – разгрузочная обвязка. Сложный элемент узла подачи воды из устья. На верхнем участке располагаются тройники, шаровые задвижки, обратные клапаны, фильтры грубой очистки. Все узлы и агрегаты работают во взаимодействии друг с другом. Порядок расположения агрегатов зависит от количества заборных устройств и объема потребления воды. В каждом проекте рассчитываются индивидуально.

Третье – кессон. Чтобы защитить источник от попадания в него глины, грунта, верховодки, а также для предупреждения промерзания оборудование закрывают кессоном. Это короб из пластика, кирпича, бетона или любого другого прочного материала, который полностью закрывает обсадную вместе со всеми агрегатами. Кессон может быть куплен в готовом виде или собран самостоятельно.

Четвертое – насос. Самый главный элемент добычи жидкости из недр. Чем меньше расстояние от поверхности воды до насосной станции, тем легче крыльчатке втянуть и направить воду. Именно поэтому лучше ставить прибор возле оголовка.

Пятое – оборудование для автоматического отслеживания неполадок, аварийные сигнализаторы, датчики исправной работы системы водоснабжения. Автоматика монтируется рядом с насосом, что позволяет работать всем узлам практически автономно.

Важно: устьевой инвентарь требует к себе особого внимания в связи с нахождением в постоянной агрессивной среде.

Схема

Обсадная труба, выходящая из земли на поверхность на метр. Оголовок, на него вешается все оборудование. Погружник, кабель, шланг, водораспределительный узел. Насосная станция для глубоких артезианских шахт. Электронные датчики автономной работы источника. Выход полностью закрывается защитным коробом или кессоном.

Устьевое оборудование

Обсадная труба бывает из металла, пластика или полиэтилена. В зависимости от материала изготовления оголовок устанавливается по разным технологиям. К стальной обсадной приваривается фланец. На него крепится ответный, на котором и будет располагаться все оборудование. Крышка должна быть глухой. В верхней части монтируется резьба и распределительный узел, если используется станция, а не погружной насос. Сквозь крышку продевается труба или шланг подачи воды.

Оголовок для полиэтиленовой или пластиковой трубы практически не отличается от стального. Те же фланцы и болты, но прокладка между соединениями ставится резиновая, а не паронитовая. В заводском исполнении на крышке оголовка есть отверстия с цанговым зажимом под шланг или трубу, которая погружается в ствол шахты. Ввод кабеля осуществляется через патрубок с резиновым уплотнением. Для удобства монтажа и ремонта на фланце закреплены крючки с двух сторон.

Принципы правильного обустройства

• Вокруг устья обязательно должно проводиться уплотнение грунта или заливка слоя бетона.
• Герметизация верхней части ствола производится с учетом геодезических особенностей местности.
• Кессон обязательно нужно утеплить.
• Установка оголовка и запечатывание производятся сразу после бурения шахты и ее прокачки.
• Насосное оборудование монтируется как можно ближе к устью.
• Обвязка источника ведется с учетом ее дебита.

Важно: закапывать короб следует глиной, а вокруг сделать отмостку.

Обвязка устья скважины – это монтаж оборудования для подачи воды на поверхность через входное отверстие ствола шахты. Насос, погруженный в обсадную или установленное на поверхности, присоединяется к шлангу, проходящему через крышку оголовка.

Для устройства кессона потребуется подготовка прочной и надежной основы. Вокруг шахты обкапывают грунт и насыпают ПГС. На хорошо утрамбованную основу заливают бетон слоем до 10 сантиметров. Такой фундамент выдержит и пластиковый кессон, и кирпичный короб. Снаружи стены обязательно обрабатывают гидроизоляционными материалами. Внутри утепляют.

Источник



Устьевое оборудование нефтяных скважин

2015-06-05
11655

Тема 1. Введение. Оборудование общего назначения для эксплуатации нефтяных скважин.

Устьевое оборудование нефтяных скважин

Геологические условия нефтяных и газовых месторождений, из которых добываются нефть и газ, различны. Они отличаются глубиной залегания продуктивного пласта, характеристикой и устойчивостью проходимых горных пород, пластовыми давлениями и температурой, газовым фактором, плотностью нефти, давлением насыщения и другими характеристиками. В зависимости от этих геологических характеристик и особенностей продуктивного пласта применяются различные конструкции скважин. В этих конструкциях обязательными элементами являются:

1) короткое направление (5 — 15 м),

2) кондуктор (100 — 500 м)

3) обсадная — эксплуатационная колонна (до продуктивного горизонта).

Однако такая простая одноколонная конструкция употребляется при глубинах порядка до 2000 м с устойчивыми породами, не вызывающими осложнений при бурении и освоении скважины.

При сложных геологических условиях, трудностях спуска одной колонны до проектной глубины, осложнениях при бурении, необходимости перекрытия промежуточных горизонтов с большим пластовым давлением, а также по ряду других причин необходимо применять более сложные и дорогостоящие многоколонные конструкции скважин.

Например, на скважинах, пробуренных на меловые отложения в Чечено-Ингушетии, залегающие на глубине 5300 — 6000 м, вынуждены применять многоколонные конструкции, состоящие кроме направления и кондуктора из четырех-семи колонн, в том числе с так называемыми хвостовиками, т. е. обсадными колоннами, закрепляющими только вскрытую часть пород ниже башмака последней обсадной колонны.

Оборудование фонтанной скважины подразделяется на:

1) наземное (устьевое);

2) подземное (скважинное).

К наземному оборудованию относят фонтанную арматуру и манифольд.

К подземному оборудованию относятся насосно-компрессорные трубы (НКТ).

Условия эксплуатации месторождений нефти и газа, а также охрана недр и техника безопасности требуют:

· герметизации и разобщения межтрубных пространств,

· спуска в скважину НКТ, направления продукции в замерные устройства,

· регулирования работы скважины, ее кратковременного закрытия для ремонтных работ.

Это осуществляется с помощью установки на устье фонтанной скважины оборудования, состоящего из:

1) колонной головки,

2) фонтанной арматуры

Колонная головка предназначена для:

· обвязки устья скважины с целью герметизации межтрубных пространств,

· подвески обсадных колонн

· установки фонтанной арматуры.

Существуют одно-, двух-, трех-, четырех- и пятиколонные головки. Требования, предъявляемые к конструкциям колонных головок:

· надежная герметизация межтрубных пространств;

· возможность контроля за давлениями во всех межтрубных пространствах;

· быстрое и надежное закрепление подвески обсадных колонн;

· возможность крепления к одной колонной головке различных обсадных колонн, т. е. универсальность;

· быстрый и удобный монтаж;

· минимально возможная высота.

Колонная головка в период эксплуатации скважины остается на устье и, как правило, не ремонтируется. Поэтому к ее конструкции и качеству изготовления предъявляются высокие требования. Выпускаются колонные головки на 14,0; 21,0; 35,0; 50,0 и 70,0 МПа рабочего давления. В некоторых случаях (на газовых скважинах) применяются колонные головки, рассчитанные на давление до 150 МПа.

После бурения с колонной головки демонтируют превенторы и устанавливают фонтанную арматуру (рис. 1). Корпус головки 1 навинчивается на верхний резьбовой конец кондуктора.

Рисунок 1 — Конструкция простейшей колонной головки для одной обсадной колонны

Обсадная колонна 10 вворачивается в специальную муфту 7. Герметичность соединения корпуса головки 1 и муфты 7 достигается муфтой 2 и двумя кольцами 3 из специальной нефтестойкой резины. Плотность посадки достигается за счет прижатия муфты полукольцами 5 и фланцем 4, который болтами притягивается к фланцу корпуса

Муфта 7 заканчивается фланцем 6 для присоединения к нему фонтанной арматуры. Для опрессовки колонной головки и контроля давления в межтрубном пространстве предусмотрен боковой отвод с краном высокого давления 9 и манометром 8. 8.6.2.

Фонтанная арматурапредназначена для:

1) подвески одной или двух колонн фонтанных труб;

2) герметизациииконтроля пространства между фонтанными трубами и обсадной колонной;

3) проведения технологических операций при освоении, эксплуатации и ремонте скважины;

4) направления продукции скважины в выкидную линию на замерную установку;

5) регулирования режима работы скважины и осуществления глубинных исследований.

Фонтанная арматура подвергается действию высоких температур и давлений. Однако по своим эксплуатационным характеристикам (дебит, давление, температура, газовый фактор и др.) фонтанные скважины бывают различными. Поэтому возникает необходимость иметь фонтанные арматуры, рассчитанные на различные условия работы.

Фонтанные арматуры различаются по конструктивным и прочностным признакам:

· по рабочему давлению — от 7 до 105 МПа;

· по размерам проходного сечения ствола — от 50 до 100 мм;

· по конструкции фонтанной ёлки — крестовые и тройниковые;

· по числу спускаемых в скважину рядов труб — однорядные и двухрядные;

· по типу запорных устройств — с задвижками или с кранами.

Для охвата всех возможных условий в фонтанных скважинах по давлению приняты следующие стандарты: арматуры на 7, 14, 21, 35, 70 и 105 МПа рабочего давления, причем арматура на 7, 14, 21 и 35 МПа испытывается на двойное рабочее давление, а арматура на 70 и 105 МПа — на полуторакратное давление. Собственно фонтанная арматура состоит из двух элементов: трубной головки и фонтанной ёлки. Трубная головка предназначена для подвески фонтанных труб. Обычно она представляет собой крестовину с двумя боковыми отводами с установленной на ней переходной катушкой, в которую вворачивается верхний резьбовой конец фонтанных труб. При применении двух рядов труб устанавливаются две крестовины с переходными катушками. На нижней катушке подвешивается первый ряд труб (большого диаметра), а на верхней катушке — второй ряд труб (меньшего диаметра). На верхнем фланце катушки укрепляется собственно фонтанная ёлка.

Трубная головка (обвязка) подвергается давлению затрубного газа, которое может быть больше, чем давление в фонтанной ёлке. Поэтому трубная головка рассчитывается и испытывается на давление примерно в 1,5 раза большее, чем фонтанная ёлка. Это объясняется тем, что в межтрубном пространстве, которое герметизирует трубная головка, может скопиться чистый газ, и поэтому давление может достигнуть пластового.

Фонтанные ёлки по конструкции делятся на крестовые и тройниковые. Характерным узлом крестовой арматуры является крестовина 6 (рис.2) с двумя боковыми отводами, каждый из которых может быть рабочим, а второй запасным. Для тройниковой фонтанной ёлки (рис. 3) характерным узлом являются тройники 1, к которым присоединяются выкидные линии — верхняя и нижняя. Причем рабочим выкидом всегда должна быть верхняя линия, а нижняя — запасной. Это продиктовано безопасностью работы и возможностью предотвращения открытого фонтанирования. Тройниковые арматуры, как правило, применяются в скважинах, дающих вместе с нефтью абразивный материал — песок, ил. При разъедании песком верхнего тройника скважина может быть переведена на работу через нижний отвод

При этом промежуточная (между отводами) задвижка или кран закрывается; и верхний тройник, и отвод могут быть отремонтированы. При применении в этих условиях крестовой арматуры разъедание крестовины приводит к необходимости перекрытия скважины центральной задвижкой для замены крестовины. Однако крестовые арматуры более компактны, высота их меньше, обслуживание, которое заключается в снятии показаний манометров, смене штуцеров и осуществляется с мостков без лестниц. Тройниковые арматуры имеют большую высоту и требуют для обслуживания специальных вспомогательных сооружений.

Фонтанные арматурышифруются следующим образом:

АФТ-65Кр-140, что означает: арматура фонтанная, тройниковая с проходным сечением 65 мм, крановая на 14 МПа рабочего давления.

АФК-50-210 — арматура фонтанная крестовая диаметром 50 мм на рабочее давление 21 МПа.

Рисунок 2 — 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

Масса фонтанной арматуры достигает 3 т, высота 4 м, ширина до 3,3 м.

Источник

Устьевое оборудование УЭЦН

Оборудование устья скважины предназначено для подвешивания колонны насосно-компрессорных труб, отвода в манифольд продук­ции скважины, герметизации пространства между обсадной колон­ной и насосно-компрессорными трубами с учетом ввода в это про­странство кабеля и перепуска газа из этого пространства при увели­чении его давления. Кроме того, конструкция устьевого оборудова­ния предусматривает использование приборов при исследованиях скважины (измерении давления на выкиде у насосно-компрессорных труб и в затрубном пространстве, измерении уровня жидкости в сква­жине и т. д.).

Оборудование устья скважин, эксплуатируемых скважинными центробежными насосами, унифицировано с устьевым оборудовани­ем, применяемым при других способах эксплуатации скважин (фон­танном, скважинными штанговыми насосами), и между собой.

Оборудование устья скважины для эксплуатации этими установ­ками обозначается ОУЭН и изготавливается в двух исполнениях: исполнение П — с проходными кранами или задвижками и исполне­ние Т — с трехходовыми кранами.

Устьевое оборудование состоит из трубной головки 1 (рис.3.26), которая соединяется с обсадной колонной. В трубной головке разме­щены разъемный корпус 2 и резиновое уплотнение 3, герметизирую­щее место вывода кабеля 4 и труб. Уплотнение поджимается разъем­ным фланцем 5. Трубная головка имеет отверстие для использова­ния приборов при измерении уровня жидкости в скважине и других исследованиях.

Рисунок 3.26 — Оборудование устья УЭЦН

с выходом из насосно-компрессорных труб через колено б и обрат­ный клапан 7

Электрооборудование УЭЦН

Электрооборудование, в зависимости от схемы токоподвода, включает в себя либо комплектную трансформаторную подстанцию для погружных насосов (КТППН), либо трансформаторную подстанцию (ТП), станцию управления и трансформатор.

Электроэнергия от трансформатора (или от КТППН) к погружному электродвигателю подается по кабельной линии, которая состоит из наземного питающего кабеля и основного кабеля с удлинителем. Соединение наземного кабеля с основным кабелем кабельной линии осуществляется в клеммной коробке, которая устанавливается на расстояние 3-5 метров от устья скважины. Основным видом погружных электродвигателей, служащих для привода центробежных насосов, являются асинхронные маслонаполненные с короткозамкнутыми роторами двигатели, вертикального исполнения, выполненные в стальном корпусе, цилиндрической формы. При частоте тока 50 Гц синхронная частота вращения их вала равна 3000 оборотов в минуту (частота тока 1 Гц соответствует 1 обороту вала двигателя в секунду). Диаметр электродвигателей, определяемый внутренним диаметром эксплуатационной колонны, находится в пределах от 96 до 130 мм.

Трансформатор служит для преобразования напряжения промыс­ловой электросети, для обеспечения оптимального напряжения на зажимах электродвигателя с учетом потерь в кабеле. Станция управ­ления предназначена для ручного или автоматического пуска насос­ного агрегата, контроля за параметрами при эксплуатации и предох­ранения установки при возникновении аварийного режима.

Трансформаторы обозначаются, например, ТМПН 100/3- 73У1, где «Т» — трехфазный; «М» — естественная циркуляция ; масла и воздуха, «ПН» — для скважинных нефтяных насосов; 100 — номи­нальная мощность, кВМА; 3 — класс напряжения обмотки ВН; 73 -год разработки; У1 — климатическое исполнение и категория раз­мещения.

Тип станции управления обозначается, например, ШГС5804-49АЗУ1, где «Ш» — шкаф, «Г» — отрасль применения (горнодобыва­ющая и нефтяная промышленности), «С» — обозначение завода-из­готовителя; 5 — класс; 8 — группа; 04 — порядковый номер, 4 — номи­нальный ток силовой цепи (4 — до 250 А, 5 — до 400 А); 9 — напряже­ние силовой цепи (до 2300 В); А — модернизация; 3 — напряжение цепи управления (380 В); У1 — климатическое исполнение и катего­рия размещения.

Станция управления другого типа обозначается, например, КУПНА79-29А2У1, где «КУПНА»- комплектное устройство управ­ления скважинным насосным агрегатом; 79 — год разработки; 2 — но­минальный ток силовой цепи (2 — до 100 А, 3 — до 160 А, 4 — до 250 А); 9 — напряжение силовой цепи (до 3000 В); А — модификация; 2 — на­пряжение цепи управления (220 В); У1-климатическое исполнение и категория размещения.

Источник

Оборудование устья скважин

Оборудование устья скважин всех типов предназначено для герметизации затрубного пространства, отвода продукции скважины, а также для проведения технологических операций, ремонтных и исследовательских работ. Оно комплектуется в зависимости от способа эксплуатации скважин.

При фонтанном, компрессорном и бескомпрессорном способахдобычи нефти оборудование устья составляется из одинаковых деталей и узлов по подобным схемам.

На устье скважин (рис. 7.22) монтируются колонная головка (ГК) и фонтанная арматура (ФА), состоящая в свою очередь из трубной головки (ГТ) и фонтанной елки (Е). Колонная головкапредназначена для соединения верхних концов обсадных колонн (кондуктора, технических и обсадных труб), герметизации межтрубных пространств и служит опорой для фонтанной арматуры. Трубная головкаслужит для обвязки одного или двух рядов фонтанных труб, герметизации межтрубного пространства между эксплуатационной колонной и фонтанными трубами, а также для проведения технологических операций при освоении, эксплуатации и ремонте скважины. Обычно трубная головка представляет собой крестовину с двумя боковыми отводами и трубной подвеской. Боковые отводы 8 позволяют закачивать в межтрубное пространство воду и глинистый раствор при глушении скважины, ингибиторы гидратообразования и коррозии, измерять затрубное давление (манометром 7), а также отбирать газ из него. Трубная головка монтируется непосредственно на колонной головке. Фонтанная елкапредназначена для управления потоком продукции скважины и регулирования его параметров, а также для установки манометров, термометров и приспособлений, служащих для спуска и подъема глубинных приборов. Елка состоит из вертикального ствола и боковых отводов-выкидов (струн). На каждом отводе устанавливают по две задвижки: рабочую 16 и резервную (ближайшую к стволу) 14. На стволе установлены коренная (главная, центральная) 11 и буферная 18 задвижки. На отводах имеются «карманы» для термометров и штуцеры для манометров 15, а также для регулирования расхода 17. Ствол заканчивается буфером с манометром 19.

Рис. 7.22. Схема оборудования устья скважины крестовой арматурой: ГК — головка колонная; ГТ — головка трубная; Е — елка; ФА- фонтанная арматура;

1-кондуктор; 2 — эксплуатационная колонна; 3- фонтанная колонна; 4 -манометр межколонный; 5 — отвод от межколонного пространства; 6-задвижка ручного привода; 7 — манометр затрубный; 8 — отвод от затрубья; 9 — линия задавочная: 10-подвеска фонтанных тру б; 11-коренная задвижка; 12-задвижка с пневмоприводом; 13-крестовина; 14-задвижка резервная; 15-катушка КПП; 16-задвижка рабочая; 17 — штуцер регулируемый; 18-задвижка буферная; 19 — буфер и буферный манометр; 20- блок пневмоуправления; 21 — прискважинная установка (система) для подачи в затрубье ингибиторов и ПАВ; 22 — отвод рабочий: 23- шлейф; 24- задвижки факельной линии; 25 — амбар земляной

Фонтанные елки по конструкции делятся на крестовые и трой-никовые. В состав ствола крестовой елкивходит крестовина 13, к которой и крепятся отводы-выкиды. Каждый из них может быть рабочим. Тогда второй является резервным. В конструкцию ствола тройниковой елки(рис. 7.23) входят тройники 3, 13, к которым присоединяются выкидные линии — верхняя, которая является рабочей и нижняя, являющаяся резервной. Такое распределение «ролей» связано с тем, что тройниковая арматура, как правило, применяется в скважинах, в продукции которых содержится песок или ил. При абразивном разрушении верхнего тройника скважина может быть переведена на работу через нижний отвод. Для этого закрывается задвижка (или кран),,расположенная между тройниками; верхний тройник и отвод в это время подвергаются ремонту. Ремонт крестовой арматуры значительно более затруднен. В то же время крестовая арматура компактнее, имеет меньшую высоту, ее проще обслуживать.

Фонтанная арматура рассчитана на рабочее давление?, 14, 21, 35, 70 и 105 МПа, имеет диаметр проходного сечения ствола от 50 до 150мм.

Манифольд— система труб и отводов с задвижками или кранами — служит для соединения фонтанной арматуры с трубопроводом, по которому продукция скважины поступает на групповую замерную установку (ГЗУ). Простейшая схема манифольда крестовой фонтанной арматуры показана на рис. 7.24. Она предусматривает наличие двух практически идентичных обвязок (рабочая и резервная), в каждой из которых есть регулируемый штуцер 1, вентили 2 для отбора проб жидкости и газа, запорное устройство 3 для сброса продукции на факел или в земляной амбар и предохранительный клапан 6. Элементы схемы собираются в одно целое с помощью фланцевых соединений 7. Узлы, очерченные четырехугольниками (№№ 1, 2, 3), собираются на заводе.

Оборудование устья штанговой насосной скважинывключает (рис. 7.25) колонный фланец 1, планшайбу 2 с подвешенными к ней на-сосно-компрессорными трубами 3. В верхнюю муфту 4 труб ввинчивают тройник 5 для отвода нефти (в горизонтальной плоскости), а также для вывода наружу устьевого штока 7, связывающего через канатную подвеску насосные штанги с головкой балансира станка-качалки. Место выхода устьевого штока из тройника герметизировано с помощью сальника 6, набивку которого уплотняют крышкой 8 и пружиной.

Рис. 7.23. Фонтанная арматура тройннковая:

1 — крестовик; 2,4 — переводные втулки; 3 — тройник; 5 — переводная

катушка; 6 — центральная задвижка; 7 — задвижки; 8 — штуцеры;

9 — буферная заглушка; 10 — манометр; 11 — промежуточная задвижка;

12 — задвижка; 13 — тройники; 14 — буферная задвижка

Рис. 7.24. Схема обвязки крестовой фонтанной арматуры:

1 — регулируемый штуцер; 2 — вентили; 3 — запорное устройство для сброса продукции на факел или в земляной амбар; 4 — тройник; 5 — крестовина; 6 — предохранительный клапан; 7 — фланцевое

соединение; ГЗУ — групповая замерная установка

Рис. 7.26 Станок-качалка типа СКД:

1 — подвеска устьевого штока; 2 — балансир с опорой; 3 — стойка;

4 — шатун; 5 — кривошип; 6 — редуктор; 7 — ведомый шкив;

8 — ремень; 9 — электродвигатель; 10 — ведущий шкив;

11 — ограждение; 12 — поворотная плита; 13 — рама;

14 — противовес; 15 — траверса,! 6 — тормоз

В планшайбе предусмотрены специальные отверстия для спуска в скважину скважинных приборов, выполнения ремонтных работ и технологических операций.

Жидкость, подаваемая насосом, направляется через боковой отвод тройника 5 в выкидную линию и далее в замерную или газосе-парационную установку.

Станок-качалка— это балансирный индивидуальный механический привод штангового скважинного насоса. Его основными узлами являются (рис. 7.26) рама 13, стойка 3 в виде усеченной четырехгранной пирамиды, балансир 2 с поворотной головкой, траверса 15 с шатунами 4, шарнирно подвешенная к балансиру, редуктор 6 с кривошипами 5 и противовесами 14. Для обеспечения возможности изменения числа качаний станки-качалки комплектуются набором сменных шкивов 7,10.

Станки-качалки выпускаются в двух исполнениях: СК и СКД, различающихся рядом конструктивных деталей. В шифре их типоразмера указываются важнейшие характеристики привода насоса. Например, обозначение СКЗ-1,2-630 означает: СК — вариант исполнения; 3 — грузоподъемность в тоннах; 1,2 — максимальная длина хода головки балансира в метрах; 630 — наибольший крутящий момент на валу редуктора в кг • м. Сведения о типоразмерах станков-качалок приведены в табл. 7.5.

Таблица 7.5 Основные характеристики станков-качалок

Рис. 7.27. Оборудование устья скважины, эксплуатируемой глубинными центробежными или винтовыми насосами:

1 — крестовина; 2 — разъёмный корпус; 3 — резиновый уплотнитель;

4 — кабель; 5 — эксцентричная планшайба; 6 — выкидная линия;

7 — обратный клапан; 8, 9 — задвижка; 10,11 — манометр

Оборудование устья скважин, эксплуатируемых глубинными центробежными и винтовыми насосами,идентично. Оно изображено на рис. 7.27. Крестовина 1 навинчивается на ответную муфту колонной головки и имеет боковые задвижки. Насосный агрегат на НКТ подвешивают на специальной разъемной эксцентричной планшайбе 5, имеющей отверстие для кабеля 4. Места ввода кабеля и НКТ уплотняются разъемным корпусом 2 и резиновым уплотнителем 3, который поджимается разъемным фланцем. Межтрубное пространство соединено с выкидной линией 6, на которой установлен обратный клапан 7 для отвода газа при работе скважины. Задвижка 8 позволяет спускать в скважину различные измерительные приборы и механические скребки для очистки подъемных труб от парафина. Для этого на тройнике устанавливают специальный лубрикатор. Задвижка 9, установленная на выкиде устьевой арматуры, служит для регулирования режима работы скважины. Давления на выкиде и в межтрубном пространстве замеряются манометрами 10, 11.

Одновременная раздельная эксплуатация нескольких пластов одной скважиной

Опыт разработки нефтяных и газовых месторождений показывает, что более половины всех капитальных вложений приходится на бурение скважин. Кроме того, не всегда в пластах содержатся рентабельные для извлечения самостоятельной сеткой скважин запасы нефти и газа. Уменьшить затраты на бурение скважин и сделать рентабельной добычу нефти и газа из пластов с небольшими запасами позволяет одновременная раздельная эксплуатация нескольких пластов одной скважиной (ОРЭ).

Метод ОРЭзаключается в том, что пласты в скважине разобщаются с помощью специальных устройств (пакеров) и для каждого пласта создаются отдельные каналы для выхода продукции на поверхность, снабженные соответствующим оборудованием.

Принципиальные схемы ОРЭ приведены на рис. 7.28 (насосное оборудование, фильтры, якори условно не показаны). При одновременной эксплуатации двух пластов с одним пакером (рис. 7.28 а) продукция нижнего пласта отводится на подъемной трубе, нижнего — по межтрубному пространству. В случае одновременной эксплуатации трех пластов с двумя пакерами (рис. 7.28 б) используются две подъемные трубы, а с тремя пакерами (рис. 7.28 в) — три трубы. Раздельная эксплуатация трех пластов одновременно возможна только в наиболее простых случаях и поэтому применяется очень редко.

Рис. 7.28. Принципиальные схемы ОРЭ:

а) — эксплуатация двух пластов с одним пакером;

б) — эксплуатация трех пластов с двумя пакерами;

в) — эксплуатация трех пластов с тремя пакерами

Продукция разных пластов доставляется на поверхность раздельно, что позволяет не смешивать разносортные (например, высокосернистые и малосернистые) нефти. Более того, одновременно можно добывать из одного пласта нефть, а из другого — газ. Различными могут быть и способы эксплуатации разных пластов. Согласно принятой терминологии принято для краткости именовать ту или иную технологическую схему совместной эксплуатации названием способа эксплуатации сначала нижнего, а затем верхнего пласта. Например, схема насос-фонтан означает, что нижний пласт эксплуатируется насосным способом, а верхний — фонтанным.

Возможности раздельной эксплуатации пластов через одну скважину существенно зависят от диаметра эксплуатационной колонны. Если он мал (меньше 168 мм), то диаметры подъемных труб невелики и их гидравлическое сопротивление является повышенным, что отрицательно сказывается на дебите скважин.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник