Требования к оборудованию устья скважины

Обновлено: 04.07.2024

Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 51365-2009 (ИСО 10423:2003) "Нефтяная и газовая промышленность. Оборудование для бурения и добычи. Оборудование устья скважины и фонтанное устьевое оборудование. Общие технические требования" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. N 1070-ст)

Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 51365-2009 (ИСО 10423:2003)
"Нефтяная и газовая промышленность. Оборудование для бурения и добычи. Оборудование устья скважины и фонтанное устьевое оборудование. Общие технические требования"
(утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. N 1070-ст)

Petroleum and natural gas industries. Drilling and production equipment. Wellhead and Christmas tree equipment. General technical requirements

Дата введения - 1 января 2011 г.

Взамен ГОСТ P 51365-99

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Настоящий стандарт, сохраняя все формулировки, положения и ссылки на международные стандарты, дополняет их положениями и ссылками на действующие российские стандарты и технические нормативные документы.

Настоящий стандарт знакомит российских производителей и потребителей оборудования с требованиями стандарта ИСО 10423:2003 и практическими возможностями его применения.

Настоящий стандарт предназначен для применения техническими комитетами по стандартизации Российской Федерации, предприятиями и объединениями предприятий, в том числе союзами, госкорпорациями, ассоциациями, концернами, акционерными обществами, межотраслевыми, региональными и другими объединениями, независимо от форм собственности и подчинения, а также федеральными органами исполнительной власти Российской Федерации.

Стандарт распространяется на оборудование, независимо от его технических характеристик, размеров, массы и других показателей, времени и места разработки, испытаний, изготовления предприятиями всех форм собственности и подчиненности.

Пользователи настоящего стандарта должны помнить, что в конкретных случаях применения могут потребоваться дополнительные или отличающиеся требования. Настоящий стандарт не имеет целью запретить продавцу предлагать, а покупателю приобретать альтернативное оборудование или технические решения для конкретных случаев применения. Особенно это касается новых или усовершенствованных технологий. Если предлагается альтернатива, продавец должен подробно указывать все отклонения от настоящего стандарта.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на устьевое оборудование и фонтанную арматуру, применяемые при добыче нефти и газа, и устанавливает основные технические характеристики, требования к размерной и функциональной взаимозаменяемости, требования к проектированию и изготовлению, материалам, испытаниям и контролю, сварке, маркировке, погрузо-разгрузочным операциям, хранению, приобретению, ремонту и модернизации.

Настоящий стандарт не распространяется на испытания и (или) ремонт устьевого оборудования и фонтанной арматуры в промысловых условиях.

1.2 Область применения

Настоящий стандарт применим к следующему специальному оборудованию:

а) Устьевое оборудование:

- корпусы головок обсадных труб;

- катушки головок обсадных труб;

- катушки головок насосно-компрессорных труб (НКТ);

- корпусы многоколонных головок и катушки;

б) Соединители и фитинги:

- переводники трубной головки;

- тройники и крестовины;

- устройства отбора проб жидкости;

- переходные и промежуточные катушки;

в) Подвески НКТ и обсадных труб:

г) Запорная арматура и штуцеры:

- задвижки, подготовленные для приводов;

- наземные и подводные предохранительные клапаны и приводы;

д) Конструкции соединителей [фланцевые, резьбовые, другие концевые соединители (ОЕС) и сварные]:

- соединители под сварку;

- переходные и промежуточные соединители;

- пробки для извлечения клапанов;

е) Прочее оборудование:

- силовые приводы задвижек;

- втулки с концевыми соединительными элементами;

- инструменты для спуска и испытания (приложение 3);

Наименования деталей и сборочных единиц типового устьевого оборудования приведены на рисунках 1 и 2.

"Рисунок 1 (а, б) - Наименования деталей и сборочных единиц типового устьевого оборудования"

1.3 Условия эксплуатации

Настоящий стандарт определяет условия эксплуатации, касающиеся давления, температуры и класса материала, технического состояния устьевого оборудования.

"Рисунок 2 - Наименования деталей и сборочных единиц фонтанного устьевого оборудования"

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 15.201-2000 Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения. Порядок разработки и постановки продукции на производство

ГОСТ Р 51906-2002 Соединения резьбовые обсадных, насосно-компрессорных труб и трубопроводов и резьбовые калибры для них. Общие технические требования

ГОСТ Р 52630-2006 Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия

ГОСТ 632-80 Трубы обсадные и муфты к ним. Технические условия

ГОСТ 633-80 Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним. Технические условия

ГОСТ 977-88 Отливки стальные. Общие технические условия

ГОСТ 1497-84 (ИСО 6892-84) Металлы. Методы испытаний на растяжение

ГОСТ 2246-70 Проволока стальная сварочная. Технические условия

ГОСТ 3242-79 Соединения сварные. Методы контроля качества

ГОСТ 4543-71 Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия

ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

ГОСТ 6996-66 Сварные соединения. Методы определения механических свойств

ГОСТ 7512-82 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод

ГОСТ 8479-70 Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия

ГОСТ 8713-79 Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

ГОСТ 9012-59 (ИСО 410-82, ИСО 6506-81) Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю

ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах

ГОСТ 9466-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация и общие технические условия

ГОСТ 9467-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы

ГОСТ 10052-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами. Типы

ГОСТ 13846-89 Арматура фонтанная и нагнетательная. Типовые схемы, основные параметры и технические требования к конструкции

ГОСТ 14771-76 Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

ГОСТ 14782-86 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 16037-80 Соединения сварные стальных трубопроводов. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

ГОСТ 16350-80 Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей

ГОСТ 18442-80 Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования

ГОСТ 21105-87 Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод

ГОСТ 24507-80 Контроль неразрушающий. Поковки из черных и цветных металлов. Методы ультразвуковой дефектоскопии

ГОСТ 28919-91 Фланцевые соединения устьевого оборудования. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 28996-91 Оборудование нефтепромысловое устьевое. Термины и определения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети "Интернет" или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применяются термины по ГОСТ 28996 и следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 адаптер : Конструктивный элемент оборудования (переходник), используемый для присоединения других элементов оборудования различных номинальных размеров и давления в соответствии с техническими требованиями.

3.3 пакер : Устройство, предназначенное для герметичного перекрытия заколонного пространства обсадных колонн различных диаметров.

3.4 фонтанная (устьевая) арматура : Устьевая арматура фонтанной скважины.

3.5 шпилечное соединение : Крепежные детали фланцевого соединения (шпильки, гайки), используемые при сборке оборудования, работающего под давлением.

3.6 время выдержки : Период времени, в течение которого оборудование подвергается выдержке под давлением и изолировано от источника давления.

3.7 крепежные винты : Группа резьбовых винтов, проходящих через стенку корпуса колонной или трубной головок, используемых для фиксации трубодержателя и уплотнений.

3.8 визуальный контроль : Контроль деталей и оборудования на видимые дефекты в материале при изготовлении.

3.9 горячая обработка : Пластическое деформирование металла при температуре выше температуры рекристаллизации.

3.10 доступные смачиваемые поверхности : Поверхности, доступные для смачивания, которые могут быть проконтролированы визуально под прямым углом зрения для целей неразрушающего контроля (НК).

3.11 дроссель : Оборудование, используемое для ограничения и регулирования потока жидкости под давлением.

3.12 дроссельная насадка : Сменная часть, выполненная из высокопрочного материала, используемая в дросселях.

3.13 дроссельные элементы : Настроечные элементы дросселя, работающие под давлением, включая насадки и втулки, используемые для регулирования и контроля расхода жидкости.

3.14 дата изготовления : Дата приемки готового оборудования на предприятии-изготовителе.

3.15 дата ремонта : Дата приемки оборудования на предприятии-изготовителе после завершения ремонта (восстановления способности оборудования выполнять производственные функции).

3.16 деталь : Отдельные части, используемые при сборке узлов оборудования.

3.17 детали, работающие под давлением : Детали, нарушение функционирования которых приводит к вытеканию жидкости скважины в атмосферу.

3.18 детали, регулирующие давление : Детали, используемые для контроля и регулирования движения жидкостей под давлением, например механизм уплотнения отверстия задвижки и трубодержателя.

3.19 зона термического влияния : Та часть основного металла, который не расплавлен, но свойства или микроструктура которого изменяется под воздействием высокой температуры при сварке, резке или наплавке.

3.20 шиберная задвижка : Сборная задвижка с шибером, работающим внутри корпуса и установленным под углом 90° к трубопроводу, чтобы осуществлять перекрытие потока.

3.21 индикация линейных дефектов : Индикация поверхностных дефектов при неразрушающем контроле (НК), у которых длина втрое превышает поперечный размер дефекта.

3.22 интегральное давление : Давление, способное сопротивляться течи под приложенным высоким давлением.

3.23 индикация поверхностных дефектов : Индикация круговых поверхностных дефектов при контроле НК эллиптической или круговой формы, длина которых не превышает трех поперечных размеров дефекта.

3.24 значительные изменения : Изменения, выявленные изготовителем, которые влияют на рабочие характеристики изделия при эксплуатации.

3.25 испытательная организация : Любая независимая третья сторона, располагающая испытательным комплексом для проведения испытаний материалов и оборудования в целях оценки соответствия установленным требованиям.

3.26 критерии приемки : Определенные предельные значения, установленные на характеристики материала и оборудования.

3.27 обратный клапан трубодержателя: Однопроходный запорный клапан, установленный в трубодержателе насосно-компрессорных труб (НКТ) для предотвращения выброса нефтепродуктов из скважины.

3.28 корпус : Часть оборудования между соединениями с внутренними деталями или без них, которая удерживает скважинное давление.

3.29 крышка герметичная : Деталь корпуса, находящаяся в процессе работы под давлением в отличие от других концевых и выпускных соединений.

3.30 калибровка : Совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений, сравнение и регулировка их в соответствии с установленными значениями.

3.31 однофланцевая головка колонная : Часть оборудования, присоединяемая к самому верхнему концу обсадных труб, которая обеспечивает подвеску и уплотнение подвешенных обсадных труб в трубодержателе.

3.32 двухфланцевая головка колонная : Часть оборудования, присоединяемая к однофланцевой колонной головке и обеспечивающая подвеску и уплотнение следующих обсадных колонн.

3.33 коррозионностойкие кольцевые канавки : Канавки, покрытые металлом, устойчивым к коррозии.

3.34 критические компоненты : Специальные требования к деталям.

3.35 крестовина : Фитинг, работающий под давлением с четырьмя отверстиями; обычно отверстия располагаются под углом 90° друг от друга.

3.36 крестовая катушка : Оборудование с фланцевыми или другими соединениями с ограниченной площадью уплотнения, расположенного вблизи поверхности его нижнего и верхнего фланцев.

Примечание - Крестовая катушка часто снабжена средствами подвески и уплотнения вокруг подвешенных внутренних обсадных труб и трубопровода. Верхнее соединение катушки крестовой выдерживает большее давление по сравнению с нижним соединением.

3.37 обратный клапан : Обратная арматура, конструктивно выполненная в виде клапана.

3.38 коронный клапан : Верхний клапан на вертикальной оси фонтанной арматуры под выпускным отверстием.

3.39 полнопроходный клапан : Клапан, запорный механизм которого имеет такой же размер, как и внутренний диаметр корпуса клапана.

3.40 коренной клапан : Самый нижний клапан на вертикальной оси фонтанной арматуры, используется для полного перекрытия скважины.

3.41 пробковый клапан : Собранный клапан, в котором для закрытия используется пробка (прямая, шаровая, коническая и т.д.), постоянно установленная через канал так, чтобы при повороте на 90° создавать эффект закрытия.

3.42 редукционный клапан : Клапан с редукционным отверстием в механизме перекрывания клапана.

3.43 боковой клапан : Клапан, расположенный на боковом отводе фонтанной арматуры, используемый для перекрытия потока из скважины.

3.44 неразрушающий контроль : Контроль состояния материала без разрушения изделия.

3.45 корпус трубодержателя : Часть трубодержателя, которая присоединяется с помощью резьбы к подвешенному трубопроводу и образует верхнюю часть трубопровода.

3.46 колонна насосно-компрессорных труб (НКТ) : Трубы, применяемые в скважине для вывода пластового флюида из скважины в фонтанную арматуру.

3.47 многопроходная колонная головка (моноблок) : Устьевое оборудование с боковыми отводами, имеющее возможность подвешивания и уплотнения двух и более обсадных колонн в одном корпусе.

Примечание - В моноблочной колонной головке верхний фланец может иметь рабочее давление выше, чем установлено для нижнего соединения.

3.48 маршрут (рабочая партия) : Возможность отслеживать принадлежность деталей к определенной партии.

3.49 механизм уплотнения отверстия клапана : Внутренняя часть клапана, шибер, шар, заглушка, пробка и их посадочное место, перекрывающие поток через клапан.

3.50 обсадные трубы : Трубы, используемые в конструкции скважины в качестве основной крепи пробуренного ствола.

3.51 флюид пластовый : Нефть, газ, вода в горных породах, характеризующиеся текучестью.

3.52 оборудование : Любой единичный комплект оборудования.

3.54 привод задвижек или дросселя : Механизм для дистанционного или автоматического срабатывания задвижки или дросселя.

3.55 посадка : Характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки.

3.56 ковка : Горячая пластическая деформация сжатия металла для получения деталей нужной формы с использованием штампа или без его использования.

3.57 отливка : Необходимая форма детали, полученная методом расплавления металла.

Примечание - Для переплавленных сплавов определяется как необработанный материал, образовавшийся из первичного расплавления слитка.

3.58 протокол : Документ, содержащий результаты испытаний и другую информацию, относящуюся к испытаниям.

3.59 серийный номер : Уникальный код отдельных деталей и/или частей оборудования для регистрации в журналах.

3.60 проставка : Элемент оборудования, работающий под давлением, для подсоединения или разделения других элементов оборудования.

3.61 наземный клапан безопасности : Сборка автоматического клапана оборудования устья скважины, который должен срабатывать на закрытие при отказе в энергоснабжении.

3.62 привод клапанов : Устройство, обеспечивающее срабатывание клапанов на открытие при подаче энергии и автоматическое закрытие их при отказе в энергоснабжении или команде на закрытие.

3.63 переходник трубной головки : Деталь оборудования фонтанной арматуры, присоединяемая к трубной головке и далее к фонтанной елке.

3.64 поковка : Деталь, изготовленная методом ковки.

3.65 рабочие характеристики материала (основные) : Минимальные значения показателей материалов, обеспечивающие выполнение требований настоящего стандарта.

3.66 рабочее давление : Максимальное внутреннее давление оборудования, на которое оно рассчитано.

3.67 коррозионное растрескивание под напряжением : Растрескивание, возникающее под действием коррозии и напряжений.

3.68 растрескивание под действием сероводорода : Растрескивание металлических материалов под воздействием жидкостей, содержащих сероводород.

3.69 коррозионностойкие сплавы : Сплавы на железной основе, в которых не железо, а какой-либо другой элемент или сумма определенных элементов (титан, никель, кобальт, хром, молибден) превышает 6%.

3.70 крестовое соединение : Переходник с ограниченной площадью уплотнения и давлением на верхнее соединение выше, чем на нижнее.

3.71 концевые и выпускные соединения : Внутренние и внешние резьбовые или фланцевые соединения с помощью шпилек или другими способами, используемые для соединения деталей оборудования, работающего под давлением или управляющего давлением.

3.72 соединяющие каналы для установки датчиков и проведения испытаний : Отверстия, просверленные и обработанные метчиком, через которые можно измерять внутреннее давление или можно подавать давление для проверки механизма уплотнения.

3.73 садка : Материал, загружаемый на подъемное или транспортное устройство и перемещаемый как партия в цикле термообработки.

3.74 скважинная жидкость : Реальная жидкость, которая выходит из скважины.

3.75 специальный материал : Материал, удовлетворяющий специальным требованиям, предъявляемым промышленными стандартами изготовителю.

3.76 нержавеющая сталь : Сталь, содержащая более 11% хрома, что делает ее устойчивой к коррозии.

Примечание - Другие элементы могут добавляться для получения определенных свойств материала.

3.77 снятие напряжений : Контролируемый нагрев материала до определенной температуры с целью снятия остаточных напряжений после сварки.

3.78 верхнее соединение : Верхний фланец фонтанной арматуры, позволяющий инструменту входить в фонтанную арматуру для присоединения других узлов и деталей.

3.79 резьбовой трубодержатель обсадных труб : Устройство, используемое для удержания подвешенных обсадных труб в верхней части посредством наружной или внутренней резьбы обсадных труб.

3.80 клиновой трубодержатель обсадных труб : Устройство для поддержания подвешенных обсадных труб в верхней части с помощью клиньев.

3.81 термическая обработка : Чередующиеся этапы контролируемого нагрева и охлаждения материалов с целью изменения физических или механических свойств.

3.82 технологический производственный процесс : Операции механической обработки, сварки, термообработки или другие процессы, используемые для полного изготовления изделия.

3.83 термическая обработка после сварки : Любая термическая обработка после сварки, снимающая напряжения, а также служащая для получения нужных механических свойств.

3.84 комнатная температура : Температура от 4°С до 50°С.

3.85 резьбовой трубодержатель трубной головки : Устройство для удержания подвешенной колонны лифтовых труб в трубной головке фонтанной арматуры посредством наружной или внутренней резьбы насосно-компрессорных труб.

3.86 трубная головка фонтанной арматуры : Деталь устьевого оборудования, устанавливаемая на верхний фланец колонной головки, служащая для подвешивания лифтовых труб и герметизации кольцевого пространства между колоннами лифтовых и обсадных труб.

3.87 кольцевой уплотнитель : Устройство, уплотняющее пространство между внутренним диаметром колонной головки и наружным диаметром подвешенной обсадной трубы или трубчатого элемента.

3.88 условия поставки : Условия, оговоренные в контракте на поставку.

3.89 утвержденная программа качества : Программа обеспечения качества по требованиям настоящего стандарта.

3.90 нижний уплотнитель обсадных труб : Устройство, которое обеспечивает уплотнение кольцевого пространства между наружным диаметром обсадных труб и внутренним диаметром нижней части корпуса колонной головки, расположенной выше трубодержателя и пакеров обсадной колонны, подвешенной в предыдущей колонной головке.

3.91 подвижный уплотнитель : Уплотнитель, в котором происходит движение относительно уплотняемой поверхности после его установки.

3.92 устройство, срабатывающее под воздействием тепла : Устройство, установленное на приводе наземного клапана безопасности для поддержания его в полностью открытом положении до момента воздействия на него определенного количества тепла, вызывающего сброс взведенного устройства закрытия клапана безопасности.

3.93 статичный уплотнитель : Уплотнитель, неподвижный по отношению к уплотняющим поверхностям после их установки.

3.94 фланец : Выступающее опорное кольцо с отверстиями для шпилек (болтов), с механизмом уплотнения, используемым для соединения частей оборудования, работающего под давлением.

3.95 глухой фланец : Фланец, не имеющий центрального отверстия, используемый для полного глушения фланцевого конца и выходных соединений

3.96 открытый фланец : Фланец, не являющийся целой частью с другими деталями оборудования.

Примечание - Он может быть резьбовым, сварным, со шпилечным соединением или другим соединительным переходным устройством.

3.97 резьбовой фланец : Фланец с уплотняемой поверхностью с одной стороны и внутренней резьбой с другой для присоединения фланцевых соединений к резьбовым соединениям.

3.98 приварной фланец : Фланец с приварной фаской со стороны противоположной уплотняемой поверхности, для приварки к соответствующей трубе или переходной детали.

3.99 форма : Основная форма изделия, включая все ее составляющие части.

4 Общие технические требования

4.1 Функциональные и рабочие требования

Устьевое оборудование должно соответствовать предъявляемым к нему требованиям, безопасно выдерживать внутреннее давление скважинной среды и не иметь утечек при долговременной эксплуатации скважины.

Оборудование должно соответствовать [1] и [2].

4.2 Уровень технических требований к изделию

Установлены четыре уровня технических требований (УТТ) к изделию:

- УТТ1 (PSL 1) - общепринятые правила, характерные для широкого спектра производства. Требования настоящего стандарта применимы к уровню УТТ1, если нет специальных пометок;

- УТТ2 (PSL 2) - требования уровня УТТ2 и дополнительные требования (приложение А);

- УТТ3 (PSL 3) - требования уровня УТТ2 и дополнительные требования (приложение А);

- УТТ4 (PSL 4) - требования уровня УТТ3 и дополнительные требования (приложение А). Рекомендации по выбору потребителем соответствующего уровня, которые указывают в опросном листе при оформлении заявки на изготовление и поставку, приведены в приложении А.

4.3 Требования взаимозаменяемости

Линейные размеры в настоящем стандарте приведены в миллиметрах (мм), а в ряде пунктов стандарта для большей информативности они одновременно указаны в дюймах. При необходимости миллиметры могут быть переведены в дюймы с помощью переводных коэффициентов, приведенных в приложении Б.

4.4 Требования к конструированию

4.4.1 Расчеты на прочность узлов и деталей оборудования

4.4.1.1 Требования к расчету на прочность узлов и деталей оборудования, работающих под давлением, приведены в приложении В. При этом допускаемые напряжения для узлов и деталей оборудования а, за исключением болтов и шпилек, принимают равными:

- для рабочих условий: ;

- для условий гидроиспытания и монтажа: ,

где - минимальный условный предел текучести при расчетной температуре;

- минимальное временное сопротивление при расчетной температуре.

Прочность и плотность резьбовых и фланцевых соединений, включая назначение допускаемых напряжений для болтов и шпилек, рассчитывают в соответствии с нормативной документацией.

4.4.1.2 В качестве альтернативы расчету на прочность может быть использовано подтверждение до пускаемого расчетного давления для рассматриваемых узлов и деталей экспериментальными методами при проведении гидроиспытания.

Деформации при определении допускаемого расчетного давления для рассматриваемых узлов и деталей экспериментальными методами контролируют с помощью тензометрических датчиков любого типа, позволяющих измерять относительные деформации с точностью не менее 0,005%. Относительные деформации измеряют в направлении максимального напряжения, при этом тензометрические датчики должны располагаться как можно ближе к наиболее напряженным местам конструкции.

Давление гидроиспытания следует увеличивать постепенно до значения, равного половине ожидаемого расчетного давления. После достижения этого значения давление должно увеличиваться ступенчато, причем приращение давления на каждой ступени не должно превышать 0,1 ожидаемого расчетного давления. После каждого приращения давления должны быть сняты и записаны показания тензометрических датчиков.

4.4.1.3 Допускаемое расчетное давление считается подтвержденным проведенным гидроиспытанием, если при достижении испытательного давления наибольшие измеренные относительные деформации не превышают 0,2%.

Если известен фактический средний предел текучести образцов, выполненных из того же материала, что и испытываемая деталь, давление определяют по формуле (4.1)

Если фактический средний предел текучести образцов, выполненных из того же материала, что и испытуемая деталь, не определялся, давление вычисляют по формуле

4.4.1.4 Результаты испытаний, включая результаты испытаний образцов для определения фактического среднего предела текучести, методику, используемую для определения мест размещения тензометрических датчиков, и средства термокомпенсации, программу нагружения и величину деформации на каждой ступени нагружения и после снятия нагрузки, фиксируют и прилагают к документации на испытуемый узел или деталь.

4.4.2 Основные параметры

4.4.2.1 Основные параметры фонтанной арматуры приведены в таблице 1. Типовые схемы фонтанных арматур - по ГОСТ 13846.

Требования к оборудованию устья скважины

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии

НАЦИОНАЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТ Р
(ИСО 10423:2003)

(первая редакция)

НЕФТЯНАЯ И ГАЗОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ БУРЕНИЯ И ДОБЫЧИ.

ОБОРУДОВАНИЕ УСТЬЯ СКВАЖИНЫ И ФОНТАННОЕ УСТЬЕВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Общие технические требования

Oil-and-gas industry. Drilling and oil extraction equipment. Well mouth equipment and fountain mouth equipment General specifications

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 23 "Техника и технологии добычи и переработки нефти и газа", подкомитетом ПК 6.

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ

3 Раздел 1, пункты 1.1; 1.2; 1.3; 4.2; 4.3; 4.11; 4.12; 4.14; 4.15; 4.21, приложение 3, а приложения А, Б, и Г (частично) к настоящему стандарту представляют собой аутентичный текст международного стандарта ИСО 10423:2003 "Нефтяная и газовая промышленность Оборудование устья и фонтанная арматура"

Настоящий стандарт предназначен для применения расположенными на территории Российской Федерации техническими комитетами по стандартизации, предприятиями и объединениями предприятий, в том числе союзами, ассоциациями, концернами, акционерными обществами, межотраслевыми, региональными и другими объединениями, независимо от форм собственности и подчинения, а также органами управления в Российской Федерации.

Стандарт распространяется на оборудование, независимо от его технических характеристик, размеров, массы и других показателей, времени и места разработки, изготовления, испытаний, произведенное предприятиями всех форм собственности и подчиненности.

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет требования и дает рекомендации для технической характеристики, размерной и функциональной взаимозаменяемости, проектирования, материалов, испытаний, контроля, сварки, маркировки, погрузо-разгрузочных операций, хранения, отгрузки, приобретения, ремонта и модернизации устьевого оборудования и фонтанной арматуры для применения в нефтяной и газовой промышленности.

Настоящий стандарт не касается применения испытаний или ремонта устьевого оборудования и фонтанной арматуры в промысловых условиях.

1.2 Пределы применения

Настоящий стандарт применим к следующему специальному оборудованию:

a) Устьевое оборудование:

- корпусы головок обсадных труб;

- катушки головок обсадных труб;

- катушки головок НКТ;

- корпусы многоколонных головок и катушки.

б) Соединители и фитинги:

- переводники головки НКТ;

- тройники и крестовины;

- устройства отбора проб жидкости;

- переходные и промежуточные катушки.

в) Подвески НКТ и обсадных труб:

г) Запорная арматура и штуцеры:

- задвижки, подготовленные для приводов;

- наземные и подводные предохранительные клапаны и приводы;

д) Свободные соединители [фланцевые, резьбовые, другие концевые соединители (OEC) и сварные]:

- соединители под сварку;

- переходные и промежуточные соединители;

- пробки для извлечения клапанов.

е) Прочее оборудование:

- силовые приводы задвижек;

- втулки с концевыми соединительными элементами;

- инструменты для спуска и испытания (в Приложении 3);

- сменные вкладыши (в Приложении 3).

Номенклатура, использованная в настоящем стандарте, для типового оборудования приводится на рисунках 1 и 2.

1 Устройство обратного клапана.

12 Переводник с 2-х рядным расположением резьбовых отверстий для шпилек

2 Канал управления скважинным предохранительным клапаном.

13 Уплотнение затрубного пространства обсадных труб.

3 Выход канала управления скважинным предохранительным клапаном

14 Подвеска обсадных труб (клиновой тип)

4 Переводник головки НКТ

15 Резьбовой выпускной патрубок

5 Стопорный винт

6 Уплотнение подвески НКТ

17 Корпус головки обсадных труб

7 Подвеска НКТ с удлиненной выточкой и каналом управления скважинным предохранительным клапаном

18 Поверхность обсадных труб

8 Боковой выход на шпильках

19 Опорная плита устьевого оборудования

9 Устройство для удаления клапана

20 Стопорное кольцо уплотнения НКТ

10 Нижнее уплотнение устройства

21 Подвеска НКТ (клиновой тип)

11 Катушка головки НКТ

Рисунок 1 - Наименование деталей и сборочных единиц типового устьевого оборудования в сборе

23 Гнездо для установки выпускного патрубка на шпильках

29 Катушка головки обсадных труб

24 Уплотнение удлиненной шейки подвески НКТ

30 Внутренняя колонна обсадных труб

25 Кольцевое уплотнение подвески НКТ

31 Промежуточная колонна обсадных труб

26 Резьбовая подвеска НКТ

32 Фланцевое концевое соединение

27 Патрубок фланцевый выпускной

33 Уплотнения резьбовой подвески НКТ

28 Резьбовая подвеска обсадных труб

34 Уплотнение подвески навивочное

Рисунок 1 - Наименование деталей и сборочных единиц типового устьевого оборудования (продолжение)

1 Контрольный кран

2 Гайка колпачковая

8 Задвижка отводящей линии

3 Пробка -заглушка

10 Задвижка фонтанная

5 Соединитель верхний

11 Переводник головки НКТ

6 Буферная или верхняя задвижка

Рисунок 2 - Наименование деталей и сборочных единиц фонтанного устьевого оборудования

Шнековые насосы для скважин погружные

С помощью колонной головки в процессе бурения скважины обвязываются обсадные колонны. Данный элемент также является основанием для установки фонтанной арматуры.

Фонтанная арматура — это специальные механизмы и устройства, которые выполняют регулирующие и контролирующие функции.

Они отвечают за:

герметизацию устья фонтанирующей скважины;
подвеску лифтовых колонн;
контроль и управление потоками.
Разновидности устьевого оборудования

Устьевое оборудование бывает следующих видов:

● Оборудование с кабельным пенетратором. Применяется в скважинах с самотечным потоком рабочей среды.

● Арматура для эксплуатационных нефтяных/газовых скважин. Применяется на скважинах по добыче нефти и газа с высоким давлением. Характеризуется устойчивостью к среде, благодаря чему обеспечиваются довольно высокие рабочие показатели при эксплуатации.

● Паровое устьевое оборудование скважин. Работает на пару, характеризуется устойчивостью к коррозиям и высоким температурам. Его применяют на нефтедобывающих объектах с вязкой рабочей средой.

● Манифольд. Это большая цепь трубопроводов, запорных устройств и клапанов.

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:

Простота монтажа насосного механизма и последующая его эксплуатация.
Постоянный доступ к устройствам ствола шахты.
Препятствие попадания в питьевую воду грязи и примесей.
Надежная герметизация обсадной трубы.
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.

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.

Нефть, Газ и Энергетика

Фонтанную арматуру собирают из различных фланцевых тройников, крестовиков и запорных устройств (задвижек или кранов), которые соединяют между собой с помощью шпилек. Герметизируют соединения металлическим кольцом с овальным поперечным сечением, которое вставляют в канавки на фланцах и затем стягивают шпильками.

Фонтанная арматура состоит из

трубной головки и
фонтанной елки.

Трубную головку устанавливают на колонную головку. Она предназначена для подвески фонтанных труб и герметизации кольцевого пространства между фонтанными трубами и эксплуатационной колонной, а также для проведения различных технологических процессов, связанных с освоением и промывкой скважины, удалением отложений парафина из фонтанных труб, песка с забоя и т.д.

Трубная головка состоит из

Тройник устанавливают при оборудовании скважин двухрядным лифтом. При этом первый ряд труб крепится к переводной катушке с помощью переводной втулки, а второй ряд труб - с помощью переводной втулки. При оборудовании скважин только одним рядом фонтанных труб тройник на арматуре не устанавливают.

На крестовике и тройнике трубной головки ставят запорные задвижки, которые служат для соединения технологического оборудования межтрубным или кольцевым пространством, а также для их герметизации.

Фонтанная елка устанавливается на трубную обвязку. Она предназначена для направления продукции скважин в выкидные линии, регулирования отбора жидкости и газа, проведения различных исследовательских и ремонтных работ, а также при необходимости для закрытия скважины.

Фонтанная елка состоит из

Буферная задвижка служит для перекрытия и установки лубрикатора, который применяется для спуска в скважину скребков, различных скважинных измерительных приборов под давлением, не останавливая работу фонтанной скважины. При эксплуатации скважины на буферную задвижку устанавливают буферную заглушку с манометром.

Все задвижки фонтанной елки, кроме задвижек на одной из выкидных линий, при работе скважины должны быть открыты. Центральную задвижку закрывают лишь в аварийных случаях, направляя жидкость через межтрубное пространство в выкидные линии трубной головки.

Фонтанную арматуру различают между собой по прочностным и конструктивным признакам: по рабочему или пробному давлению, размерам проходного сечения ствола, конструкции фонтанной елки и числу спускаемых в скважину рядов фонтанных труб, виду запорных устройств.

Читайте также: