Для чего применяется фонтанная арматура

Обновлено: 07.07.2024

Арматура фонтанная это – Фонтанная арматура. Назначение, условия работы, требования, классификация, принципиальные схемы, конструкции.

Фонтанная арматура состоит из трубной головки и фонтанной елки (рис. 2.1).

Трубная головка монтируется непосредственно на колонной головке и предназначается для подвески одной или нескольких колонн НКТ и герметизации на устье межтрубных пространств. Трубная головка должна обеспечивать проход жидкости или газа в межтрубные пространства, а также позволяет контролировать давление в них и выполнять необходимые исследования скважины. Колонны подъемных труб подвешивают к трубной головке на резьбе либо на муфте. В первом случае при однорядной конструкции лифта трубы подвешивают на стволовой катушке; при двухрядной внутренний ряд труб — на стволовой катушке, а наружный — на тройнике трубной головки.

Фонтанная елка монтируется на трубной головке и предназначена для направления отбираемых из скважины жидкости и газа в манифольд, регулирования и контроля за работой фонтанной скважины.

Основными деталями и узлами фонтанной арматуры (рис. 2.1) являются крестовина 1, имеющая два боковых отвода, тройник 2, имеющий один боковой отвод, катушка или переводник 3, запорное устройство 4, фланец под манометр или буфер 5, кран 6, манометр 7, дроссель 8, заглушка 9, фланец 10.

Рис. 2.1. Схема фланцевой фонтанной арматуры

— крестовина;
2
— тройник;
3
— переводник трубной головки (катушка);

стволовая задвижка;
5
— буфер; б — вентиль или край; 7 — манометр;

— дроссель; 9 — заглушка;
10 —
фланец

Вертикальная, стволовая часть елки выполняется тройниковой -одно или двухструнной либо крестовой — двухструнной. По этому признаку арматура делится на тройниковую и крестовую. Схемы фонтанной арматуры по данному признаку регламентированы ГОСТ 13846-84, по которому установлены шесть типовых схем арматуры (рис. 2.2): схемы 1-4 — тройниковые, схемы 5, 6 — крестовые.

Рис. 2.2. Типовые схемы фонтанной арматуры

1 — манометр; 2 —

запорное устройство к манометру;
3 —
фланец под манометр;
4
— запорное устройство;
5 —
тройник, крестовина;
6
— дроссель; 7 — переводник трубной головки;
8
— ответный фланец;
9 —
трубная головка

Тройниковую арматуру рекомендуется использовать при низких и средних давлениях. Тройниковую арматуру с двухструнной елкой рекомендуют для скважин, в продукции которых содержаться механические примеси.

Крестовая и тройниковая однострунные арматуры предназначены для скважин, в продукции которых нет механических примесей.

Для средних и высоких давлений рекомендуют применять крестовую арматуру. Крестовая арматура значительно ниже тройниковой что облегчает ее обслуживание. К недостаткам крестовой арматуры относится то, что при выходе из строя одного из отводов необходимо закрывать нижнее стволовое запорное устройство, а следовательно, останавливать скважину. У тройниковой арматуры с верхним рабочим отводом при выходе его из строя можно закрыть среднюю стволовую задвижку и включить в работу нижний отвод.

При исследовании скважин часто необходимо устанавливать над фонтанной елкой лубрикатор для спуска того или иного прибора. Для этой цели в тройниковой и крестовой арматуре предусмотрено верхнее стволовое запорное устройство.

Шифр фонтанной арматуры в зависимости от ее схемы, конструкции, способа управления задвижками, условного прохода, давления климатического исполнения я коррозионностойкости может включать от девяти и более буквенных и цифровых обозначений.

Запорные устройства служат для полного перекрытия или полного открытия проходного сечения ствола или отвода. Регулировка параметров потока неполным закрытием запорного устройства не допускается. Для регулировки параметров потока и, следовательно, режима работы скважины используются специальные узлы — дроссели (штуцера). Штуцеры

применяют в основном нерегулируемого типа (рис. 2.4).

В некоторых случаях, при малом содержании абразива, ставят регулируемые штуцеры (рис. 2.5). В этом штуцере струя газа изменяет свое направление на 90°. Проходное сечение штуцера создается между иглой — наконечником 3 и втулкой штуцера 2.

Запорные устройства фонтанной арматуры

Запорные устройства фонтанной арматуры изготавливаются трех типов:

1) пробковые краны со смазкой по ТУ 26-14-24-77;

2) задвижки прямоточные со смазкой типа ЗМ и ЗМС с однопла-стинчатым шибером по ТУ 26-16-45-77;

По условиям эксплуатации в зависимости от состава скважинной среды запорные устройства изготавливаются в трех исполнениях:

1) для нефти, газа и газоконденсата с содержанием Н2S и СО2 до 0,003% по объему каждого;

2) Н2S и СО2 до 6% по объему каждого;

3) СО2 до 6% по объему.

Задвижки и краны применяются в стволовой и отводящей части фонтанной арматуры. Перед манометрами устанавливаются вентили.

Пробковые краны со смазкой выгодно отличаются от задвижки (рис. 2.6). Для его открывания или закрывания достаточно повернуть пробку 2 на 90°. Уплотнительные поверхности крана покрыты смазкой и не отмываются потоком среды.

Прямоточная задвижка (рис. 2.9) работает на принципе самоуплотнения. Шпиндель 1 задвижки имеет опору качения, и поэтому М2 приблизительно 0.

Дляуменьшения осевых сил, действующих на шпиндель задвижки, применяется разгрузочный шток. У задвижек обоих типов есть общий недостаток — для открытия и закрытия необходимо сделать несколько поворотов маховика, прилагая усилие.

Вентили используют на вспомогательных линиях.

Устьевая арматура: разновидности и устройство

Устьевая арматура — это деталь, которая применяется при добычи нефти для того, чтобы осуществить обвязку нефтепровода, а также герметизацию этого участка. Другими словами можно сказать, что наличие этих приспособлений является обязательным.

Использование устройств

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

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

Основные параметры приспособления

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

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

Конструкция оборудования

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

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

Особенности приспособления

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

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

Арматура фонтанного типа

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

Устройства для скважины нагнетательного типа

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

Фонтанная арматура

При прокладывании трубопроводов и выполнении подобного вида разных работ, которые имеют место в различных сферах, где требуется проведение буровых работ, часто приходится использовать такие дополнительные элементы, как фонтанная арматура.

Применение фонтанной арматуры

Арматура фонтанная имеет следующие назначения. С ее помощью происходит обвязка одного или нескольких трубопроводов, происходят контролирующие процессы и управление потоками среды в скважине. Так же с помощью фонтанной арматуры выполняют герметизирующие работы на скважине и проводят отводы для выкидной линии. Таким образом, использование данного оборудования имеет большое значение и влияет на продуктивность всей работы по прокладыванию трубопроводов.

Как правило, использование фонтанной арматуры необходимо в определенных условиях, например, когда при больших нагрузках, которые создаются при избыточном давлении. Или в тех случаях, когда в скважине возможно агрессивное воздействие таких веществ как сероводород, вода минерального характера либо воздействие углекислого газа.

Нередко использование фонтанной арматуры происходит при сильных абразивных нагрузках, когда вода в больших количествах смешана с фракциями разных пород. При использовании фонтанной арматуры важно учитывать то, что данное вспомогательное оборудование должно иметь очень высокие прочностные характеристики и долговечность. Основными видами работ, при которых происходит применение данного оборудования, являются прокладывание нефтяных трубопроводов и при добыче газа.

Характеристики фонтанной арматуры

Поскольку условия, в которых может быть применена фонтанная арматура могут иметь разные нагрузки, ГОСТом предусматриваются несколько типов фонтанной арматуры.

В конструкцию фонтанной арматуры входят такие элементы как обвязка трубного вида и елка фонтанная. Трубная обвязка производит непосредственно обвязывание одного либо нескольких трубопроводов. Осуществляет контроль и управляющие функции за средой в скважине, и пространстве между трубами скважины. Фонтанная елка осуществляет контроль непосредственно за самими скважинным потоком и для направляющих работ потока в места промысловых действий. Расположена елка на трубной обвязке.

Фонтанная арматура имеет такую конструктивную особенность, которая позволяет защитить и предотвратить любое попадание содержимого трубопровода в почву и тем самым выполняет защитную для окружающей среды функцию. В комплектацию фонтанной арматуры непременно входят всевозможные устройства запорного характера, и такое сменное оборудование как дроссели. В конструкцию фонтанной арматуры входит так же такая деталь, как трубная головка.

Особенности конструкции фонтанной арматуры

Данная часть служит для того, что бы к ней могли быть подвешены несколько рядов труб, компрессорно-насосного типа. Посредством такого крепления происходит обеспечение свободного доступа в пространство за трубой. Фонтанная арматура может иметь тройниковый и крестовой вид. У каждого из этих видов есть ряд преимуществ. Так фонтанная арматура тройникового вида дает возможность осуществления ремонтных работ на скважине без приостановки ее работы.

Но поскольку такая конструкция фонтанной арматуры является ассиметричной, то существует вероятность большого опрокидывающего момента. Крестовая арматура имеет такие положительные качества как компактность и достаточную большой уровень устойчивости, поскольку ее конструкция выполнена симметричной. Но к недостаткам данного вида арматуры можно то, что ремонт здесь неосуществим в рабочем режиме скважины.

ГОЛОВКА ТРУБНАЯ С САЛЬНИКОМ НКТ

Применяется для фонтанной добычи нефти. Подвеска НКТ осуществляется в адаптере трубной головки. В этой же трубной головке возможно применение резьбового трубодержателя

Арматура фонтанная

Фонтанная арматура - система механизмов и устройств, предназначенных для:

герметизации устья насосных и фонтанных скважин и их взаимной изоляции
перекрытия и перенаправления получаемой продукции в манифольд
удержания на весу колонн НКТ
обеспечения непрерывности работы скважины
проведения различных технологических операций

Арматура фонтанная - одно из важнейших устройств в нефтегазовой области.

Устройства и механизмы фонтанной арматуры монтируются на устье фонтанирующей скважины.

Изготовление фонтанной арматуры регламентируется ГОСТ 13846-84.

Согласно ГОСТ 13846-84, возможна разработка и установка фонтанной арматуры по 8 ключевым схемам:

манометрической
вентильной
буферный фланец под манометр
запорное устройство
тройниковой
дроссельной
переводник трубной головки
ответный фланец
трубноголовчатой
крестовина елки

Тип выбранной схемы прямо зависит от условий эксплуатации.

Фонтанную арматуру принято классифицировать по следующим признакам:

рабочее давление (размах от 7 до 105 МПа)
схема исполнения (указанные восемь)
число труб, опускаемых в скважину (один либо два ряда труб)
конструкция запорных устройств (краны, задвижки)
ширина проходного сечения по стволу и боковым отводам (размах от 50 до 100 мм)

В самом общем виде фонтанную арматуру можно представить следующим образом:

1 - колонная головка

2 - трубная головка

3 - фонтанная ёлка

4 - регулируемый штуцер

5 - пневмоуправляемая задвижка.

Колонная головка используется для подвески обсадных колонн, герметизации пространства между трубами и контроля давления в трубах

Трубная головка применятся для герметизации и подвески лифтовых колонн, это особенно эффективно при концентрическом или параллельном спуске колонн в скважину

Фонтанная ёлка должна распределять и регулировать продукцию, выходящую из скважины.

В устройство фонтанной ёлки входят:

запорные регулирующие устройства (различные штуцеры)
фитинги (катушки, тройники и тп.)

Фонтанная арматура соединяется с трубопроводами через манифольд.

Между собой компоненты фонтанной арматуры взаимодействуют посредством фланцев или хомутов.

Фонтанная арматура: конструкция и назначение

Фонтанная арматура – это фланцевое соединение разнообразных соединительных устройств, запорных устройств, тройников, крестовин и других. Фланцевое соединение, при обустройстве арматуры, уплотняется путем прокладывания металлических прокладок из стали с низким содержанием углерода.

Данное кольцо вкладывается в специальные выемки во фланцах, в свою же очередь фланцы стягиваются между собой болтами.

Из чего состоит фонтанная арматура

Что такое фонтанная арматура, конструкция и назначение её? Это одно целое, которое, в свою очередь, состоит из фонтанной елки, а также головки трубного типа. Трубная головка, в свою очередь, несет на себе задачу по подвеске труб и обеспечении герметичности межу ними и эксплуатационной грядой.

Трубная головка, так же находится на том, довольно высоко важном уровне работы, когда ей приходится сдерживать и принимать на себя давление, которое возникает между трубами. Данное давление может быть запредельным, что достаточно опасно для жизни и здоровья людей.

Фонтанная елка из кранов

Фонтанная елка, дает возможность отобрать продукты скважины, жидкость и газ, который поступает в манифольд. Также данная елка следит за тем, чтобы контролировался процесс фонтанной арматуры целиком.

Её закрепляют на трубной головке. Кроме этого, она несет в себе следующие задачи. Прежде всего, она контролирует давление. Сюда же входит контроль над температурными скачками и проведение необходимых технологических проверок и различных исследований.

Также осуществляется контроль и отвод продуктов скважины в промышленный трубопровод.

С учётом большого давления, фонтанную арматуру, конструкция и назначение которой описаны выше, как часть довольно важного промышленного оборудования, арматуру проверяют на выносливость в процессе давления, которое в полтора или в пару раз выше давления, указанного в эксплуатационном паспорте.

Из чего состоит арматура

Данный строительный материал в своем составе имеет целый ряд различных конструкционных узлов. Головка содержит в себе фланец колонного типа, крестовик, а также тройник и переводную катушку. Ёлка служит уже для контролирования и отвода от скважины продукции получаемой из последней.

Можно разобрать поэлементно конструкцию фонтанной арматуры, чтобы понять предназначение важнейших узлов.

Главным условием ко всем компонентам фонтанной арматуры является их хорошая герметичность и прочность. В случае необходимости, все элементы должны быть быстро заменяемы, чтобы не создавать длительных простоев в работе скважины. В качестве запорных устройств допускается использование таких типов как, задвижки прямоточные, различного рода краны, и угловые вентили.

Схема фонтанной арматуры

Предусмотрено также использование двух типов устройства фонтанной арматуры.

Арматуру, в базе которой лежит использование тройников, рекомендуют использовать при исполнении скважин с низким и средним давлением, а также при нахождении в скважине различного рода примесей механического типа.

При наличии примесей необходимо использовать арматуру с двойной елкой. При отсутствии в скважине со средним и низким давлением возможно использование однострунной елки. Фонтанная арматура на базе крестовин применяется в скважинах высокого давления без наличия примесей механического типа.

Недостатком арматуры выполненной с использованием крестовин есть то, что при выходе из строя одного из отводящих узлов, появляется необходимость полностью останавливать работу скважины на время устранения неисправности.

При работе скважины на тройниках такая необходимость отсевает, достаточно перекрыть среднюю часть отводящего узла и переключить работу на нижнее отводящее устройство.

Назначение фонтанной арматуры

Фонтанная арматура, прежде всего, предназначена для придания герметичности устью скважины, а так же для контроля работы последней. Фонтанная арматура несет в себе выполнение следующих задач:

3 режима работы фонтанной арматуры

Помимо устойчивости к высокому уровню давления, к нему предъявляются требования возможности замеров давления и возможности выпуска или закачки газа при функционировании.

Фонтанным способом, когда под пластовым давлением углеводород активно выходит на поверхность.
Газлифтным способом, когда после прекращения фонтанирования в пласт закачивают сжатый газ.

Скважины насосного типа требуют модифицированных вариантов фонтанной арматуры: штангонасосной или электронасосной.

Виды оборудования фонтанного типа

Оборудование, применяемое на устьях фонтанирующих скважин, бывает наземным и подземным.

Подземная часть – это обвязка обсадных колонн. Она предназначена для соединения нижней части оборудования, которое находится над землей, с верхушечной частью этих колонн, которые бывают двух типов: эксплуатационные и технические. Обеспечивает герметичность расстояния между колоннами, отведение раствора , применяемого для бурения, различные технологические работы.

Наземная сборка включает устьевую арматуру, которую прикрепляют к обвязке колонн, и манифольда. Последний представляет собой вентильный блок., состоящий из ряда трубопроводов, крепящихся на одном основании, объединенных общей схемой. На нем присутствует запорная арматура, буровые рукава S-R, компенсаторы КРК, другие элементы.

Функции фонтанной арматуры

Когда проводится герметизация скважины.
Когда обеспечивается отвод продукции.
При необходимости регулирования дебита скважины, то есть ее производительности в единицу времени.
Когда необходим доступ к забою скважины.
Когда проводятся технологические работы, различные операции по забору проб из межтрубного пространства без остановки производственного процесса, по изменению показателей температуры и давления.

Удержание насосно-компрессорных труб, опускаемых под землю, в подвешенном виде.
Герметизация затрубного, межтрубного пространства.
Управление режимами работы скважины для ее непрерывного, равномерного, эффективного функционирования.
Контрольные функции, связанные с измерительными процедурами, выявлением показателей работы скважины.

Арматура работает под большими нагрузками, связанными с избыточным давлением, с наличием агрессивных сред при добыче основного компонента. Другие факторы, способствующие задействованию оборудования – абразивные нагрузки. Они проявляются, когда вода содержит большое число примесей разных пород.
Эти задачи, которые решаются с применением фонтанной арматуры предъявляют к ней повышенные требования с точки зрения прочности, износостойкости материалов и узлов, из которых она изготовлена.

Требования закреплены в нормативных документах типа ГОСТ и ТУ, где фиксируются основные характеристики, параметры оборудования.

Устройство фонтанного оборудования

В состав арматуры включены узлы:

Колонная головка

Ее основная функция – подвеска обсадных колонн, создание герметичного межтрубного пространства. Она нужна также для того, чтобы измерять и контролировать уровень давления внутри труб.

Трубная головка

Помимо этого трубная головка нужна для осуществления технологических операций, которые необходимы по ходу эксплуатационных и ремонтных работ.

Подвешиваются колонны резьбовым способом. Однорядная лифтовая система держится на резьбе катушки. Двухрядная предполагает применение двух видов резьбы: для внутренней колонны – это резьба катушки, для наружной – резьба крестовины трубной головки.

В этом компоненте конструкции имеются боковые задвижки, которые могут при необходимости быть заменены.

Фонтанная елка

Направлять получаемую нефтяную, газовую, конденсатную продукцию в специальную выкидную линию – промысловый трубопровод, идущий от скважины до замерной установки.
Закрывать скважину, когда возникает такая необходимость.
Быть основой, на которой монтируются специальные узлы и устройства, выполняющие определенные функции.
Замерять давление и уровень температур.
Опускать приспособления для прочистки труб.
Изменять технологические режимы работы скважины.

Для того, чтобы иметь возможность ограничения дебита скважины, регулирования энергии пласта, в конструкцию фонтанной елки может устанавливаться специальный штуцер, у которого есть калиброванное отверстие. Он обеспечивает прохождение строго отмеренного количества нефти, которое будет идти из скважины в соответствии с заданным режимом работы. Такой штуцер относится к категории быстросъемных сменных устройств.

Манифольд

Представляет собой вентильный блок, состоящий из ряда трубопроводов, крепящихся на одном основании, объединенных общей схемой. На нем присутствует запорная арматура, буровые рукава S-R, компенсаторы КРК (вибровставки), предназначенные для гашения вибрационных воздействий, другие элементы.
Этот узел соединяет блок оборудования с трубопроводом, применяется для перераспределения или смешения потока газа и нефти между несколькими входами и несколькими выходами. К нему подключают измерительную аппаратуру в виде дифференциальных манометров, иных приборов. Служит как противовыбросовое оборудование на месторождениях.

- загружать в скважину ингибитор, химическое вещество, предупреждающее наслоение твердых компонентов нефти на технологическом оборудовании;
- осуществлять продувку трубного и межтрубного пространства;
- проводить контрольные замеры, исследование газообразных фракций;
- безопасно сжигать лишние газы, конденсат в режиме факела;
- подключать насосы;
- выполнять другие функции.
Соединения внутри конструкций обеспечиваются с помощью фланцевых или хомутовых вариантов.

Разработка и установка арматуры
- Манометрический.
- С использованием буферного фланца под манометр.
- В режиме запорного устройства.
- Тройниковый.
- Крестовина елки
- Дроссельный.
- Вентильный.
- И другие.
- Рабочее давление. Оно может изменяться в промежутке между 7 и 105 МПа.
  Оборудование может применяться для скважин, которые отличаются большой глубиной либо особо высоким пластовым давлением.
- Способ построения схемы исполнения.
- Рядность и количество труб, которые идут в скважину. Используется однорядный или двухрядный варианты.
- Конструктивные особенности запорных узлов: краны или задвижки.
- Размер проходного сечения по стволу скважины, боковым отводам от 50 до 150 мм. Конструкции с большим диаметром ствола работают в нефтяных и газовых скважинах, отличающихся высокими показателями дебита.
- Тройниковая либо крестовая. Этот параметр связан с конфигурацией фонтанной елки. Выкидные линии служат для проведения рабочей среды от боковых отводов к установкам, осуществляющим замеры.
- Двух- или однорядная. Определяется количеством насосов, которые опускаются в скважину.
- Запорные устройства: задвижки или краны. Трубы нефтяных скважин перекрываются задвижками, газовых –кранами.
Технические требования к оборудованию

Поскольку фонтанная арматура представляет комплекс, обеспечивающий герметичность функционирования скважин, возможность перекрытия рабочей среды, прохождение разных технологических операций, к ней предъявляются высокие требования по разным показателям.
- Условный проход ствола елки, боковых отводов елки, боковых отводов трубной головки.
- Рабочее давление: 7-105 MПа.
- Конструкция арматуры должна способствовать полной герметизации по отношению к окружающей среде.
- К корпусным деталям предъявляются требования опрессовки пробным давлением, которое в 1,5 -2 раза превышает рабочее давление.
- Проверяется соосность отверстий составных частей оборудования, чтобы трубы, устройства, приборы и приспособления могли беспрепятственно опускаться в скважину.
- Трубная обвязка должна позволять закреплять трубу в корпусе трубной головки, создавать возможность управлять потоком рабочей среды, измерять и контролировать давление в пространстве между трубами.
- К дросселю фонтанной арматуры предъявляется требование регулируемости.
- Допустимо объединять ряд составных элементов в единый блок, не меняя типовых схем.
- По запросу заказчика комплект оборудования может включать устройства:
  автоматические предохранительные,
  запорные блоки, которые могут управляться дистанционно,
  аппаратура, которая может соединять оборудование, установленное в скважине с имеющейся наземной системой управления.
- Автоматические предохранительные устройства – пневмопилоты играют роль запорного узла, который срабатывает при отклонении режима работы скважины.
- Если в конструкции предусмотрены запорные устройства дистанционного действия, необходимо предусмотреть вариант ручного управления ими.
Арматура надежна при работе в различных средах, включая агрессивные: содержащие сероводород, двуокись углерода, чей процентный состав достигает 25% для каждого химического соединения, примеси нефти, ингибиторы коррозии.

Международные стандартные спецификации на фонтанное оборудование

Требования к арматуре фонтанного типа, которые зафиксированы в международных стандартах API 6A. Они затрагивают основные параметры оборудования, узлов и конструкций, касаются материала, из которых произведены. Также описывают рабочие характеристики, размеры, возможности взаимозамен составных частей, материалы, особенности сварочного процесса при изготовлении.
Отдельные блоки касаются испытаний, инспекции, ремонтных и восстановительных работ, транспортировки, закупки и других разделов.
- Корпус и катушки головок обсадных и насосно-компрессорных колонн. Многоступенчатые корпуса.
- Различные соединители, а также фитинги.
- Подвески колонн: обсадной, насосно-компрессорной.
- Варианты дроссельных и клапанных устройств, штуцеров.
- Концевые и сварные соединители.
- Другие виды узлов: приводы, кольцевые прокладки, сменные вкладыши и др.
- Различию по химическому составу.
- Разным механическим характеристикам.
- Разнице способов и методов производства.
- Разным вариантам при осмотре и выявлении дефектов, а также при проведении ремонтных работ.
- Различиям в сертификации.
1. Теряется герметичность запорных блоков.
2. Нарушается герметичность разъемных соединений, причем от нее не удается избавиться с помощью подтягивания.
3. Ломаются, выходят из строя компоненты оборудования. Это влечет за собой их демонтаж, замену на новые исправные детали и узлы.
Эти нарушения требуют проведения ремонтных работ до полного восстановления рабочих характеристик.

Особенности производства оборудования

Учитывая тот факт, что фонтанная арматура имеет конкретное назначение и применение, на этапе производства предполагается возможность особых условий, взаимозамен составных частей.

Состав и назначение фонтанной арматуры: схема обвязки

Трубная конструкция включает в конструктивный состав разные фланцевые соединения, тройники, отводы и другие изделия. Для уплотнения соединений в таких сооружениях применяют прокладки из стали, которые содержат минимальное количество углерода.
Содержание
Фонтанная арматура предназначается для решения множества задач. В частности, одна из таких задач — устройство обвязки трубопроводов различного назначения. Использование этого оборудования позволяет выполнять управление движением рабочей среды и обеспечивать исполнение процессов, контролирующих производство. Устройства применяют для герметизации отводов от основных трубопроводов.

Назначение фонтанной арматуры

Устройства этого класса отвечают за решение следующих инженерно-технических задач:
- обеспечение герметизации скважины;
- отведение продукции, транспортируемой по трубопроводной системе;
- для настройки и поддержания дебита скважины;
- при обеспечении доступа к скважинному забою;
- для обеспечения забора проб, без остановки производственных процессов.
Изделия этого класса применяют при высоком давлении, возникающим под действием нагрузок. Арматуру используют когда существует возможность воздействия агрессивных сред внутри скважины. Довольно часто она применяется, если в жидкости присутствует большое количество примесей разного происхождения и размера.

При использовании такой системы необходимо учитывать то, что это оборудование должно иметь длительный срок эксплуатации и необходимый запас прочности. Основные потребители этой продукции это предприятия занятые на добыче и транспортировке углеводородов, а также строительстве трубопроводных транспортных систем.

Разновидности арматуры

ГОСТ, которые действуют на территории нашей страны, определили следующие типы фонтанной арматуры:
1. Тройниковая (крестовая) — схема позволяет подключать отводы к сборным и замерным установкам при помощи выкидных линий.
2. Двухрядная (однорядная) — ее оснащают задвижками или кранами. Первые применяют для работы на нефтяных скважинах, вторые — на газовых.
Кроме вышеописанной классификации, применяют и такую:
1. По давлению. Типовое оборудование работает при давлении от 7 до 105 МПа. Арматура, которая рассчитана на работу при высоком давлении используют для работы на глубоких скважинах. Кроме того, ее устанавливают на скважинах, в которых было отмечено наличие опасное давление пластов.
2. По размеру прохода ствола. Этот размер лежит в пределах от 50 до 150 мм. Устройства с рабочими диаметрами от 100 до 150 мм устанавливают на скважины по добыче нефти и газа с высоким дебитом.
Проектировщик, подбирая материал для производства арматуры, должен учитывать свойства среды. Кстати, для установки изделий во взрывоопасной среде не желательно устанавливать узлы и агрегаты, выполненные из чугуна.

В состав типовой арматуры входят разные типы задвижек, клапаны и пр. В состав специальной обвязки включают редукционные вентили, затворы и клапаны для подачи катализаторов и работы резервной арматуры.

Конструкция фонтанной арматуры

ГОСТ 13846–84, подразумевает применение схем тройникового и крестового типа. В состав типовой фонтанной арматуры входят такие узлы, как:
- трубная головка;
- фонтанная елка;
- запорные устройства, управляемые в ручном режиме;
- дроссели.
Трубная головка предназначена для того, что на нее подвешивают НКТ в несколько рядов и обеспечения их герметичности. Кроме того, она принимает участие в некоторых технологических процессах, связанных с освоением, работой и обслуживанием скважины.

Это устройство, при необходимости выполнять замену установленных на ней боковых задвижек. Для этого применяют глухие пробки, устанавливаемые в резьбе, нарезанной в корпусе.

Фонтанная елка призвана решать следующие задачи:
- направление готовой продукции в линию;
- принятие участия в монтаже дополнительных устройств;
- выполнение замеров параметров работы трубопроводной сети;
- обеспечение спуска устройств для очистки скважинных труб.
Запирающие устройства представлены пробковыми кранами и задвижками с подаваемой смазкой. Главная их задача перекрывание движение рабочей среды.

Технические требования к конструкции

В ГОСТ 13846–89 определил, что фонтанная арматура предназначена для выполнения герметизации скважин, перекрывания движения рабочей среды и выполнения других технологических процедур. В соответствии с нормативами, регламентированными в ГОСТ 15150–69 эти устройства, могут работать при температурах от -60 до +40 градусов.

В ГОСТ 51365–2009 определяет технические условия и требования к указанной арматуре. Проектировщики, занимающиеся конструированием оборудования должны руководствоваться требованиями этого документа.

Маркировка арматуры

Для маркировки этого типа продукции применяют буквенно-цифровые сокращения, которые обозначают следующим образом АФХ или АФКХ, где АФ говорит о типе арматуры, в этом случае арматура фонтанная, буква «К» сообщает о методе подвески трубопровода. Буква Х (от 1 до 6) показывает на схему в соответствии с ГОСТ 13846–84 . Кроме того, в маркировке изделия могут быть указаны численные параметры, показывающие рабочий диаметр и давление, климатическое исполнение и некоторые другие, в частности, класс коррозионной стойкости.

Монтаж и демонтаж фонтанной арматуры

В процессе эксплуатации нефтяной или газовой скважины выполняют установку конструкции. Для присоединения используют колонные головки. Отверстия, расположенные в верхнем фланце, позволяют фиксировать детали с разными типоразмерами. Процесс установки оборудования выполняют в несколько шагов.

В пространство между фланцами укладывают прокладку, выполненную из малоуглеродистой стали и имеющей овальную форму. С помощью элеватора колонну труб опускают на место установки. После этого трубы собирают между собой с помощью резьбовых соединений. Кстати, резьбу перед сборкой имеет смысл покрыть защитной смазкой. После окончания сборки установки необходимо провести ее опрессовку.

Фонтанная арматура и схема ее обвязки, конструируется так, что бы она могла защитить окружающую среду от воздействия на нее рабочей среды, подаваемой в трубопроводной системе.

Читайте также: