Наземное и подземное оборудование фонтанных скважин

Наземное и подземное оборудование фонтанных скважин

Необходимо наземное и подземное оборудование фонтанных скважин для сбора и доставки нефти/газа на специальный узел учета ее количества, добываемого ежедневно. По умолчанию фонтан является самым дешевым способом добычи полезных ископаемых. При избыточном давлении внутри пласта достаточно пробурить к нему отверстие в земле. Нефть будет поступать на поверхность самостоятельно.

Однако, даже в этом случае, невозможно обойтись без специального оборудования, устанавливаемого, как на поверхности (устье), так и внутри скважины (ствол, забой). Оно необходимо для контроля характеристик, герметичности агрессивной рабочей среды, транспортировки нефти на узел учета.

Устьевое оборудование

Наземная часть конструкции фонтанной скважины называется устьевым оборудованием. Оно предназначено для герметизации внутреннего и затрубного пространства, подвешивания колонны лифтовых труб, обвязки пространства внутри обсадной колонны, регулировки режимов работы скважины, направления потока на АГЗУ, исследования характеристик полезного ископаемого по мере необходимости.

Конструкция наземной части

Состоит наземное оборудование фонтанных скважин из следующих элементов:

  • головка трубная;
  • крестовина с боковыми задвижками;
  • головка трубная с задвижкой коренной;
  • елка фонтанная;
  • арматура запорная и регулирующая;
  • манифольд.

Все эти элементы являются сборочными единицами. Крестовина нижним фланцем крепится к трубной головке, сверху на нее монтируется трубная головка. Фонтанная елка собрана из тройника или крестовиков, к патрубкам которых присоединены задвижки, дроссели для отсечки потока или регулировки его параметров.

В самой верхней части елки расположен лубрикатор, а на боковой его поверхности врезан патрубок с краном/вентилем для подключения манометра. Все существующие схемы обвязки елок фонтанной арматуры собраны в стандарте ГОСТ 13846. Выбор для проекта осуществляется по конкретным характеристикам рабочей среды и эксплуатационным условиям.

Технические требования

Конструкция наземной части устьевого оборудования должна соответствовать следующим требованиям:

  • номинальный диаметр фланцев арматуры согласно таблице №1;

DN ствола

DN фланца

PN, МПа

нижнего

верхнего

50, 65, 80

180/280

180

14

280

21, 35

50, 65

70, 105

80

70, 105, 140

100

230

14, 21, 35, 70, 105, 140

150

350

280

21

  • герметичность скважины относительно окружающей среды;
  • корпусные детали должны выдерживать при опрессовке давление, величина которого указана в таблице №2:

Pпр

2Pр

1,5Pр

Pр

14

21

35

70

105

140

  • соосность отверстий в деталях стволового прохода обязана обеспечивать прохождение приспособлений и приборов;
  • применение регулируемого дросселя;
  • возможность объединения нескольких элементов в блоки с сохранением общей схемы;
  • дооборудование клапанами и запорными устройствами струн и дросселями елок;
  • автоматические предохранительные устройства в комплекте по предварительному заказу.

В качестве трубной головки может использоваться катушка с большим и малым фланцем. При этом сбоку в теле катушки должно быть просверлено сквозное отверстие с нарезанной внутри него резьбой для вкручивания впускного патрубка для колонный лифтовых труб.

В остальных случаях применяется головка из крестовины. К его боковым патрубкам приварены фланцы для установки задвижек. В верхнюю часто монтируется трубодержатель с резьбовым переходником. Между корпусом крестовика и трубодержателем устанавливаются манжеты из эластичного материала, поджимаемые грундбуксами. Втулка стопорится по бокам 6 винтами.

В елке используются прямоточные задвижки PN 14 – 70 МПа с проходным диаметром 50 – 100 мм. Крестовые елки обычно эксплуатируются в скважинах, добывающих нефть с низким содержанием химических (углекислота, сероводород) и механических (песок) примесей.

При высоких показателях агрессивности среды и количества абразивных веществ, наоборот, применяются тройниковые схемы фонтанных елок. В нормальном состоянии нижняя линия является резервной, а верхняя рабочей, выкидной. По мере износа тройника промежуточная задвижка перекрывается, работа переводится на запасной нижний отвод. Верхние элементы конструкции елки могут быть отремонтированы, так как в них нет давления.

Манифольд является блочной конструкцией, в которой помимо обычных трубопроводов имеется запорная, распределяющая, регулирующая арматура. Конструктивно манифольд собираются на едином основании для удобства обслуживания, управления задвижкми, дросселями.

В этом узле предусмотрено разделение/смешивание потоков, изменение напора, давления, подачи рабочей среды. В фонтанной арматуре через манифольд нефть поступает от скважины к замерному устройству, обычно, АГЗУ.

Подземное оборудование

Размещаемое на забое и в стволе скважины оборудование принято называть подземным. Добыча производится с забоя открытого типа, оборудованного фильтрами или через перфорацию труб. В стволе вертикальной выработки скважинного типа находится колонна лифтовых труб, отсекатель (клапан забойный)клапан ингибиторного типа и циркуляции, пакер, ниппели, муфты и переводники.

На забой, то есть в нижнюю точку скважины, оборудование опускается для решения следующих задач:

  • изоляция пропластков с высокой степенью обводнения;
  • предотвращение выноса твердых частиц;
  • защита от разрушения прилежащего пласта;
  • фильтрация добываемого полезного ископаемого.

Чем ниже гидравлическое сопротивление указанных элементов, тем выше производительность скважины по умолчанию. Поэтому максимальный дебет получают с открытых забоев. Затем по степени эффективности идут перфорированные элементы и фильтры.

В стволе скважины размещается остальная часть подземного оборудования:

  • насосно-компрессорные трубы скручиваются в колонну, которая опускается до забоя или верхних отверстий перфорации обсадной колонны;
  • по НКТ осуществляется подъем нефти, газа под собственным пластовым давлением на поверхность;
  • верхняя часть колонны прикручивается к трубной головке, и подвешивается на нее на постоянной основе.

На любом этапе эксплуатации скважины возможна разгерметизация устья и прочие аварийные ситуации. Чтобы не допустить загрязнения окружающей среды, ствол необходимо герметично перекрыть специальным оборудованием. Для этого используются типовые комплексы КУСА, состоящие из следующих узлов:

  • направляющий распределитель;
  • манометр электромагнитного типа;
  • патрубок подвесной;
  • уплотнительный узел;
  • предохранитель температурного типа;
  • управляемые отсекатели клапанного типа;
  • якорь;
  • пакер.

В аварийном режиме подземное оборудование фонтанных скважин позволяет заглушить ствол через клапан циркуляции КЦГ. Освоение происходит через механический клапан КЦМ. Дополнительно в состав КУСА входит ингибиторный клапан, через который подаются присадки со специальными свойствами.

Таким образом, при фонтанном способе добычи количество и комплектация наземного и подземного оборудования минимальное. При этом обеспечиваются все необходимые требования экологии, пожаробезопасности, ПУЭ и СанПиН, снижается бюджет эксплуатации и обслуживания используемого оборудования.

Возврат к списку