Фонтанная арматура является важной составляющей обустройства нефтяных и газовых скважин. Она выполняет ряд важных функций, таких как регулирование потока жидкости из скважины, предотвращение выбросов и грифонов, а также обеспечение безопасности работы скважины.
Фонтанная арматура скважины включает различные типы запорных устройств, регулирующую арматуру, превенторы и манифольды. Рассмотрим основные из них подробнее.
Запорная арматура
Основным элементом запорной арматуры являются задвижки, которые позволяют полностью перекрывать поток жидкости из скважины. Различают запорные задвижки шиберного, клинового и шарового типа. Каждый из них имеет свои особенности.
Шиберные задвижки просты по конструкции и надежны в работе. Они состоят из корпуса и подвижного шибера, который перемещается в пазах и перекрывает проходное сечение. Шиберные задвижки используются в простых по конструкции фонтанных арматурах неглубоких скважин.
Клиновые задвижки оснащены запирающим элементом клиновидной формы, который вдвигается в седло и перекрывает поток. Такие задвижки обладают высокой герметичностью и используются на глубоких и высокодебитных скважинах.
Шаровые задвижки имеют в качестве запирающего элемента шар, который поворачивается в корпусе и перекрывает проходное сечение. Они отличаются компактностью и высокой пропускной способностью.
Регулирующая арматура
Регулирующая арматура предназначена для плавного изменения расхода потока жидкости из скважины. К ней относятся штуцеры, дроссели и специальные регулирующие клапаны.
Штуцеры представляют собой патрубки с изменяемым проходным сечением, регулировка которого осуществляется с помощью иглы или конуса. Штуцеры просты по конструкции, но имеют ограниченный диапазон регулирования.
Дроссели используют две дроссельные камеры с подвижным дроссельным конусом, изменяющим проходное сечение. Дроссели способны обеспечивать более плавную регулировку расхода.
Регулирующие клапаны имеют запорный орган в виде поворотного диска или иглы, что позволяет точно регулировать расход. Такие клапаны используются в сложных многоствольных скважинах.
Превенторы
Превенторы выполняют важную функцию по предотвращению неконтролируемых выбросов из скважины. Они монтируются на устье и создают герметичное уплотнение, препятствуя выходу жидкости из скважины.
Превенторы бывают плашковые, диафрагменные и винтовые. Плашковые создают герметизацию за счет сжатия пакеров плашками, диафрагменные - за счет деформации эластичной диафрагмы, а винтовые уплотняют при помощи винтового механизма.
Правильный выбор типа превентора в зависимости от параметров скважины является важным фактором надежности фонтанной арматуры.
Манифольды
Манифольды предназначены для распределения потоков жидкости от скважины к трубопроводам и различному оборудованию. Они представляют собой сложные узлы с большим количеством трубопроводной арматуры.
Различают одно-, двух- и многоствольные манифольды. Одноствольные используются на простых скважинах, а многоствольные - при эксплуатации многопластовых скважин и кустов скважин.
Манифольды оснащаются запорной и регулирующей арматурой, фланцевыми соединениями, а также приборами замера давления, расхода и состава продукции скважин.
Правильный выбор типа и конструкции манифольда имеет большое значение для надежности и безопасности работы всего фонтанного оборудования скважины.
Материалы и требования безопасности
Фонтанная арматура изготавливается из высокопрочных коррозионностойких материалов, таких как высоколегированные и нержавеющие стали, латунь, бронза.
Конструкция фонтанной арматуры должна обеспечивать надежную герметичность и исключать возможность выбросов. Особое внимание уделяется вопросам промышленной безопасности при эксплуатации фонтанной арматуры.
Правильный монтаж и обслуживание фонтанной арматуры квалифицированным персоналом является обязательным условием безаварийной работы скважины.
Таким образом, фонтанная арматура представляет собой сложный технический комплекс, от надежности работы которого зависит безопасность и эффективность эксплуатации нефтяных и газовых скважин.
Принцип работы фонтанной арматуры
Работа фонтанной арматуры основана на регулировании потока скважинной продукции путем изменения проходного сечения с помощью подвижных элементов запорной и регулирующей арматуры. Это позволяет осуществлять пуск и остановку скважины, регулировать дебит для оптимальной эксплуатации пласта, направлять потоки в необходимые трубопроводы.
Управление фонтанной арматурой может осуществляться вручную, дистанционно с помощью гидравлических или электрических приводов, а также автоматически по заданной программе с использованием контроллеров и исполнительных механизмов.
Требования к монтажу фонтанной арматуры
Монтаж фонтанной арматуры должен выполняться в строгом соответствии с проектом и технической документацией. Особое внимание уделяется соблюдению требований промышленной безопасности.
Перед монтажом производится входной контроль оборудования, проверяется соответствие паспортным данным и техническим условиям. Выполняется очистка, промывка, испытание на герметичность.
При сборке фланцевых соединений контролируют момент затяжки болтов, используют прокладки строго регламентированной толщины. После монтажа проводят испытания и комплексную наладку оборудования.
Техническое обслуживание фонтанной арматуры
Регулярное техническое обслуживание является обязательным для поддержания фонтанной арматуры в работоспособном состоянии. Проводят ежедневные осмотры, планово-предупредительные и капитальные ремонты.
При осмотрах выявляют утечки, коррозию, износ деталей, проверяют исправность приводов и контрольно-измерительных приборов. Плановые ремонты включают регулировку, смазку, замену изношенных частей.
Капитальный ремонт проводится с полной разборкой оборудования, дефектацией и заменой всех выработавших свой ресурс деталей и узлов. Обязательны послеремонтные испытания.
Автоматизация фонтанной арматуры
Современные системы автоматического управления позволяют минимизировать участие персонала в управлении фонтанной арматурой и повысить надежность и эффективность работы скважины.
Автоматизированные системы фонтанной арматуры включают датчики параметров, исполнительные механизмы, контроллеры и средства дистанционной связи с диспетчерским пунктом.
Применение автоматизации позволяет оптимизировать режимы работы скважины, своевременно реагировать на отклонения параметров, повысить безопасность и сократить эксплуатационные затраты.
Перспективы развития фонтанной арматуры
Совершенствование конструкций фонтанной арматуры направлено на повышение надежности и безопасности, расширение функциональных возможностей, увеличение срока службы оборудования.
Основные тенденции включают применение новых материалов, компьютерное моделирование прочности, разработку усовершенствованных уплотнительных узлов, интеллектуальных систем управления.
Актуальными задачами являются импортозамещение в производстве фонтанной арматуры, внедрение цифровых технологий для диагностики и прогнозирования ресурса оборудования.
Решение этих задач позволит повысить эффективность и безопасность эксплуатации фонтанной арматуры на современном этапе освоения нефтегазовых месторождений.
