афк что это в нефтянке
Что важно знать о фонтанной арматуре?
Фонтанная арматура – это трубная конструкция схема и устройство подключения которой имеет фланцевое соединение с различными тройниками, соединительными устройствами и т.д. Во время обустройства системы фланцевое соединение уплотняют стальными прокладками с минимальным содержанием углерода.
Узел из фонтанной арматуры
Фонтанная арматура предназначена для выполнения множества функций. Одна из них- это типовые обвязки трубопроводов. Это устройство позволяет управлять потоком среды в скважине и осуществлять контролирующие производство процессы.
Фонтанная арматура широко используется при герметизации и при проводке отводов выкидных линий. Практически во все типовые виды работ, связанных с прокладкой трубопроводов, необходимо задействовать подобное устройство.
1 Назначение фонтанной арматуры
Фонтанная арматура имеет основные случаи использования:
Фонтанная арматура используется при избыточном давлении под воздействием больших нагрузок. Применяют конструкцию в том случае, когда есть вероятность воздействия агрессивной среды в скважинах. Часто ее используют при больших абразивных нагрузках, когда в воде насчитывают большое количество объединений различных пород.
Использование фонтанной арматуры для добычи нефти
Использовать систему нужно с учетом того, что этот тип оборудования должен иметь высокую прочность и долговечность, без чего производство будет неэффективным. Основной выбор применения данного оборудования это — добыча газа и прокладка нефтяных трубопроводов.
к меню ↑
1.1 Разновидности
Госстандарт определил несколько видов фонтанной арматуры:
Читайте также: обзор арматуры марки А3, список ее преимуществ и параметров.
В зависимости от конструктивных и прочностных признаков, фонтанная обвязка классифицируется по:
Выбирая материал для изготовления устройства, необходимо учесть свойства среды, без чего не обойтись. При пожаро- и взрывоопасной среде не рекомендуют останавливать выбор на чугунных деталях.
Типовые схемы и номера таблиц находятся в прейскуранте Министерства машиностроения.
Фонтанная елка ЕФ6Д-100/80×70КЗ
Типовые виды арматуры включают различные задвижки, краны, клапаны, вентили. Специальная обвязка состоит из редукционных вентилей, затворов и клапанов для катализаторопроводов и резервной арматуры.
Читайте также: где применяют арматуру марки А1, и чем она отличается от других классов?
Заказывая типовое подключение заводам-изготовителям, необходимо сообщить ее условные обозначения с определённой схемы.
к меню ↑
2 Конструкция
Производство арматуры, согласно ГОСТ 13846-84, предполагает использование схемы тройникового и крестового типа.
Устройство состоит из:
Трубная головка используется для подвески нескольких рядов НКТ, а также их герметизации. Кроме того, трубная головка принимает участие в технологических операциях, которые включают: освоение, эксплуатацию и ремонт скважины.
Подвешивание колон осуществляют (на резьбе):
Трубная головка предполагает замену своих боковых задвижек. Этот процесс осуществляется с помощью специальных глухих пробок, которые устанавливают в резьбовых отверстиях корпуса.
Запорные устройства на фонтанной арматуре с ручным упралением
Читайте также: какие бывают классы арматуры, и чем они отличаются друг от друга?
Запорные устройства представлены в виде проходных пробковых кранов и прямоточных задвижек с подачей смазки. Их основное предназначение – перекрытие проходных отверстий.
Колонные головки выполняют функцию подвески для обсадной колонны, герметизация и контроль давления между колоннами труб.
к меню ↑
2.1 Технические требования к конструкции
ГОСТ 13846-89 определяет фонтанную арматуру как устройство, предназначенное для герметизации скважин, перекрытия среды и ее направления в манифольд, и проведение других технологических операций.
Согласно ГОСТ 16350-80 фонтанная арматура может быть использована в умеренном и холодном макроклиматических районах. Размещение производится по категории 1 (ГОСТ 15150-69).
Качественная арматура долговечна и выдерживает атмосферные нагрузки
ГОСТ 51365-2009 установил использование определенного материала и уровень технических требований, которые больше всего подходят к условиям эксплуатации.
Производство деталей можно проектировать по индивидуальным заказам с учетом того, что все условия эксплуатации и выбор комплектующего материал будут соответствовать установленным стандартам.
к меню ↑
2.2 Обозначение АФК
Типовые схемы по ГОСТ 13846-89:
2.3 Монтаж и демонтаж фонтанной арматуры
В процессе пользование скважины производится монтаж и опрессовка конструкции. Основную функцию в присоединении осуществляют колонные головки. Находящиеся в верхнем фланце отверстия, позволяют прикрепить детали различных типоразмеров.
Монтаж узла оборудования из фонтанной арматуры
Читайте также: чем хороша арматура А500С, и какие у нее характеристики?
По окончанию установки производят опрессовку для проверки герметичности всех соединений.
Ремонт конструкции происходит в специализированных мастерских. Предварительно, фонтанная арматура, разбирается на отдельные детали. Елку тщательно моют и проверяют остальные составляющие.
Фонтанная арматура имеет конструктивную особенность, что позволяет защитить почву и окружающую среду от содержимого трубопровода.
к меню ↑
2.4 Использование фонтанной арматуры в нефтедобывающей отрасли (видео)
Фонтанная арматура – важная часть нефтегазовых скважин
Устьевая фонтанная арматура АФК считается одним из самых важных устройств в сфере добычи нефти и газа. Все требования к ней изложены в Государственном стандарте 13846.
1 Фонтанная арматура – схема и общая информация
Под описываемым видом арматуры понимают определенную часть устьевого оборудования газовых и нефтяных скважин. Она необходима для обвязки и герметизации устья, а также для:
Фонтанирование нефтяной (газовой) скважины – это явление, при котором на поверхность с забоя скважины наблюдается подъем пластового флюида. Такое явление становится возможным за счет наличия пластовой энергии. Как правило, фонтанирование скважины фиксируется на первых стадиях разработки месторождений полезных ископаемых, когда на забое имеется высокое давление и большой запас пластовой энергии. Впрочем, если говорить конкретно о газоконденсатных и газовых скважинах, то можно отметить тот факт, что они способны эксплуатироваться по фонтанной методике достаточно долго.
Описываемая нами арматура для скважин монтируется на колонную обвязку (на верхний ее фланец). Состоит она из двух элементов – фонтанной елки и трубной обвязки.
По Госстандарту 13846–89 арматура для скважин подразделяется на разные виды по нескольким показателям и может быть:
Также арматура различается по величине своего проходного диаметра (50–150 миллиметров) и по показателю рабочего давления (14–140 мегапаскалей).
2 Конструкция и устройство фонтанной арматуры – трубная обвязка
На трубную обвязку монтируется фонтанная елка. Кроме того, такая обвязка предназначается для:
Трубная обвязка производится таким образом, чтобы на нее можно было подвесить два или только один ряд насосно-компрессорных труб. Конструкционно она состоит из трубной подвески и крестовины, оснащенной боковыми отводами (их на устройстве всегда два).
Трубы подвешиваются на обвязку двумя способами:
Если речь идет о резьбовом креплении, на крестовину монтируют специальную катушку (ее называют стволовой), а один ряд насосно-компрессорных изделий подвешивают на патрубок либо на особый переводник. При использовании муфты крестовина оснащается муфтовой подвеской.
В тех случаях, когда в скважину планируется погружать два ряда насосно-компрессорных труб (бывают еще и обсадные трубы для скважин), на крестовину рассмотренной нами обвязки монтируют тройник. В данной ситуации наружный ряд трубных изделий крепится к патрубку (точнее – к тройнику, который расположен на нем), а внутренний ряд – через переводник к стволовой катушке. Допускается монтировать два ряда труб и на муфте. Тогда в крестовине будет размещаться наружный их ряд, а в тройнике обвязки – внутренний.
Для отслеживания величины давления в пространстве за трубами предназначен манометр трубной обвязки. Он крепится на боковом отводе крестовины. Указанный манометр располагает устройством запорно-разрядного типа.
3 Фонтанная елка – часть арматуры
Как уже было сказано, на трубную обвязку монтируется фонтанная елка. Для этих целей используется верхний фланец. Елка требуется для:
Существует несколько разных конструкций фонтанных елок. Все они делятся на два типа – тройниковые и крестовые. И в первых, и во вторых имеются следующие элементы:
Различие же между конструкциями заключается в том, что в крестовых вариантах имеется крестовина, а в тройниковых – тройник. Причем тройников может быть два, если монтируется двухъярусная конструкция насосно-компрессорных труб, или один (конструкция в один ярус).
Верхняя часть елки накрыта буфером (иначе он называется колпаком). Крестовая схема предусматривает наличие рабочего и запасного бокового отвода, тройниковая – наличие запасной (расположена снизу) и рабочей (находится вверху) выкидной линии. Запасные линии в процессе эксплуатации находятся в закрытом положении. Их открывают только тогда, когда возникает потребность в проведении ремонтных либо обслуживающих мероприятий:
Конкретный вид елки, а также количество выкидных линий подбирают с учетом параметров газовой или нефтяной скважины. На большинстве современных объектов устанавливают тройниковые фонтанные елки, в которых число таких линий равняется двум. А вот одна выкидная линия монтируется только в скважинах с малым (до 14 МПа) давлением в устье. Крестовая же схема признается оптимальной для скважин с давлением свыше 35МПа при условии, что в жидкой или газовой смеси, выносимой на поверхность, нет механических твердых включений.
Добавим, что существует и два отдельных типа елки без центральной задвижки, но они в настоящее время на отечественных нефтегазовых предприятиях не используются.
4 Особенности дросселирующих устройств нефтегазовых скважин
На запасных и рабочих выкидных линиях, как было сказано, монтируются штуцеры (дроссели). Они образуют гидравлические локальные сопротивления потоку добываемой продукции и требуются для корректирования режима функционирования скважины. Штуцеры делят на:
Самым простым нерегулируемым штуцерным устройством является 10-миллиметровый диск из стали (подходит и низколегированная, и высоколегированная сталь), который размещается между фланцами. Подобный дроссель располагает в своем центре отверстием сечением в пределах 3–35 миллиметров. Выбираемое для каждого конкретного случая сечение позволяет скважине и арматуре работать в заданном технологическом режиме.
Дроссели регулируемого типа похожи на обычный вентиль. Их проходной диаметр можно изменять по мере необходимости при помощи наконечника, которые посредством перемещения маховика отдаляется от втулки либо приближается к ней. Регулируемые штуцеры эксплуатируются при нагрузке не более 70 МПа. Применяются они реже, чем нерегулируемые, так как срок эксплуатации регулируемых устройств очень мал (если из скважины вместе с нефтью или газом подается материал высокого абразивного уровня, они сразу же выходят из строя).
АФК расшифровка
Единственно верная для фонтанной арматуры АФК расшифровка приводится в первом, обязательном для исполнения, приложении стандарта ГОСТ 13846. Это условное обозначение устьевой арматуры фонтанного типа, особенностью которой является подвешивание наружной НКТ колонны к переводнику над крестовой головкой трубной обвязки.
То есть, в скважине используется два внутри стволовых трубопровода концентрического типа. Один из них, меньшего диаметр, висит внутри второй колонны НКТ большего диаметра. При этом возможны шесть схем сборки фонтанной елки для различных эксплуатационных условий скважины.
Условное обозначение фонтанной арматуры
В приложении №1 документации ГОСТ 13846 приводится структурная схема шифрования арматур и елок, устанавливаемых на устье скважин для их освоения нефтегазодобывающими предприятиями:
Таким образом, с учетом этой структуры АФК расшифровка будет выглядеть следующим образом:
Назначение АФК арматуры
После того, как выполнена расшифровка АФК арматуры, необходимо учесть ее назначение. Устьевое оборудование этого типа сконструировано для эффективного решения задач:
Классифицируется арматура АФК согласно ГОСТ 13846 по нескольким признакам:
Поэтому область применения фонтанной арматуры типа АФК весьма разнообразна:
В последнем случае в обозначение добавляется буква Ш или Э, соответственно – АФКШ или АФКЭ.
Особенности конструкции трубной обвязки
В устьевой арматуре АФК может использоваться два типа трубной обвязки. Эта информация отображается в условном обозначении не полностью:
Таким образом, арматура фонтанная АФК имеет переводный фланец сверху трубной головки, на котором и подвешивается колонна НКТ. Для этого могут использоваться резьбы типа Jee Bear, VAM Top, TMK UP PF и TMK UPP FMT, НК и НМК согласно ГОСТ 633, что соответствует коническим резьбам 1/4”, ½”, 3/8”.
Модификациями этого варианта являются подвески с кабельным вводом, каналом управления, для соосного (концентрического) крепления двух НКТ колонн.
Здесь используются два уплотнения, мягкие и металлические. В агрессивных средах применяют стальные кольца, вторичные уплотнения имеют вид лепестковых или П-образных манжет.
Корпусные детали, фланцы и крышки изготавливаются методом литья и ковки.
Схемы фонтанной елки
Стандартом ГОСТ 13846 регламентируется использование при сборке АФК шести схем фонтанных елок. В расшифровке условного обозначения это цифра сразу после указанных букв изделия.
В этом же стандарте рекомендована комплектация арматуры дополнительными элементами по требованию заказчика. основными отличиями елок фонтанных являются:
Благодаря оригинальной геометрической форме его стенки значительно меньше стачиваются напором нефтепродуктов с высоким содержанием песка.
Основными элементами елки являются:
В не регулируемом дросселе можно менять втулки из твердосплавного материала с различным диаметром внутреннего отверстия. При этом обеспечивается ступенчатая регулировка режимов скважины.
В комплект поставки могут входить расходники, инструменты и приспособления для их замены. Например, BPV клапан с подъемником, пробка, защитная втулка и универсальный съемник.
Основными техническими и эксплуатационными характеристиками АФК арматуры являются:
В зависимости от конструкции, производителя задвижек, фитингов, схемы елки арматура фонтанная АФК может иметь различные габариты.
Таким образом фонтанная арматура АФК пригодна для фонтанирующих, газлифтных, насосных скважин с ШГН и ЭЦН с высоким пластовым давлением, содержанием сероводорода, песка и углекислоты.
Состав и назначение фонтанной арматуры — схема обвязки
Устьевая фонтанная арматура АФК считается одним из самых важных устройств в сфере добычи нефти и газа. Все требования к ней изложены в Государственном стандарте 13846.
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, 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.
Назначение фонтанной арматуры
Фонтанная арматура имеет основные случаи использования:
Фонтанная арматура используется при избыточном давлении под воздействием больших нагрузок. Применяют конструкцию в том случае, когда есть вероятность воздействия агрессивной среды в скважинах. Часто ее используют при больших абразивных нагрузках, когда в воде насчитывают большое количество объединений различных пород.
Использование фонтанной арматуры для добычи нефти
Использовать систему нужно с учетом того, что этот тип оборудования должен иметь высокую прочность и долговечность, без чего производство будет неэффективным. Основной выбор применения данного оборудования это — добыча газа и прокладка нефтяных трубопроводов.
к меню
Разновидности
Госстандарт определил несколько видов фонтанной арматуры:
В зависимости от конструктивных и прочностных признаков, фонтанная обвязка классифицируется по:
Выбирая материал для изготовления устройства, необходимо учесть свойства среды, без чего не обойтись. При пожаро- и взрывоопасной среде не рекомендуют останавливать выбор на чугунных деталях.
Типовые схемы и номера таблиц находятся в прейскуранте Министерства машиностроения.
Фонтанная елка ЕФ6Д-100/80×70КЗ
Типовые виды арматуры включают различные задвижки, краны, клапаны, вентили. Специальная обвязка состоит из редукционных вентилей, затворов и клапанов для катализаторопроводов и резервной арматуры.
Заказывая типовое подключение заводам-изготовителям, необходимо сообщить ее условные обозначения с определённой схемы.
к меню
3 Фонтанная елка – часть арматуры
Как уже было сказано, на трубную обвязку монтируется фонтанная елка. Для этих целей используется верхний фланец. Елка требуется для:
Существует несколько разных конструкций фонтанных елок. Все они делятся на два типа – тройниковые и крестовые. И в первых, и во вторых имеются следующие элементы:
Различие же между конструкциями заключается в том, что в крестовых вариантах имеется крестовина, а в тройниковых – тройник. Причем тройников может быть два, если монтируется двухъярусная конструкция насосно-компрессорных труб, или один (конструкция в один ярус).
Верхняя часть елки накрыта буфером (иначе он называется колпаком). Крестовая схема предусматривает наличие рабочего и запасного бокового отвода, тройниковая – наличие запасной (расположена снизу) и рабочей (находится вверху) выкидной линии. Запасные линии в процессе эксплуатации находятся в закрытом положении. Их открывают только тогда, когда возникает потребность в проведении ремонтных либо обслуживающих мероприятий:
Конкретный вид елки, а также количество выкидных линий подбирают с учетом параметров газовой или нефтяной скважины. На большинстве современных объектов устанавливают тройниковые фонтанные елки, в которых число таких линий равняется двум. А вот одна выкидная линия монтируется только в скважинах с малым (до 14 МПа) давлением в устье. Крестовая же схема признается оптимальной для скважин с давлением свыше 35МПа при условии, что в жидкой или газовой смеси, выносимой на поверхность, нет механических твердых включений.
Добавим, что существует и два отдельных типа елки без центральной задвижки, но они в настоящее время на отечественных нефтегазовых предприятиях не используются.
Конструкция
Производство арматуры, согласно ГОСТ 13846-84, предполагает использование схемы тройникового и крестового типа.
Устройство состоит из:
Трубная головка используется для подвески нескольких рядов НКТ, а также их герметизации. Кроме того, трубная головка принимает участие в технологических операциях, которые включают: освоение, эксплуатацию и ремонт скважины.
Подвешивание колон осуществляют (на резьбе):
Трубная головка предполагает замену своих боковых задвижек. Этот процесс осуществляется с помощью специальных глухих пробок, которые устанавливают в резьбовых отверстиях корпуса.
Запорные устройства на фонтанной арматуре с ручным упралением
Запорные устройства представлены в виде проходных пробковых кранов и прямоточных задвижек с подачей смазки. Их основное предназначение – перекрытие проходных отверстий.
Колонные головки выполняют функцию подвески для обсадной колонны, герметизация и контроль давления между колоннами труб.
к меню
Технические требования к конструкции
ГОСТ 13846-89 определяет фонтанную арматуру как устройство, предназначенное для герметизации скважин, перекрытия среды и ее направления в манифольд, и проведение других технологических операций.
Согласно ГОСТ 16350-80 фонтанная арматура может быть использована в умеренном и холодном макроклиматических районах. Размещение производится по категории 1 (ГОСТ 15150-69).
Качественная арматура долговечна и выдерживает атмосферные нагрузки
ГОСТ 51365-2009 установил использование определенного материала и уровень технических требований, которые больше всего подходят к условиям эксплуатации.
Производство деталей можно проектировать по индивидуальным заказам с учетом того, что все условия эксплуатации и выбор комплектующего материал будут соответствовать установленным стандартам.
к меню
Обозначение АФК
Типовые схемы по ГОСТ 13846-89:
Монтаж и демонтаж фонтанной арматуры
В процессе пользование скважины производится монтаж и опрессовка конструкции. Основную функцию в присоединении осуществляют колонные головки. Находящиеся в верхнем фланце отверстия, позволяют прикрепить детали различных типоразмеров.
Монтаж узла оборудования из фонтанной арматуры
По окончанию установки производят опрессовку для проверки герметичности всех соединений.
Ремонт конструкции происходит в специализированных мастерских. Предварительно, фонтанная арматура, разбирается на отдельные детали. Елку тщательно моют и проверяют остальные составляющие.
Фонтанная арматура имеет конструктивную особенность, что позволяет защитить почву и окружающую среду от содержимого трубопровода.
к меню
Использование фонтанной арматуры в нефтедобывающей отрасли (видео)
4 Особенности дросселирующих устройств нефтегазовых скважин
На запасных и рабочих выкидных линиях, как было сказано, монтируются штуцеры (дроссели). Они образуют гидравлические локальные сопротивления потоку добываемой продукции и требуются для корректирования режима функционирования скважины. Штуцеры делят на:
Самым простым нерегулируемым штуцерным устройством является 10-миллиметровый диск из стали (подходит и низколегированная, и высоколегированная сталь), который размещается между фланцами. Подобный дроссель располагает в своем центре отверстием сечением в пределах 3–35 миллиметров. Выбираемое для каждого конкретного случая сечение позволяет скважине и арматуре работать в заданном технологическом режиме.
Дроссели регулируемого типа похожи на обычный вентиль. Их проходной диаметр можно изменять по мере необходимости при помощи наконечника, которые посредством перемещения маховика отдаляется от втулки либо приближается к ней. Регулируемые штуцеры эксплуатируются при нагрузке не более 70 МПа. Применяются они реже, чем нерегулируемые, так как срок эксплуатации регулируемых устройств очень мал (если из скважины вместе с нефтью или газом подается материал высокого абразивного уровня, они сразу же выходят из строя).