Фантанная арматура АФК

1.2. АНАЛИЗ ЗАРУБЕЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ФА

 

В настоящее время иностранные  фирмы выпускают фонтанные арматуры с колонными головками, большей  частью, в коррозионно-стойком исполнении: «Камерон», «Мак Эвой», «Бреда» (США), «Грей  Тулз» (Великобритания), «Марубени» (Япония), «Люсеат» (Франция), «Хюбнер Вамаг» (Австрия). Фирмы «Марубени» и «Хюбнер Вамаг» выпускают головки по лицензии США. На рисунке 1.2.1 приведена колонная головка фирмы «Хюбнер Вамаг».

Комплект фонтанной  арматуры французской фирмы «Люсеат» состоит из колонной головки и фонтанной арматуры для обвязки обсадных труб диаметрами 299х219х140х73 мм —для скважин, содержащих в природном            

 

 

газе  и . Колонная головка типа С-22 выполнена с нарезкой резьбы по 299-мм трубе, где верхний фланец диаметром 305 мм испытывали на рабочее давление 14 МПа. В головке имеются два отверстия с внутренней нарезкой диаметром 50,8 мм. Плашки предназначены для захвата 325- и 219-мм обсадных труб.

Кольцевая прокладка  выполнена из нержавеющей стали диаметром 305 мм и испытана на давление 14 МПа. Применены вентили игольчатого типа диаметром 12,7 мм.

Первую промежуточную  колонну в колонной головке фирмы  «Люсеат» подвешивают на резьбе. Вторую промежуточную и эксплуатационную колонны сажают на клиновую подвеску, состоящую из четырех клиньев, корпуса из двух половин, пластмассового кольца, стягивающего хомута и четырех винтов, которые перед спуском обсадной колонны отвинчивают.

Межтрубное пространство герметизируют от давления снизу уплотнительным фланцем. В обрезанной части колонны герметизация достигается двумя резиновыми и тремя пластмассовыми кольцами. Подвеска насосно-компрессорных труб герметизируется двумя металлическими кольцами; герметичность этого уплотнения проверяется опрессовкой маслом на рабочее давление.

Устьевое оборудование подразделяется на 4 секции: нижняя обсадная, промежуточная обсадная, насосно-компрессорная головки и фонтанное оборудование (рисунок 1.2.2). Корпуса нижней, промежуточной, насосно-компрессорной головок и фонтанного оборудования выполнены из легированной стали. Фланцевые прокладки имеют овальную форму и выполнены из стали с покрытием из кадмия. Шпильки и гайки на всех головках — стальные, облицованные кадмием, подвески обсадных труб изготовлены из легированной стали. Трубные ниппеля с особой высокой прочностью предназначены для низкого давления. Все задвижки (клинкерные) изготовлены из нержавеющей стали фирмой «Мак Эвой»

 Поковки и отливки,  используемые для изготовления перечисленных деталей и узлов колонных головок, являются стойкими к сероводородной и углекислотной коррозии. Качество и физико-механические свойства резиновых уплотнений обеспечивают их стойкость и надежность в условиях воздействия на них нефти, газа, газоконденсата и .

Колонные головки фирм «Бреда» и «Камерон» поставляются вместе с фонтанными арматурами. Подвеска обсадных колонн и их герметизация осуществляются специальным устройством, состоящим из четырех клиньев, не связанных между собой, опорного металлического кольца из двух половин, резинового уплотнителя и верхнего нажимного кольца. Вся сборка соединяется 12 болтами М20. Обрезанную часть колонны герметизируют установкой уплотнительной втулки, в которой располагаются уплотнительное кольцо из асбеста, Г-образные уплотнения из витона и четыре металлических кольца. Подвеска насосно-ком прессорной колонны состоит из корпуса, двух тефлоновых уплотнительных колец и опорной втулки.

В колонной головке фирмы  «Камерон» межтрубное пространство в обрезанной части колонны герметизируют закачкой в уплотнительную втулку специальной смазки до давления, не превышающего давление смятия колонны, и оставляют смазку во втулке. Давление создается ступенчато. Межфланцевые соединения защищены от наружной коррозии эластичной прокладкой. Диапазон температуры, при которой работает колонная головка, 0-140°С.

К примеру, на газовых  и газоконденсатных месторождениях страны (Оренбургская, Волгоградская, Саратовская и Астраханская области, Туркменистан), содержащих в природном газе большое количество сероводорода и углекислоты, обвязку устья скважины проводили колонными головками фирмы «Мак Эвой», «Люсеат» и «Грей Тулз».

Фирма «Мак Эвой» является ведущим поставщиком оборудования для использования на окисленных газовых и нефтяных скважинах и для вскрытия пластов с АВПД. Колонная головка состоит из верхней секции (тюбинга), промежуточной секции и нижней трубной головки. Верхнюю секцию типа SVV используют для подвески обсадной колонны диаметром 168 мм, а промежуточную головку типа VSV — для подвески 245-мм колонны. Основные детали внутри корпуса колонной головки, соприкасающиеся с агрессивной средой, изготовляют из легированной стали.

В комплект обсадной колонной головки  фирмы «Мак Эвой» входит клиновый захват в виде замка. Он назван обсадным замком модели S и подразделяется на несколько типов. Обсадной замок типа SV-3 выполнен с автоматически контролируемым сцеплением. Он способен автоматически устанавливать и поддерживать давление при полном напряжении, а также автоматически закрывать запорные кольца. До загрузки зубцы плашек находятся в свободном положении; по мере подвески колонны острые

внутренние зубцы страхуют замок и при небольшом давлении тупые задние зубцы перемещаются в углубление с незначительным сцеплением. При увеличении загрузки задние зубцы формируют выступы и создают сцепление до тех пор, пока движение не прекратится.

Французская фирма ФМС («Люсеат» и др.) изготовляет колонные головки по технической документации фирмы «Мак Эвой»; их поставляют в сборе с фонтанной арматурой. За рубежом получили распространение колонные головки на 14, 35 и 70 МПа; колонные головки на 14 и 35 МПа мало отличаются от головок фирмы «Мак Эвой». Колонная головка фирмы «Люсеат» на давление 70 МПа отличается от колонной головки на 14 МПа массивностью корпуса и наличием промежуточного фланца с двумя кольцевыми пазами под уплотнительные кольца.

На рисунке 1.2.3 приведены основные детали колонных головок фирмы «Люсеат». Головка типа С-22 с одним верхним фланцем имеет проходное сечение 305 мм, диаметр по центрам отверстий 533,5 мм и высоту 400 мм; резьба выполнена под колонну труб диаметром 299 мм (ГОСТ 632—80); толщина фланца 89 мм. Двухфланцевая колонная головка типа С-22-00 имеет высоту 546 мм и диаметр по центрам отверстий под шпильки 482,5 мм. Колонная головка с фланцами типа С-22-00 для подвески 219-мм труб имеет проходное сечение диаметром 203 мм.

Важным условием поставки колонных головок является предохранение  рабочих площадок фланцев и резьбовых поверхностей от повреждений и засорений. Тщательно проверяется расточка на непроницаемость головки насосно компрессорных труб до установления контакта с металлической катушкой во время подвески.

Колонная головка для  обвязки труб 325х219х140 мм поставляется на рабочее давление 21 МПа. Подвеска труб клиновая, а уплотнение межколонных

пространств пакерное. Резьба на нижней секции колонной головки диаметром 325 мм нарезана по ГОСТ 632-80.

Колонная головка фирмы  «Бреда» отличается от головок других фирм. Она разработана также на принципе клиновой подвески обсадных труб.

На опытной буровой  «Газпрома» была установлена колонная головка от фонтанной арматуры фирмы  «Бреда». На выкидной линии применен регулируемый штуцер фирмы «Люсеат». Оборудование фирм «Люсеат» и «Мак Эвой» обладает достаточной механической прочностью и незначительной восприимчивостью к растрескиванию в условиях контакта с сероводородом.

При монтаже легированных колонных головок, колонных фланцев  и труб импортного производства из стали марок С-75 и С-95 сварочные работы проводятся сварщиком, имеющим право на проведение ручной электродуговой сварки труб, с соблюдением соответствующих условий сварки легированных металлов. Пакерное пространство и сварной шов спрессовывают воздухом на давление 6 МПа, но не выше давления опрессовки предыдущей колонны.

Для предотвращения коррозионного  разрушения обсадных труб в скважину спускают специальные пакеры, чтобы исключить контакт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

внутренней  поверхности труб с сероводородом.

Колонная головка завода «Кымпина» (механический завод «Кымпина») изготовляет колонные головки 325х245х146 на рабочее давление 35 МПа. Испытание  этой головки на пробное давление проводится керосином при давлении 70 МПа дважды с промежутком в 24 ч. Кроме того, колонную головку с клиньями испытывают на нагрузку 2,5 МН в течение 5 мин.

Завод изготовляет и  колонные головки для обвязки  обсадных колонн 325х219х146 на рабочее  давление 35 МПа. На рисунке 1.2.4 показана колонная головка завода «Кымпина». При переходе с колонных головок «Кымпина» на отечественное противовыбросовое оборудование применяют колонный фланец под соответствующую крестовину. Если колонная головка поступает вместе с крестовиной, то изготовляют переходную подпревенторную катушку. При этом необходимо соответствие размеров головки и превентора. Часто с комплектом поставляются переходные катушки или двойные фланцы.

При изготовлении колонных головок «Кымпина» 325х245х146 большое  внимание уделяется качеству материалов для основных деталей. Так, клинья труб изготовляют из стали Т60-2 с пределом текучести 4,3 МПа, фланцы — с пределом текучести 5,2 МПа, шпильки — с пределом текучести 8,2 МПа. В комплекте колонной головки поставляют фланец 305х325, двойные равные фланцы 305х254, клинья для труб диаметром 245 и 146 мм, уплотнительные кольца и шпильки М48 и М36. Двойные фланцы выполняют путем отливки или ковки. Детали, отремонтированные сваркой, подвергают термической обработке для снятия напряжения.