КОНСТРУКЦИЯ УСТЬЯ СКВАЖИНЫ
На колонной головке крепится арматура для фонтанных скважин. Фонтанная арматура предназначена для герметизации устья скважин, контроля и регулирования режима их работы, так же для проведения различных технологических операций. Арматура включает трубную головку и фонтанную елку, состоящую из набора тройников, крестовин, переводников, запорных и регулирующих устройств.
Трубная головка предназначена для подвеса одного или двух рядов подъемных труб, их герметизации, а так же позволяет выполнять технологические операции при освоении, эксплуатации и ремонте скважин, и устанавливается непосредственно на колонной головке. Подвеска колонн НКТ осуществляется на резьбе или на муфтах.
Фонтанная елка предназначена для направления продукции скважин в выкидную линию, регулирования режима эксплуатации, установка лубрикатора, замера давления и температуры потока, а также для проведения некоторых технологических операций.
Как правило , фонтанная елка выполняется тройниковой – одно- или двухструнной, либо крестовой – двухструнной. Тройниковая арматура с двухструнной елкой рекомендуют для скважин, в продукции которых содержится механические примеси. Крестовая и тройниковая однострунны арматуры предназначены для скважин, в продукции которых нет механических примесей. В тройниковой двухструнной арматуре рабочая струна – верхняя, а в крестовой может быть любая. Запасные струны используют при смене штуцера или заказного устройства. На рисунке 2 представлены схемы фонтанной арматуры. По ГОСТ 13846-74 существуют 8 схем фонтанной арматуры.
а – тройниковая арматура; б – крестовая арматура;
1-манометр; 2-запорное устройство к манометру; 3-фланец; 4-задвижка; 5-тройник; 6-дроссель; 7-буфер; 8-крестовина, устанавливаемая на колонной головке; 9-крестовина елки; 10-колонная головка
Рисунок 2-Типовые схемы фонтанной арматуры
Согласно ГОСТ 13846-74 установлены следующие соотношения условных диаметров и давлений:
Р, МПа | 35 105 | 7 70 | 21 70 | 21 35 | 21 35 |
Тройниковую арматуру рекомендуется использовать при низких и средних давлениях рабочей среды, а крестовую – для средних и высоких давлений. Крестовая арматура значительно ниже тройниковой, что облегчает её обслуживание. Общая высота арматуры при крестовой схема и наличии дублирующих стволовых запорных устройств меньше, чем высота тройниковой арматуры.
В следствии тяжелых условий работы арматуры её крестовины, тройника, переводника, фланца и корпусные детали запорных устройств выполняются только из стали. Применяются стали марок 45, 40ХЛ, 40ХНЛ, легированные. Для уплотняющих колец применяются стали марок 20, 30, 40 и легированные. Распространены как литые, так сварные детали арматуры.
В шифре фонтанной арматуры приняты следующие обозначения:
АФ – арматура фонтанная;
К – подвеска НКТ на резьбе переводника трубной головки (при муфтовой подвеске буква не даётся);
1-цифра указывает номер схемы по ГОСТ 13846-74;
а – двухрядная концентрическая подвеска труб;
Э – эксплуатация скважины погружными центробежными электронасосами;
В- управление задвижками дистанционное и автоматическое (при ручном управлении буква не пишется);
65 – условный диаметр по стволу и боковым отводам (если диаметры разные даются оба числа через дробь), мм;
140 – рабочее давление, кгс/см2;
ХЛ – исполнение для холодных районов;
К1 – коррозионно-стойкое исполнение для продукции с содержанием СО2 до 6%;
К2 – с содержанием Н2S и СО2 до 25%;
К2И – с применением ингибитора в скважине.
При расчете фланцевого соединения (подбор количества и диаметров шпилек) принимают усилие, действующее при эксплуатации, значение которого определяется по следующей формуле:
(1)
где - средний диаметр кольца (уплотнительного), мм;
Р – рабочее давление среды, МПа;
– эффективная ширина прокладки, т.е. суммарная ширина уплотняющего пояска у кольца, мм;
– прокладочный коэффициент, зависящий от упругих свойств материала
прокладки.
Проверочный расчет фланца на прочность производят по наиболее опасному сечению, которую представляют как консольную балку с заделкой в опасном сечении с приложенной нагрузкой по оси шпилечного соединения и равной усилию предварительной затяжки.
Рисунок 3 - Схема фланцевого соединения
Для опасного сечения АВ фланцевого соединения, схема которого представлена на рисунке , определяют величину изгибающего напряжения, возникающего при работе арматуры
(2)
где - изгибающий момент, действующий на представленную консольную
балку;
, (3)
- полярный момент сопротивления сечения АВ действию изгибающего
момента;
(4)
- усилие, приходящееся на одну шпильку
(5)
n – количество шпилек.
Дата добавления: 2016-06-18; просмотров: 3677;