Устьевой модуль что это
Шнековые насосы для скважин погружные
● противовыбросовая арматура (крестовина, превенторы, надпревенторная катушка, разъемный желоб, ручные приводы);
● фонтанная арматура и манифольд;
● устройство для замены задвижек под давлением;
● лубрикатор для исследования скважин;
● задвижки, переводники и прочие детали, используемых для установки и обвязки устьевого оборудования.
С помощью колонной головки в процессе бурения скважины обвязываются обсадные колонны. Данный элемент также является основанием для установки фонтанной арматуры.
Фонтанная арматура — это специальные механизмы и устройства, которые выполняют регулирующие и контролирующие функции.
Устьевое оборудование бывает следующих видов:
● Оборудование с кабельным пенетратором. Применяется в скважинах с самотечным потоком рабочей среды.
● Арматура для эксплуатационных нефтяных/газовых скважин. Применяется на скважинах по добыче нефти и газа с высоким давлением. Характеризуется устойчивостью к среде, благодаря чему обеспечиваются довольно высокие рабочие показатели при эксплуатации.
● Паровое устьевое оборудование скважин. Работает на пару, характеризуется устойчивостью к коррозиям и высоким температурам. Его применяют на нефтедобывающих объектах с вязкой рабочей средой.
● Манифольд. Это большая цепь трубопроводов, запорных устройств и клапанов.
Устье скважины, Устьевое оборудование
Использование устройств
Устьевая арматура используется не только для работы с нефтепроводом. Ее можно также успешно использовать, чтобы проводить исследования глубинного назначения, к примеру. Еще один вариант ее использования — это регулировка отбора жидкости. Все эти примеры достаточно наглядно показывают, что использование устьевой арматуры является неотъемлемой частью нефтедобычи.
Основные параметры приспособления
Основной определяющей характеристикой для устьевой арматуры стал размер. Средний показатель длины такого приспособления составляет около трех метров. Что касается ширины, то она, естественно, меняется в зависимости от модели, но примерным средним показателем является 715 миллиметров. Последний показатель в плане габаритов — это высота, которая в среднем равна 1,5 метрам.
Еще один важный показатель для данного оборудования — это проход устройства запорного типа. Числовой показатель данного параметра может доходить до 50 миллиметров. Вместе с устьевой арматурой для скважины используется и такое оборудование, как насосно-компрессорное. Диаметр трубы таких устройств может доходить до показателя в 75 мм. Стоит отметить, что арматура данного типа — это не определенное устройство, а набор нескольких важных компонентов, которые выполняют такие цели, как герметизация устья скважины. Кроме того, арматура будет отвечать за распределение потока веществ, которые будут поступать из скважины. Можно регулировать еще и такое летучее вещество, как газ, к примеру.
Устье скважины, Устьевое оборудование
. Устье скважины — соединение обсадной трубы с противовыбросовым устройством или с фонтанной арматурой, закрепленными болтами или приваренными к направляющей трубе или кондуктору. Устье скважины находится на поверхности земли и представляет собой начало углубления, а дно называется забоем.
Устьевое оборудование — это комплекс оборудования, предназначенного для обвязки обсадных колонн, герметизации устья скважины (затрубного пространства, внутренней полости НКТ, отвода продукции скважины) в процессе бурения, капитального ремонта скважин и регулирования режима работы скважины в процессе её эксплуатации.
В состав устьевого оборудования, используемого в обвязке устья в процессе бурения скважины, входят:
Колонная головка Колонная головка, с помощью которой обвязываются обсадные колонны в процессе бурения, служит также основанием для установки фонтанной арматуры. Она остается на скважине на весь период эксплуатации. Функции головки обсадной колонны:
Присоединение очередного звена обсадной колонны обеспечивают фитинги, которые крепятся на колонную головку. Монтаж обсадных труб производится с использованием адаптеров и регуляторов.
В состав эксплуатационного устьевого оборудования также входят:
Фонтанная арматура
Фонтанная арматура — это система механизмов и приспособлений, выполняющих регулирующие и контролирующие функции. Фонтанная арматура обеспечивает:
Состав фонтанной арматуры:
Требования к оборудованию:
Схемы фонтанной арматуры:
Для соединений компонентов арматуры используют фланцы и хомуты. Присоединение трубопроводу осуществляется через манифольд.
Конструкция оборудования
Что касается конструкции этого приспособления, то есть несколько основных компонентов. К ним относится, к примеру, головка трубного типа, головка колонного типа и головка самой арматуры. Головка арматуры относится к регулировочно-запорному типу. В качестве компонентов можно выделить даже такие небольшие устройства, как вентили, задвижки запорного типа и некоторые другие мелкие детали подобного рода.
Основное назначение устьевой арматуры — это сдерживание сильного потока давления, а также возможность исследования этого давления внутри самой же конструкции. Для того чтобы запустить арматуру такого типа, обычно используется механический привод. Однако случается так, что давление слишком высокое. В таком случае сдерживаться оно будет или при помощи установок пневматического типа или при помощи гидравлической системы. Стоит также сказать, что может быть устьевая нагнетательная арматура. В таком случае она способна выполнять функции нагнетания или стравливания потоков газа.
Классификация фонтанной арматуры
Базовым типом арматуры для использования на добывающих скважинахявляется фонтанная арматура. Она используется на всех газовых скважинахи нефтяных скважинах, на которых ведется добыча фонтанным илигазлифтным способом. При эксплуатации насосных скважин используютсямодификации фонтанной арматуры – штангонансосная и электронасосная арматура. Она конструируется по схожему принципу, с некоторымимодификациями и упрощениями. Фонтанирование нефтяных скважин обычно происходит в началеразработки месторождений, когда запас пластовой энергии велик идавление на забое скважины достаточно большое, чтобы поднять жидкостьдо устья скважины. Устьевые давления на скважинах газовых игазоконденсатных месторождений сравнительно высокие в течениедлительного периода разработки месторождений, поэтому могутразрабатываться фонтанным способом даже до забрасыванияместорождения.
Типы фонтанных арматур
Устьевое оборудование нефтяных и газовых скважин делится на подземноеи наземное оборудование. К подземному оборудованию относится обвязка обсадных колонн. Наземное оборудование состоит из устьевой арматуры,крепящейся к обвязке колонн, а точнее – к колонной головке, и манифольда.
Фонтанная арматура устанавливается на скважины двух типов: добывающиие (применяется фонтанная арматура нефтяных скважин) и нагнетательные (применяется арматура устьевая нагнетательная). В добывающих скважинах производится отбор пластового флюида – нефти или газа. Нагнетательные скважины используются длязакачивания воды, газа, теплоносителей и воздушных смесей впродуктивный пласт, обеспечивая таким образом замещение пластового флюида в коллекторе и поддержание пластового давления.
Основные требования, предъявляемые к фонтанной арматуре нефтяных и газовых скважин устьевой нагнетательной арматуре и ее запорнымэлементам, закреплены в гостах:ГОСТ 13846-89 «Арматура фонтанная и нагнетательная. Типовые схемы,основные параметры и технические требования к конструкции»,ГОСТ 28996-91 «Оборудование нефтепромысловое устьевое. Термины иопределения»,ГОСТ Р 51365-99 «Оборудование нефтепромысловое добычное устьевое.Общие технические условия».
Особенности приспособления
Стоит выделить одно очень важное преимущество арматуры такого типа. Если какой-либо элемент выйдет из строя во время работы, то его можно будет заменить, не выводя из эксплуатации всю станцию целиком. Это является одним из наиболее важных критериев, так как в таком случае появляется возможность проведения ремонтных работ, без нарушения временного интервала работы станции. Это одно из основных требований в среде нефтедобычи. Кроме того, это помогает сэкономить значительное количество материальных средств, которые были бы потеряны, пока станция простаивала на ремонте.
Сама по себе конструкция связывается воедино при помощи разнообразных хомутов и разных фланцев. Тут стоит также выделить, что если во всей конструкции у какого-либо элемента возникнет отклонение от номинальных данных, то все другие устройства, принадлежащие к запорному типу и все другие механические элементы, будут выведены из строя. За это отвечает автоматическая система, которой оснащена любая арматура такого типа.
Арматура фонтанного типа
На сегодняшний день существует такая разновидность арматуры, как устьевая фонтанная. Она, в свою очередь, делится на несколько типов. Она может быть тройникового типа или же крестового. Выбор зависит от того, какая была выбрана фонтанная елка. Также она может быть либо двухрядной, либо однорядной. Это определяется количеством насосных трубных изделий, которые будут спускаться вниз, в скважину. Оборудование может быть кранами или задвижками, то есть, отличается типом запорного устройства. Отличие такого типа арматуры еще и в том, что проходное отверстие может быть от 50 до 150 мм. Применяется при давлении от 14 до 140 МПа.
Значение фонтанных труб
Даже при одинаковом количестве содержания газа в пласте, не каждая скважина способна фонтанировать. К примеру, если объема такого газа хватает для обеспечения фонтанирования в скважине 150-миллиметрового диаметра, то уже для диаметра в 200 миллиметров его может быть недостаточно.
Газонефтяная смесь, которая продвигается по стволу скважины, выглядит как послойное чередование нефтяных и газовых прослоек. Поэтому, чем больше диаметр эксплуатационной трубной колонны, тем большее количество газа понадобится для подъема по ней нефтяной жидкости.
Читать также: Как правильно использовать термометр для нефтепродуктов?
На практике встречались такие случаи, при которых скважины с большими диаметрами ствола (от 150-ти до 300 миллиметров), которые были пробурены на глубину с высокопродуктивными пластами, обладающими большим собственным давлением, отличались высоким дебитом, но даже в них фонтанирование чаще всего продолжалось весьма короткое время. Более того, в некоторых случаях скважины, пробуренные в продуктивные пласты с высокими давлениями, в обычных условиях не могут фонтанировать.
Фонтанирование таких скважин вызывается при помощи опускания в них так называемых лифтовых труб, диаметр которых достаточно мал.
В связи с этим, чтобы максимально рационально использовать энергию расширяющего газа, все горные выработки, на которых возможно появление фонтанирования, оборудуют перед освоением лифтовыми трубами, условные диаметры которых варьируются в пределах от 60-ти до 114-ти миллиметров. По этим трубам малых диаметров и происходит движение газожидкостной смеси в пробуренной скважине.
Подбор диаметра подъемных (лифтовых) труб происходит, как правило, опытным путем, и зависит от следующих факторов конкретной горной выработки:
Лифтовые трубы опускают в шахту до уровня фильтра эксплуатационной трубной колонны.
В процессе фонтанирования скважины через трубную колонну малого диаметра, показатель газового фактора уменьшается, что дает возможность продлить временной отрезок фонтанирования. Во многих случаях у скважины, фонтанирующей по трубной колонне диаметра 73, 89 или 114 миллиметров, сначала начинался режим периодических выбросов, а затем она совсем останавливалась. В таких случаях продолжительность фонтанирования продлевали заменой этих трубных колонн на фонтанные трубы меньших диаметров (33, 42, 48 и 60 миллиметров).
Применение таких малых диаметров является достаточно эффективным способом увеличения продолжительности фонтанирования скважин с малыми показателя дебита.
Устройства для скважины нагнетательного типа
Основное предназначение такого типа арматуры — это герметизация скважин нагнетательного типа. Особенностью является то, что можно проводить все работы во время нагнетания в скважину воды. Из основных частей оборудования выделяется трубная головка и елка. Первый элемент используется для того, чтобы герметизировать затрубное пространство. Также необходимо для выполнения определенных ремонтных работ, исследовательских работ, некоторых технологических операций. Состоит данный элемент из таких компонентов, как задвижки, крестовина и несколько элементов для быстрого соединения.
Разработка и создание устьевых фонтанных арматур и модулей обвязки скважин для Чаяндинского месторождения: опыт Воронежского механического завода
Ключевое оборудование в технологических процессах газодобывающего комплекса – устьевые фонтанные арматуры и модули обвязки скважин. При выборе поставщика для обустройства месторождений нефтегазовые компании прежде всего обращают внимание на наличие у производителя опыта и ресурсов для реализации проектов в этой сфере. Воронежский механический завод – одно из немногих предприятий России способное изготовить уникальное нефтегазовое оборудование, соответствующее индивидуальным требованиям заказчика.
Оборудование ВМЗ в Якутии
Воронежский механический завод (ВМЗ) имеет многолетний опыт в машиностроении и в настоящее время представляет собой предприятие, производящее продукцию для различных отраслей промышленности: ракетно-космической, авиационной, железнодорожной и нефтегазовой. Производство оборудования для нефтегазового сегмента является наиболее приоритетным в выпуске гражданской продукции завода, и его доля в настоящий момент составляет более 40% от общего объема выпускаемой продукции.
Начиная с 2016 года Воронежский механический завод осуществляет серийные поставки оборудования для Чаяндинского месторождения по заказу ПАО «Газпром»: устьевые фонтанные арматуры и колонные головки. Фонтанная арматура предназначена для обвязывания эксплуатационной колонны, скважинного трубопровода (колонны насосно-компрессорных труб, или НКТ), закрепления (подвешивания) верхнего конца колонны НКТ в трубодержателе, контроля давления и управления потоком скважинной и технологической сред в трубном и затрубном пространстве. Также она предназначена для дистанционного контроля и регулирования режима эксплуатации, направления потока скважинной среды в боковые отводы фонтанной елки, герметизации устья, а в отдельных случаях – для дистанционного закрытия скважины в аварийных ситуациях, установки шлюзовых устройств и проведения необходимых технологических операций при строительстве, эксплуатации или ремонте
нефтяных и газовых скважин. Фонтанные арматуры предусматривают возможность спуска и герметизации линий управления подземным оборудованием, а также глубинных датчиков давления и температуры.
В 2019 году ВМЗ поставил для Чаяндинского месторождения модули обвязки скважин, которые состоят из арматурного блока и станции управления.
Модуль обвязки скважин обеспечивает:
Качество изготовляемого на Воронежском механическом заводе оборудования соответствует требованиям API – Американского Нефтяного института (American Petroleum Institute), подтверждено сертификатами соответствия требованиям технических регламентов Таможенного союза, а также соответствует стандартам сертифицированной системы менеджмента качества ISO. Завод неоднократно удостаивался премии Правительства РФ в области качества.
Модуль обвязки скважины является многофункциональным изделием длительного применения вида II по ГОСТ 27.003.
Электрооборудование, применяемое в модуле обвязки скважины, выполнено во взрывозащищенном исполнении и предназначено для установки во взрывоопасной зоне класса В-1а с категорией взрывоопасной смеси ТЗ в соответствии с ГОСТ 30852.5 и стандартами на конкретные виды взрывозащиты электротехнических изделий, входящих в состав модуля обвязки скважины.
Станции управления фонтанными арматурами, входящие в состав МОС, обеспечивают принцип «безлюдных технологий». Это особенно актуально для промыслов с тяжелыми условиями эксплуатации.
Также в рамках работы на Чаяндинском месторождении в 2018 году специалисты предприятия проводили обучение персонала ООО «Газпром добыча Ноябрьск» и подрядных организаций основам работы с устьевым оборудованием воронежского производства. Дело в том, что в ходе монтажа и технического обслуживания этой техники у заказчика и подрядных организаций возникает ряд вопросов. Задача специалистов ВМЗ – обучить персонал работе с оборудованием и выдать полезные рекомендации по эксплуатации, а также получить обратную связь от сотрудников компаний, непосредственно работающих с техникой ВМЗ, услышать от них пожелания по улучшению конструкций, повышению удобства монтажа и обслуживания оборудования.
От разработки до внедрения
Оборудование производства ВМЗ установлено и успешно работает на месторождениях не только в России, но и в странах ближнего и дальнего зарубежья.
За более чем 30-летний опыт работы в неф-тегазовой сфере Воронежский механический завод освоил и внедрил более 100 видов оборудования для добычи нефти и газа различной комплектации. В настоящее время предприятие производит: задвижки, дроссели, клапаны, колонные головки, трубные головки, подвески, устьевые фонтанные арматуры, станции управления фонтанной арматурой, блоки обвязки скважин, комплексы подземного оборудования.
Также важным аспектом в деятельности предприятия является изготовление импортозамещающей высокотехнологичной продукции. При этом в разработках происходит значительное усовершенствование зарубежных технологий с учетом пожеланий отечественного потребителя.
В числе последних крупных проектов ВМЗ – участие в изготовлении комплекса подземного оборудования для механизированного и фонтанного способов добычи нефти, а также создание опытного образца комплекса подземного оборудования для обработки нефтяного пласта паром.
Во втором случае перед специалистами предприятия стояла задача по разработке комплекта оборудования, способного осуществлять посадку пакера гидравлически, без вращения колонны труб, так как в противном случае происходил разрыв геофизического кабеля. Задача осложнялась подбором подходящего уплотнительного материала для пакера, который позволял бы использовать оборудование при высоких температурах (более 300 °С). Инженеры ВМЗ смогли решить проблему путем специальной укладки уплотнительного материала с одновременным предварительным осевым поджатием. В настоящее время опытный образец комплекта внутрискважинного оборудования для обработки пласта паром проходит опытно-промышленную эксплуатацию.
На примере подобных проектов видны основные преимущества работы с Воронежским механическим заводом: специалисты предприятия всегда учитывают пожелания заказчика и способны подстроиться под самые сложные требования, а при изготовлении оборудования используются передовые достижения отечественной науки. Также на предприятии есть все условия для внедрения новых технологий: специализированное конструкторское бюро, технологические службы, инструментальное производство, лаборатории.
В сотрудничестве с нефтегазодобывающими компаниями Воронежский механический завод готов предоставить полный комплекс работ включающий разработку и согласование технического задания, выпуск конструкторской документации, изготовление опытно-промышленных образцов, их заводские и промысловые испытания, сервис по проведению шеф-монтажных работ. Работать с ВМЗ – значит работать с командой профессионалов, обладающих огромным опытом.
Что это такое устье скважины, оборудование и арматура
Верхний видимый участок обсадной трубы, на который производится монтаж насосного и прочего оборудования, называется устье скважины.
Что это такое
Устье скважины – это место, где обсадная труба граничит с грунтом и часть ее видна на поверхности. Данный участок подлежит обязательной гидроизоляции. Вокруг ствола выкапывается небольшое углубление по всему радиусу. В канавку вставляют трубу побольше и внутреннюю часть заливают бетоном. Место примыкания обсадной, оголовка и бетона обрабатывают герметиком, устойчивым к агрессивной среде.
Устройство
Качественное обустройство устья преследует несколько целей:
Устьевая арматура
Первое – оголовок. Устанавливается непосредственно на обсадную и закрепляется специальными болтами. По наружной части укладывается резиновое уплотнительное кольцо для предотвращения течи.
Второе – разгрузочная обвязка. Сложный элемент узла подачи воды из устья. На верхнем участке располагаются тройники, шаровые задвижки, обратные клапаны, фильтры грубой очистки. Все узлы и агрегаты работают во взаимодействии друг с другом. Порядок расположения агрегатов зависит от количества заборных устройств и объема потребления воды. В каждом проекте рассчитываются индивидуально.
Третье – кессон. Чтобы защитить источник от попадания в него глины, грунта, верховодки, а также для предупреждения промерзания оборудование закрывают кессоном. Это короб из пластика, кирпича, бетона или любого другого прочного материала, который полностью закрывает обсадную вместе со всеми агрегатами. Кессон может быть куплен в готовом виде или собран самостоятельно.
Четвертое – насос. Самый главный элемент добычи жидкости из недр. Чем меньше расстояние от поверхности воды до насосной станции, тем легче крыльчатке втянуть и направить воду. Именно поэтому лучше ставить прибор возле оголовка.
Пятое – оборудование для автоматического отслеживания неполадок, аварийные сигнализаторы, датчики исправной работы системы водоснабжения. Автоматика монтируется рядом с насосом, что позволяет работать всем узлам практически автономно.
Важно: устьевой инвентарь требует к себе особого внимания в связи с нахождением в постоянной агрессивной среде.
Схема
Обсадная труба, выходящая из земли на поверхность на метр. Оголовок, на него вешается все оборудование. Погружник, кабель, шланг, водораспределительный узел. Насосная станция для глубоких артезианских шахт. Электронные датчики автономной работы источника. Выход полностью закрывается защитным коробом или кессоном.
Устьевое оборудование
Обсадная труба бывает из металла, пластика или полиэтилена. В зависимости от материала изготовления оголовок устанавливается по разным технологиям. К стальной обсадной приваривается фланец. На него крепится ответный, на котором и будет располагаться все оборудование. Крышка должна быть глухой. В верхней части монтируется резьба и распределительный узел, если используется станция, а не погружной насос. Сквозь крышку продевается труба или шланг подачи воды.
Принципы правильного обустройства
Важно: закапывать короб следует глиной, а вокруг сделать отмостку.
Обвязка устья скважины – это монтаж оборудования для подачи воды на поверхность через входное отверстие ствола шахты. Насос, погруженный в обсадную или установленное на поверхности, присоединяется к шлангу, проходящему через крышку оголовка.
Для устройства кессона потребуется подготовка прочной и надежной основы. Вокруг шахты обкапывают грунт и насыпают ПГС. На хорошо утрамбованную основу заливают бетон слоем до 10 сантиметров. Такой фундамент выдержит и пластиковый кессон, и кирпичный короб. Снаружи стены обязательно обрабатывают гидроизоляционными материалами. Внутри утепляют.