Блог

Устьевое оборудование скважин: назначение, устройство и ключевые характеристики

07 Ноя
Устьевое оборудование – это комплекс специализированных технических устройств, монтируемых на устье скважины, предназначенный для герметизации, контроля и управления потоками добываемых нефти и газа, а также для проведения различных технологических операций в процессе бурения, эксплуатации и ремонта скважин.
 

Устьевое оборудование — это специальные устройства, монтируемые в устья нефтяных или газовых скважин, которые выполняют функции герметизации, контроля, регулирования и защиты в процессе бурения и эксплуатации скважин. Оно обеспечивает безопасное и контролируемое функционирование устья, разделяется на два типа — стационарное и съёмное. В зависимости от требований эксплуатации монтаж устьевого оборудования производится на колонный фланец или обвязку, выпускается в нескольких типоразмерах и конфигурациях для адаптации к условиям скважины.

Назначение устьевого оборудования

Устье скважины выполняет важные задачи: защищает рыхлые почвы от обвалов, обеспечивает безопасную и контролируемую точку выхода скважины, а также позволяет поддерживать оптимальное давление в системе. Основные назначения устьевого оборудования включают:

  • Герметизация устья и регулирование потоков: обеспечивают герметичность устья скважины, контролируют и регулируют потоки нефти или газа, предотвращая утечку флюидов и попадание загрязняющих веществ.

  • Устранение аварийных ситуаций: наличие запорной арматуры позволяет оперативно перекрыть потоки и избежать аварийных ситуаций, сохраняя целостность системы.

  • Контроль и закачка реагентов: оборудование используется для контроля состава флюидов и ввода различных реагентов в скважину, что позволяет корректировать технологические параметры и поддерживать стабильность процессов.

Преимущества устьевой арматуры

Главное преимущество устьевой арматуры заключается в возможности замены или ремонта отдельных элементов системы без необходимости остановки работы скважины, что снижает риски простоев и повышает эффективность эксплуатации.

Конструкция устьевого оборудования включает специальные устройства, которые позволяют производить замену запорной арматуры под давлением, обеспечивая безопасное и бесперебойное обслуживание без необходимости снижения давления в скважине. Кроме того, она оснащена различными задвижками для регулировки потоков и специальными узлами для монтажа обвязки, что упрощает установку и обеспечивает надёжное соединение всех компонентов устьевого оборудования. Эти элементы способствуют повышению функциональности и безопасности, позволяя оперативно производить необходимые операции по обслуживанию и контролю состояния оборудования в процессе эксплуатации.

 

Фонтанная арматура включает в себя три основных элемента: колонную головку, трубную головку и фонтанную ёлку, которые предназначены для распределения и контроля потока среды из скважины. Эти устройства должны соответствовать строгим требованиям, таким как стойкость к повышенному давлению, возможность непрерывного замера параметров в процессе эксплуатации, обеспечение впуска и закачки газа, а также надёжная герметизация.

  • Колонная головка — важный компонент устьевого оборудования, предназначенный для обвязки обсадных колонн в процессе бурения и эксплуатации. Она размещается в теле скважины на весь период её эксплуатации и служит базовым элементом для крепления фонтанной арматуры. Обсадные колонны соединяются между собой при помощи фитингов, а трубы монтируются с использованием адаптеров и регуляторов, что обеспечивает надёжное соединение и герметичность всей системы.

  • Трубная головка предназначена для подвешивания насосно-компрессорных труб (НКТ) и используется в различных технологических процессах. Подвеска колонн осуществляется на резьбовых соединениях катушки или на комбинированных узлах катушки и головки. Трубные головки конструктивно ремонтопригодны, что позволяет заменять боковые задвижки и проводить техническое обслуживание без необходимости остановки скважины.

  • Фонтанная ёлка — это конструктивный элемент, выполняющий распределительную и направляющую функции. Она позволяет контролировать и направлять поток среды, обеспечивая спуск очистительных приборов в трубное пространство и контроль за параметрами среды, такими как давление и температура. Фонтанная ёлка позволяет оперативно замерять ключевые параметры, что необходимо для управления эксплуатационными процессами скважины.

Требования к фонтанному оборудованию обуславливаются необходимостью поддержания безопасности и стабильности эксплуатации. Эти требования включают в себя стойкость материалов к воздействию высокого давления, герметичность, а также способность выдерживать значительные температурные и химические нагрузки, что позволяет надёжно контролировать состояние скважины и среды внутри неё.

Разновидности устьевой арматуры

Оборудование делится на несколько типов, в зависимости от конструкции и назначения:

  • УЭНЦ — для подвешивания колонны насосно-компрессорных труб. Отличается простой конструкцией, состоит из трубной головки с разъемным корпусом, уплотнение — резина.
  • ШСНУ — для герметизации устья. Представляет собой конструкцию из угловых вентилей, патрубка с отборником, перепускного клапана.
  • Фонтанное — для герметизации пространства между трубами, соединяет колонную головку с компрессорной колонной.
  • ОУ — устройство из сальника, запорных кранов и тройника.
  • Для газовой скважины — подача газовой среды в системы газозабора, контроль технологических режимов.

Оборудование бывает наземным и подземным. Могут оснащаться кабельным пенетратором для систем с самотечным потоком.

Фонтанная устьевая арматура — тройниковая или крестовая, оснащенная фонтанной елкой (однорядной или двухрядной) с разным количеством насосных трубных изделий. Она может оснащаться кранами, запорными устройствами разного типа. Проходное отверстие составляет от 50 до 150 мм, номинальное давление в системе — до 140 МПа.

Виды фонтанных елок:

  • Тройниковые — с несколькими выкидными линиями (нижней запасной, рабочей верхней). Отличаются длительным сроком работы, удобством обвязки.
  • Крестовые — с запасным боковым и рабочим отводом.

Устьевое оборудование нагнетательного типа используются для нагнетательных скважин и отличаются возможностью проведения работ при нагнетании жидкости в скважину. Состоит из герметизирующей трубной головки и елки.

Устьевое оборудование: ГОСТ и нормативная документация

Устьевое оборудование соответствует требованиям нескольких нормативных стандартов:

  • ГОСТ Р 51365, представляющий улучшенную версию ISO 10423 на буровое, фонтанное оборудование.
  • ГОСТ 30768, разработанный с учетом требований API Spec 6A. Распространяется на нефтепромысловое оборудование.
  • ГОСТ 28996 — с терминологией нефтепромысловой отрасли.

Основной документ, регламентирующий выпуск нефтепромыслового оборудования — ГОСТ Р 51365-99. Стандарт применяется к устьевым устройствам, соединителям и фитингам, подвескам НКТ и обсадным трубам, запорной арматуре и т. п.

Фонтанная арматура соответствует нормам ГОСТ 13846-89, ГОСТ 16350-80.

Особенности монтажа

На устье скважины монтируется колонная головка и фонтанная арматура. Первая находится в верхнем фланце отверстия, играет основную присоединительную функцию.

Трубная головка фонтанной арматуры устанавливается на колонной. Фонтанная елка используется для монтажа манометров, спусковых приспособлений, термометров. На каждый отвод монтируется по две задвижки, одна из которых является резервной. На стволе находится коренная и буферная задвижки. Термометры и другие контрольные приспособления устанавливаются в специальные «карманы» отводов, на штуцеры. Ствол фонтанной елки заканчивается буфером с манометром.

Перед монтажом фонтанной арматуры требуется проверять фланцевые сборки, уплотнительные канавки, наличие смазки. Также оборудование проверяется на прочность и герметичность, производится опрессовка воздухом на номинальное давление в 1 МПа.

Выбор устьевого оборудования

При выборе устьевого оборудования требуется учитывать его конструкцию и обращать внимание на конструктивные особенности устройств:

  • Возможность присоединения элементов арматуры с помощью фланцев — это обеспечивает разъемную конструкцию, повышает ремонтопригодность. Возможно монолитное исполнение.
  • При изготовлении деталей используется метод ковки или литья.
  • Оборудование комплектуется полнопроходными задвижками — с ручным управлением, приводным механизмом (пневматическим, гидравлическим, электрическим).
  • Уплотнения для паронагнетательных скважин — графитовые.
  • Для КЗ сред контактные элементы выпускаются из коррозионно-стойкой стали с нержавеющей наплавкой.

Устьевое оборудование выпускается для систем с давлением от 14 до 140 МПа, коррозионно-стойкое исполнение — К1, К2, К3/AA, BB, DD, EE, HH.

При заказе оборудования требуется заполнить техническое задание с указанием климатического исполнения арматуры, скважинной среды (с максимальной температурой), диаметром условного прохода отводов и ствола. Все устройства комплектуются сертификатами, паспортами качества, отличаются ремонтопригодностью и надежностью.