Напишем:


✔ Реферат от 200 руб., от 4 часов
✔ Контрольную от 200 руб., от 4 часов
✔ Курсовую от 500 руб., от 1 дня
✔ Решим задачу от 20 руб., от 4 часов
✔ Дипломную работу от 3000 руб., от 3-х дней
✔ Другие виды работ по договоренности.

Узнать стоимость!

Не интересно!

Фонтанная арматура и манифольд


Фонтанная арматура выполняет несколько функций:

1)                  Удержание на весу колонны НКТ;

2)                  Герметизация затрубных пространств и их взаимная изоляция;

3)                  Обеспечение возможности регулирования режима работы скважины в заданных пределах, непрерывности её работы;

4)                  Исследование скважины путем измерения параметров её работы как внутри скважины, так и на поверхности.

Современная фонтанная арматура – результат многолетних работ конструкторов. В начале применялись простейшие конструкции фонтанной арматуры (схема Б) до особосложных (схема Г) с возможностями замены изнашиваемых узлов, необходимостью спуска измерительных приборов, средств депарафинизации скважин.

Эксплуатация скважин в особо тяжелых условиях в следствии высоких дебитов, давлений, агрессивности сред, высокой температуры, большого количества абразива сделали необходимым наличия в фонтанной арматуре резервных элементов – прежде всего запорных устройств. Фонтанная арматура при этом усложнилась, а её размеры становились большими.

Для уменьшения габаритов фонтанной арматуры была разработана арматура построенная не из тройников, а из крестовин. Для фонтанной эксплуатации одной скважиной нескольких горизонтов раздельно используется арматура двух типов: для концентричного и для рядного расположения подъемников. Для повышения требовательности к оперативности управления фонтанной скважиной, для снижения трудоемкости обслуживания, привело к использованию в фонтанной арматуре запорных устройств с дистанционным управлением, применению регулируемых штуцеров с дистанционным управлением и телеконтролем.

При конструировании и изготовлении фонтанной арматуры руководствуются стандартом ГОСТ 13846-74, регламентирующим схемы фонтанной арматуры, проходные размеры, ряд рабочих и испытательных давлений, исполнение, а так же габариты. ГОСТом  предусмотрено соотношение диаметра условного проходного отверстия и давлений. Стандартом предусмотрено несколько схем, составляющих две группы арматур – на базе использования тройников и крестовин. Большое значение для надежности, металлоемкости, технологичности изготовления, сборки – разборки, ремонтоспособности – имеет способ стыковки элементов фонтанной арматуры, а также способ герметизации этих стыков.

Наиболее распространенный – фланцевый с креплением болтами или шпильками. К недостаткам таких соединений относится:

1)                  Значительная металлоемкость;

2)                  Большое число шпилек, болтов;

3)                  Необходимость сварки и механической обработки литой части заготовок корпусов со штамповками.

Более простое соединение стыков – резьбовое с муфтовым соединением, однако оно увеличивает вертикальный размер арматуры.

В последние годы получили применение хомутовые соединения. Преимущество – резкое ускорение сборки – разборки стыкуемых элементов.

Для обеспечения высокой надежности элементов запорных устройств, особенно при высоких давления более 70МПа, фонтанную арматуру изготавливают из моноблоков, каждый из которых содержит несколько элементов арматуры. В этом случае вообще отсутствуют стыки между элементами, и отпадает необходимость по герметизации, уменьшаются размеры, значительно сокращается металлоемкость.

Для исследований фонтанирующей скважины приборами путем их спуска в подъемник фонтанная арматура оснащается лубрикатором, монтируемым в верхней части елки арматуры. При конструировании фонтанной арматуры основные её элементы рассчитывают по эмпирическим формулам.

Осевое усилие при соединении фланцев шпильками равно сумме усилий затяжки шпилек. Прокладка может занимать два положения «б» и «в».

Усилие затяжки РЗАТ  определяется по упрощенной формуле,

в случае «в»:

РЗАТ  

где – диаметр цилиндра в плоскости касания прокладки и фланца;

              - высота прокладки;

            hР – рабочая высота прокладки (hР= hП-0,22R0)/

            k= (радиусы прокладки наружный и внутренний);

в случае «б»:

РЗАТ=

где DСР – средний диаметр прокладки;

              bЭФ – эффективная ширина прокладки;

              q – допустимое давление предварительного обжима прокладки.

Приведенный выше метод расчета шпилек предназначен для эксплуатации фланцевого соединения при отсутствии резких колебаний температур продукции и окружающей среды и при симметричном и равномерном распределении усилий по шпилькам. Более сложные условия работы (разница температур, изгибающие моменты) делают этот расчет недостаточно точным.

Принимая, что усилие на фланцы соответствует сумме сил от внутреннего давления и от затяжки, получим:

где РДАВ – усилие, обусловленное внутренним давлением p$

               - остаточное усилие затяжки4

            m =5,5 6,5 -  коэффициент учитывающий упругость прокладки.

При прохождении через арматуру высокотемпературной среды в шпильках появляются дополнительные усилия вследствие различных линейных расширений элементов фланцев и шпилек. Дополнительное усилие Рt определяется:

где - разность температур фланца и шпилек;

               - коэффициент теплового расширения фланца;

              hПР – высота прокладки;

             ЕШП,  ЕПР – модули упругости материалов шпилек и прокладок;

             fШП,   fПР – площади сечения шпильки и прокладки.

Дополнительные усилия на шпильках от действий несимметричной нагрузки будут:

=

 

 где МИЗГ – момент, равный произведению веса струн арматуры с манифольдом на расстояние                  от оси арматуры до центра тяжести массы арматуры и манифольда;

         DБ – диаметр окружности центров отверстий под болты.

Принимается, что усилие Р воспринимается третью шпилек соединения. Тогда усилие, действующие в наиболее напряженной шпильке, будет:

РШП=

где Z – число шпилек.

Напряжение в этой шпильке равно:

.

В целях увеличения запаса прочности принимается, что треть шпилек не загружена.

Фонтанная арматура скважины соединяется с промысловыми коммуникациями сбора пластовой жидкости с помощью манифольдов, которые представляют собой сочетание трубопроводов и запорных устройств. Они состоят из нескольких задвижек, крестовиков, тройников и служат для подключения к скважине различных агрегатов. Они служат для подачи в скважину ингибитора, глушителя и продувки скважин и других технологических операций.

 


Предыдущие материалы: Следующие материалы: