Фонтанная арматура

Фонтанная арматура – это конструкция фланцевого соединения разнообразных соединительных устройств, тройников, крестовин, запорных устройств и т. п.

При обустройстве арматуры фланцевое соединение уплотняется путем прокладывания металлических прокладок из стали с низким содержанием углерода. Данное кольцо вкладывается в специальные выемки во фланцах, а фланцы стягиваются болтами между собой.

Фонтанная арматура состоит из фонтанной елки, а также головки трубного типа.

Трубная головка несет функцию по подвеске труб и обеспечению герметичности между ними и эксплуатационной грядой.

Трубная головка сдерживает и принимает на себя давление, которое возникает между трубами и может быть запредельным, что достаточно опасно для жизни и здоровья людей.

Во время обустройства системы фланцевое соединение уплотняют стальными прокладками с минимальным содержанием углерода.

Фонтанная арматура имеет основные случаи использования:

формирование отвода продукции;
герметизация скважины;
доступ непосредственно к забою скважины;
регулировка скважинного дебита;
манипуляции в затрубном пространстве (проведение операций по забору проб без остановки производства, изменение давления и температуры в скважинном забое).

Фонтанная арматура предназначена для выполнения множества функций, в т. ч. для типовых обвязок трубопроводов. Устройство фонтанной арматура позволяет управлять потоком среды в скважине, а также осуществлять контролирующие производство процессы.

Практически во все типовые виды работ, связанных с прокладкой трубопроводов, нужно задействовать подобное устройство. Фонтанная арматура широко используется при герметизации и при проводке отводов выкидных линий.

Фонтанная арматура используется при избыточном давлении и при воздействии больших нагрузок. Применяют конструкцию в том случае, когда в скважинах существует вероятность воздействия агрессивной среды. Еще ее часто используют при больших абразивных нагрузках, когда в воде насчитывают большое количество различных пород.

Этот тип оборудования имеет высокую прочность и долговечность. Основная причина применения данного оборудования – это добыча газа и прокладка нефтяных трубопроводов.

Существует несколько видов фонтанной арматуры, определенных Госстандартом:

двухрядная или однорядная (количество рядов насосных изделий, спускающихся в скважину);
тройниковая (крестовая). Ее выбор зависит от конфигураций фонтанной елки. Боковые отводы подсоединяются к сборным и замерным установкам с помощью выкидных линий;
оснащенная задвижками или кранами. Задвижки используют для нефтяных скважин, а краны – для газовых.

В зависимости от конструктивных и прочностных признаков фонтанная обвязка классифицируется по:

размеру проходного сечения ствола (50-150 мм). Конструкция с диаметром ствола от 100 до 150 мм рассчитана на высокодебитные нефтяные и газовые скважины;
рабочему давлению. Стандартная обвязка рассчитана на давление 7-105 МПа. Арматуру, которая рассчитана на максимально высокое давление, применяют для очень глубоких скважин, или таких, где было зафиксировано аномально высокое пластовое давление (АВПД).

При выборе материала для изготовления устройства очень важно учитывать свойства среды. Не рекомендуют останавливать выбор на чугунных деталях при пожаро- и взрывоопасной среде.

Типовые схемы и номера таблиц находятся в прейскуранте Министерства машиностроения.

В связи с этим, заказывая типовое подключение заводам-изготовителям, нужно сообщить ее условные обозначения с определённой схемы.

Конструкция фонтанной арматуры

Согласно ГОСТ 13846-84 производство арматуры предполагает применение схемы тройникового и крестового типа.

Устройство состоит из:

фонтанной елки;
трубной головки;
запорных устройств с ручным управлением;
дросселей.

Трубная головка принимает участие в технологических операциях, которые включают: освоение, эксплуатацию и ремонт скважины. Кроме того, она используется для подвески нескольких рядов НКТ, а также их герметизации.

Подвешивание колон осуществляют (на резьбе):

если однорядный лифт – на резьбе катушки;
если двухрядный лифт: внутренняя колонна – на резьбе катушки, наружная колонна – на резьбе крестовины трубной головки.

Трубная головка предполагает замену своих боковых задвижек. Этот процесс осуществляется с помощью специальных глухих пробок, которые устанавливают в резьбовых отверстиях корпуса.

Функции елки:

принимает участие в установке специальных устройств;
направляет продукцию в выкидную линию;
осуществляет замеры давления и температуры среды;
способствует спуску скважинных приборов для очистки труб.

Запорные устройства представлены в виде проходных пробковых кранов и прямоточных задвижек с подачей смазки. Их основное предназначение – перекрытие проходных отверстий.

Колонные головки выполняют функцию подвески для обсадной колонны, герметизации и контроля давления между колоннами труб.

Технические требования к конструкции

ГОСТ 13846-89 определяет фонтанную арматуру как устройство, предназначенное для герметизации скважин, перекрытия среды и направления ее в манифольд.

Фонтанную арматуру согласно ГОСТ 16350-80 можно использовать в умеренном и холодном макроклиматических районах. Размещение производится по категории 1 (ГОСТ 15150-69).

Оптимальная температура воздуха окружающей среды: от –60 ºC и до +40 ºC.

ГОСТ 51365-2009 установил использование определенного материала и уровень технических требований, которые больше всего подходят к условиям эксплуатации.

Производство деталей можно проектировать по индивидуальным заказам с учетом того, что все условия эксплуатации и выбор комплектующего материал будут соответствовать установленным стандартам.

Обозначение АФК

АФ – арматура фонтанная;
К – способ подвешивания трубопровода по ГОСТ 13846-84;
n – схема по ГОСТ 13846-84 (n = 1-6);
Э – кабельный ввод;
65×21 – условный проход и рабочее давление в МПа;
ХЛ – климатические исполнения изделия;
К1 – категория коррозионной стойкости.

Типовые схемы по ГОСТ 13846-89:

АФ1, АФК 1;
АФ2, АФК 2;
АФ3, АФК 3;
АФ4, АФК 4;
АФ5, АФК 5;
АФ6, АФК 6.

Монтаж и демонтаж фонтанной арматуры

В процессе пользования скважины производится монтаж и опрессовка конструкции. Основную функцию в присоединении осуществляют колонные головки, находящиеся в верхнем фланце отверстия. Они позволяют прикрепить детали различных типоразмеров.

Поэтапная установка:

1. Между фланцами укладывают специальную малоуглеродистую сталь с овальным сечением.
2. При помощи элеваторов опускают колонну компрессорных труб.
3. Свинчивают трубы (перед свинчиванием нужно смазать резьбу труб).
4. Спускают колонны труб.

По окончанию установки производят опрессовку для проверки герметичности всех соединений.

Ремонт конструкции происходит в специализированных мастерских. Предварительно фонтанная арматура разбирается на отдельные детали. Елку тщательно моют, а остальные составляющие проверяют.

Фонтанная арматура имеет конструктивную особенность, что позволяет защитить почву и окружающую среду от содержимого трубопровода.