АФКЭ1-65×21

Разработана арматура фонтанная АФК1Э 65х21 для насосных скважин с погружными насосными установками, для питания которых в скважину необходимо завести электрический кабель. Устьевое оборудование имеет компактные габариты и небольшую массу.

Фонтанная елка собрана по первой схеме ГОСТ 13846, имеет одну главную задвижку под единственным тройником с рабочей выкидной линией без резерва. Трубная обвязка предназначена для удержания на весу в процессе эксплуатации одной колонны насосно-компрессорных труб, подвешенной в планшайбе адаптера над верхним фланцем трубной головки.

АФК1Э рассчитана на рабочее давление 21 МПа, малый и средний дебит, рабочую среду без сероводорода, песка и углекислого газа. Условный диаметр боковых отводов трубной головки, фонтанной елки и стволового прохода одинаковый, и равен 65 мм.

Расшифровка обозначения

По регламенту отечественного ГОСТ 13846 условное обозначение изделия АФК1Э 65х21 расшифровывается следующим образом:

• АФ – арматура для фонтанных скважин;
• К – способ крепления колонны насосно-компрессорных труб, в данном случае подвеска в адаптере трубной головки над ее верхним фланцем крестовины;
• 1 – схема фонтанной елки по нормативам ГОСТ 13846, первая, с одним тройником, единственной коренным запорным устройством;
• Э – в планшайбе адаптера установлен кабельный ввод для питающего кабеля погружного электроцентробежного насоса;
• 65 – номинальный диаметр стволового прохода в миллиметрах;
• 21 – рабочее давление скважины в мегапаскалях.

Дополнительно в условном обозначении не указан тип привода запорных устройств. Следовательно задвижки, а для давления 21 МПа могут использоваться только они, управляются штурвалами вручную.

При этом на любом этапе эксплуатации возможен переход на автоматическое, дистанционное или комбинированное управление путем установки соответствующих приводных органов.

Схема фонтанной елки имеет только цифровое обозначение. Что, в свою очередь, указывает на эксплуатацию оборудования одной колонной насосно-компрессорных труб.

Кроме того, условное обозначение неполное, поскольку не указана следующая значимая информация:

• степень коррозионной защиты – К1 – К3, для 1 схемы фонтанной елки обычно отсутствует;
• климатическое исполнение – У, УХЛ, ХЛ;
• комплектация – КУ с трубной обвязкой, лубрикаторным узлом, манифольдом.

Климатическое исполнение должно быть указано в обязательном порядке. При наличии кабельного ввода обычно используются модифицированные варианты фонтанной арматуры, поэтому должен быть указан соответствующий индекс.

Характеристики

Устьевое оборудование АФК1Э 65х21 для установок ЭЦН обладает следующими эксплуатационными характеристиками:

• давление рабочее на устье скважины – 21 МПа;
• диаметр стволового прохода номинальный – 65 мм;
• диаметр боковых патрубков трубной головки и фонтанной елки условный – 65 мм;
• диаметр колонны обсадной– 219 мм/245 мм, в подвеске 140 мм, 146 мм, 168 мм или 178 мм;
• среда скважинная – нефть, газоконденсат и газ без механических и химических примесей с процентом обводненности максимум 80%;
• исполнение по степени коррозионной устойчивости – не коррозионно-стойкое;
• диапазон эксплуатации температурный – от -60°С до +120°С;
• категория размещения– первая по регламенту ГОСТ 15150;
• исполнение климатическое – УХЛ или ХЛ;
• количество лифтных колонн – 1;
• диаметр насосно-компрессорных труб – 76 мм;
• тип подвески насосно-компрессорных труб – в адаптере;
• схема фонтанной елки – 1 по ГОСТ 13846;
• схема трубной обвязки – а по ГОСТ 13846;
• класс конструкционных материалов корпусной группы – AA – FF по 6 A API ;
• уровень спецификации – УТТ1 – УТТ3 по ГОСТ Р 51365 или PSL 1 – PSL 3 G по 6 A API ;
• уровень требований к характеристикам – УТР1 – УТР2 по ГОСТ Р 51365 или PR 1 – PR 2 по 6 A API .

Таким образом, устьевое оборудование этого типа пригодно для низко- и среднедебитных скважин, рабочая среда внутри которых не содержит агрессивных сред и крупных механических частиц.

Особенности конструкции

Изначально арматура фонтанная имеет в своей конструкции ряд особых технических решений:

• фонтанная арматура, переоборудованная под способ добычи пластового флюида электроцентробежным погружным насосом путем установки во фланец переходника кабельного ввода;
• применение задвижек в качестве запорных устройств;
• простейшая схема фонтанной елки с нулевой ремонтопригодностью;
• один тройник и одна коренная задвижка; единственная выкидная линия;
• адаптер на верхнем фланце крестовины трубной головки для подвешивания одной НКТ колонны;
• низкая площадка для обслуживания АФК1Э на устье благодаря малому весу и компактным габаритам арматуры;
• маховики на задвижках для ручного способа управления;
• использование регулируемых штуцеров/дросселей по умолчанию согласно требованиям ГОСТ 13846.

Нерегулируемые дроссели, частично или полностью моноблочное исполнение фонтанной елки необходимо согласовывать при заказе с производителем.

Фонтанная елка

Если для штанговых насосных скважинных установок фонтанная арматура требует значительной доработки, то для ЭЦН насосов это устьевое оборудование подходит идеально. Необходимо лишь врезать на фланце сбоку кабельный ввод, чтобы этот узел не мешал подвешиванию НКТ колонны по центру.

Поэтому отдельные узлы фонтанных арматур, устьевого оборудования для ШГН и УЭЦН изначально унифицированы. Поэтому, несмотря на обозначение АФК1Э 65х21, расшифровываемое, как арматура фонтанная, буква Э указывает здесь на то, что она по умолчанию предназначена для установки электроцентробежного насоса. Так как при фонтанном способе добычи узел ввода электрического кабеля внутрь скважины попросту не нужен.

Дебит при такой технологии разработке скважины значительно меньше фонтанного. Поэтому применяется 1 и 3 схемы фонтанных елок по ГОСТ 13846. В данном случае использована самая простая, дешевая в производстве, первая схема елки – тройниковая с одним тройником для организации единственной выкидной линии, и одной главной задвижкой под ним.

В свою очередь, эта схема накладывает на характеристики скважины ряд ограничений:

• пластовый флюид должен иметь минимальное содержание абразивных веществ – в пределах 0,03%;
• нефть/газ могут содержать максимум 0,05% углекислоты и сероводорода в сумме по объему продукта.

Это обусловлено сложной заменой запорной арматуры и/или тройника, на основе которого собрана фонтанная елка. Поскольку потребуется останавливать скважину, терять объемы добычи.

Кроме коренной задвижки елка содержит еще два запорных устройства – в буферной зоне и на выкидной линии. Первая задвижка так и называется – буферной, используется для спуска через лубрикаторный узел в скважину приборов, инструментов, приспособлений для очистки труб НКТ. Вторая задвижка отсекает манифольд от устьевого оборудования.

Трубная обвязка

Основными отличиями трубной обвязки арматуры фонтанной АФК1Э 65х21 являются:

• одна крестовина трубной головки для обвязки единственного интервала межтрубного пространства;
• один адаптер для крепления единственной колонны насосно-компрессорных труб;
• малый габарит высоты;
• простая конструкция подвески лифтовой колонны;
• высокая ремонтопригодность и эксплуатационный ресурс оборудования;
• низкая себестоимость производства; простое обслуживание трубной головки и обвязки в целом.

Монтируется трубная головка на верхний фланец колонной головки, и, в свою очередь, становится основанием для установки на верхний фланец планшайбы фонтанной елки.

Кабельный ввод обеспечивает герметичность конструкции в месте прохождения питающего электрокабеля. В нем нижняя подземная часть электропроводки привода ЭЦН соединяется с верхним наземным кабелем.

Запорная и регулирующая арматура

Из-за ограничений по давлению в устьевом оборудовании АФК1Э 65х21 не могут использоваться легкие и удобные в эксплуатации, обслуживании шаровые краны. Поскольку они рассчитаны максимум на 14 МПа. Поэтому фонтанная арматура на 21 МПа, как в данном случае, оснащается исключительно задвижками, которых здесь три:

• центральная – установлена между трубной головкой и тройником фонтанной елки, применяется при остановке и глушении скважины;
• буферная – крепится к верхнему фланцу тройника, иногда называется лубрикаторной, через нее в скважину опускаются приспособления, инструменты, оборудование;
• манифольдная – стоит на боковом отводе тройника, отсекает выкидную линию.

Задвижки всегда используются полнопроходные прямоточные, обычно шиберной конструкции, как наиболее надежные. Дебит добычи регулируется дросселями или штуцерами регулируемого и не регулируемого типа. По требованиям ГОСТ 13846 по умолчанию АФК1Э комплектуются дросселями регулируемого типа клеточной или игольчатой конструкции затвора.

Выкидная линия обычно соединяется с трубопроводом межтрубного пространства, отходящим от одного из двух боковых патрубков крестовины трубной головки. Через установленный на это колено обратный клапан стравливается избыточное давление из выкидной линии.

Варианты исполнения

Эксплуатируется арматура фонтанная АФК1Э 65х21 в различных регионах РФ. Поэтому при заказе изделия в обязательном порядке указывается климатическое исполнение. Обычно это умеренный, умеренно-холодный или холодный климат – У, УХЛ и ХЛ, соответственно.

Поскольку в фонтанной арматуре использована первая схема сборки елки, коррозионное исполнение для нее не актуально. Высокое содержание в нефти углекислого газа и сероводорода здесь невозможно, в принципе. Поэтому используются фитинги, фланцевые, резьбовые соединения и корпусные детали запорных устройств из углеродистой, легированной стали без нержавеющих свойств.

Комплектация

По регламенту ГОСТ 13846 оборудование устьевое АФК1Э 65х21 комплектуется следующим образом:

• одна фланцевая крестовина трубной головки;
• один адаптер для подвешивания НКТ колонны с кабельным вводом;
• один тройник фланцевый; пять прямоточных полнопроходных задвижек;
• одно колено;
• обратный клапан;
• две фланцевых заглушки под манометр;
• два манометра;
• регулируемый дроссель.

В комплектации КУ (комплект устьевой), указываемой в условном обозначении изделия, дополнительно имеется трубная обвязка и/или манифольд.

Для качественного подбора фонтанной арматуры необходимо предоставить техническую информацию о скважине в полном объеме.