Фонтанная арматура АФК1 65 140

Тройниковая арматура фонтанная АФК1 65 140 используется для оборудования устья добывающих скважин, флюид которых не содержит абразив, сероводород и углекислый газ. В конструкцию фонтанной елки по схеме №1 ГОСТ 13846 входит один тройник для создания единственной выкидной линии.

Трубная обвязка короткого типа предназначена для удержания на весу одной насосно-компрессорной колонны во фланцевой катушке или адаптере. АФК1 комплектуется пятью задвижками, одним регулируемым дросселем, двумя манометрами, глухими, резьбовыми и аппаратными фланцами, резьбовыми соединениями.

Фонтанная арматура рассчитана на устьевое давление 14 МПа. Номинальный диаметр боковых патрубков трубной головки и фонтанной елки, стволового канала одинаковый, и равен 65 мм. Фланцевые фитинги и корпусные элементы запорной арматуры изготавливаются из легированной, углеродистой стали без особых свойств, то есть в не коррозионно-стойком исполнении.

Расшифровка обозначения

В обязательном для использования на территории РФ приложении ГОСТ 13846 указано взаимное соотношение условных диаметров стволового прохода, боковых отводов елки, трубной головки и рабочего давления АФК. Для DN 65 мм величина рабочего давления составляет 14 – 105 МПа.

Поэтому фонтанная арматура АФК1 65 140 скорее всего имеет неверное условное обозначение. Величина рабочего давления вероятно указан в других единицах – кгс/см², что соответствует 14 МПа, и не противоречит требованиям стандарта.

Правильная расшифровка в данном случае выглядит следующим образом:

• арматура фонтанная – без каких-либо доработок может использоваться для освоения, эксплуатации газлифтных, нагнетательных скважин;
• подвеска одной НКТ колонны внутри планшайбы или фланцевой катушки резьбовым способом или муфтой;
• первая тройниковая схема фонтанной елки с одной главной задвижкой – только для не агрессивных рабочих сред с максимальным содержанием углекислоты и сероводорода 0,05%, абразивных частиц 0,03% по объему;
• первая схема сборки трубной головки с одной крестовиной и адаптером на ее верхнем фланце;
• ручной способ управления запорными устройствами и регулирующей арматурой;
• номинальный диаметр стволового канала, боковых отводов елки фонтанной и головки трубной 65 мм;
• условный размер верхнего фланца трубной головки 180 мм;
• номинальный размер нижнего фланца трубной головки 180 мм или 280 мм;
• рабочее давление среды на устье скважины 14 МПа (140 кгс/см²);
• коррозионное исполнение – не коррозионно-стойкое, то есть корпусные детали задвижек и фланцевых фитингов сделаны из углеродистой или легированной стали без особых свойств;
• климатическое исполнение – У, ХЛ, УХЛ;
• базовый вариант исполнения фонтанной арматуры без модернизации;
• стандартная комплектация без манифольда и элементов трубной обвязки.

Два последних пункта могут быть изменены после согласования требований между заказчиком и производителем. Вместо задвижек на давление 14 МПа могут использоваться шаровые краны полнопроходные КПШ.

Характеристики

По умолчанию арматура фонтанная АФК1 65 140 обладает следующими эксплуатационными свойствами:

• назначение – эксплуатация скважин с фонтанным или газлифтным способом добычи флюида;
• рабочая среда – газовый конденсат, нефть, газ природный;
• степень агрессивность рабочей среды – низкая, максимальное содержание сероводорода и углекислоты 0,05%, песка 0,03%
• обводненность рабочей среды – максимум 80%;
• температура пластового флюида – в пределах +120°С;
• схема фонтанной елки – №1 по ГОСТ 13846 – одно коренное запорное устройство, один тройник, одна выкидная линия;
• схема трубной обвязки – №1 по ГОСТ 13846 – одна крестовина для подвешивания одной колонны насосно-компрессорных труб;
• способ подвески НКТ – в адаптере или фланцевой катушке;
• тип управления запорной арматурой – ручной маховиками;
• номинальный диаметр стволового прохода – 65 мм;
• условный диаметр боковых патрубков фонтанной елки – 65 мм;
• номинальный размер боковых отводов трубной головки – 65 мм;
• условный диаметр нижнего фланца трубной обвязки – 180 мм, 280 мм;
• номинальный размер верхнего фланца трубной головки – 180 мм;
• диаметр НКТ – 73 мм;
• диаметр обсадной колонны – в подвеске 140 мм, 176 мм, снаружи 219 мм, 245 мм;
• количество колонн НКТ – одна;
• рабочее давление скважины – 14 МПа;
• давление гидроиспытания – 28 МПа;
• класс материалов конструкционных корпусной группы – AA – FF по 6A API;
• уровень спецификации – PSL1 – PSL3G по 6A API, УТТ1 – УТТ3 по ГОСТ Р 51365;
• требования к характеристикам – уровень PR1 – PR2 по 6A API, УТР1 – УТР2 по ГОСТ Р 51365;
• климатическое исполнение – ХЛ, У, УХЛ для холодного, умеренного, холодно-умеренного климата, соответственно;
• исполнение коррозионное – не коррозионностойкое;
• тип запорных устройств – дисковые или шиберные задвижки, шаровые краны.

Изделие АФК1 легко переоборудуется в нагнетательную арматуру и после установки кабельного ввода становится пригодным для насосного способа эксплуатации скважины УЭЦН.

Особенности конструкции

Согласно условному обозначению арматура фонтанная АФК1 65 140 имеет следующие отличительные особенности в своей конструкции:

• тройниковая схема фонтанной елки №1 по требованиям ГОСТ 13846;
• один фланцевый тройник для сооружения одной выкидной линии;
• использование задвижек шиберного типа или дисковой конструкции, шаровых кранов в качестве запорных устройств для рабочего давления 14 МПа;
• одна центральная задвижка;
• трубная головка с адаптером или фланцевой катушкой для подвешивания НКТ колонны;
• одна лифтовая колонна насосно-компрессорных труб для подъема флюида;
• два запорных устройства на боковых отводах крестовины трубной головки;
• по одной запорной арматуре на линии выкида и в буферной зоне;
• два манометра для контроля давления на устье и в межтрубном пространстве;
• не коррозионно-стойкое исполнение арматуры, резьбовых и фланцевых соединений;
• компактные габариты изделия и малый вес в своей категории устьевого оборудования;
• штурвалы на задвижках или рукоятки на шаровых кранах для ручного управления запорной арматурой.

Для обслуживания АФК1 используется одноуровневая устьевая рабочая площадка низкого типа.

Фонтанная елка

В верхней части фонтанная арматура АФК1 65 140 состоит из елки, собранной по первой типовой схеме ГОСТ 13846.

Это самая простая, дешевая в производстве и обслуживании, компактная схема фонтанной елки. Ко всем фланцам тройника прикручены задвижки, нижняя из которых является центральной, служит для остановки, глушения скважины.

Через верхнюю задвижку подключается лубрикатор, производится спуск чистящих скребков, измерительного оборудования и специального инструмента в скважину. Боковая задвижка соединяется в выкидной линией манифольда, транспортирующего флюид на АГЗУ.

При помощи фонтанной елки решается следующий комплекс задач:

• управление потоками (опосредованно через манифольд);
• закрытие, остановка, глушение скважины;
• переключение между режимами эксплуатации;
• направление флюида в выкидную линию;
• мониторинг давления на устье;
• спуск в скважину оборудования, приспособлений, приборов через буферную зону и лубрикаторный узел.

Схема обладает низкой ремонтопригодностью, поскольку для замены любого элемента конструкции скважину придется останавливать. Поэтому применяется она исключительно для добычи полезного ископаемого с крайне низкой степенью химической и коррозионной агрессивности без примесей песчаного абразива.

Трубная обвязка

Согласно условному обозначению арматура фонтанная АФК1 65 140 оснащается трубной головкой с резьбой или фланцем в нижней части. К одному боковому отводу крестовины крепится задвижка с глухим фланцем и манометром. На второй патрубок монтируется задвижка с НКТ фланцем для подключения технологической линии.

Во время эксплуатации по этому трубопроводу в межтрубное пространство будет закачиваться реагент для ГРП, прочих методов увеличения приемистости.

Трубная обвязка необходима для решения нескольких задач:

• обеспечение герметичности устья;
• удержание на весу колонны насосно-компрессорных труб;
• контроль давления в межтрубном пространстве и разрядка по мере необходимости;
• выполнение технологических операций в межтрубном пространстве.

Первая схема трубной обвязки рассчитана на крепление одной лифтовой колонны. Фиксация НКТ в адаптере/планшайбе по своей конструкции значительно проще и надежнее, чем трубодержатель внутри самой трубной головки.

Запорная и регулирующая арматура

Для указанного в условном обозначении устьевого давления скважины 14 МПа фонтанная арматура АФК1 65 140 может оснащаться, как задвижками (обычно для добычи нефти), так и шаровыми кранами (на газовых месторождениях).

Стандартным вариантом считаются задвижки полнопроходные прямоточные шиберного типа с двумя параллельными плоскими шиберами. В их конструкции используется принудительная смазка маслонаполненного корпуса для обеспечения герметичности относительно внешней среды.

Более компактным вариантом являются дисковые поворотные задвижки штуцерного типа с быстросменными штуцерами нескольких стандартных размеров. Это позволяет отказаться от дросселей, так как арматура уже имеет встроенный узел для ступенчатого регулирования дебита и напора потока рабочей среды.

Манометры присоединяются к фланцам через игольчатые вентили высокого давления. В нижний фланец трубной головки встраиваются нагнетательные и воздушные клапаны. Выкидная линия манифольда обычно соединяется коленом с трубопроводом межтрубного пространства через обратный клапан для сброса избыточного давления.

Варианты исполнения

В зависимости от степени агрессивности пластового флюида арматура фонтанная АФК1 65 140 может иметь четыре варианта коррозионного исполнения:

• К3 – количество сероводорода и CO₂ в сумме меньше 25%;
• К2 – H₂S и углекислота до 6% в общей сложности по объему;
• К1 – CO₂ в пределах 6%;
• обычное – менее 0,003% сероводорода и углекислоты.

Климатическое исполнение принимается по ГОСТ 15150:

• У – для регионов с температурой -45°С … +40°С;
• ХЛ – температурный диапазон -60°С … +30°С;
• О – все регионы кроме Антарктики;
• УХЛ – регионы с температурой -60 … +40°С.

Соответственно, для разных условий рабочей и внешней среды применяются не одинаковые конструкционные материалы. Корпусные детали задвижек, фланцевых, резьбовых соединений и фитингов для обычных условий изготавливают из углеродистой и низколегированной стали, нержавейки с криогенными, жаропрочными, хладостойкими, кислотоупорными и окалиностойкими свойствами.

Дополнительно АФК классифицируют по типу запорной арматуры (дисковые или шиберные задвижки), присоединительных поверхностей (фланцы, муфты), конструкции фитингов (фланцевые, бесфланцевые «кубические»).

В стандартахГОСТ 13846 и ГОСТ Р 51365 указано, что предпочтительнее моноблочное исполнение устьевого оборудования для увеличения его ресурса, снижения трудоемкости обслуживания.

Комплектация

В базовом варианте фонтанная арматура АФК1 65 140 комплектуется следующими узлами:

• фланцевая крестовина трубной головки;
• адаптер или фланцевая катушка для подвески колонны насосно-компрессорных труб;
• тройник фланцевый;
• 5 задвижек ЗМС1 65х14;
• 2 вентиля игольчатых высокого давления с манометрами;
• фланцы с НКТ резьбой;
• фланцы глухие;
• дроссель угловой регулируемый.

Дополнительно арматура фонтанная может комплектоваться крестовиной с фланцем увеличенного диаметра, обратным клапаном, дроссельными задвижками ЗДШ 65-14, нерегулируемыми дросселями прямоточной или угловой конструкции, кабельным вводом.

Возможно использование малогабаритных бесфланцевых фитингов «кубиков», комплектация патрубком эхолота, быстроразъемными БРС соединениями, лубрикатором. Существует 4 типовых схемы манифольдных линий, которые так же могут быть заказаны в расширенной версии комплектации.

Индивидуальная схема может включать в себя манифольдную часть, элементы или готовые системы мониторинга температуры, давления, расхода, тестовые каналы гидроиспытательные, демонтажный комплект клапанов и пробок для съема коренных задвижек.