Опрессовка фонтанной арматуры

Производится опрессовка фонтанной арматуры несколько раз за весь эксплуатационный период этого устьевого оборудования. Первичные гидроиспытания выполняются на заводском стенде в цеху производителя на давление P_г = 2P_p*(ơ_тф/ơ_т) или P_г = 2,5P_p технической водой.

Далее после монтажа двух элементов устьевого оборудования – трубной обвязки и фонтанной елки, на место эксплуатации осуществляется повторная опрессовка на это же давление водой после отсечки верхней части ствола скважины пакером.

Назначение

Разработано устьевое оборудование разрабатываемых фонтанным способом газовых и нефтяных скважин для решения следующих задач:

• герметизация обсадной колонны и устья скважины;
• подвешивание колонны лифтовых насосно-компрессорных труб;
• контроль параметров добываемого флюида; управление потоками в трубном и затрубном пространстве;
• перенаправление потока из вертикального ствола в боковой патрубок выкидной линии фонтанной елки, и далее на АГЗУ;
• переключение эксплуатационных режимов скважины;
• закрытие и глушение скважины;
• выполнение технологических операций по ремонту оборудования, очистке ствола, увеличению приемистости пласта, закачиванию специальных реагентов, спуска контрольно-измерительных приборов через лубрикаторный узел.

Фонтанный способ добычи считается самым эффективным, но не позволяет полностью откачать углеводороды из пласта на поверхность. Оборудование подвергается интенсивному износу, а скважину не рекомендуется останавливать для ремонта, так как это приводит к увеличению себестоимости нефти.

Поэтому опрессовка фонтанной арматуры позволяет повысить безопасность работ, сохранить здоровье персонала и экологию в регионе добычи.

Особенности конструкции

Для удобства монтажа и обслуживания фонтанная арматура имеет блочную конструкцию. Ее нижняя часть называется трубной обвязкой, служит для фиксации НКТ колонны и герметизации затрубного пространства. Стандартом ГОСТ 13846 предусмотрено две схемы трубной обвязки для удержания на весу одной или двух колонн НКТ.

Сверху расположена фонтанная елка тройникового, крестового или V-образного типа. Здесь находятся главные задвижки, выкидная линия, буферная зона для подключения лубрикаторного узла, регулирующие дроссели, измерительные приборы, средства дистанционного и автоматического управления. Стандартом ГОСТ 13846 регламентировано шесть схем фонтанной елки.

В грубом приближении фонтанная арматура, являющаяся частным случаем устьевого оборудования, представляет собой крышку сложной конструкции для всей скважины целиком. Поэтому для испытания ее на прочность необходимо создать давление внутри самой скважины.

Однако это, во-первых слишком затратно и долго, во-вторых, опасно для обслуживающего персонала. Поэтому используется особая технология и специальное оборудование:

• в ствол скважины опускается пакер;
• этим оборудованием отсекается верхняя часть скважины;
• в получившийся небольшой объем закачивается техническая вода;
• фонтанная арматура испытывается под нагнетаемым давлением;
• затем снимается пакер, жидкость сливается в скважину.

В заводских условиях опрессовка фонтанной арматуры осуществляется на специальных стендах. Что позволяет сократить время гидроиспытаний и снизить расход рабочей жидкости.

Технический регламент гидроиспытаний

Устьевое оборудование скважин с фонтанным режимом добычи углеводородного флюида изначально предназначено для долгосрочной непрерывной эксплуатации с нормально открытыми центральными задвижками. Практически все виды ремонта отдельных элементов фонтанной елки и трубной обвязки выполняются под давлением без остановки процесса добычи. Поскольку каждая остановка приводит к значительной потери планируемых доходов.

Соответственно, опрессовка фонтанной арматуры в таком режиме эксплуатации требуется ограниченное количество раз:

• на заводе, чтобы обеспечить надежность оборудования;
• на скважине, чтобы подтвердить качество сборки.

После демонтажа фонтанной арматуры для замены ее устьевым оборудованием насосного типа выполняется дефектовка и ремонт отдельных узлов по мере необходимости. После чего, возможно проведение гидравлических испытаний а стенде БПО.

Давление опрессовки

В стандарте ГОСТ Р 51365 указано, что осуществляется опрессовка фонтанной арматуры под давление гидравлического испытания Pг. В идеале для определения этого давления должны использоваться образцы из того же конструкционного материала, из которого выполнена фонтанная арматура. Однако это условие не всегда выполняется.

Поэтому, при наличии образцов величина испытательного давления вычисляется по формуле Pг = 2Pp*(ơ_тф/ơ_т). Во втором варианте, когда образцы у проектировщика отсутствуют, применяется другая формула Pг = 2,5Pp.

Рабочее давление фонтанной арматуры составляет 14 – 140 МПа. Отдельные ее корпусные детали по умолчанию испытываются давлением, в полтора (PN 70 – 140 МПа) или в два (PN 14 – 35 МПа) раза превышающим рабочее.

Технология гидравлических испытаний

Заводская первичная опрессовка фонтанной арматуры происходит по следующей технологии:

• к работам привлекается персонал, обученный для работы на стенде, подтвердивший квалификацию для этого;
• используется техническая вода с температурой +5°С … +40°С согласно ГОСТ 51232;
• вначале проверяется герметичность корпусных деталей, резьбовых, фланцевых соединений;
• затем контролируется отсутствие протечек в запорных, регулирующих устройствах (затворный узел и сальник).

Давление нагнетается дважды, удерживается 3 минуты в каждом случае. Допускается падение давления в пределах 5% от его проектного значения. До половины максимального значения давление поднимается плавно, затем ступенчато с шагом 0,1 МПа.

Гидравлические испытания на скважине выполняются схожим образом. Основными особенностями от предыдущего варианта являются:

• скорость спуска пакера 1 м/с;
• скорость подъема давления 0,4 МПа/с;
• время технологической выдержки от 30 минут;
• скорость сброса давления в пределах 1 МПа/с;
• скорость извлечения пакера 1 м/с.

Таким образом, гидравлические испытания вначале производятся для отдельных элементов фонтанной арматуры – задвижек, дросселей, трубной головки, корпусных деталей. Затем следует опрессовка трубной обвязки и фонтанной елки в сборе на стенде завода. Далее гидроиспытания выполняются после сборки ФА на устье скважины при помощи опущенного внутрь ее ствола пакера.