Для чего предназначена фонтанная арматура

Состав и назначение фонтанной арматуры: схема обвязки

Трубная конструкция включает в конструктивный состав разные фланцевые соединения, тройники, отводы и другие изделия. Для уплотнения соединений в таких сооружениях применяют прокладки из стали, которые содержат минимальное количество углерода.

Фонтанная арматура предназначается для решения множества задач. В частности, одна из таких задач — устройство обвязки трубопроводов различного назначения. Использование этого оборудования позволяет выполнять управление движением рабочей среды и обеспечивать исполнение процессов, контролирующих производство. Устройства применяют для герметизации отводов от основных трубопроводов.

Назначение фонтанной арматуры

Устройства этого класса отвечают за решение следующих инженерно-технических задач:

обеспечение герметизации скважины;
отведение продукции, транспортируемой по трубопроводной системе;
для настройки и поддержания дебита скважины;
при обеспечении доступа к скважинному забою;
для обеспечения забора проб, без остановки производственных процессов.

Изделия этого класса применяют при высоком давлении, возникающим под действием нагрузок. Арматуру используют когда существует возможность воздействия агрессивных сред внутри скважины. Довольно часто она применяется, если в жидкости присутствует большое количество примесей разного происхождения и размера.

При использовании такой системы необходимо учитывать то, что это оборудование должно иметь длительный срок эксплуатации и необходимый запас прочности. Основные потребители этой продукции это предприятия занятые на добыче и транспортировке углеводородов, а также строительстве трубопроводных транспортных систем.

Разновидности арматуры

ГОСТ, которые действуют на территории нашей страны, определили следующие типы фонтанной арматуры:

Тройниковая (крестовая) — схема позволяет подключать отводы к сборным и замерным установкам при помощи выкидных линий.
Двухрядная (однорядная) — ее оснащают задвижками или кранами. Первые применяют для работы на нефтяных скважинах, вторые — на газовых.

Кроме вышеописанной классификации, применяют и такую:

По давлению. Типовое оборудование работает при давлении от 7 до 105 МПа. Арматура, которая рассчитана на работу при высоком давлении используют для работы на глубоких скважинах. Кроме того, ее устанавливают на скважинах, в которых было отмечено наличие опасное давление пластов.
По размеру прохода ствола. Этот размер лежит в пределах от 50 до 150 мм. Устройства с рабочими диаметрами от 100 до 150 мм устанавливают на скважины по добыче нефти и газа с высоким дебитом.

Проектировщик, подбирая материал для производства арматуры, должен учитывать свойства среды. Кстати, для установки изделий во взрывоопасной среде не желательно устанавливать узлы и агрегаты, выполненные из чугуна.

В состав типовой арматуры входят разные типы задвижек, клапаны и пр. В состав специальной обвязки включают редукционные вентили, затворы и клапаны для подачи катализаторов и работы резервной арматуры.

Конструкция фонтанной арматуры

ГОСТ 13846–84, подразумевает применение схем тройникового и крестового типа. В состав типовой фонтанной арматуры входят такие узлы, как:

трубная головка;
фонтанная елка;
запорные устройства, управляемые в ручном режиме;
дроссели.

Трубная головка предназначена для того, что на нее подвешивают НКТ в несколько рядов и обеспечения их герметичности. Кроме того, она принимает участие в некоторых технологических процессах, связанных с освоением, работой и обслуживанием скважины.

Это устройство, при необходимости выполнять замену установленных на ней боковых задвижек. Для этого применяют глухие пробки, устанавливаемые в резьбе, нарезанной в корпусе.

Фонтанная елка призвана решать следующие задачи:

направление готовой продукции в линию;
принятие участия в монтаже дополнительных устройств;
выполнение замеров параметров работы трубопроводной сети;
обеспечение спуска устройств для очистки скважинных труб.

Запирающие устройства представлены пробковыми кранами и задвижками с подаваемой смазкой. Главная их задача перекрывание движение рабочей среды.

Технические требования к конструкции

В ГОСТ 13846–89 определил, что фонтанная арматура предназначена для выполнения герметизации скважин, перекрывания движения рабочей среды и выполнения других технологических процедур. В соответствии с нормативами, регламентированными в ГОСТ 15150–69 эти устройства, могут работать при температурах от -60 до +40 градусов.

В ГОСТ 51365–2009 определяет технические условия и требования к указанной арматуре. Проектировщики, занимающиеся конструированием оборудования должны руководствоваться требованиями этого документа.

Маркировка арматуры

Для маркировки этого типа продукции применяют буквенно-цифровые сокращения, которые обозначают следующим образом АФХ или АФКХ, где АФ говорит о типе арматуры, в этом случае арматура фонтанная, буква «К» сообщает о методе подвески трубопровода. Буква Х (от 1 до 6) показывает на схему в соответствии с ГОСТ 13846–84 . Кроме того, в маркировке изделия могут быть указаны численные параметры, показывающие рабочий диаметр и давление, климатическое исполнение и некоторые другие, в частности, класс коррозионной стойкости.

Монтаж и демонтаж фонтанной арматуры

В процессе эксплуатации нефтяной или газовой скважины выполняют установку конструкции. Для присоединения используют колонные головки. Отверстия, расположенные в верхнем фланце, позволяют фиксировать детали с разными типоразмерами. Процесс установки оборудования выполняют в несколько шагов.

В пространство между фланцами укладывают прокладку, выполненную из малоуглеродистой стали и имеющей овальную форму. С помощью элеватора колонну труб опускают на место установки. После этого трубы собирают между собой с помощью резьбовых соединений. Кстати, резьбу перед сборкой имеет смысл покрыть защитной смазкой. После окончания сборки установки необходимо провести ее опрессовку.

Ремонт этого оборудования необходимо выполнять только на специальных предприятия. Перед тем как отправить ее в ремонт, установка должна быть разобрана. Елку надо промыть и в это время провести обследование оставшихся компонентов.

Фонтанная арматура и схема ее обвязки, конструируется так, что бы она могла защитить окружающую среду от воздействия на нее рабочей среды, подаваемой в трубопроводной системе.

Что важно знать о фонтанной арматуре?

Фонтанная арматура – это трубная конструкция схема и устройство подключения которой имеет фланцевое соединение с различными тройниками, соединительными устройствами и т.д. Во время обустройства системы фланцевое соединение уплотняют стальными прокладками с минимальным содержанием углерода.

Узел из фонтанной арматуры

Фонтанная арматура предназначена для выполнения множества функций. Одна из них- это типовые обвязки трубопроводов. Это устройство позволяет управлять потоком среды в скважине и осуществлять контролирующие производство процессы.

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

1 Назначение фонтанной арматуры

Фонтанная арматура имеет основные случаи использования:

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

Фонтанная арматура используется при избыточном давлении под воздействием больших нагрузок. Применяют конструкцию в том случае, когда есть вероятность воздействия агрессивной среды в скважинах. Часто ее используют при больших абразивных нагрузках, когда в воде насчитывают большое количество объединений различных пород.

Использование фонтанной арматуры для добычи нефти

Использовать систему нужно с учетом того, что этот тип оборудования должен иметь высокую прочность и долговечность, без чего производство будет неэффективным. Основной выбор применения данного оборудования это — добыча газа и прокладка нефтяных трубопроводов.
к меню ↑

1.1 Разновидности

Госстандарт определил несколько видов фонтанной арматуры:

Тройниковая/Крестовая (выбор зависит от конфигураций фонтанной елки). Боковые отводы подсоединяются к сборным и замерным установкам с помощью выкидных линий.
Двухрядная или однорядная (количество рядов насосных изделий, спускающихся в скважину).
Оснащена задвижками или кранами. Задвижки используют для нефтяных скважин, а краны – для газовых.

Читайте также: обзор арматуры марки А3, список ее преимуществ и параметров.

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

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

Выбирая материал для изготовления устройства, необходимо учесть свойства среды, без чего не обойтись. При пожаро- и взрывоопасной среде не рекомендуют останавливать выбор на чугунных деталях.

Типовые схемы и номера таблиц находятся в прейскуранте Министерства машиностроения.

Фонтанная елка ЕФ6Д-100/80×70КЗ

Типовые виды арматуры включают различные задвижки, краны, клапаны, вентили. Специальная обвязка состоит из редукционных вентилей, затворов и клапанов для катализаторопроводов и резервной арматуры.

Читайте также: где применяют арматуру марки А1, и чем она отличается от других классов?

Заказывая типовое подключение заводам-изготовителям, необходимо сообщить ее условные обозначения с определённой схемы.
к меню ↑

2 Конструкция

Производство арматуры, согласно ГОСТ 13846-84, предполагает использование схемы тройникового и крестового типа.

Устройство состоит из:

трубная головка;
фонтанная елка; с ручным управлением;
дроссели.

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

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.

Запорные устройства на фонтанной арматуре с ручным упралением

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

Читайте также: какие бывают классы арматуры, и чем они отличаются друг от друга?

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, герметизация и контроль давления между колоннами труб.
к меню ↑

2.1 Технические требования к конструкции

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

Согласно ГОСТ 16350-80 фонтанная арматура может быть использована 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 .

Качественная арматура долговечна и выдерживает атмосферные нагрузки

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.
к меню ↑

2.2 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.

2.3 Монтаж и демонтаж фонтанной арматуры

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

Монтаж узла оборудования из фонтанной арматуры

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

Читайте также: чем хороша арматура А500С, и какие у нее характеристики?

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 и проверяют остальные составляющие.

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

2.4 Использование фонтанной арматуры в нефтедобывающей отрасли (видео)

Назначение и использование фонтанной арматуры

Фонтанная арматура широко применяется. Она позволяет решить разные задачи. Например, повысить герметизацию скважины и прочее. Фонтанная арматура представляет собой конструкцию в виде трубки.

Подключение данного устройства обеспечивает наличие фланцевых соединений. Последние имеют разные тройники и другие элементы, отвечающие за соединение. Чтобы оно было максимально плотным, используются стальные прокладки, в которых содержание углерода минимальное.

Область применения

Фонтанная арматура является многофункциональным устройством. Довольно часто ее применяют для обвязки труб. Таким образом, гораздо легче управлять и контролировать процессами, которые происходят в скважине. Также она подходит для проводки отводов выкидных линий. Без нее сложно обойтись при прокладке трубопроводов. При этом неважно, какой тип работ проводится.

Фонтанная арматура для скважин является незаменимым элементом. Она обеспечивает ей герметизацию. Также применяется для того, чтобы сформировать отвод продукции или регулировать дебит, образовавшийся в скважине. Позволяет получить доступ к ее забою.

Обязательной процедурой при функционировании любой скважины является забор проб. Важно, чтобы для этого не требовалось останавливать основной процесс, менять давление и температуру. Фонтанная арматура позволяет это выполнить легко и быстро.

Кроме этого, стоит отметить, что подобное устройство хорошо использовать, если создано избыточное давление в системе. При этом оно образуется под влиянием больших нагрузок. Также она подходит для конструкций, где преобладают агрессивные среды. Она хорошо справляется с наличием в воде большого количества соединений, имеющих разную породу.

Фонтанная арматура двухрядная

Фонтанная арматура достаточно прочна и долговечна. Это важное ее достоинство, которое благоприятно влияет на весь процесс производства. Она повышает его эффективность. Если говорить о самом распространенном применении подобных устройств, то это газовая и нефтяная промышленность. С помощью фонтанной арматуры прокладываются трубопроводы.

Виды конструкций

Фонтанная арматура бывает разных видов. Они определены государственным стандартом. Выделяют тройниковую, двухрядную, однорядную и с кранами. Первая по своей конфигурации похожа на фронтальную елку. Вторая определяется рядами насосных элементов на конструкции. Третья нашла свое применение при оборудовании скважин для добычи и нефти.

Фонтанная арматура тройникова

Также выделяют разные типы фонтанной арматуры в зависимости от конструктивных особенностей и степени прочности. Обвязка может отличаться по рабочему давлению и размеру сечения ствола, которое отвечает за проход. При выборе подобной детали стоит учесть и материал, из которого она изготовлена. Это играет важную роль при использовании. Если среда использования пожароопасна, то стоит отдать предпочтение элементам из чугуна. Типовые схемы фонтанной арматуры изображены на фото, которое приведено ниже.

Особенности конструкции

Производство данной конструкции регулируется на государственном уровне. Есть ряд требований, которым она должна отвечать. В противном случае не будет допущена к эксплуатации. В основном для ее соединения применяют тройниковый и крестовой типы схемы.

Сама конструкция состоит из нескольких основных деталей. К ним относят трубную головку, фонтанную елку, запорное устройство, которое оборудовано управлением ручного типа и дросселями. Каждый элемент выполняет свою роль. В итоге получается прочная и надежная деталь.

Фонтанная арматура очень важна в подобных системах, так как она препятствует проникновению в окружающую среду и почву того, что содержится в трубопроводе. В основном это газ или нефть. Они окажут пагубное влияние, если выйдут.

Монтаж конструкции

При использовании скважины предусмотрен монтаж не только фонтанной арматуры, но и ее опрессовка. Выполняется это благодаря колонной головке. Последняя расположена в верхней части отверстия. Используется для крепления детали разных типов и размеров.

Процесс установки конструкции состоит из нескольких этапов. Для начала крепится специальная сталь, которая имеет малоуглеродистый тип и овальное сечение. Делают это между фланцев. После этого опускается колонна труб компрессора. Помогает в этом элеватор.

Завершающим этапом является свинчивание труб и спускание колонны труб. Но перед ними обязательно проводится смазывание резьбы на устройстве. Опрессовка выполняется после полного окончания монтажных работ. Она позволяет проверить герметичность всех соединений.

Если конструкция выходит из строя, то необходима помощь мастеров. Они выполняют работы по ее ремонту в специализированном помещении. Так как для этого потребуется оборудование и инструменты, которые сложно разместить в другом месте. Процесс ремонта трудоемкий, время его проведения зависит от степени сложности поломки.