МОДЕРНИЗАЦИЯ УСТЬЕВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ ФОНТАННОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН. Фонтанная арматура ФА-150-100-21

Спроектировать устьевое оборудование для фонтанных скважин, при сле-дующих условиях: давление рабочее Р = 20 МПА; дебит скважины Q = 65 т/сутки; плотность фонтанирующей жидкости ρ = 860 кг/м3 . К прототипу фонтанной арматуры АФК3-150/100×21ХЛ, применим техни-ческое решение на основании патента No 1640360 с целью повышение надежно-сти работы фонтанной арматуры при одновременном упрощении проведении спускоподъемных работ с кабелем и уменьшением трудоемкости монтажно-демонтажных работ на устье скважины.
Эксплуатация скважин требует проведения периодических ремонтов, в том числе замены насосно-компрессорных труб. Недостаток прототипа – невозмож-ность замены колонны насосно-компрессорных труб без задавки (глушения) скважины. Каждое глушение скважины объективно ведет к снижению ее продук-тивности из-за ухудшения коллекторстких свойств пласта. Для проведения опе-рации по глушению скважины необходима специализированная техника для приготовления жидкости с необходимыми параметрами, нагнетания ее в сква-жину, требуются химреагенты, дополнительный обслуживающий персонал. Кроме того, данное техническое предложение позволяет снизить стоимость и массу фонтанной арматуры, так как возможна установка только одной (рабо-чей) задвижки практически без снижения надежности. Роль запасной задвижки может выполнять дополнительный фланец.
Арматура работает следующим образом:
При добыче нефти с помощью электропогружного насоса электроэнергия к насосу подается по жилам кабеля. Герметизация узла кабельного ввода осу-ществляется за счет сжатия эластичной манжеты и уплотнительного элемента между планшайбой и диском. Добываемая нефть по колонне труб поступает в боковой отвод тройника. Наличие оппозитно размещенных на патрубке наруж-ных конических резьб предотвращает самопроизвольное отвинчивание патруб-ка от планшайбы в процессе эксплуатации скважины.
Данная фонтанная арматура отличается от выше изложенных, что с целью повышения надежности ее в работе при одновременном упрощении спускоподъ-емных работ с кабелем и уменьшением трудоемкости монтажно-демонтажных работ на устье скважины. Переводник трубной головки выполнен в виде план-шайбы с кольцевой проточкой на верхнем торце и кольцевой канавкой на ниж-нем торце под уплотнительный элемент. Также изобретение отличается от предыдущих тем, что боковые отводы крестовины и тройника жестко связанны-ми с ними и фланцами запорных узлов дополнительными фланцами с внутрен-ней резьбой для установки съемных глухих пробок (см. приложение патентный обзор).
При необходимости замены запорных устройств на выкидах арматуры или на эксплуатационной струне временно заглушают давление в межтрубном про-странстве трубными плашками или в подъемной трубе клапаном-отсекателем соответственно. Затем демонтируют оборудование, подлежащее замене или ре-монту, и во внутреннюю резьбу дополнительных фланцев или патрубок при за-мене тройника вворачивают съемные глухие пробки. При этом возможна даль-нейшая эксплуатация скважины через запасной выкид или струну.
Недостатками данного изобретения является:
Быстрый износ незащищенной резьбы дополнительного фланца, особенно если скважина содержит значительное количество механических примесей. Не-достаток устраняется путем установки на резьбу дополнительного фланца предохранительного кольца, которое выкручивается в случае установки глухой пробки во время ремонта арматуры. От самооткручивания кольцо защищают потайные винты, которые вкручиваются посередине периметра резьбы. Причем их положение с небольшим зазором совпадает с отверстиями в самом дополни-тельном фланце, в которые они и должны попасть при сборке. Это достигается следующим образом:
Первоначально на заводе изготовителе предохранительное кольцо вкручи-вается в дополнительный фланец без потайных винтов (так как резьба еще не за-сорена, это можно осуществить без специальных приспособлений). Затем закер-няют место резьбы для винтов на кольце и соответствующие им места отверстий во фланце. Развинчивают детали, нарезают резьбу и сверлят отверстия. В слу-чае небольшого несовпадения можно расточить отверстие так, чтобы винт в не-го входил.
Возможно так же нарезать резьбу, когда детали находятся в сборе, если это позволяет техническое оснащение. В этом случае резьба во фланце растачивает-ся на небольшой зазор, необходимый при последующий сборке-разборки со-единения.
Так же к недостаткам следует отнести то, что шпильки, соединяющие за-порное устройства с крестовиной и тройником, ввинчиваются непосредственно в них. При частом демонтаже это может привести к износу внутренней резьбы фланцев крестовины и тройника, а следовательно замене этих дорогостоящих деталей или трудоемкому ремонту и замену другого оборудования. Это устра-няется тем, что фланцы выполняются со сквозными отверстиями под шпильки, которые в свою очередь затягиваются обычными гайками и в случае износа за-меняются такими же без значительных затрат.

В процессе проведения данного Курсового Проекта была рассмотрена фонтанной арматуры нефтяных и газо-конденсатных скважин, различные кон-структорские решения для повышения надежности и эксплуатационных свойств арматуры. На основании одного из них по заданным условиям выполнен рас-чет, подобрано исполнение оборудование и проведена его модернизация. Ана-лиз нового оборудования показал при прогнозируемом увеличении срока службы оборудования на 25 % с относительно небольшими затратами на его модернизацию, сокращение времени проведения ремонта на 65 % и удельной материалоемкости изделия на 19 %.