3.Оборудование скважин при фонтанной эксплуатации

Условие фонтанирования скважин:

где W₁ – энергия газожидкостной смеси ,расходуемая на подъем 1 т жидкости при изменении давления от р_заб до р_у, Дж.

G₀ – объем газа поступающего к забою в свободном виде;

p_заб , p₀ – забойное и атмосферное давление;

А₁ – энергия газа выделившегося из нефти при изменении давления;

 – плотность жидкости.

Оборудование устья фонтанных скважин

Перед освоением и пуском в эксплуатацию фонтанной скважины в нее спускают насосно-компрессорные трубы, а на колонной головке устанавливают стальную фонтанную арматуру.

Фонтанная арматура ,представляющая собой соединение на фланцах различных тройников, крестовин и запорных устройств(задвижек ,кранов) и трубной головки. Трубная головка предназначена для подвески подъемных труб и герметизации пространства между ними и эксплуатационной колонной ,а также для подачи через ее боковое отверстие воды ,нефти или газа в кольцевое пространство между трубами при возбуждении фонтана. Трубная головка своим нижним фланцем присоединяется к верхнему фланцу колонной головки.

Фонтанную елку – верхнюю часть фонтанной арматуры устанавливают на трубную головку. Елка предназначена для контролирования и регулирования режима эксплуатации фонтанной скважины, для направления потока нефти по той или иной выкидной линии, а при необходимости и глушения фонтана.

Вследствие того, что фонтанные арматуры относятся к одному из ответственных видов промыслового оборудования по условиям эксплуатации, их опрессовывают на давление вдвое больше паспортного рабочего давления.

Фонтанные арматуры различаются между собой по конструктивным и прочностным показателям:

1. По рабочему давлению;

2. по размерам проходного сечения;

3. по конструкции фонтанной елки и числу спускаемых в скважину рядов труб;

4. по виду запорных устройств.

В соответствии с ГОСТ 13846-74 фонтанная арматура рассчитана на давление 7,14,21,35,70,105 МПа. Изготовляют арматуру крестового и тройникового типа.

Арматура тройникового типа с одним боковым выкидом рассчитана на давление 7,14 и 21 МПа, а с двумя выкидами – на давление 14,21 и 35 МПа (см. рис.1.7 а и б соответственно).

Арматура крестового типа с одним центральным запорным устройством, установленным на стволе елки, рассчитана на давление 14,21 и 35 МПа, а с двумя запорными устройствами, установленными на каждом боковом отводе крестовика трубной головки на давление 70 и 105 МПа (см. рис.1.7 в и г соответственно). Во всех схемах фонтанной арматуры для подвешивания двух рядов насосно-компрессорных труб допускается выполнение трубной головки с добавлением узла, состоящего из тройника и запорного устройства 4, устанавливаемого между деталями 7 и 9.

На рис. 1.8 показана фонтанная арматура крестового типа с крановыми запорными устройствами, предназначенная для однорядного подъемника. Подъемные трубы подвешивают к переводной втулке 5, которая ввинчена в катушку 4.При эксплуатации скважины газожидкостная струя из подъемных труб проходит через открытый центральный стволовой кран и направляется в один из выкидов - правый или левый и далее, пройдя штуцер – в выкидную линию. Краны 2 на правом отводе крестовика трубной головки при фонтанировании скважины закрыты; они служат для присоединения водяной или газовой линии к затрубному пространству при освоении или ремонтных работах.

Для контроля за процессом эксплуатации скважины установлены два манометра с трехходовыми кранами или с вентилями; один – на отводе крестовика трубной головки для замера давления в межтрубном пространстве скважины, другой – в верхней части арматуры для замера устьевого давления.

На рис.1.10 показана фонтанная арматура тройникового типа с прямоточными задвижками.

Прямоточные равнопроходные задвижки необходимы для возможности спуска контрольно-измерительной аппаратуры в скважину. На рис.4.3.4 показана именно такая задвижка.

Регулирование режима эксплуатации фонтанных скважин

После пуска фонтанной скважины в эксплуатацию, принимают меры по обеспечению длительного и бесперебойного фонтанирования ее и наиболее рационального расходования пластовой энергии.

Рис. 1.11. Быстросъемный штуцер

Правильная эксплуатация фонтанной скважины заключается в том, чтобы обеспечить оптимальный дебит при возможно меньшем газовом факторе и оседании песка для несцементированных коллекторов. Для обеспечения длительного фонтанирования в большинстве случаев приходится ограничивать дебит скважин. Для чего применяют штуцера их устанавливают после боковой задвижки фонтанной арматуры ,между фланцевыми соединениями обвязки.

Быстросменный штуцер (см. рис. 1.11) состоит из корпуса, имеющего форму диска, сжимаемого при помощи шпилек между фланцами на выкидной линии арматуры. В диске предусмотрено цилиндрическое отверстие с плавными коническими переходами по торцам. Перпендикулярно ему расположено сквозное прямоугольное отверстие, в которое вставлена пробка 6, имеющая форму параллелепипеда. В центре пробки расположено коническое отверстие под сменную штуцерную втулку 4. Корпус состоит из двух частей – 1 и 8 соединенных цилиндрическими буртами, закрепленных стопорами 5.

На торцах пробки ,концентрично коническому отверстию под штуцерную втулку расположены расточки под резиновые манжеты 3. Зазор , необходимый для свободной установки пробки, во избежание выдавливания резины перекрыт металлическими кольцами 3.Необходимое положение пробки в корпусе обеспечивается упором ее в фиксирующий штифт 9.

В штуцере устанавливают втулки из минерало- или металлокерамики.

Естественно, что и для скважин фонтанирующего фонда при установлении оптимального режима тоже необходимо проведение гидродинамических исследований.