книги / Монтаж, обслуживание и ремонт нефтепромыслового оборудования
..pdfЕ. И. БУХАЛЕНКО. Ю. Г. АБДУЛЛАЕВ
МОНТАЖ,
ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ
НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
ИЗДАНИЕ ВТОРОЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
Рекомендовано Управлением организации труда, заработной платы и рабочих кадров Министерства нефтяной промышлен ности в качестве учебника для поготовки и повышения квали фикации слесарей по монтажу, обслуживанию и ремонту неф тепромыслового оборудования
МОСКВА НЕДРА” 1985
УДК 622.276.5.05(075)
Бухаленко Е. И., Абдуллаев Ю. Г. Монтаж, обслуживание и ремонт неф тепромыслового оборудования: Учебник для учащихся профтехобразования и рабочих на производстве. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1985,
391с.
Описано нефтепромысловое оборудование для добычи нефти фонтанным
имеханизированными способами, поддержания пластового давления, подзем ного ремонта скважин, механизации работ при ремонте и обслуживании на
земного оборудования и технологических установок. Во втором издании (l'-е изд.— 1974) описано новое оборудование, а также новые приемы и спо собы его эксплуатации и ремонта. Рассмотрены конструктивные особенности нефтепромыслового оборудования.
Для учащихся профессионально-технических училищ, а также для под готовки и повышения квалификации слесарей по обслуживанию и ремонту
нефтепромыслового оборудования, |
будет полезен |
операторам по добыче |
нефти. |
|
|
Табл. 87, ил. 147. |
|
|
Р е ц ен зен т : Л. Г. Чичеров, |
канд. техн. наук |
(МИНХ и ГП нм. Губ |
кина) |
|
|
,, 2504030300—197. .. _ |
|
|
Б 043(01) — 85 |
244-85 |
© Издательство «Недра», 1985 |
|
|
ГЛАВА I
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ФОНТАННОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН
СХЕМА ФОНТАННОЙ АРМАТУРЫ
Условия эксплуатации фонтанирующих нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин требуют герметизации их устья, разобщения межтрубного пространства, направления продук ции скважин в пункты сбора нефти или газа, а также при не обходимости полного закрытия скважины под давлением. Эти требования выполняются при установке на устье фонтанирую щей скважины колонной головки и фонтанной арматуры с манифольдом.
Фонтанную арматуру (рис. 1) изготавливают (ГОСТ 13846—74) по различным схемам на рабочее давление 7, 14, 21, 35, 70 и 105 МПа (табл. 1).
КОНСТРУКЦИЯ ФОНТАННОЙ а р м а ту р ы
Фонтанная арматура, состоящая из трубной головки и ел
ки— основных |
ее узлов, |
устанавливается |
на |
верхний |
фланец |
колонной головки скважины. |
для |
подвески |
одного |
||
Т р у б н а я |
г о л о в к а |
предназначена |
или двух рядов подъемных труб, их герметизации, а также по зволяет выполнять технологические операции при освоении, эксплуатации и ремонте скважин. Колонны подъемных труб подвешивают к трубной головке на резьбе либо на муфте. В пер вом случае при однорядной конструкции лифта трубы подвеши вают на стволовой катушке; при двухрядной внутренний ряд труб — на стволовой катушке, ^наружный — на тройнике труб ной головки.
Во втором случае при однорядной конструкции лифта тру бы подвешивают на муфтовой подвеске, устанавливаемой в крестовике трубной головки; при двухрядной для внутреннего ряда труб муфтовую подвеску устанавливают в тройнике труб ной головки, а для наружного — в крестовике.
Ф о н т а н н а я е л к а предназначена для направления пото ка продукции через манифольд и выкидную линию на замер ную установку, для регулирования режима эксплуатации и контроля за работой скважины путем спуска глубинных при боров.
Елка арматуры выполняется тройниковой — одноили двух струнной либо крестовой — двухструнной. Тройниковую арма-
3
Схема 4
Схема 1
2
3
* —X |
/ |
® \Х |
? |
|
ч н и ф и н ь |
-НННХфМЙЬ |
|||
ы |
~ |
|
WhptXJ^ |
|
ч и Л м ь - |
|
|
||
Ю9 |
6 |
|
|
|
|
|
Рис, 1. Типовые схемы фонтанной арматуры: |
|
|
J - нанометр; 2 — вентиль; 3 — буферный фланец под манометр; |
4 — запорное устройст- |
|||
во; S — тройник; |
в — дроссель; 7 — переводник трубной головки; |
в — ответный |
фланец; |
9 — трубная головка; 10 — крестовина елки
туру с двухструнной елкой рекомендуют для скважин, в про дукции которых содержатся механические примеси.
Крестовая и тройниковая однострунные арматуры предна значены для скважин, в продукции которых нет механических примесей. В тройниковой двухструнной арматуре рабочая стру на— верхняя, а в крестовой может быть любая. Запасные стру ны используют при смене штуцера или запорного устройства.
Арматуру выбирают по необходимому рабочему давлению и схеме (тройниковая или крестовая) с учетом подвески одного или двух рядов насосно-компрессорных труб.
|
Т а б л и ц а |
1 |
|
|
|
Основные параметры фонтанной арматуры |
|||
Стволовая часть елки |
Условный про |
|
||
Условный |
Номиналь |
Рабочее давление, МПа |
||
ход боковых |
||||
проход, мм |
ный диа |
отводов, мм |
|
|
|
метр. мм |
|
|
50 |
52 |
50 |
7 |
14 |
21 |
35 |
70 |
105 |
|
65 |
65 |
50; |
65 |
35 |
70 |
— |
|||
60 |
80 |
50; |
65 |
— |
— |
21 |
35 |
70 |
____ |
100 |
104 |
65; 80; |
100 |
— |
____ |
21 |
35 |
____ |
____ |
150 |
152 |
100 |
— |
— |
21 |
— |
— |
— |
4
На заводе-изготовителе фонтанную арматуру подвергают пробному гидравлическому испытанию, при котором для арма туры, рассчитанной на рабочее давление до 70 МПа, давление испытания принимается /?исп = 2/?р, а от 70 МПа и выше рнсп=-
—1,5рР.
Фонтанная арматура с выкидной линией соединяется манифольдом, который включает запорные и предохранительные устройства, тройники и другие элементы. Запорные устройства в фонтанной арматуре применяют двух типов: прямоточные за движки с уплотнительной смазкой и пробковые краны.
В зависимости от условий эксплуатации арматуру изготав ливают для некоррозионных и коррозионных сред, а также для холодной климатической зоны.
Шифр фонтанной арматуры в зависимости от ее схемы, кон струкции, способа управления задвижками, условного прохода, давления, климатического исполнения и коррозионностойкости может включать от девяти и более буквенных и цифровых обо значений.
Полный шифр фонтанной арматуры (ГОСТ 13846—74) ус ловно представляется в виде
АФ Х^Хз — Х4ХХ5ХбХ7,
где
А— арматура;
Ф— фонтанная;
Xi — конструктивное исполнение:
с фланцевыми соединениями — без |
обозначения (наибо |
|||
лее |
распространенное); |
подвеска |
подъемной |
колонны |
на |
резьбе переводника |
трубной головки — К; |
подвеска |
подъемной колонны на муфте в трубной головке— без обозначения; для эксплуатации скважин УЭЦН — Э;
Х2— номер схемы арматуры: при двухрядной концентричной подвеске к номеру схемы добавляется буква «а»;
Хз — способ управления задвижками:
вручную — без обозначения; дистанционно и автомати чески — В; автоматически — А;
Х4 — условный проход в мм по ГОСТ 13846—74.
Когда условные проходы ствола елки и ее боковых труб от личаются, цифровое обозначение указывают через дробь;
Х5 — рабочее давление в МПа; Х6 — климатическое исполнение по ГОСТ 15150—69:
для умеренной климатической зоны — без обозначения; для умеренной и холодной климатических зон — ХЛ;
Х7— исполнение по коррозионностойкости:
для обычных сред— без обозначения; для сред, содер жащих:
до 6% С02 — К1;
до 6% H2S и С02 — К2;
до 25% H2S и С02 — КЗ.
Т а б л и ц а 2 |
|
|
|
|
Характеристика |
фонтанной арматуры |
|
|
|
|
Габариты** |
(с м. рис. 2), |
мм |
Масса арматуры |
Арматура* |
Длина L |
Высота |
Я |
в собранном |
|
виде, кг |
|||
АФК1-65Х14 |
1700 |
1650 |
590 |
|
А.Ф1-65Х14 |
1845 |
1875 |
780 |
|
АФК1Э-65Х14 |
1350 |
1770 |
540 |
|
АФКЗ-65Х14 |
1650 |
2300 |
770 |
|
АФЗ-65Х14 |
1845 |
2575 |
1015 |
|
АФКЗа-65х 14 |
1725 |
3030 |
1200 |
|
АФК5-65Х14 |
1700 |
1650 |
690 |
|
АФ5-65 Х'14 |
1845 |
1875 |
898 |
* Все типоразмеры арматур изготавливают также для холодной климатической зоны
сшифром «ХЛ».
**Ширина для всей арматуры составляет 430 мм.
На боковых струнах фонтанной елки установлены регулиру емые дроссели.
Запорными устройствами фонтанной арматуры на 14 МПа являются пробковые краны КППС-65Х14 (рис. 3), которые со стоят из корпуса 8, в гнезде которого вставлена коническая пробка 9. Корпус снизу закрывается крышкой 10, через кото рую проходит винт 12 для регулирования зазора между уплот нительными поверхностями корпуса и пробки. Регулировочный винт уплотняется манжетами 11.
Кран управляется кулачковой муфтой 7, входящей своим выступом в паз на торце пробки 9. В горловину корпуса ввер нут резьбовой шпиндель 4, в него вмонтирован нажимной болт 3, с помощью которого нагнетается смазка в кран и отжи мается при заклинивании. В шпиндель 4 установлен шарик 5, который при отжатии упирается в закладную цилиндрическую вставку 1. Шарик 5 прижимается к седлу шпинделя пружи ной 6 и давлением среды в момент добавления уплотнительной смазки. Для ограничения поворота пробки в верхней части шпинделя установлен ключ 2.
Уменьшение усилий при повороте пробки, предохранение уплотняющих поверхностей от коррозии, износа и обеспечение герметичности затвора крана достигаются за счет специального устройства и уплотнительной смазки. Смазку ЛЗ-162 заклады вают в кран через канал шпинделя при вывернутом нажимном болте 3. Под действием нажимного болта при его ввертывании смазка продавливается по четырем вертикальным канавкам пробки и поступает в нижний кольцевой канал. В результате каналы со смазкой находятся под давлением и окружают замк нутым кольцом проходные отверстия крана, создавая тем са мым необходимую герметичность.
При отвинчивании нажимного болта смазка удерживается
7
Пробковый кран К.ППС-65Х14 рассчитан на рабочее дав
ление 14 МПа, |
пробное — |
28 МПа; масса |
66 кг |
(длина — |
||
350 мм, ширина — 205 мм, |
|
высота — 430 |
мм). |
Для |
холодной |
|
климатической |
зоны кран |
выпускается |
шифром |
КППС-65Х |
||
Х14ХЛ. |
|
|
|
|
|
|
Фонтанная арматура на 21 и 35 МПа
Фонтанная арматура, рассчитанная на рабочее давление 21 и 35 МПа, изготавливается по тройниковой схеме для подвески одного или двух рядов подъемных насосно-компрессорных труб на резьбовой подвеске патрубка (рис. 4).
Запорным устройством в такой фонтанной арматуре являет ся прямоточная задвижка ЗМС1 с затвором, герметичность ко торого обеспечивается плотным контактом шибера с седлами (рис. 5).
Для регулирования дебита скважины фонтанную арматуру оснащают дросселем регулируемого типа.
На боковых отводах елки и трубной головки предусмотре ны отверстия для подачи ингибиторов в затрубное пространст во и в ствол елки, карманы для замера температуры среды, а также вентили для замера давления (табл. 3).
В прямоточных задвижках ЗМС1 герметичность создается плотным контактом шибера с седлами как на входе, так и на выходе. Это позволяет снизить давление в корпусе непосред ственно на скважине, заменить уплотнение шпинделя, сменить подшипники и ходовую гайку и т. д. Предварительное прижа-
Т а б л и д а |
3 |
|
|
|
Характеристика фонтанной арматуры |
|
|
||
|
|
Габариты, мм |
|
Масса арма |
|
|
|
|
|
Арматура |
Длина |
|
Высота |
туры в со |
Ширина |
бранном |
|||
|
L |
Н |
виде, кг |
|
АФК1-65Х21 |
1520 |
762 |
1570 |
956 |
АФК2-65Х21 |
1520 |
762 |
1925 |
868 |
АФКЗ-65Х21 |
1520 |
762 |
2060 |
1055 |
АФКЗа-65х21 |
1520 |
762 |
2535 |
1324 |
АФК1-65Х35 |
1520 |
762 |
1945 |
1089 |
АФКЗ-65Х35 |
1500 |
790 |
2655 |
1376 |
АФКЗа-65х35 |
1500 |
790 |
3150 |
1658 |
АФК4-65Х35 |
1500 |
790 |
ЗОЮ |
1468 |
АФКЗ-65Х21К1 |
1818 |
770 |
2675 |
1291 |
АФК6-100Х21ХЛ |
3140 |
1150 |
2840 |
4100 |
АФК6-100Х35ХЛ |
3300 |
1150 |
2920 |
4535 |
АФК6В-100 X21К2 |
3140 |
1320 |
2840 |
4535 |
АФК6-100Х35К1 |
3300 |
1150 |
2920 |
4535 |
АФК6-150/100Х21ХЛ |
3220 |
1185 |
2900 |
3804 |
9
Т а б л и ц а |
4 |
|
|
|
|
|
Техническая |
характеристика задвижек |
|
|
|||
|
|
|
|
Габариты, мм |
|
Масса в со |
Задвижки |
Управление |
|
|
|
||
Длина |
Ширина |
Высота |
бранном |
|||
|
|
|
виде, кг |
|||
ЗМС1-65Х21 |
Ручное |
300 |
260 |
635 |
53 |
|
3MC1-65X35 |
» |
|
350 |
320 |
660 |
88 |
ЗМС1-65Х21К1 |
» |
|
350 |
320 |
660 |
88 |
ЗМС1-100Х21 |
» |
|
510 |
450 |
1150 |
228 |
ЗМС1-100x35 |
» |
|
550 |
450 |
1150 |
345 |
ЗМС1-150Х21 |
» |
|
350 |
450 |
1485 |
353 |
3MC1-100X35K1 |
» |
|
300 |
450 |
1150 |
245 |
ЗМС1-100Х21К2 |
» |
|
510 |
450 |
1150 |
228 |
ЗМС1-100ПХ21К2 |
Пневматиче |
510 |
295 |
1320 |
305 |
|
ЗМС1-100АХ21К2 |
ское |
|
510 |
295 |
1320 |
325 |
Автоматиче |
||||||
|
ское |
|
|
|
|
|
тие деталей затвора друг к другу создается тарельчатыми пру жинами. Герметичность в процессе работы задвижки при опре деленном давлении обеспечивается самоуплотнением. Надеж ность работы затвора в условиях воздействия потока нефти, га за и газоконденсата с содержанием механических примесей до 0,5%, пластовой воды и других компонентов обусловлена прямоточностью задвижки и большой твердостью уплотнительных поверхностей.
В задвижке для уплотнения шпинделя применяют манжеты V-образного сечения из материала АНГ. Седла уплотняют коль цами из специальной резины, стойкой в рабочих средах при тем пературах от минус 60 до плюс 120 °С. Для повышения надеж ности, герметичности и защиты корпуса задвижки применяют смазку ЛЗ-162.
Смазка, принудительно нагнетаемая в канавку на уплотни тельной поверхности седла, восстанавливает герметичность за твора, а смазка, находящаяся в полости корпуса, предотвраща ет скопление механических примесей, которые могут препятст вовать свободному перемещению шибера. Соосность проходных отверстий шибера и корпуса регулируется винтом в торце шпин деля. Задвижка, рассчитанная на давление 35 МПа (табл. 4), выполнена с выдвижным уравновешенным шпинделем, обеспечи вающим управление.
Фонтанная арматура на 70 МПа
Фонтанная арматура на рабочее давление 70 МПа (рис. 6) изготавливается по схеме 6 ГОСТ 13846—74. В качестве запор ного устройства применяются прямоточные задвижки ЗМАД и ЗМАДП с двухпластинчатым шибером, с уплотнением «металл по металлу», с автоматической подачей смазки в затвор.
10