Оборудование управления скважиной — это полный набор специального оборудования, приборов и инструментов, установленных для внедрения технологий контроля давления для нефтяных, газовых и водяных скважин. Это ключевое оборудование для предотвращения, мониторинга, контроля и управления авариями с выбухами. С помощью оборудования управления скважиной можно добиться контролируемой работы: снизить повреждения нефтегазовых пластов, защитить обсадную колонну, предотвратить выбросы и неконтролируемый выброс, а также обеспечить безопасную эксплуатацию.
С точки зрения процесса, оборудование управления скважиной в основном решает три основные задачи. Первый — герметизация: если скважина закрыта из-за выброса или прорыва во время работы в скважине, труба и кольцо обсадной трубы должны быть герметизированы без внешних утечек. Вторая — удержание давления: при продвижении и вытягивании трубной колонны, когда восходящее давление на трубу превышает собственный вес трубы, необходимо контролировать движение трубы вверх. Третья — удушение и уничтожение: во время сважиных операций успешные ликвидации должны быть возможны в различных условиях.
Оборудование управления скважиной в основном состоит из трёх частей: оборудования для обнаружения, оборудования управления и оборудования для обработки. Оборудование для обнаружения включает измерительное оборудование газа, приборы для измерения жидкости, плотномеры и вискозометры. Оборудование для управления включает предотвращающие выбухи, внутренние инструменты для предотвращения взрывов и ёлки для нефти или газа. Оборудование для обработки включает дроссельный Манифольд, Манифольд глушения, дегазатор, оборудование для отвода и обратного потока, оборудование для поверхностного давления и другое вспомогательное оборудование.
1. Функциональное и модельное значение оборудования для головок скважины
1. Концепция оборудования для головок скважины
Оборудование для головок скважины — это основное оборудование, установленное на вершине нефтяной или газовой скважины для контроля и регулирования добычи нефти и газа.
2. Функционирование оборудования головки скважины
(1) Соединить каждую обсадную колонну в скважине и герметизировать кольцевое пространство между обсадными колоннами.
(2) Герметизировать кольцевую трубу и подвесить трубную колонну в колодце.
(3) Контролировать и регулировать добычу на нефтяных и газовых скважинах так, чтобы жидкость в скважине поступала в сепаратор и поток через указанный нефтяной трубопровод.
(4) Регулировать и контролировать скорость потока и направление погружения жидкости во время заглушания скважины.
(5) Проведение очистки парафина и записи данных во время обычной добычи нефтяных скважин.
3. Модельное обозначение оборудования головок скважины
Метод обозначения модели оборудования для головок скважины следующий:
1. Количество изменений или изменений конструкций, выраженных арабскими цифрами.
2. Код завода, выраженный китайскими буквами пиньинь.
3. Номинальная скуля, мм.
4. Максимальное рабочее давление, МПа.
5. Код продукта, выраженный на китайском пиньинь.
KY — оборудование для добычи нефтяных скважин; KQ — оборудование для газодобычи скважин; KZ — оборудование для закачки скважин; KR — оборудование для термического восстановления скважин; KS — испытания оборудования для головок скважин; KL — оборудование для разрыва пласта и закисления головок скважин.
Пример: KYS35/65DQ. KYS обозначает рождественскую ёлку, 35 — максимальное рабочее давление 35 МПа, 65 — номинальный диаметр диаметра 65 мм, а DQ — что проектным объектом является нефтяное месторождение Дацин.
2. Состав оборудования головок скважины
Оборудование для развертки скважины состоит из трёх частей: нефтяной или газовой рождественской ёлки, трубной головки и головки обсадной колонны. Его формы соединения включают резьбовое, фланцовое соединение и зажимное соединение. На рисунке 1 показана конструкция оборудования с зажимной головкой скважины и двухступенчатой головкой обсадной колонны.
Рисунок 1. Оборудование для головок скважины
1. Рождественская ёлка; 2. головка трубки; 3 и 4. Головки гильз.
1. Головка трубок
Головка трубки устанавливается между ёлкой и головкой корпуса. Обычно он состоит из двух частей: подвески трубок и крест корпуса, также называемый корпусом головки трубы. Верхняя плоскость фланца используется как опорная плоскость для расчёта данных о высоте головки трубы и глубине скважины.
(1) Функция. Основная функция головки трубы — поддерживать вес трубы в колодце, работать с подвесом трубы для герметизации кольцевого пространства между трубой и обсадной трубой, обеспечивать переход от нижней головки обсадной колонки к верхней ёлке, а также выполнять операции, такие как впрыск балансирующей жидкости и промывка скважины через два боковых выхода на кресте головки трубы. Подвеска трубок используется для подвешивания трубок в колодце.
(2) Структура. Распространённые конструкции головки труб включают головку труб с фланцем-подвесом, однофланцовую головку труб с коническим подвесом и коническую головку с двумя фланцами, как показано на рисунках 2, 3 и 4.
Рисунок 2. Головка трубок с фланцевым подвесом
1. Крест с обсадным корпусом; 2. герметичное кольцо; 3. фланец с фиксирующим винтом; 4. подвеска для трубок; 5. верхнее кольцо; 6. Стальное кольцо.
Рисунок 3. Головка труб с коническим подвесом и одним фланцем
1. Фланец производственного корпуса; 2. антиподъёмный винт; 3. подвеска для трубок; 4. герметичное кольцо; 5. фланец обсадного тройника; 6. Щенок для тюбинга.
Рисунок 4. Головка трубок с коническим подвесом и двойным фланцем
1. Подвеска для трубок; 2. фиксный винт; 3. герметичное кольцо; 4. Крест с корпусом.
Головка труб с коническим подвесом и одной фланцевой трубой объединяет головку трубы с головкой обсадной для создания одной колонны. Её конструктивная особенность заключается в том, что труба соединяется резьбой с подвесом трубы через пуп, затем помещается внутри фланца обсадной колонны, сжимая герметичное кольцо и герметизируя кольцевое пространство корпуса трубы. Он затягивается и герметизируется четырьмя болтами.
Головка труб с коническим подвесом и двойным фланцем размещает подвес трубы и фланец фиксирующего винта между верхним фланцем креста обсадной трубы и нижним отверстием оригинальной головки трубы. Верхний и нижний концы герметизированы стальными кольцами и болтами. Фиксирующий винт предотвращает выдвижение трубы при слишком высоком давлении в скважине.
2. Головка корпуса
Головка обсадной колонны — это компонент, который соединяет обсадную колонну с различным оборудованием для головки скважины. Он устанавливается на самом нижнем конце всей сборки оборудования головки скважины и обычно состоит из корпуса, подвеса обсадной колонны и уплотнительных компонентов.
(1) Функция. Основные функции головки обсадной колонны — поддержка веса промежуточной обсадной и производственной колонны, герметизация кольцевого пространства между колоннами обсадных колонн, обеспечение соединения переходов для установки предотвращающих прорывов, трубных головок, ёлок и другого оборудования верхней головки скважины, а также возможность сжатия цемента, впрыска балансирующей жидкости и другие операции через два боковых выхода на корпусе обсадной головки.
(2) Структура. В зависимости от количества подвешенных обсадных колонок головки делятся на одноступенчатую головку, двухступенчатую и трёхступенчатую головку. Их конкретные структуры показаны на рисунках 5, 6 и 7.
Рисунок 5. Одноступенчатая головка корпуса
1. Корпус с головкой трубки; 2. тело; 3. подвесной подвес для корпуса, тип слизы; 4. подвешенный корпус; 5. Корпус соединения.
Рисунок 6. Двухступенчатая головка корпуса
1. Верхняя часть тела; 2. нижняя часть тела; 3. корпус с головкой трубки; 4. верхний подвес корпуса, скользящий тип; 5. верхний подвесной корпус; 6. нижний подвес корпуса, скользящий тип; 7. нижний подвесной корпус; 8. Корпус соединения.
Рисунок 7. Трёхступенчатая головка корпуса
1. Корпус с головкой трубки; 2. верхняя часть тела; 3. среднее тело; 4. нижняя часть тела; 5. верхний подвес корпуса; 6. верхняя подвесная обсадная часть; 7. средний подвес корпуса; 8. средний подвесной корпус; 9. нижний подвес корпуса; 10. нижний подвесной корпус; 11. Корпус соединения.
3. Рождественская ёлка
В оборудовании для головок скважины часть над головкой трубы называется рождественской ёлкой.
(1) Классификация рождественских ёлок. В зависимости от различных типов соединений рождественские ёлки можно разделить на фланцевые рождественские ёлки, резьбовые и зажимные рождественские ёлки. Ниточные рождественские ёлки теперь встречаются редко. Конкретные типы показаны на рисунках 8 и 9.
Рисунок 8. Рождественская ёлка, соединённая с фланцами,
1 и 5. Дроссельный клапан; 2. крест; 3. манометр; 4. запорный клапан; 6. Главный клапан.
Рисунок 9. Рождественская ёлка, соединённая с зажимом
1. Запорный клапан; 2. манометр; 3. крест; 4. клапан для очистки парафина; 5. Дроссельный клапан; 6. Главный клапан.
(2) Структура рождественской ёлки. Рождественская ёлка в основном состоит из главных клапанов, серийных клапанов, клапанов для очистки парафина и других элементов, тройников, крестов, фланцев, пупов и связанных компонентов.
1. Главный клапан. Главный клапан установлен над головкой трубы и является основным проходом, регулирующим поток нефти и газа в рождественскую ёлку. Во время обычного производства главный затвор обычно остаётся открытым и закрывается только при длительном закрытии или других специальных условиях. Поскольку участок под главным клапаном и внутри затвора обсадного клапана неконтролируем, ремонт или замена могут быть проведены только после того, как скважина будет отключена. Поэтому при ежедневном управлении главный клапан и затворный клапан обычно не должны использоваться случайно.
2. Производственный клапан. Производственный клапан установлен по бокам креста или тройника трубы. Его функция — управление потоком нефти и газа в выходной трубопровод. Во время обычной добычи затворной клапан остаётся открытым и закрытым при замене или инспекции дроссельного зерна или при закрытии нефтяной скважины.
3. Клапан для очистки парафина, или клапан для хорошо испытаний. Клапаны для очистки парафина установлены как два симметричных клапана в верхней части рождественской ёлки. Над ними можно подключить смазку для очистки парафина или испытания скважин. Они открываются во время чистки парафина и при работе с другими тестовыми приборами, а затем закрываются после завершения очистки и тестирования парафина.
4. Трубка с крестом, или ти. Также называемый малым крестом, он соединяется вверх и вниз с главным затвором и клапаном для очистки парафина или испытания скважин, а его две стороны, или одна из сторон, соединяются с производственным клапаном. Это одновременно соединительный компонент и проход для приборов для потока нефти и газа, а также для сважинных приборов.
5. Дроссельный клапан. Этот Дроссельный клапан также называют удушающей фасолью. Его функция — напрямую регулировать разумную разницу давления в пласте во время добычи и регулировать добычу нефтяных скважин. Это основное устройство для регулировки и контроля разумной работы скважин с протоком и скважины с электронасосами. Боб для чок обычно устанавливается в держателе с одной стороны ёлки, а также может быть установлен в скважине или перед замерным сепаратором на станции. Диаметр отверстия для масляного потока в Choke Bean обычно составляет около 1,5–30 мм, и подходящий диаметр можно выбрать в зависимости от различных рабочих графиков. Структура Choke Bean показана на рисунке 10.
Рисунок 10. Схема структуры Choke Bean
(a) Резьбовая удушка; (b) Щелкающая фасоль.
6. Клапан для отбора проб. Клапан отбора проб устанавливается на выходной масляной линии за дросельной фабрикой и используется для отбора проб или вентиляции при осмотре или замене дроссельной зерна.
7. Клапан обратного давления, или клапан обратного масла. Клапан обратного давления установлен на выходной масляной линии за дроссельным бобом. Его функция — предотвращать движение жидкости в сборной линии при осмотре или замене дроссельного зерна, ремонте производственного клапана или выполнении работ в скважинах. Некоторые нефтяные скважины также устанавливают Обратный клапан высокого давления в этом месте вместо клапана обратного давления.
8. Манометр. Манометр используется для наблюдения и фиксации давления масла и давления в обсадной колонне.
3. Максимальное рабочее давление оборудования для головок скважины
Максимальное рабочее давление компонентов оборудования головки скважины должно определяться максимальным рабочим давлением конца или выходного соединения. Когда максимальное рабочее давление на концах и выходах различны, следует использовать более низкое значение давления.
Максимальное рабочее давление и тип соединения оборудования для головки скважины показаны в Таблице 1.
Таблица 1. Максимальное рабочее давление и тип соединения оборудования для головки скважины
| Тип соединения | Максимальное рабочее давление | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 14 | 21 | 35 | 70 | 105 | 140 | |
| Фланец | △ | △ | △ | △ | △ | △ |
| Зажим | △ | △ | △ | |||
Примечание: «△» обозначает максимальное рабочее давление, которое должно быть доступно для оборудования с головками скважины с разными типами соединений.
4. Несколько распространённых типов оборудования для головок скважин
Рисунки 11 и 12 показывают несколько распространённых типов оборудования для головок скважин. Рисунок 13 — схематическая схема эксцентричной головки скважины для кольцевого испытания насосных скважин.
Рисунок 11. Оборудование головки скважины KYS15/62DQ
1. Слепая пробка; 2. клапан для очистки парафина; 3. фланец; 4. тройник с трубками; 5. главный клапанный ядро; 6. зажим; 7. головка трубки; 8. фиксный винт; 9. щенок для трубок; 10. щенок с корпусом; 11. манометр; 12. сердечник затворного клапана корпуса; 13. сердечник с клапаном труб; 14. БРС БРС Hammer Union.
Рисунок 12. Оборудование для насосной головки скважины KY250/65
1. Манометр в трубках; 2. манометр в обсадной колонке; 3. зажим; 4. клапан управления манометром; 5. перекрест на трубках; 6. производственный клапан; 7. Держатель для удушающих бобов; 8. главный клапан; 9. затворной клапан корпуса; 10. головка трубки; 11. верхний фланец головки трубки; 12. фланец корпуса; 13. устройство для уплотнения полированными стержнями; 14. фланец с фиксирующим винтом; 15. Сустав.
Рисунок 13. Схема однократной эксцентрической головки скважины
1. Фланец корпуса; 2. ограничительно защитная оболочка; 3. верхний фланец; 4. эксцентричный подвес трубок; 5. совместный профсоюз; 6. масляный выходной тройник; 7. поворотный разъём; 8. тестовый порт; 9. шарикоподшипник; 10. Стальное кольцо.
