Всего на сайте:
148 тыс. 196 статей

Главная | Добыча и разработка природных ресурсов

Запорные и регулирующие устройства фонтанной арматуры и манифольда. Виды, схемы, преимущества и недостатки. Расчет клиновой задвижки с выдвижным шпинделем.  Просмотрен 776

  1. Методика расчета толщины стенки эллиптического днища
  2. СКВАЖИННЫЕ ШТАНГОВЫЕ НАСОСЫ
  3. Расчет и конструирование колонны штанг
  4. ЭКСПЛУАТАЦИЯ СКВАЖИН ПОГРУЖНЫМИ ЦЕНТРОБЕЖНЫМИ И ВИНТОВЫМИ ЭЛЕКТРОНАСОСАМИ
  5. Схема и состав оборудования высоконапорной герметизированной системы сбора нефти, газа и воды.
  6. Законы изменения перемещения, скорость и ускорение точки повеса штанг (ТПШ) СК.
  7. Определение числа скоростей подъема
  8. Расчет прочности колонны НКТ на растяжение и изгиб в искривленных скважинах
  9. Расчет насосно-компрессорных труб на растяжение
  10. Выбор насоса и определение глубины подвески его с помощью напорных характеристик
  11. Схема расположения технологических элементов и оборудования на стальном резервуаре
  12. Трубопроводы нефтегазосборных коммуникаций. Классификация и сортамент труб. Расчет трубопроводов на механическую прочность.

Оборудование фонтанных скважин. Состав оборудования, назначение, типы, параметры, преимущества и недостатки различных компоновок. Расчет фланцевого соединения для фонтанных скважин.

Фонтанный или газлифтный подъемник на поверхности стыку­ется с фонтанной арматурой, монтируемой на колонной го­ловке скважины. ФА выполняет несколько функций, глав­ные из которых: удержание на весу колонны НКТ, спущенной в скважину, а при двухрядном подъемнике-двух колонн НКТ, гер­метизация затрубных пространств и их взаимная изоляция, обеспеспечение возможностити регулирования режима работы скважины в заданных пределах, непрерывности ее работы и исследования скважины путем измерения параметров ее работы как внутри самой скважины, так и на поверхности.

Трубная головка предназначена для подвески НКТ и герметизации пространств между ними и обсадной эксплуатационной колонной, а также для замера затрубного давления и проведения исследовательских и ремонтных работ в скважине.

При оборудовании скважины двумя концентричными колоннами НКТ (двухрядная конструкция подъемника) трубы большего диаметра подвешиваются на резьбовом соединении нижнего тройника (крестовины), который устанавливается на крестовину, герметизирующую затрубное пространство.

Трубы меньшего диаметра подвешиваются на резьбе переводника (стволовой катушки), размещаемом над тройником. При однорядной конструкции подъемника нижний тройник не ставится и трубы, подвешиваемые к нему, не спускаются. Применяется также муфтовая подвеска труб.

Крестовая арматура для скважин, не содержащих абразив, с проходным (условным) отверстием 50мм, рассчитана на рабочее давление 70 МПа. Елка арма­туры имеет два сменных штуцера, что позволяет быстро их за­менять. Арматура рассчитана как на однорядный, так и на двухрядный подъемник, в последнем случае используется дру­гая трубная головка.

Тройниковая арматура Трубная го­ловка, кроме крестовины, имеет тройник, что позволяет не­сти два ряда НКТ.

На арматуре, рассчитанной на большое давле­ние, на боковых отводах установлено по две задвижки. Это обусловлено большей надежностью применен­ных задвижек при одновременном обеспечении возможности их смены на работающей скважине.

Фонтанные арматуры изготавливают (ГОСТ 13846-84) по восьми схемам, для различных условий эксплуатации.

Классификация:

- рабочему давлению (7, 14, 21, 35, 70 и 105 МПа);

- схеме исполнения (восемь схем);

- числу спускаемых в скважину труб (один и два концентричных ряда труб);

- конструкции запорных устройств (задвижки и краны);

- размерам проходного сечения по стволу (50...150 мм) и боковым отводам (50...100 мм).

 

 

Типовые схемы фонтанных арматур: 1 — манометр; 2 — вентиль; 3 — буферный фланец под манометр; 4 — запорное устройство; 5 — тройник; 6 — дроссель; 7 — переводник трубной головки; 8 — ответный фланец; 9 — трубная головка; 10 — крестовина елки

Фланцевое соединениес креплением болтами или шпильками. К недостаткам таких соеди­нений относятся их значительная металлоемкость, большое чи­сло болтов (шпилек) и необходимость стабильности крепления каждого из них, а также чувствительность соединения к эф­фекту релаксации. Фланцевые соединения обусловили необхо­димость сварки литой части заготовок корпусов тройников и крестовин со штамповками, что усложняет изготовление и при­водит к увеличению объема работ по механической обработке.

 

При фланцевых соединениях методика расчета зависитотспособа соединения фланцев: шпильками или хомутами. В обоих случаях рассчитывают размеры фланцев и уплотнительной прокладки, но в первом случае рассчитываются шпильки, а во втором — хомут и стягивающие его болты. В обоих случаях оп­ределяют усилия предварительной затяжки уплотнительной прокладки. Осевое усилие при, соединении фланцев шпильками, равно сумме усилий затяжки шпилек, а при хомутовом соединении — результирующей от уси­лий обжима наружных конических поверхностей фланцев внут­ренними коническими поверхностями хомута.

В обоих случаях прокладка может занимать относительно граней проточек два положения.

В первом случае она еще при сборке касается внутренних и на­ружных поверхностей проточек, а уплотняется в результате упругой деформации прокладки и зон контакта фланцев. Во втором положение прокладки зависит от затяжки шпилек. При сборке она контактирует с внешней поверхностью верхнего фланца и фаской нижнего, а при последующем об­жиме фланцами ее положение и размер меняются, она умень­шается в пределах упругой деформации. Указанием на упор прокладки о внутреннюю поверхность проточки служит резкий скачок в осевом усилии — при затяжке шпилек хомута.

В методике расчета для второго способа установки про­кладки она рассматривается как элемент толстостенного сосуда, находящегося под внешним давлением р0. Тогда эквивалентное напряжение в зоне внутренней поверхности можно определить из формулы

где  — окружное и z осевое напряжения.

где rн и rв—радиусы прокладки (наружной и внутренней);

Рг—осевое усилие; fnp—площадь сечения прокладки, перпен­дикулярная к ее оси. Подставляя, получим

Осевое усилие и внешнее давление связаны уравнением:

где Dn— диаметр цилиндра в плоскости касания прокладки и фланца: Dn=2rн - 2R0( I—sina1),

hР=hП—0,22Ro — рабочая высота прокладки.

Примем, что максимальное р0 должно быть таким, при ко­тором sэкв » sт материала прокладки. В таком случае стано­вится возможным заменить sэкв на sт с одновременной коррек­тировкой уравнения введением в него коэффициента запаса

прочности, обычно принимаемого 2.5 для фланца и 2,25 для прокладки; тогда sэкв = sт/n

Для определения усилия затяжки необходимо учесть силы трения, возникающие на контакте прокладка—фланцы. С уче­том их усилие затяжки будет:

Когда угол a1 имеет большие значения, осевые на­пряжения малы, поэтому их можно не учитывать. Обозначив , получим упрощенную формулу для определения усилия затяжки:

Усилия, действующие при работе фланцевого соединения, определяются по формуле:

, где

Эта формула соответствует положению про­кладки, контактирующей в результате затяжки с обеими поверх­ностями канавки. Величины ,

где m—коэффициент Пуассона.

 

Запорные и регулирующие устройства фонтанной арматуры и манифольда. Виды, схемы, преимущества и недостатки. Расчет клиновой задвижки с выдвижным шпинделем.

Более совершенна плос­кошиберная задвижка, в которой уплотнение кон­такта шибер-гнездо дости­гается различными спосо­бами, но во всех случаях конструкция их исключает омывание герметизирую­щих поверхностей шибера в открытом положении жидкостью или газом. Про­пускаемый поток жидкости или газа сохраняет на­правление при проходе че­рез шибер, поэтому за­движки этого типа называ­ются также прямоточными. Такой принцип устройства позволил значительно повысить долговечность задвижки и резко сократить в ней гидравлические потери. Плоская форма шибера способствует упрощению ее изготовления и ремонта. Задвижки этого типа - основные среди выпускаемых.

 

Предыдущая статья:Характеристика допоміжних наборів Следующая статья:НКТ. Назначение, типы, номенклатура, материалы. Нагрузки на НКТ. Расчет НКТ на растяжение, избыточное давление в вертикальных и наклонно-направленных скважинах.
page speed (0.0123 sec, direct)