Теоретическое обоснование. Способ эксплуатации скважины, при которой подъем нефти или смеси нефти с газом от забоя на поверхность осуществляется только за счет природной энергии

Способ эксплуатации скважины, при которой подъем нефти или смеси нефти с газом от забоя на поверхность осуществляется только за счет природной энергии, называется фонтанным.

Подъем газожидкостной смеси от забоя до устья скважины осуществляется по колонне насосно-компрессорных труб (НКТ). Эти трубы выпускают из сталей групп прочности Д, К, Е, Л и М следующих размеров

условный диаметр, мм): 33, 42, 48, 60, 73, 89, 102 и 114, с толщиной стенок от 4 до 7 мм и длиной трубы от 5 до 8,5 м.

Устье скважины заканчивается колонной головкой, которая обвязывает, т.е. соединяет между собой обсадные колонны и герметизирует пространство между ними. На верхний фланец колонной головки устанавливают фонтанную арматуру с манифольдом. В свою очередь, фонтанная арматура состоит из трубной головки и елки (рис. 10).

Рисунок 10—Типовые схемы фонтанной арматуры: 1 -фонтанная елка; 2 - трубная обвязка

Трубная головка предназначена для подвески одного или двух рядов подъемных труб, их герметизации, а также позволяет выполнять технологические операции при освоении, эксплуатации и ремонте скважин. Колонны подъемных труб подвешивают к трубной головке на резьбе или муфте.

Фонтанная елка предназначена для направления потока продукции через манифольд и выкидную линию на замерную установку, для регулирования режима эксплуатации и контроля за работой скважины путем спуска глубинных приборов.

Фонтанная арматура выпускается на рабочее давление - 14, 21. 35, 70, 105 и 140 МПа, сечением ствола от 50 до 150 мм, по конструкции фонтанной елки крестовые и тройниковые, по числу спускаемых в скважину рядов труб однорядные и двухрядные и оборудованы задвижками или кранами.

Шифр фонтанной арматуры определяет ее схему, конструкцию, способ управления задвижками, условный проход по стволу и боковым отводам, давление, климатическое исполнение и коррозиестойкость.

Полный шифр фонтанной арматуры (ГОСТ 13846-84) условно представляется в виде

АФХ₁Х₂Х₃-Х₄Х₅Х₆Х₇,

где А - арматура; Ф — фонтанная.

Х₁ — конструктивное исполнение: 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".

Х₃ - способ управления задвижками: вручную - без обозначения; дистанционно и автоматически - В; автоматически - А.

Х₄ - условный проход (в мм) по ГОСТ 13846-84; когда условные проходы ствола елки и ее боковых отводов отличаются, цифровое обозначение указывают дробной величиной,

Х₅ - рабочее давление, МПа.

Х₆ - климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69: для умеренной климатической зоны - без обозначения; для умеренной и холодных климатических зон - ХЛ.

X₇ - исполнение по коррозиестойкости: Для обычных сред - без обозначения; для сред, содержащих: да 6 % СО₂- К1; до 6 % Н₂S и СО₂ - К2; до25% Н₂SиСО₂-КЗ.

Типовые схемы фонтанных елок (рис. 11) включают либо один (схемы 2 и 1), либо два (схемы 3 и 4) тройника (одно или двухъярусная арматура), либо крестовину (крестовая арматура - схемы 5 и 6).

Схема1 схема2 схема3 схема4 схема5 схема6

Рисунок 11 -Типовые схемы фонтанных елок:

тройниковые - схемы 1, 2, 3 и 4; крестовые - схемы 5 и 6

1 - переводник к трубной головке; 2 - тройник; 3 - запорное устройство;

4 - манометр с запорно-разрядным устройством; 5 - дроссель;

6 - ответный фланец; 7 - крестовина

Когда пластовой энергии недостаточно для подъема жидкости от забоя скважины на поверхность, фонтанирование можно искусственно продолжить путем подачи в скважину через специальные клапаны, смонтированные на подъемных трубах или через нижний конец этих труб.

Система, состоящая из эксплуатационной колонны и спущенных в нее труб, в которой подъем жидкости на поверхность производится с помощью сжатого газа или воздуха, называется газлифтом или эрлифтом.

Способ эксплуатации с использованием газа или воздуха, сжатых на поверхности в компрессорах, называется компрессорным газлифтом. Если в качестве рабочего агента для газового подъемника применяется газ из газовых пластов высокого давления, не нуждающийся в дополнительном сжатии, то газлифт называется бескомпрессорным.