» » Соединительные узлы устьевого и противовыбросового оборудования

Соединительные узлы устьевого и противовыбросового оборудования

03.08.2016

Сборка различных элементов устьевого оборудования производится с помощью фланцев, оснащённых соответствующими кольцевыми уплотнениями и соединяемых болтами, шпильками или хомутами (иногда при низких давлениях используются резьбовые соединения).
Фланцевые соединения различаются по размерам внутреннего диаметра, по рабочему давлению и посадочными местами для кольцевых уплотнений. Выделяет два типа фланцевых соединений: тип 1 «фланец - фланец» (по стандарту АНИ - 6В) и тип 2 «фланцевая бабышка» (по стандарту АНИ - 6ВХ) (рис. 3.6).
Эти фланцы различаются системой герметизации металл-металл, в которой используется зажим стального тороидального уплотнения между двумя фланцами.
Фланцы типа 1 (6В) оснащены уплотнением типа R или RX. Герметизация обеспечивается только за счёт кольцевого уплотнения (без использования торцовых поверхностей фланца). Затяжка болтов вызывает деформацию кольцевого уплотнения, не создавая контакта между двумя соединяющимися поверхностями фланцев.
Фланец типа 2 (6 BX) имеет приподнятую контактную поверхность и контакт между поверхностями фланцев осуществляется таким образом, что вибрация не передаётся кольцевому уплотнению и не вызывает опасности нарушения герметичности, и в то же время затрудняет ослабление крепёжных болтов.
Соединительные узлы устьевого и противовыбросового оборудования

На поверхностях фланцев имеются посадочные места для кольцевых уплотнений.
Герметичность между кольцом и посадочным местом обеспечивается за счёт сжатия и деформации уплотнительного кольца. Так как кольца изготавливаются из материала, допускающего пластическую деформацию, то некоторые изменения положения фланцев, неравномерная затяжка болтов и температурные деформации компенсируются.
Уплотнение типа R имеет овальное или восьмиугольное сечение и используется с фланцами типа 6 В при рабочем давлении до 35 МПа. Поверхности фланцев при окончательной затяжке не контактируют между собой, расстояние между ними определяется их размерами. Созданная деформация постоянна. Поэтому если внутреннее давление в соединении повышается, то снижается сила затяжки и теряется герметичность. Удары, вибрация и изменение температуры могут изменить силу сжатия кольца и вызвать в последующем протечки.
Уплотнения типа RX имеют восьмиугольное несимметричное сечение и используются фланцами типа 6В при рабочем давлении до 35 МПа. Благодаря форме кольца типа RX, внутреннее давление повышает уплотнение кольца. Поверхности фланцев при окончательной затяжке не контактируют между собой, расстояние между ними определяется типом соединяемых фланцев.
Уплотнительное кольцо типа BX имеет восьмиугольное симметричное сечение и используются с фланцами типа 2 при рабочем давлении 35 МПа и выше. Кольцевые уплотнения BX являются упругими уплотнениями, и внутреннее давление усиливает герметизацию самого кольца.
При эксплуатации необходимо периодически проверять затяжку крепёжных болтов, особенно в соединениях с уплотнениями типа R, которые могут быть ослаблены в результате вибрации или значительных температурных деформаций.
Хомутовые (бугельные) фланцы (рис. 3.7). Базовый принцип сборки идентичен сборке фланцев на болтах, меняется только способ затяжки, который осуществляется двумя полукольцами (хомуты), обжимающими фланцы вкруговую, причем внешняя поверхность их имеет коническую форму. Хомутовые обязательны к применению в случае сборок большой высоты, например для подводной превенторной сборки.
Соединительные узлы устьевого и противовыбросового оборудования

Сборка колонных головок
Стандартное устьевое оборудование (на примере сборки колонных головок типа S компании Cameron) состоит из нижнего корпуса колонной головки с подвеской обсадной колонны и соответствующих промежуточных колонных головок и подвесок последующих обсадных колонн (рис. 3.8).
Конструкция корпуса колонной головки с двумя заплечиками под углом 45° обеспечивает возможность подвешивания тяжелых обсадных колонн, не нанося ущерб оборудованию. Верхний заплечик воспринимает уплотняющее гидростатическое давление и нагрузки при опрессовке. Нижний заплечик независимо воспринимает нагрузку от веса обсадной колонны. Нагрузка на подвеску до 80% от предела текучести металла тела трубы.
Герметичность устьевого оборудования достигается благодаря использованию различных вторичных уплотнений и уплотнительных вкладышей.
Соединительные узлы устьевого и противовыбросового оборудования

Буровая катушка и циркуляционная крестовина. Буровые катушки используются для соединения с колонной головкой.
Циркуляционная крестовина представляет собой элемент, в состав которого входят:
• два фланца одной серии и одного номинального размера;
• цилиндрическая расточка;
• два боковых фланцевых отвода.
Один из боковых отводов связан с системой нагнетания высокого давления - линия глушения. Второй отвод связан с дроссельным манифольдом через линию дросселирования. Каждая линия контролируется двумя задвижками, одна из которых имеет дистанционное управление.
С помощью циркуляционной крестовины при закрытом превенторе осуществляется:
• нагнетание через линию глушения;
• прямая или обратная циркуляция через дроссельный манифольд.
Для подсоединения линии глушения и линии дросселирования могут использоваться боковые отводы плашечных превенторов, что позволяет исключить циркуляционную крестовину из стволовой сборки и тем самым уменьшить число соединений в превенторной сборке.