Фланцы фонтанной арматуры ГОСТ

Разработаны фланцы фонтанной арматуры ГОСТ 28919 под высокое давление и степень агрессивности рабочей среды. Фланцевые соединения обеспечивают высокую ремонтопригодность, но обладают самой высокой материалоемкостью, и себестоимостью, соответственно, внутри своей категории.

Отличительными особенностями фланцевых соединений этого типа являются: кольцевое металлическое уплотнение, два варианта исполнения с зазором и без между торцами, два варианта соединения фланец/фланец и фланец/корпус, PN 14 – 140 МПа и DN 50 – 680 мм. Имеет рассматриваемые фланцы арматура регулирующего и запорного типа – дроссели, шиберные прямоточные полнопроходные задвижки, шаровые или пробковые краны, обратные клапаны.

Согласно регламенту ГОСТ 13846, допускается моноблочное исполнение двух и более сборочных единиц, деталей устьевой арматуры. В этом случае фланцы могут встраиваться в корпус без патрубка в виде плоского посадочного места с канавкой под восьмигранное кольцо и отверстиями под крепежные шпильки.

Конструкция фонтанной арматуры

Согласно требованиям нормативной документации ГОСТ Р 13846, фонтанная арматура собирается из трубной обвязки и устьевой елки. Первая сборочная единица – трубная обвязка – состоит из следующих элементов:

  • трубная головка – подвеска для НКТ колонн;
  • линии обвязки – контроль давления в затрубном пространстве, закачка в него технологических жидкостей.

В зависимости от способа подвешивания и количества колонн насосно-компрессорных труб трубная головка оснащается трубодержателями, муфтами, расположенными внутри нее или стволовыми катушками, тройниками, монтируемыми снаружи на ее верхний фланец.

Линии обвязки собираются из катушек, отводов, труб, колен, запорной и регулирующей арматуры, измерительных приборов, органов управления.

Фонтанная елка позволяет получить несколько функциональных зон:

  • коллектор – один или два главных фитинга елки (тройник, крестовина);
  • выкидная линия – одна или две (рабочая, запасная), подключаются к манифольду;
  • буфер – расположен в верхней части елки, необходим для проведения исследовательских и ремонтных работ с помощью присоединяемого лубрикатора.

Таким образом, в максимальной комплектации фонтанная арматура может содержать следующее количество задвижек:

  • затрубная внешняя;
  • затрубная внутренняя;
  • линейная;
  • центральная (главная основная);
  • дублирующая (главная дополнительная);
  • трубная (манифольдная);
  • буферная (верхняя).

Каждая из них имеет ответный фланец фонтанной арматуры с каждой стороны. В минимальной комплектации может отсутствовать дублирующая и линейная задвижка по тройниковой схеме сборки 1 и 3 фонтанной елки. Зато при эксплуатации двух НКТ колонн увеличится количество фланцевых соединений трубной обвязки.

Дополнительно в конструкцию устьевой арматуры входят: дроссель, обратный клапан, трубная головка, стволовая катушка, планшайба, тройники, крестовина, ответный фланец, резьбовой фланец, заглушка фланцевая. Поэтому фланцы фонтанной арматуры ГОСТ 28919 являются основной ее деталью.

Нерегулируемые прямоточные дроссели могут иметь в своей внутренней части фланцы, конструкция которых отличается от требований ГОСТ 28919. Это обусловлено тем, что между ними зажимается шибер, поэтому применение уплотнительного кольца становится невозможным.

Фланцевые соединения фонтанной арматуры

По степени надежности фланцевые соединения уступают только сварным стыкам. Однако сварка обладает нулевой ремонтопригодностью, поэтому ее применение в данном случае невозможно. По умолчанию фланцы фонтанной арматуры ГОСТ обладают высокой центрирующей способностью. Их не может «закусить», сорвать, срезать, как резьбу. Усилие равномерно распределяется на 8 – 24 шпильки, а не на два болта хомутовых соединений.

Основными недостатками являются самопроизвольное ослабление со временем от вибрационных, температурных, импульсных нагрузок и высокая материалоемкость. Кроме высоких массогабаритных характеристик, для фланцев приходится использовать большое количество шпилек, гаек, шайб.

С другой стороны, только фланец фонтанной арматуры обладает рациональным сочетанием запаса надежности, ремонтопригодности и себестоимости изготовления.

Регламент ГОСТ 28919

Для фланцевых соединений резервуаров, аппаратов, патрубков, приборов, оборудования, машин, арматуры, соединительных элементов трубопроводов разработан стандарт ГОСТ 33259. Однако устьевое оборудование работает под гораздо более высоким давлением, и имеет особые эксплуатационные режимы. Поэтому регламентирует фланцы фонтанной арматуры ГОСТ 28919. Основными требованиями этой нормативной документации являются:

  • конструкция – фланец на патрубке, фланец корпусного изделия, с зазором и без зазора между торцевыми поверхностями, соединительный выступ с канавкой под стальную прокладку кольцевого типа восьмиугольной формы в поперечном сечении;
  • размерный ряд – 50х14 – 540х21 для 1 варианта исполнения, 50х105 – 680х21 для 2 варианта исполнения;
  • рабочее давление – 14 – 140 МПа;
  • варианты исполнения – тип 1 с плоской посадочной поверхностью, тип 2 с соединительным выступом
  • номинальный диаметр – 50 – 680 мм;
  • тип уплотнения – стальное кольцо восьмиугольного профиля в поперечнике;
  • назначение – для соединения элементов фонтанной арматуры;
  • область применения – фланцы запорной, регулирующей арматуры устьевой обвязки нефтегазодобывающих скважин;
  • материальное исполнение – сталь легированная нержавеющая 10Х17Н13М2Т, 12Х18Н10Т, 15Х5М, 13ХФА, 09Г2С, углеродистая 20ЮЧ, 20;
  • климатическое исполнение – У, ХЛ, УХЛ;
  • прокладки – П и БХ для фланцевых соединений с зазором и без зазора, соответственно;
  • шпильки – для фланцев с гладкими отверстиями и с вкручиваемым концом;
  • количество отверстий под крепеж – 8 – 24.

Конструкция двух вариантов фланцевых соединений должна соответствовать чертежу:

Применяемость фланцев указана в нижней таблице:

DN

Тип 1

Тип 2

Зазор

PN

PN

35

21

14

140

105

70

35

21

14

50

5

+

+

+

+

+

+

65

80

100

180

3

+

230

5

+

+

4

+

280

5

+

+

4

+

350

5

+

+

+

425

4

+

480

+

540

5

+

3

+

680

+

 

Для первого варианта исполнения фланца фонтанной арматуры применяется следующий рабочий чертеж:

Значения размеров собраны разработчиками стандарта в таблицу:

Обозначение

n

d1

d

DN

D4

D3

D1

D

D2

14 МПа

50х14

8

19

52

50

84

82,5

127

165

108

65 х14

23

65

65

100

101,6

149

190

127

65 х14ф

22

110

92

160

195

120

80 х14

23

80

80

118

123,8

168

210

145

100 х14

25

103

100

153

149,2

216

275

175

180 х14

12

28

180

180

223

211,1

292

355

241

230 х14

32

230

230

273

269,9

349

420

302

280 х14

16

36

280

280

343

323,8

432

510

355

350 х14

20

346

350

400

381

489

560

413

425 х14

42

425

425

496

469,9

603

685

508

540 х14

24

45

540

540

610

584,2

724

812

635

21 МПа

50х21

8

25

52

50

105

95,2

165

215

125

65 х21

28

65

65

124

107,9

190,5

245

135

65 х21ф

22

110

90

160

195

120

80 х21

25

80

80

127

123,8

190,5

242

155

100 х21

32

103

100

159

149,2

235

292

180

150 х21ф

12

30

152

150

220

228

280

325

180 х21

32

180

180

235

211,1

317,5

380

240

230 х21

39

230

230

299

269,9

394

470

310

280 х21

16

280

280

369

323,8

470

545

365

350 х21

20

346

350

419

381

533,5

610

420

425 х21

45

425

425

508

469,9

616

705

525

540 х21

56

527

540

623

584,2

749,5

858

645

35 МПа

50х35

8

25

52

50

105

95,2

165

215

125

65 х35

28

65

65

124

107,9

190,5

245

135

65 х35ф

22

110

90

160

195

80 х35

32

80

80

134

136,5

203

265

170

100 х35

36

103

100

162

161,9

241

310

195

180 х35

12

39

180

180

229

211,1

317,5

395

250

180 х35ф

225

205

325

230 х35

45

230

230

292

269,9

394

482

320

280 х35

51

280

280

369

323,8

483

585

375

 

Продолжение таблицы:

Обозначение

Шпилька

R

f

Резьба

b

h1

Прокладка

h

L2

L1

14 МПа

50х14

90

120

0,8

8

16

12

26

П23

34

65 х14

100

130

М20

29

П26

37

65 х14ф

85

120

10

10

24

Пф2

27

80 х14

110

140

8

12

32

П31

40

100 х14

120

160

М22

38

П37

46

180 х14

140

180

М24

48

П45

56

230 х14

150

210

М27

56

П49

64

280 х14

160

230

М33

64

П53

72

350 х14

67

П57

75

425 х14

200

270

М39

76

П65

85

540 х14

300

1,6

9,5

М42

13,5

89

П73

99

21 МПа

50х21

120

160

0,8

8

М22

12

38

П24

46

65 х21

130

170

М24

42

П27

50

65 х21ф

95

130

М20

27

Пф1

35

80 х21

120

160

М22

38

П31

46

100 х21

140

180

М27

45

П37

53

150 х21ф

145

210

Пф4

65

180 х21

150

56

П45

64

230 х21

170

230

М36

64

П49

72

280 х21

250

70

П53

78

350 х21

180

270

80

П57

88

425 х21

200

300

1,6

11

М42

16,7

89

П66

100

540 х21

250

370

13

М52

20

108

П74

121

35 МПа

50х35

120

160

0,8

 

М22

12

38

П24

46

65 х35

130

170

М24

42

П27

50

65 х35ф

100

140

М20

Пф1

40

80 х35

140

190

М27

48

П35

56

100 х35

150

210

М33

54

П39

62

180 х35

190

280

1,6

9,5

М36

13,5

83

П46

92

180 х35ф

230

0,8

8

12

Пф3

60

230 х35

210

320

1,6

11

М42

16,7

92

П50

103

280 х35

240

360

М48

108

П54

119

 

Для производства фланцев фонтанной арматуры ГОСТ 28919 второго варианта исполнения используется другой чертеж:

И таблица исполнений:

Обозначение

Шпилька

d

DN

Резьба

Прокладка

n

d1

D

L2

L1

14 МПа

680х14

230

360

680

680

М45х3

БХ167

20

48

1040

21 МПа

680х21

280

450

680

680

М52х3

БХ168

24

56

1102

35 МПа

350х35

220

330

346

350

М42х3

БХ160

16

45

675

425х35

250

380

425

425

М48х3

БХ162

51

772

480х35

270

450

477

480

М52х3

БХ163

20

56

904

540х35

300

490

540

540

БХ165

24

990

70 МПа

60х70

110

140

52

50

М20

БХ152

8

23

200

65 х70

120

160

65

65

М22

БХ153

25

230

80 х70

130

180

78

80

М24

БХ154

28

270

100 х70

150

240

103

100

М27

БХ155

32

315

180 х70

200

300

180

180

М39х3

БХ156

12

42

480

230 х70

220

340

230

230

БХ157

16

550

280 х70

250

390

280

280

М45х3

БХ158

48

655

350 х70

270

450

346

350

М48х3

БХ159

20

52

768

425 х70

280

460

425

425

БХ162

24

872

480 х70

360

580

477

480

М56х4

БХ164

59

1040

540 х70

390

640

540

540

М64х4

БХ166

67

1145

105 МПа

50х105

120

160

52

50

М22

БХ152

8

25

222

65 х105

130

180

65

65

М24

БХ153

28

255

80 х105

140

200

78

80

М27

БХ154

32

288

100 х105

160

250

103

100

М36х3

БХ155

39

360

180 х105

220

330

180

180

М39х3

БХ156

16

42

505

230 х105

260

410

230

230

М48х3

БХ157

52

648

280 х105

310

500

280

280

М52х3

БХ158

20

56

813

350 х105

350

560

346

350

М56х4

БХ159

59

886

480 х105

440

690

477

480

М76х4

БХ164

80

1162

140 МПа

50х140

150

220

52

50

М27

БХ152

8

32

287

65 х140

160

250

65

65

М33х3

БХ153

36

325

80 х140

180

260

78

80

М36х3

БХ154

39

357

100 х140

220

330

103

100

М45х3

БХ155

48

446

180 х140

290

460

180

180

М52х3

БХ156

16

56

656

230 х140

370

580

230

230

М64х4

БХ157

67

805

280 х140

390

610

280

280

М70х4

БХ158

73

883

350 х140

470

770

346

350

М76х4

БХ159

20

80

1162

 

Продолжение таблицы:

Обозначение

D5

f

D4

h

D3

b

D2

H

D1

14 МПа

680х14

743

21,5

836

126

768,3

22,9

805

185

952,5

21 МПа

680х21

776

21,5

870

161

774,2

25,9

832

185

1000

35 МПа

350х35

424

14,3

480

113

408

20

457

115

590,5

425х35

527

8,3

556

130

478,3

17,9

535

76

676,5

480х35

598

18,3

675

166

563,5

25,6

627

152

803,1

540х35

680

19,2

759

181

632

27,2

702

165

885,8

70 МПа

50х70

75

6

100

44

86,2

12,6

110

52

158,5

65 х70

92

6,8

121

51

102,8

14,1

140

57

184

80 х70

110

7,5

142

58

119

15,4

155

64

216

100 х70

146

8,3

183

70

150,6

17,7

185

73

258,5

180 х70

254

11,1

302

103

241,8

23,4

300

95

403

230 х70

327

12,7

375

124

299,1

26,4

360

94

476

280 х70

400

14,3

450

141

357,2

29,2

430

103

565

350 х70

495

15,9

553

168

432,6

32,5

520

114

763

425 х70

602

8,3

656

478,3

17,9

576

76

776,3

480 х70

675

18,3

752

223

577,9

32,8

697

156

925,6

540 х70

762

19,2

848

241

647,9

34,9

781

165

1022,4

105 МПа

50х105

83

6

111

51

86,2

12,6

115

55

174,5

65 х105

100

6,7

129

57

102,8

14,1

135

60

200

80 х105

123

7,5

154

65

119

15,4

155

65

230

100 х105

159

8,3

195

80

150,6

17,7

195

75

290,5

180 х105

275

11,1

325

120

241,8

23,4

305

90

428,5

230 х105

349

12,7

432

146

299,1

26,4

380

125

552,5

280 х105

427

14,3

584

188

357,2

29,2

455

240

711

350 х105

529

15,7

595

205

432,6

32,5

541

115

480 х105

731

18,3

813

255,5

577,9

32,8

722

156

1016

140 МПа

50х140

127

6

154

72

86,2

12,6

130

52

230,2

65 х140

145

6,8

173

80

102,8

14,1

150

60

261,9

80 х140

160

7,5

192

86

119

15,4

170

64

287,3

100 х140

207

8,3

243

107

150,6

17,7

220

73

357,2

180 х140

338

11,1

386

165

241,8

23,4

350

97

554

230 х140

429

12,7

481

205

299,1

26,4

441

108

685,8

280 х140

506

14,3

567

224

357,2

29,2

505

104

749,3

350 х140

629

15,9

694

292

432,6

32,5

614

134

1016

 

Кольцевая прокладка восьмиугольного профиля для фланцев фонтанной арматуры изготавливается по чертежу:

С соблюдением следующих размеров:

Обозначение

b

Вес

D

b1

h

П23

11,1

0,38

82,5

7,7

16

П24

0,41

95,2

П26

0,46

101,6

П27

0,49

107,9

П31

0,71

123,8

П35

0,97

136,5

П37

0,65

149,2

П39

1,2

161,9

П45

0,92

211,1

П46

12,7

2,05

8,7

18

П49

11,1

1,17

269,9

7,7

16

П50

15,9

2,1

10,5

21

П53

11,1

1,41

323,8

7,7

16

П54

15,9

2,6

10,5

21

П57

11,1

1,65

381

7,7

16

П65

2,1

469,9

П66

15,9

3,89

10,5

21

П73

12,7

2,18

584,2

8,7

18

П74

19

3,6

12,3

24

Пф1

11,1

0,38

90

7,7

16

Пф2

9

0,43

92

8

18

Пф3

11,1

0,95

205

7,7

Пф4

0,99

228

16

 

Для герметизации фланцевых соединений ГОСТ 28919 второго типа (без зазора между торцами) используются стальные кольца следующего типа:

Для них используется другая таблица исполнений:

Обозначение

h

b

D

R

b1

D1

d

Вес

БХ152

10,2

10,2

84,7

1

8,8

83,2

1,6

0,19

БХ153

11,4

11,4

100,9

9,8

99,3

0,28

БХ154

12,4

12,4

116,8

1,2

10,6

115,1

0,38

БХ155

14,2

14,2

148

12,2

145,3

0,65

БХ156

18,6

18,6

237,9

1,6

16

235,3

3,2

1,9

БХ157

21

21

294,5

2

18

291,5

2,9

БХ158

23,1

23,1

352

19,9

348,8

4,3

БХ159

25,7

25,7

426,7

2,5

22,1

423,1

6,7

БХ160

23,8

13,7

402,6

2

10,4

399,2

3,2

БХ162

14,2

14,2

475,5

1,2

12,2

473,5

1,6

4

БХ163

30,1

17,37

556,1

3

13,1

551,9

3

6,86

БХ164

24,58

570,5

20,3

556,3

9,8

БХ165

32

18,5

624,7

14

620,2

3,2

9,5

БХ166

26,1

640

21,6

635,5

14,4

БХ167

35,9

13,1

759,4

3,2

8

754,3

1,6

10

БХ168

16

765,2

11

760,2

14

 

Согласно требованиям ГОСТ 13846, взаимное сочетание номинальных диаметров отдельных элементов фонтанной арматуры зависит от рабочего давления добываемого нефтепродукта:

Давление (МПа)

Диаметр ствола

Диаметр боковых патрубков елки

Диаметр боковых патрубков трубной головки

21

150

100

50 – 65

14 – 140

100

65 – 100

80

50 – 80

14 – 105

65

50 – 65

50

60

50

 

Гидравлические испытания производятся под давлением, превышающим показатель рабочего давления в 1,5 раза для PN 70 – 140 МПа и в 2 раза для PN 14 – 35 МПа. Допускается блочная компоновка отдельных элементов устьевого оборудования для сокращения количества фланцевых соединений.

Хомутовые соединения вместо фланцевых на фонтанной арматуре применяют иностранные производители «Грэй Тулз» и «Камерон».

 

Возврат к списку