ГОСТ Р 13533-2013 Нефтяная и газовая промышленность. Оборудование буровое и эксплуатационное. Оборудование со стволовым проходом. Общие технические требования.

         

     ГОСТ Р ИСО 13533-2013

 

      

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

 

 НЕФТЯНАЯ И ГАЗОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ. ОБОРУДОВАНИЕ БУРОВОЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННОЕ. ОБОРУДОВАНИЕ СО СТВОЛОВЫМ ПРОХОДОМ

 

 Общие технические требования

 

 Petroleum and natural gas industries. Drilling and production equipment. Drill-through equipment. General technical requirements

ОКС 75.180.10

ОКП 36 6191

Дата введения 2014-03-01

 

      

     

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ВНИИНМАШ) на основе аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4, который выполнен ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ".

 

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 23 "Техника и технологии добычи и переработки нефти и газа"

 

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 сентября 2013 г. N 886-ст

 

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 13533:2001* "Нефтяная и газовая промышленность. Буровое и эксплуатационное оборудование. Оборудование со стволовым проходом" (ISO 13533:2001 "Petroleum and natural gas industries - Drilling and production equipment - Drill-through equipment") с учетом изменений и дополнений Cor.1:2005 (Е).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

 

           

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования идентичного ему международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

 

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении DA.

 

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать номинальные значения температур при эксплуатации оборудования на территории РФ в соответствии с ГОСТ 15150-69.

 

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать для сталей серии 300 российские аналоги 08X18Н10, 03X17Н14М2, 08X18Н10Т

 

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

 

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

 

 

 Введение

Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 13533:2001, который разработан на основе API Specification 16А; второе издание от 1 июня 1998 [1].

 

Настоящий стандарт предназначен для обеспечения возможности безопасной эксплуатации и применения принципа взаимозаменяемости при использовании запасных частей, изготовленных в соответствии с требованиями ИСО 13533:2001.

 

 

      1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к техническим характеристикам, проектированию, реконструкции, расширению, капитальному ремонту, материалам, испытаниям, контролю, сварке, маркировке, погрузочно-разгрузочным работам, хранению и перевозке оборудования со стволовым проходом, используемого при бурении нефтегазовых скважин. Стандарт определяет условия эксплуатации, для которых проектируется оборудование в отношении давления, температуры и скважинных флюидов.

 

Настоящий стандарт применяется и устанавливает требования для следующего специального оборудования:

 

a) плашечных превенторов;

 

b) блоков плашек, плашечных уплотнительных узлов и верхних уплотнений;

 

c) кольцевых превенторов;

 

d) кольцевых уплотнительных узлов;

 

e) гидравлических соединителей;

 

f) буровых катушек;

 

g) переходной катушки;

 

h) свободных соединений;

 

k) зажимных хомутов.

 

Взаимозаменяемость по размерам ограничивается концевыми и выпускными соединениями.

 

На рисунках 1 и 2 показано типовое оборудование, определяемое настоящим стандартом; рекомендации по отчетам при отказах приведены в приложении F.

 

 

     

1 - кольцевая прокладка по ИСО 10423; 2 - кольцевой противовыбросовый превентор (ВОР); 3 - зажимной хомут; 4 - плашечный противовыбросовый превентор (ВОР); 5 - буровая катушка; 6 - трубопроводная арматура по ИСО 10423; 7 - устье скважины; 8 - обсадная колонна; 9 - концевые и выпускные соединения; 10 - оборудование со стволовым проходом по ИСО 13533; 11 - устьевое оборудование по ИСО 10423

     

Рисунок 1 - Типовое наземное оборудование со стволовым проходом

     

    

 

      

1 - соединение водоотделяющей колонны; 2 - гибкое/шаровое соединение; 3 - кольцевой противовыбросовый превентор (ВОР); 4 - гидравлический соединитель; 5 - переходная катушка; 6 - плашечный противовыбросовый превентор (ВОР); 7 - трубопроводная арматура по ISO 10423; 8 - гидравлические соединители; 9 - устье скважины; 10 - оборудование водоотделяющей колонны; 11 - оборудование со стволовым проходом по ИСО 13533; 12 - устьевое оборудование по ИСО 10423

     

Рисунок 2 - Типовое подводное оборудование со стволовым проходом

Настоящий стандарт не распространяется на эксплуатацию или испытания оборудования со стволовым проходом в промысловых условиях.

 

 

      2 Нормативные ссылки

Следующие нормативные ссылки содержат положения, которые также являются положениями настоящего стандарта при наличии на них ссылок в тексте данного документа. Для датированных ссылок следует применять только указанные издания. Однако стороны, заключающие соглашения на основании данного стандарта, должны рассматривать возможность применения последних изданий нормативных ссылок. Для недатированных ссылок следует применять последнее издание, включая любые изменения и поправки к ним. Организации - члены ИСО и МЭК ведут реестры действующих в настоящее время международных стандартов.

 

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты*:

_______________

* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.     

           

ИСО 2859-1:1989* Процедуры выборочного контроля по качественным признакам. Часть 1. Планы выборочного контроля с указанием приемлемого уровня качества (AQL) для последовательного контроля партий (ISO 2859-1:1989, Sampling procedures for inspection by attributes - Part 1: Sampling plans index edbyac ceptable quality level (AQL) forlot-by-lotin spection)

_______________

* Действует ИСО 2859-1:1999.

 

ИСО 6506-1 Материалы металлические. Определение твердости по Бринеллю. Часть 1. Метод испытания (ISO 6506-1, Metallic materials Brinell hardness test - Part 1: Test method)

 

ИСО 6507-1 Материалы металлические. Определение твердости по Виккерсу. Часть 1. Метод испытания (ISO 6507-1, Metallic materials - Vickers hardness test - Part 1: Test method)

 

ИСО 6508-1 Материалы металлические. Испытание на твердость по Роквеллу. Часть 1. Метод испытаний (шкалы А, В, С, D, Е, F, G, Н, K, N, Т) (ISO 6508-1, Metallic materials - Rockwell hardness test - Part 1: Test method (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)

 

ИСО 6892* Материалы металлические. Испытания на растяжение при температуре окружающей среды (ISO 6892, Metallic materials - Tensile testing at ambient temperature)

_______________

* Заменен на ИСО 6892-1.

 

ИСО 9712:2005 Контроль неразрушающий. Аттестация и сертификация персонала (ISO 9712:2005 Nondestructive testing - Qualification and certification of personnel)

 

ИСО 10423:2001* Промышленность нефтяная и газовая. Буровое и эксплуатационное оборудование. Устьевая и фонтанная арматура (ISO 10423:2001, Petroleum and natural gas industries - Drilling and production equipment - Wellhead and christmas tree equipment)

_______________

* Действует ИСО 10423:2009.

 

ИСО 11961:1996* Промышленность нефтяная и газовая. Стальные трубы для применения в качестве бурильных труб. Технические условия (ISO 11961:1996, Petroleum and natural gas industries - Steel pipes for use as drill pipe - Specification)

_______________

* Действует ИСО 11961:2008.

 

ИСО 13665* Трубы стальные напорные бесшовные и сварные. Контроль тела трубы магнитопорошковым методом для обнаружения поверхностных несовершенств (ISO 13665, Seamless and welded steel tubes for pressure purposes - Magnetic particle inspection of the tube body for the detection of surface imperfections)

_______________

* Заменен на ИСО 10893-5:2001.

 

ИСО/МЭК 17025-99 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий (General requirements for the competence of testing and calibration laboratories).

 

Для однозначного соблюдения требований настоящего стандарта, выраженных в датированных ссылках, рекомендуется использовать только данный ссылочный стандарт.

 

 

      3 Термины и определения

В настоящем стандарте используются следующие термины с соответствующими определениями:

 

3.1 болтовое крепление (bolting): Резьбовые крепежные детали, используемые для соединения концевых или выпускных соединений.

 

3.2 бугель (hub): Выступающее опорное кольцо с внешними наклонными упорными торцами и уплотнительным механизмом, предназначенное для соединения оборудования, работающего под давлением.

 

3.3 буровая катушка (drilling spool): Элемент оборудования, находящийся под давлением, имеющий концевые соединения, установленный ниже или между отдельными единицами оборудования со стволовым проходом.

 

Примечание - В случае, если предусматриваются концевые соединения, то они должны изготавливаться в соответствии с настоящим стандартом.

 

3.4 визуальный контроль (visual examination): Контроль деталей и оборудования на наличие дефектов в материале и качестве изготовления, осуществляемый невооруженным глазом.

 

3.5

 

 

восстановление (remanufacture): Событие, при котором после неисправности наступает работоспособное состояние изделия.

 

 

[ГОСТ Р 27.002-2009, пункт 131]

 

3.6 вырезать круглое отверстие (trepan): Выполнение отверстия в детали путем высверливания кольцевой коронкой с целью извлечения сплошного центрального стержня.

 

3.7 гидравлический соединитель (hydraulic connector): Оборудование со стволовым проходом с гидравлическим приводом, который закрывает и герметически изолирует концевые соединения.

 

3.8 глухая срезающая плашка (blind-shear ram): Запирающий и герметизирующий элемент плашечного превентора, который вначале срезает трубу в стволовом проходе, а затем герметизирует ствол или работает как глухая плашка, если отсутствует труба в стволовом проходе.

 

3.9 глухая плашка (blind ram): Запирающий и герметизирующий элемент плашечного превентора, который герметично перекрывает открытый стволовой проход.

 

3.10 глухое соединение (blind connection): Концевое или выпускное соединение без центрального отверстия, используемое для полного закрытия соединения.

 

3.11 дата изготовления (date of manufacture): Дата окончательной приемки изготовителем готового оборудования.

 

3.12 деформированная структура (wrought structure): Структура, которая не является литой дендритной структурой.

 

3.13 деталь (part): Индивидуальный элемент, который используется при сборке отдельного узла оборудования.

 

3.14 деталь, работающая под давлением, элемент, работающий под давлением (pressure-containing part, pressure-containing member): Деталь, находящаяся под воздействием скважинных флюидов, отказ которой может привести к выходу скважинного флюида в окружающую среду.

 

Примеры - Корпуса, крышки и соединительные штоки.

 

3.15 деталь, регулирующая давление, элемент, регулирующий давление (pressure-controlling part, pressure-controlling member): Деталь, предназначенная для контроля или регулирования перемещения скважинных флюидов.

 

3.16 деталь, удерживающая давление, элемент, удерживающий давление (pressure-retaining part, pressure-retaining member): Деталь, которая не находится под воздействием скважинных флюидов, но отказ которой может привести к выходу скважинного флюида в окружающую среду.

 

Пример - Запорные болты или зажимные хомуты.

 

3.17 другие концевые соединения, OEC (other end connection, ОЕС): Соединение, которое не регламентировано стандартом ИСО.

 

Примечание - Понятие включает фланцы ИСО и бугели с прокладками, выполненные без соблюдения требований стандартов ИСО, и фирменные соединения изготовителей.

 

3.18 зажимной хомут (clamp): Устройство с внутренними наклонными упорными торцами, используемое для зажима сопрягаемых бугелей.

 

3.19 запорное болтовое крепление (closure bolting): Резьбовые крепежные элементы, используемые для соединения находящихся под давлением деталей, отличных от концевых или выпускных соединений.

 

3.20 заводской сварной шов (fabrication weld): Сварной шов, соединяющий две или более деталей.

 

3.21 закругленная индикация (rounded indication): Индикация (контроль магнитопорошковым методом и методом проникающей жидкости), имеющая приблизительно круглую или эллиптическую форму длиной меньше чем три ее ширины.

 

3.22 зона термического влияния, HAZ (heat-affected zone HAZ): Та часть основного металла, которая не расплавлялась, но ее механические характеристики или микроструктура были изменены при нагреве в процессе сварки или резания.

 

3.23 идентификация (serialization): Присвоение индивидуального кода отдельным деталям и/или частям оборудования для ведения их регистрации.

3.24 индикация (indication): Видимый признак трещин, раковин или других аномалий, которые обнаруживаются в процессе контроля магнитопорошковым методом и методом проникающей жидкости.

 

3.25 калибровка (calibration): Совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений метрологических характеристик средств измерений.

 

3.26 квалифицированный персонал (qualified personnel): Специально подготовленные лица, прошедшие проверку знаний в объеме, обязательном для данной работы, обладающие характеристиками или способностями, полученными в процессе обучения, на практике или в обоих случаях, и оцененными в соответствии с установленными требованиями изготовителя.

 

3.27 ковать (forge): Пластически деформировать обычно разогретый металл для придания ему заданных форм с использованием сжимающих нагрузок, открытых или закрытых пресс-форм.

 

3.28 кольцевой превентор (annular blowout preventer): Превентор, в котором используется формовой эластомерный уплотнительный элемент для герметизации пространства между трубой и стволовым проходом или открытого ствола.

 

3.29 концевая нагрузка давления (pressure end load): Осевая нагрузка от внутреннего давления, приложенного к сечению, которое определяется максимальным диаметром уплотнителя.

 

3.30 концевое соединение (end connection): Фланец (со шпильками или со свободной поверхностью), бугельное соединение или другое концевое соединение (3.17), предназначенное для соединения отдельных единиц оборудования и являющееся неотделимой частью этого оборудования.

 

3.31 корпус (body): Любая часть оборудования между концевыми соединениями, с внутренними деталями или без них, которая удерживает давление в скважине.

 

3.32 коррозионно-стойкая кольцевая канавка (corrosion-resistant ring groove): Кольцевая канавка с металлическим покрытием, стойким к потере металла при коррозии.

 

3.33 критерии приемки (acceptance criteria): Определенные ограничения на характеристики материалов, изделия или условия эксплуатации.

 

3.34 линейная индикация (linear indication): Индикация (контроль магнитопорошковым методом и методом проникающей жидкости), длина которой равна или больше, чем три ее ширины.

 

3.35 нагрузка посадки прокладки (gasket-seating load): Часть хомутовой нагрузки, необходимая для посадки прокладки и обеспечения контакта между сопрягаемыми поверхностями бугелей.

 

3.36 нагрузка удержания прокладки (gasket-retaining load): Часть хомутовой нагрузки, необходимая для компенсации разъединяющего усилия, которое прокладка под давлением оказывает на бугели.

 

3.37 номинальное рабочее давление (rated working pressure): Максимальное внутреннее давление, на действие и/или управление которым было рассчитано оборудование.

 

3.38 оборудование (equipment): Любая отдельная укомплектованная установка, которая может использоваться в соответствии со своим назначением без дальнейшей обработки или сборки.

 

3.39 обрабатывать в горячем состоянии (hot-work): Подвергать металл пластической деформации при температуре выше температуры рекристаллизации.

 

3.40 объемный неразрушающий контроль (volumetric non-destructive examination): Контроль на наличие внутренних дефектов материала радиографическим методом, методом акустической эмиссии или ультразвуковым методом.

 

3.41 ответственный элемент (critical component): Деталь, к которой относятся требования настоящего стандарта.

 

3.42 отливать (cast): Заливать расправленный металл в литейную форму для изготовления детали заданной формы.

 

3.43 отливка (casting): Деталь конечной или близкой к конечной формы, полученная в результате отверждения материала в литейной форме.

 

3.44 переходная катушка (adapter): Элемент оборудования, работающего под давлением, с концевыми соединениями различного номинального размера и/или номинального давления.

 

3.45 противовыбросовый превентор ВОР (blowout preventer): Оборудование (или трубопроводная арматура), устанавливаемое на устье скважины для удержания давления в скважине - в кольцевом пространстве между обсадной колонной и трубами или в открытом стволе в процессе бурения, заканчивания скважины, испытания или работы по капитальному ремонту скважины.

 

3.46 поковка (forging): Фасонная металлическая деталь, изготовленная способом ковки.

 

3.47 плавка, партия плавки (heat, cast lot): Материал, получаемый из законченной плавки.

Примечание - Плавка для переплавляемых сплавов определяется как исходный материал, получаемый от отдельного переплавляемого слитка.

 

3.48 подготовленная кромка под сварку (weld groove): Зона между двумя свариваемыми металлами, которая была подготовлена для заполнения сварочным металлом.

 

3.49 плашечный превентор (ram blowout preventer): Превентор, в котором используются металлические блоки с цельными уплотнениями из эластомера для герметизации давления в стволовом проходе при наличии или отсутствии труб в стволе.

 

3.50 протокол (record): Официальный документ, в котором фиксируются какие-либо фактические обстоятельства.

 

3.51 прослеживаемость партии изделий (job-lot traceability): Возможность отслеживания деталей как отдельной партии изделий с идентификацией соответствующей плавки (плавок).

 

3.52 предел текучести (yield strength): Уровень напряжения, измеренный при комнатной температуре, при котором материал пластически деформируется и при снятии напряжения не возвращается к своим исходным размерам.

 

Примечания

 

1 Выражается в ньютонах на квадратный миллиметр (фунты на квадратный дюйм) нагружаемой площади.

 

2 Все пределы текучести, указанные в настоящем стандарте, рассматриваются как условные пределы текучести (0,2% смещение) в соответствии с ИСО 6892.

 

3.53

 

 

ремонт (repair): Часть корректирующего технического обслуживания, включающая непосредственные действия, выполняемые на изделии.

 

 

[ГОСТ Р 27.002-2009, пункт 125]

 

 

Примечание - Ремонт не включает выполнение механической обработки, сварки, термообработки или других операций по изготовлению деталей и узлов, а также не предусматривает замену деталей или элементов, работающих под давлением. Ремонт может включать в себя замену деталей, отличных от деталей или элементов, работающих под давлением.

 

3.54 садка (heat treatment load): Материал, который проходит один цикл термообработки как отдельная партия.

 

3.55 свободное соединение (loose connection): Фланец (со шпильками или со свободной поверхностью) - бугельное соединение или другое концевое соединение (3.17), предназначенное для соединения оборудования, но не являющееся цельной частью этого оборудования.

 

Пример - Ленточные самописцы, самописцы с круговой диаграммой или компьютерные системы.

 

3.56 свариваемое соединение (weld joint): Соединение элементов для обеспечения их сварки.

 

3.57 сварной шов с полным проплавлением (full-penetration weld): Сварной шов, который проходит через всю толщину соединяемых деталей.

 

3.58 сварной шов при капитальном ремонте (major repair weld): Сварной шов, глубина которого больше, чем 25% первоначальной толщины стенки или 25 мм, смотря по тому, какое из них меньше.

 

3.59 сварной шов, не находящийся под давлением (non-pressure-containing weld): Сварной шов, разрушение которого не уменьшает целостность элемента, находящегося под давлением.

 

3.60 сварной шов, находящийся под давлением (pressure-containing weld): Сварной шов, разрушение которого уменьшает целостность элемента, находящегося под давлением.

 

3.61 сваривать (weld): Соединять материалы путем сплавления с добавлением или без добавления сварочных материалов.

 

3.62 серия продукции (product family): Модель или тип специфического оборудования, перечисленного в разделе 1 настоящего стандарта.

 

3.63 система сбора данных (data acquisition system): Система для хранения и/или предоставления постоянных копий сведений о проведенных испытаниях.

 

3.64 снятие напряжений (stress relief): Контролируемый нагрев материала до определенной температуры с целью снижения остаточных напряжений.

 

3.65 соответствие (conformance): Полное соблюдение указанных требований.

 

3.66 специальная технология (special process): Технологическая операция, изменяющая или оказывающая влияние на свойства материала.

 

3.67 стабилизированное давление (stabilized pressure): Испытание под давлением - режим, при котором первоначальная интенсивность снижения давления уменьшена до величины, указанной изготовителем.

 

Примечание - Снижение давления может быть следствием таких явлений, как изменение температуры, усадка эластомерных уплотнений или сжатие воздуха, попавшего в оборудование при испытании.

 

3.68 стабилизированная температура (stabilized temperature): Термическое испытание - режим, при котором первоначальные колебания температуры уменьшены до диапазона, указанного изготовителем.

 

Примечание - Колебание температуры может быть следствием таких явлений, как смешивание флюидов с различной температурой, конвекция или теплопроводность.

 

3.69 стандартное соединение (standard connection): Фланец, бугель или шпилечное соединение, изготовленные в соответствии со стандартом ИСО, включая требования к размерам.

 

3.70 соединение на шпильках (studded connection): Соединение, у которого резьбовые удерживающие шпильки завинчиваются в резьбовые отверстия.

 

3.71 существенная индикация (relevant indication): Индикация (контроль магнитопорошковым методом и методом проникающей жидкости), наибольший размер которой превышает 1,6 мм (0,062 дюйма).

 

3.72 термообработка (heat treatment, heat treating): Чередующиеся этапы контролируемого нагрева и охлаждения материалов с целью изменения физических и механических свойств.

 

3.73 трубная плашка (pipe ram): Запирающий и герметизирующий элемент плашечного превентора, который герметизирует трубы в стволовом проходе.

 

3.74 термообработка после сварки, PWHT (post-weld heat treatment, PWHT): Любая термообработка после сварки, включая снятие напряжений.

 

3.75 утечка (leakage): Видимый выход флюида под давлением из внутренней части на наружную поверхность оборудования, находящегося под давлением, при его испытании.

 

3.76 универсальная трубная плашка, VBR (variable-bore ram, VBR): Запирающий и герметизирующий элемент в плашечном превенторе, который способен герметизировать трубы различного размера.

 

3.77 фланец (flange): Выступающее опорное кольцо с отверстиями для болтов и имеющее уплотнительный механизм, предназначенное для соединения отдельных единиц работающего под давлением оборудования с помощью болтового крепления к другому фланцу.

 

3.78 хомутовая нагрузка (clamping load): Осевая нагрузка, прикладываемая к бугелям зажимным хомутом при затягивании болтов.

 

3.79 химический анализ (chemical analysis): Определение химического состава материала.

 

3.80 цельные (integral): Детали, соединенные ковкой, литьем или сваркой.

 

Примечания

 

1 integral HWDP - труба, изготовленная из одной цельной трубной заготовки [1].

 

2 welded HWD - труба, изготовленная методом приварки замковых соединений и участка центральной высадки [1].

 

3.81
чистота обработки поверхности,
(surface finish,
): Значение измерения средней шероховатости поверхности.
 

Примечания

 

1 Выражается в микрометрах (мкм).

 

2 Все значения чистоты обработки поверхности, указанные в настоящем стандарте, должны рассматриваться как максимальные значения.

 

 

      4 Сокращения

В настоящем стандарте используются следующие сокращения:

 

ANSI - Американский национальный институт по стандартизации;

 

API - Американский нефтяной институт;

 

AQL - приемочный уровень качества;

 

ASME - Американский институт инженеров-механиков;

 

ASNT - Американское общество по неразрушающему контролю;

 

ASTM - Американское общество по испытанию и материалам;

 

AWS - Американское общество по сварке;

 

ЗTB (HAZ) - зона термического влияния;

 

ВД (ID) - внутренний диаметр;

 

ПЖ (LP) - проникающая жидкость;

 

МП (MP) - магнитный порошок;

 

N/A - нет данных, не доступен;

 

NACE - Национальная ассоциация инженеров-специалистов по коррозии;

 

СКВ (RMS) - среднеквадратичная величина;

 

НК (NDE) - неразрушающий контроль;

 

НД (OD) - наружный диаметр;

 

ОЕС - другое концевое соединение;

 

OEM - предприятие-изготовитель оборудования;

 

СУ (OS) - система управления;

 

ПКП (PQR) - протокол квалификации процедуры;

 

ОКИ (PDC) - описательный код изделия;

 

УТП (VBR) - универсальная трубная плашка;

 

СПС (WPS) - спецификация на процесс сварки.

 

 

      5 Конструктивные требования

 

 

      5.1 Обозначение размеров

Оборудование, к которому применим настоящий стандарт, должно иметь размер вертикального стволового прохода (проходной диаметр), соответствующий размеру, приведенному в таблице 1.

 

Таблица 1 - Размеры оборудования

 

 

 

 

Значение номинального размера

Проходной диаметр

мм

(дюйм)

мм

(дюйм)

179

7 1/16

178,61

7,032

228

9

227,84

8,970

279

11

278,64

10,970

346

13 5/8

345,31

13,595

425

16 3/4

424,69

16,720

476

18 3/4

475,49

18,720

527

20 3/4

526,29

20,720

540

21 1/4

538,99

21,220

680

26 3/4

678,69

26,720

762

30

761,24

29,970

 

 

      

     

 

      5.2 Условия эксплуатации

5.2.1 Номинальное рабочее давление

 

Оборудование, к которому применяется настоящий стандарт, должно быть отнесено только к номинальным рабочим давлениям, указанным в таблице 2.

 

Таблица 2 - Номинальное рабочее давление оборудования

 

 

МПа

(psi)

13,8

2000

20,7

3000

34,5

5000

69,0

10000

103,5

15000

138,0

20000

 

5.2.2 Номинальные значения температуры

 

Минимальной температурой является наиболее низкая температура окружающей среды, воздействию которой может подвергаться оборудование. Максимальной температурой является наиболее высокая температура флюида, который может проходить через оборудование.

Металлические детали оборудования должны быть рассчитаны для диапазонов температур, указанных в таблице 3.

 

Таблица 3 - Диапазоны температур для металлических материалов

 

 

 

Классификация

Рабочий диапазон

 

 

°С

°F

Т-75

от -59 до 121

от -75 до 250

Т-20

от -29 до 121

от -20 до 250

Т-0

от -18 до 121

от 0 до 250

 

Скважинные эластомерные материалы оборудования должны быть рассчитаны для работы в пределах температурных классов, указанных в таблице 4.

 

Таблица 4 - Диапазоны температур для неметаллических материалов

 

 

 

 

 

 

Нижний предел (первое число)

Верхний предел (второе число)

Код

Температура

Код

Температура

 

 

°С

(°F)

 

 

°С

(°F)

А

-26

-15

А

82

180

В

-18

0

В

93

200

С

-12

10

С

104

220

D

-7

20

D

121

250

Е

-1

30

Е

149

300

F

4

40

F

177

350

G

Другие

Другие

G

Другие

Другие

X

См. примечание

См. примечание

X

См. примечание

См. примечание

Примечание - Эти элементы могут выдерживать класс температур от 4 °С до 82 °С (от 40 °F до 180 °F) без проведения подтверждающего температурного испытания; при этом необходимо обеспечить их маркировку как температурный класс "XX".

Пример - Диапазон температур для материала "ЕВ" от -1 °С до 93 °С (от 30 °F до 200 °F).

 

Все другие эластомерные уплотнения должны быть рассчитаны для работы при температурах в соответствии с документально оформленными спецификациями изготовителя.

 

5.2.3 Характеристики удерживаемых флюидов

 

Все металлические материалы, которые находятся в контакте со скважинными флюидами, должны отвечать [22] для работы в присутствии сернистых соединений.

 

 

      5.3 Специальные конструктивные требования к оборудованию

5.3.1 Фланцевые концевые и выпускные соединения

 

5.3.1.1 Общие сведения

 

Фланцевые концевые и выпускные соединения должны отвечать требованиям к размерам по ИСО 10423.

 

Фланцевые соединения типа 6В и API 6ВХ могут использоваться как цельные соединения.

 

Фланцы типа 6В и API 6ВХ как цельные части оборудования со стволовым проходом не должны иметь соединений для испытаний.

 

Фланцевые соединения типа 6В и API 6ВХ должны проектироваться для использования в комбинации с размерными обозначениями и номинальными давлениями, показанными в таблице 5.

 

Таблица 5 - Номинальные давления и диапазоны размеров фланцевых соединений по ИСО 10423

В миллиметрах (дюймах)

 

 

 

 

Номинальное давление

Тип 6В

Тип 6ВХ

МПа

(psi)

 

 

 

 

13,8

2000

от 52 до 540

(от 2 1/6 до 21 1/4)

от 680 до 762

(от 26 3/4 до 30)

20,7

3000

от 52 до 527

(от 2 1/16 до 20 3/4)

от 680 до 762

(от 26 3/4 до 30)

34,5

5000

от 52 до 279

(от 2 1/16 до 11)

от 346 до 540

(от 13 5/8 до 21 3/4)

69,0

10000

-

от 46 до 540

(от 1 13/16 до 21 1/4)

103,5

15000

-

от 46 до 476

(от 1 13/16 до 18 3/4)

138,0

20000

-

от 46 до 346(от 1 13/16 до 13 5/8)

 

5.3.1.2 Фланцевые соединения типа API 6В

 

Фланцевые соединения типа 6В являются соединениями кольцевого типа и не предназначены для соединения торец к торцу. Болтовая нагрузка при свинчивании соединения воздействует на металлическую прокладку. Фланцы типа 6В должны иметь болтовую или шпилечную конструкцию.

 

Размеры для цельных фланцев типа 6В должны соответствовать ИСО 10423.

 

Размеры для всех кольцевых канавок должны соответствовать ИСО 10423.

 

5.3.1.3 Фланцевые соединения типа API 6ВХ

 

Фланцевые соединения типа 6ВХ являются соединениями кольцевого типа и спроектированы с привалочным торцом. В зависимости от допусков болтовая нагрузка при свинчивании соединения может воздействовать на привалочную поверхность фланца в случае, когда прокладка была правильно установлена. Этот упор предупреждает повреждение фланца или прокладки при чрезмерном крутящем моменте свинчивания болтовых соединений. Поэтому один из фланцев соединения 6ВХ должен иметь привалочную поверхность. Фланцы типа 6ВХ должны иметь болтовую или шпилечную конструкцию.

 

Размеры для цельных фланцев типа 6ВХ должны соответствовать ИСО 10423.

 

Размеры для всех кольцевых канавок должны соответствовать ИСО 10423.

 

Если прочность наплавляемого сплава равна или превышает прочность основного металла, могут использоваться другие подготовительные операции под сварку.

 

5.3.2 Концевые и выпускные соединения на шпильках

 

5.3.2.1 Общие сведения

 

Два типа концевых и выпускных соединений на шпильках (6В и 6ВХ), указываемые в настоящем стандарте, должны соответствовать ИСО 10423.

 

Шпилечные соединения 6В и 6ВХ могут использоваться как цельные соединения.

 

Конструкция шпилечных соединений должна соответствовать требованиям, указанным в 5.3.1.1, за исключением тех, которые указаны в 5.3.2.2 и 5.3.2.3.

 

5.3.2.2 Соединения на шпильках типа 6В

 

Размеры соединений на шпильках типа 6В должны соответствовать ИСО 10423 по размеру проходного отверстия, диаметру делительной окружности центров отверстий под шпильки и наружному диаметру фланца.

 

Механическая обработка соединений на шпильках должна проводиться в соответствии с ИСО 10423.

 

Размеры отверстий под шпильки и их размещение должно соответствовать ИСО 10423. Форма резьбы резьбового отверстия должна отвечать требованиям 5.3.3. Минимальный диаметр по впадинам резьбы с полным профилем в отверстии должен быть равным наружному диаметру резьбы шпильки, а максимальная глубина должна соответствовать документально оформленной спецификации изготовителя.

 

5.3.2.3 Соединения на шпильках типа 6ВХ

 

Размеры соединений на шпильках типа 6ВХ должны соответствовать ИСО 10423 по размеру проходного отверстия, диаметру делительной окружности центров отверстий под шпильки и наружному диаметру фланца.

 

Механическая обработка соединений на шпильках должна проводиться в соответствии с ИСО 10423.

 

Размеры отверстий под шпильки и их размещение должны соответствовать ИСО 10423. Форма резьбы резьбового отверстия должна отвечать требованиям 5.3.3. Минимальный диаметр по впадинам резьбы с полным профилем в отверстии должен быть равным наружному диаметру резьбы шпильки, а максимальная глубина должна соответствовать документально оформленной спецификации изготовителя.

 

5.3.3 Шпильки, гайки и резьбовые отверстия под шпильки (болтовое крепление)

 

Болтовые крепления концевых и выпускных соединений как шпилечные, так и фланцевые, должны отвечать ИСО 10423.

 

5.3.4 Бугельные концевые и выпускные соединения

 

5.3.4.1 Общие сведения

 

Концевые и выпускные бугели (16В и 16ВХ) должны соответствовать требованиям настоящего стандарта.

 

Бугели 16В и 16ВХ могут использоваться как цельные соединения.

 

Бугели 16В и 16ВХ как цельные части оборудования со стволовым проходом не должны иметь соединений для испытаний.

 

Бугели типа 16В и 16ВХ должны проектироваться для использования в комбинации с размерными обозначениями и номинальными давлениями, показанными в таблице 6.

 

Таблица 6 - Номинальные давления и диапазоны размеров бугелей типа 16В и 16ВХ

В миллиметрах (дюймах)

 

 

 

 

Номинальное давление

Тип 16В

Тип 16ВХ

МПа

(psi)

 

 

 

 

13,8

2000

179 (7 1/6), 425 (16 3/4), 540 (21 1/4)

-

20,7

3000

279 (11), 346 (13 5/8), 425 (16 3/4)

-

34,5

5000

-

от 52 до 540

(от 2 1/16 до 21 1/4)

69,0

10000

-

от 46 до 540

(от 1 13/16 до 21 1/4)

103,5

15000

-

от 46 до 476

(от 1 13/16 до 18 3/4)

138,0

20000

-

от 46 до 279(от 1 13/16 до 11)

 

5.3.4.2 Бугели типа 16В

 

Бугели типа 16В являются соединениями кольцевого типа и предназначены для соединения торец к торцу. Для этих соединений используется кольцевая прокладка типа RX. Чтобы обеспечить соединение торец к торцу, должна использоваться кольцевая прокладка специального типа SR, как показано в таблицах 7 и 8.

 

Таблица 7 - Цельные бугельные соединения типа 16В для номинального рабочего давления 13,8 МПа (2000 psi)

 

 

 

 

 

 

 

 

Номинальный размер

мм

(дюйм)

Проходное

отверстие

 

мм

(дюйм)

Наружный

диаметр

 

мм

(дюйм)

Полная толщина фланца

 

мм

(дюйм)

Наибольший диаметр шейки

 

мм

(дюйм)

Минимальная

длина шейки

 

мм

(дюйм)

Номер кольцевой канавки

Номер зажимного хомута

179

179,40

263,52

36,64

225,40

63,5

SR-45

25

(7 1/16)

(7,062)

(10,375)

(1,443)

(8,875)

(2,50)

 

 

425

425,45

517,52

32,22

482,60

79,5

SR-65

12

(16 3/4)

(16,750)

(20,375)

(1,269)

(19,000)

(3,13)

 

 

540

539,75

669,92

47,54

622,30

127,0

SR-73

18

(21 1/4)

(21,250)

(26,375)

(1,872)

(24,500)

(5,00)

 

 

Допуск

0,75

0,10

0

0

-1,4

-

-

мм

0

-0,10

-0,22

-0,70

 

 

 

(дюйм)

 
 
 
 
 

 

 

 

Таблица 8 - Цельные бугельные соединения типа 16В для номинального рабочего давления 20,7 МПа (3000 psi)

 

 

 

 

 

 

 

 

Номинальный размер

мм

(дюйм)

Проходное

отверстие

 

мм

(дюйм)

Наружный

диаметр

 

мм

(дюйм)

Полная толщина фланца

 

мм

(дюйм)

Наибольший диаметр шейки

 

мм

(дюйм)

Минимальная

длина шейки

 

мм

(дюйм)

Номер кольцевой канавки

Номер зажимного хомута

279

279,40

396,88

35,52

355,60

79,5

SR-53

9

(11)

(11,000)

(15,626)

(1,399)

(14,000)

(3,31)

 

 

346

346,10

466,72

33,92

425,45

81,0

SR-57

11

(13 5/8)

(13,625)

(18,375)

(1,336)

(16,750)

(3,19)

 

 

425

425,45

539,76

37,04

498,45

93,4

SR-65

14

(16 3/4)

(16,750)

(21,250)

(1,459)

(19,625)

(3,68)

 

 

Допуск

0,75

0,10

0

0

-1,4

-

-

мм

0

-0,10

-0,22

-0,72

 

 

 

(дюйм)

 
 
 
 
 

 

 

 

Размеры для цельных бугелей типа 16В должны соответствовать таблицам 7 и 8 и рисунку 3.

 

 

     

Рисунок 3 - Цельные бугельные соединения типа 16В и 16ВХ

Размеры для глухих бугелей типа 16В должны соответствовать таблицам 7 и 8 и рисунку 4.

 

 
Раззенковка бугеля типа 16В и 16ВХ - по усмотрению. При использовании раззенковки глубина ее расточки не должна превышать размеров и допусков
или
, как показано в соответствующей таблице по размерам кольцевых канавок.
 

Рисунок 4 - Глухие бугели типа 16В и 16ВХ

Размеры для всех кольцевых канавок должны соответствовать таблице 9 и рисунку 5. Все поверхности кольцевых канавок должны иметь чистоту поверхности не грубее
1,6 мкм [63
in (микро-дюйм) СКВ].
 
 
Раззенковка бугеля типа 16В и 16ВХ по усмотрению. При использовании раззенковки глубина ее расточки не должна превышать размеров и допусков
или
, как показано в соответствующей таблице по размерам кольцевых канавок.
 

Рисунок 5 - Предварительная механическая обработка кольцевых канавок типа SR

Таблица 9 - Предварительная механическая обработка кольцевых канавок типа SR

 

 

 

 

 

 

 

Номер кольцевой канавки

Наружный диаметр канавки А

Ширина канавки В

Глубина канавки С

 

мм

(дюйм)

мм

(дюйм)

мм

(дюйм)

SR-45

236,62

9,316

23,98

0,944

17,75

0,699

SR-53

349,08

13,743

23,98

0,944

17,75

0,699

SR-57

405,48

15,964

23,98

0,944

17,75

0,699

SR-65

494,38

19,464

23,98

0,944

17,75

0,699

SR-73

611,68

24,082

26,92

1,060

20,96

0,825

Допуск

+7

0

+0,3

0

+7

0

+0,3

0

+7

0

+0,3

0

Примечание - Допускается 3,2 мм (1/8 дюйма) или больше для окончательной механической обработки покрытия.

 

Бугели типа 16В должны иметь прокладки типа RX в соответствии с 5.3.7.

 

Бугельные соединения типа 16В могут изготавливаться с коррозионностойкими покрытиями в кольцевых канавках. Перед тем как нанести покрытие, кольцевые канавки должны быть подготовлены, как указано в таблице 10 и рисунке 6.

 

Размеры в миллиметрах (дюймах)

 

 

     

Рисунок 6 - Окончательная механическая обработка кольцевых канавок типа SR

Таблица 10 - Окончательная механическая обработка кольцевых канавок типа SR

 

 

 

 

 

 

 

Номер кольцевой канавки

Наружный диаметр канавки G

Ширина канавки

Глубина канавки

 

мм

(дюйм)

мм

(дюйм)

мм

(дюйм)

SR-45

228,27

8,987

16,97

0,668

14,28

0,562

SR-53

340,49

13,405

16,97

0,668

14,28

0,562

SR-57

397,13

15,635

16,97

0,668

14,28

0,562

SR-65

486,03

19,135

16,97

0,668

14,28

0,562

SR-73

603,33

23,753

19,92

0,784

17,48

0,688

Допуск

+0,09

0

+0,004

0

+0,09

0

+0,004

0

+0,38

0

+0,016

0

Примечание - Допускается 3,2 мм (1/8 дюйма) или больше для окончательной механической обработки покрытия.

 

Если прочность наплавляемого сплава равна или превышает прочность основного металла, могут использоваться другие подготовительные операции под сварку.

 

Примечания

 

1 - Для глухих бугелей типа 16В, рассчитанных на номинальные рабочие давления 13,8 МПа (2000 psi) и 20,7 МПа (3000 psi), размеры бугелей, кольцевых канавок и допуски указаны в таблицах 7 и 8. При использовании в кольцевых канавках коррозионностойкого покрытия подробная информация об их предварительной механической обработке указана в таблице 9.

 

2 - Для глухих бугелей типа 16ВХ, рассчитанных на номинальные рабочие давления 34,5 МПа (5000 psi), 69,00 МПа (10000 psi), 103,5 МПа (15000 psi) и 138,00 МПа (20000 psi), размеры бугелей, кольцевых канавок и допуски указаны в таблицах 11, 12, 13 и 14. При использовании в кольцевых канавках коррозионностойкого покрытия подробная информация об их предварительной механической обработке указана в ИСО 10423.

 

5.3.4.3 Бугели типа 16ВХ

 

Бугели типа 16ВХ являются соединениями кольцевого типа и спроектированы для соединения торец к торцу. Для этих соединений используется кольцевая прокладка типа ВХ.

 

Размеры для цельных бугелей типа 16ВХ должны соответствовать таблицам 11, 12, 13 и 14 и рисунку 3.

 

Таблица 11 - Цельные бугельные соединения типа 16ВХ для номинального рабочего давления 34,5 МПа (5000 psi)

 

 

 

 

 

 

 

 

Номинальный размер

мм

(дюйм)

Проходное отверстие

,
 

мм

(дюйм)

Наружный диаметр
,
 

мм

(дюйм)

Полная толщина фланца

,
 

мм

(дюйм)

Наибольший диаметр шейки

,
 

мм

(дюйм)

Минимальная длина шейки

,
 

мм

(дюйм)

Номер кольцевой канавки

Номер зажимного хомута

52

52,40

127,78

29,60

92,85

56,3

ВХ-152

1

(2 1/16)

(2,063)

(5,031)

(1,166)

(3,656)

(2,22)

 

 

65

65,10

146,84

29,60

111,90

57,6

ВХ-153

2

(2 9/16)

(2,563)

(5,781)

(1,166)

(4,406)

(2,27)

 

 

78

79,40

160,32

29,60

125,40

59,9

ВХ-154

4

(3 1/16)

(3,125)

(6,312)

(1,166)

(4,938)

(2,36)

 

 

103

103,20

193,68

30,40

158,75

60,4

ВХ-155

5

(4 1/16)

(4,063)

(7,625)

(1,197)

(6,250)

(2,38)

 

 

178

179,40

336,54

41,18

295,25

85,8

ВХ-156

8

(7 1/16)

(7,063)

(13,250)

(1,622)

(11,625)

(3,38)

 

 

228

228,60

336,54

41,18

295,25

85,8

ВХ-157

8

(9)

(9,000)

(13,250)

(1,622)

(11,625)

(3,38)

 

 

279

279,40

412,76

42,00

371,45

104,9

BX-158

10

(11)

(11,000)

(16,250)

(1,654)

(14,625)

(4,13)

 

 

346

346,10

523,88

47,52

482,60

123,9

BX-160

13

(13 5/8)

(13,625)

(20,625)

(1,871)

(19,000)

(4,88)

 

 

425

425,45

650,88

45,16

609,60

139,7

BX-162

19

(16 3/4)

(16,750)

(25,625)

(1,778)

(24,000)

(5,50)

 

 

540

539,75

793,76

92,20

708,00

171,4

BX-165

27

(21 1/4)

(21,250)

(31,250)

(3,630)

(27,875)

(6,75)

 

 

Допуск

0,75

0,10

0

0

-1,4

-

-

мм

0

-0,10

-0,22

-0,70

 

 

 

(дюйм)

 
 
 
 
 

 

 

 

Таблица 12 - Цельные бугельные соединения типа 16ВХ для номинального рабочего давления 69,0 МПа (10000 psi)

 

 

 

 

 

 

 

 

Номинальный размер

мм

(дюйм)

Проходное отверстие

,
 

мм

(дюйм)

Наружный диаметр
,
 

мм

(дюйм)

Полная толщина фланца

,
 

мм

(дюйм)

Наибольший диаметр шейки

,
 

мм

(дюйм)

Минимальная длина шейки

,
 

мм

(дюйм)

Номер кольцевой канавки

Номер зажимного хомута

46

46,05

127,78

29,60

92,85

56,3

ВХ-151

1

(1 13/16)

(1,813)

(5,031)

(1,166)

(3,656)

(2,22)

 

 

52

52,40

146,84

29,60

111,90

57,6

ВХ-152

2

(2 1/16)

(2,063)

(5,781)

(1,166)

(4,406)

(2,27)

 

 

65

65,10

160,32

29,60

125,40

59,9

ВХ-153

4

(2 9/16)

(2,563)

(6,312)

(1,166)

(4,938)

(2,36)

 

 

79

79,40

193,68

30,40

158,75

60,4

ВХ-154

5

(3 1/8)

(3,125)

(7,625)

(1,197)

(6,250)

(2,38)

 

 

103

103,20

214,30

33,26

173,00

71,6

ВХ-155

6

(4 1/16)

(4,063)

(8,437)

(1,310)

(6,812)

(2,82)

 

 

178

179,40

412,76

41,98

371,45

104,9

ВХ-156

10

(7 1/16)

(7,063)

(16,250)

(1,653)

(14,625)

(4,13)

 

 

228

228,60

412,76

41,98

371,45

104,9

ВХ-157

10

(9)

(9,000)

(16,250)

(1,653)

(14,625)

(4,13)

 

 

279

279,40

523,88

51,68

473,05

120,6

ВХ-158

22

(11)

(11,000)

(20,625)

(2,035)

(18,625)

(4,75)

 

 

346

346,10

565,16

58,64

523,85

134,8

ВХ-159

15

(13 5/8)

(13,625)

(22,250)

(2,309)

(20,625)

(5,31)

 

 

425

425,45

711,20

76,32

635,00

156,7

ВХ-162

28

(16 3/4)

(16,750)

(28,000)

(3,005)

(25,000)

(6,17)

 

 

476

476,25

793,76

92,20

708,00

171,4

ВХ-164

27

(18 3/4)

(18,750)

(31,250)

(3,630)

(27,875)

(6,75)

 

 

540

539,75

863,60

101,72

774,70

208,7

ВХ-166

26

(21 1/4)

(21,250)

(34,000)

(4,005)

(30,500)

(8,22)

 

 

Допуск

0,75

0,10

0

0

-1,4

-

-

мм

0

-0,10

-0,22

-0,70

 

 

 

(дюйм)

 
 
 
 
 

 

 

 

Таблица 13 - Цельные бугельные соединения типа 16ВХ для номинального рабочего давления 103,5 МПа (15000 psi)

 

 

 

 

 

 

 

 

Номинальный размер

мм

(дюйм)

Проходное отверстие

,
 

мм

(дюйм)

Наружный диаметр
,
 

мм

(дюйм)

Полная толщина фланца

,
 

мм

(дюйм)

Наибольший диаметр шейки

,
 

мм

(дюйм)

Минимальная длина шейки

,
 

мм

(дюйм)

Номер кольцевой канавки

Номер зажимного хомута

46

46,05

146,84

29,60

111,90

57,6

ВХ-151

2

(1 13/16)

(1,813)

(5,781)

(1,166)

(4,406)

(2,27)

 

 

52

52,40

155,58

41,18

114,30

81,7

ВХ-152

3

(2 1/16)

(2,063)

(6,125)

(1,622)

(4,500)

(3,22)

 

 

65

65,10

155,58

41,18

114,30

81,7

ВХ-153

3

(2 9/16)

(2,563)

(6,125)

(1,622)

(4,500)

(3,22)

 

 

78

77,80

214,30

33,26

173,00

71,6

ВХ-154

6

(3 1/16)

(3,063)

(8,437)

(1,310)

(6,812)

(2,82)

 

 

103

103,20

336,54

41,18

295,25

85,8

ВХ-155

8

(4 1/16)

(4,063)

(13,250)

(1,622)

(11,625)

(3,38)

 

 

179

179,40

523,90

51,68

473,05

120,6

ВХ-156

22

(7 1/16)

(7,063)

(20,626)

(2,035)

(18,625)

(4,75)

 

 

279

279,40

565,16

58,64

523,85

134,8

ВХ-158

15

(11)

(11,000)

(22,250)

(2,309)

(20,625)

(5,31)

 

 

346

346,10

711,20

76,32

635,00

156,7

ВХ-159

28

(13 5/8)

(13,625)

(28,000)

(3,005)

(25,000)

(6,17)

 

 

476

476,25

863,60

101,72

774,70

208,7

ВХ-164

26

(18 3/4)

(18,750)

(34,000)

(4,005)

(30,500)

(8,22)

 

 

Допуск

+0,75

0,10

0

0

-1,4

-

-

мм

0

-0,10

-0,22

-0,70

 

 

 

(дюйм)

 
 
 
 
 

 

 

 

Таблица 14 - Цельные бугельные соединения типа 16ВХ для номинального рабочего давления 138,0 МПа (20000 psi)

 

 

 

 

 

 

 

 

Номинальный размер

мм

(дюйм)

Проходное отверстие

,
 

мм

(дюйм)

Наружный диаметр
,
 

мм

(дюйм)

Полная толщина фланца

,
 

мм

(дюйм)

Наибольший диаметр шейки

,
 

мм

(дюйм)

Минимальная длина шейки

,
 

мм

(дюйм)

Номер кольцевой канавки

Номер зажимного хомута

46

46,05

155,58

41,18

114,30

81,7

ВХ-151

3

(1 13/16)

(1,813)

(6,125)

(1,622)

(4,500)

(3,22)

 

 

52

52,40

155,58

41,18

114,30

81,7

ВХ-152

3

(2 1/16)

(2,063)

(6,125)

(1,622)

(4,500)

(3,22)

 

 

65

65,10

214,30

33,26

173,00

71,6

ВХ-153

6

(2 9/16)

(2,563)

(8,437)

(1,310)

(6,812)

(2,82)

 

 

78

77,80

336,54

41,18

295,25

85,8

ВХ-154

8

(3 1/16)

(3,063)

(13,250)

(1,622)

(11,625)

(3,38)

 

 

103

103,20

412,76

41,98

371,45

104,9

ВХ-155

10

(4 1/16)

(4,063)

(16,250)

(1,653)

(14,625)

(4,13)

 

 

179

179,40

565,16

58,64

523,85

134,8

ВХ-156

15

(7 1/16)

(7,063)

(22,250)

(2,309)

(20,625)

(5,31)

 

 

279

279,40

711,20

76,32

635,00

171,4

ВХ-158

28

(11)

(11,000)

(28,000)

(3,005)

(25,000)

(6,17)

 

 

Допуск

+0,75

0,10

0

0

-1,4

-

-

мм

0

-0,10

-0,22

-0,70

 

 

 

(дюйм)

 
 
 
 
 

 

 

 

Размеры для глухих бугелей типа 16ВХ должны соответствовать таблицам 11, 12, 13 и 14 и рисунку 4.

 

Размеры для всех кольцевых канавок должны соответствовать ИСО 10423.

 

Бугели типа 16ВХ должны иметь прокладки типа ВХ в соответствии с 5.3.7.

 

Бугели типа 16ВХ могут изготавливаться с коррозионно-стойкими покрытиями в кольцевых канавках. Перед нанесением покрытия кольцевые канавки должны соответствовать ИСО 10423.

 

Если прочность наплавляемого сплава равна или превышает прочность основного металла, могут использоваться другие подготовительные операции под сварку.

 

Раззенковка бугеля типа 16ВХ - по усмотрению. При использовании раззенковки глубина ее расточки не должна превышать размеров и допусков кольцевой канавки,
или
, как показано в соответствующей таблице размеров кольцевых канавок.
 

5.3.5 Зажимные хомуты

 

5.3.5.1 Общие сведения

 

В этом подпункте представлены минимальные требования по проектированию, материалу и размерам для зажимных хомутов, которые должны использоваться совместно с бугелями типа 16В и 16ВХ, выполненными в соответствии с 5.3.4.

 

5.3.5.2 Проектирование

 

Зажимные хомуты должны быть рассчитаны на использование для комбинации диапазонов условных размеров и номинальных давлений, приведенных в таблице 15. Зажимные хомуты должны обозначаться номером зажимного хомута, приведенным в таблице 15.

 

Таблица 15 - Зажимные хомуты для бугельных соединений типа 16В и 16ВХ

 

 

 

 

Номер зажимного хомута

Бугель

 

 

Условный размер

Рабочее давление

 

 

 

МПа

(psi)

1

1 13/16

68,95

10000

 

 

2 1/16

34,45

5000

2

1 13/16

103,4

15000

 

 

2 1/16

68,95

10000

 

 

2 9/16

34,45

5000

3

1 13/16

137,9

20000

 

 

2 1/16

103,4

15000

 

 

2 1/16

137,9

20000

 

 

2 9/16

103,4

15000

4

2 9/16

68,95

10000

 

 

3 1/8

34,45

5000

5

3 1/16

68,95

10000

 

 

4 1/16

34,45

5000

6

2 9/16

137,9

20000

 

 

3 1/16

103,4

15000

 

 

4 1/16

68,95

10000

8

3 1/16

137,9

20000

 

 

4 1/16

103,4

15000

 

 

7 1/16

34,45

5000

 

 

9

34,45

5000

9

11

20,68

3000

10

4 1/16

137,9

20000

 

 

7 1/16

68,95

10000

 

 

9

68,95

10000

 

 

11

34,45

5000

11

13 5/8

20,68

3000

12

16
 

13,79

2000

13

13 5/8

34,45

5000

14

16
 

20,68

3000

15

7 1/16

137,9

20000

 

 

11

103,4

15000

18

13 5/8

68,95

10000

 

 

21
 

13,79

2000

19

16
 

34,45

5000

22

7 1/16

103,4

15000

 

 

11

68,95

10000

25

7 1/16

13,79

2000

26

18
 

103,4

15000

 

 

21
 

68,95

10000

27

18
 

68,95

10000

 

 

21
 

34,45

5000

28

11

137,9

20000

 

 

13 5/8

103,4

15000

 

 

16
 

68,95

10000

 

Хомутовые соединители должны быть рассчитаны в соответствии с 5.4.2. Каждый зажимной хомут должен быть рассчитан на максимальное нагружение, которое может потребоваться для любого бугеля, для которого он предназначен.

 

Напряжения должны рассчитываться для условий свинчивания, эксплуатации и испытания.

 

Напряжения от свинчивания прямо пропорциональны болтовым нагрузкам и должны определяться по наибольшей из следующих нагрузок:

 

a) болтовой нагрузки, необходимой для посадки прокладки и обеспечения контакта сопрягаемых поверхностей бугелей, или

 

b) болтовой нагрузки, необходимой для удержания суммарной нагрузки от концевой нагрузки номинального рабочего давления и нагрузки удержания прокладки.

 

Свинчивание зажимного хомута должно быть достаточным для того, чтобы соединить сопрягаемые поверхности бугелей и не допустить разделения поверхностей по OD бугелей при номинальном рабочем давлении.

 

Эксплуатационные напряжения должны определяться с использованием напряжений, полученных при суммировании концевой нагрузки номинального рабочего давления и нагрузки удержания прокладки.

 

Напряжения при испытаниях должны определяться с использованием напряжений, полученных при суммировании концевой нагрузки испытательного давления и нагрузки удержания прокладки.

 

Напряжения должны определяться с использованием наружного радиуса прокладки как радиуса герметизации.

 

Все зажимные хомуты должны иметь канавки в их проходных отверстиях с углами 25° плюс, минус 15’ для того, чтобы соответствовать бугелям типа 16В и 16ВХ.

 

Все 25° поверхности в канавках зажимных хомутов должны иметь чистоту обработки поверхности Ra 0,8 мкм (32
in СКВ) или меньше.
 

При выборе бугельных соединений должен учитываться коэффициент трения: при свинчивании необходимый размер составляет номинальное значение плюс 0,1 мм, при эксплуатации - номинальное значение минус 0,1 мм. Следовательно, трение препятствует свинчиванию и помогает в удерживании соединения в условиях эксплуатации и испытания.

 

Примечание - Установленный здесь коэффициент трения используется для расчета зажимного хомута и бугеля. Настоящий стандарт не применим для материалов или покрытий, которые имеют другие коэффициенты трения.

 

Проходное отверстие зажимного хомута должно обеспечивать радиальный зазор вокруг шейки бугеля при свинчивании как минимум 3 мм (0,125 дюйма) для всех бугелей, для которых он предназначен.

 

Все зажимные хомуты должны иметь один болт или более в каждой точке соединения.

 

Для снижения возможности изгиба болтов должны использоваться тяжелые шестигранные гайки со сферической поверхностью или сферические шайбы.

 

Напряжения болтов при креплении зажимного хомута должны соответствовать п.5.4.3. Значения крутящего момента для затяжки болтами зажимного хомута должны определяться изготовителем в соответствии с его конструкцией.

 

5.3.5.3 Материал

 

Зажимные хомуты должны изготавливаться из материалов в соответствии с настоящим стандартом. Выполнение [22] к материалам не требуется.

 

Болтовое крепление должно соответствовать п.5.3.3.

 

Материалы шайб должны соответствовать документально оформленной спецификации изготовителя.

 

Шероховатость поверхности в миллиметрах

 

     

1 - гайка;

 2 - наружная шайба; 3 - внутренняя шайба; 4 - сферическая гайка

     

Условные размеры указаны в таблице 15
 

     

Рисунок 7 - Зажимные хомуты для бугельных соединений типа 16В и 16ВХ

Таблица 16 - Номера кольцевых прокладок для оборудования

 

 

 

 

Номер кольца

Условный размер

Номинальное давление

 

 

 

 

МПа

(psi)

Цельные фланцевые соединения типа 6В

R или

7 1/16

13,79

2000

R или

9

-

-

R или

11

-

-

R или

13 5/8

-

-

R или

16
 

-

-

R или

21
 

-

-

R или

7 1/16

20,68

3000

R или

9

-

-

R или

11

-

-

R или

13 5/8

-

-

R или

16 3/4

-

-

R или

20 3/4

-

-

R или

7 1/16

34,45

5000

R или

9

-

-

R или

11

-

-

Цельные фланцевые соединения типа 6ВХ

ВХ 167

26 3/4

13,79

2000

ВХ 303

30

-

-

ВХ 168

26 3/4

20,68

3000

ВХ 303

30

-

-

ВХ 160

13 5/8

34,45

5000

ВХ 162

16 3/4

-

-

ВХ 163

18 3/4

-

-

ВХ 165

21 1/4

-

-

ВХ 156

7 1/16

68,95

10000

ВХ 157

9

-

-

ВХ 158

11

-

-

ВХ 159

13 5/8

-

-

ВХ 162

16 3/4

-

-

ВХ 164

18 3/4

-

-

ВХ 166

21 1/4

-

-

ВХ 156

7 1/16

103,4

15000

ВХ 157

9

-

-

ВХ 158

11

103,4

15000

ВХ 159

13 5/8

-

-

ВХ 164

18
 

-

-

ВХ 156

7 1/16

137,9

20000

ВХ 157

9

-

-

ВХ 158

11

-

-

ВХ 159

13 5/8

-

-

Цельные бугельные соединения типа 16В

RX 45

7 1/16

13,79

2000

RX 65

16 3/4

-

-

RX 73

21 1/4

-

-

RX 53

11

20,68

3000

RX 57

13 5/8

-

-

RX 73

21 1/4

-

-

Цельные бугельные соединения типа 16В

ВХ 156

7 1/16

34,45

5000

ВХ 157

9

-

-

ВХ 158

11

-

-

ВХ 160

13 5/8

-

-

ВХ 162

16 3/4

-

-

ВХ 165

21 1/4

-

-

ВХ 156

7 1/16

68,95

10000

ВХ 157

9

-

-

ВХ 158

11

-

-

ВХ 159

13 5/8

-

-

ВХ 162

16 3/4

-

-

ВХ 164

18 3/4

-

-

ВХ 166

21 1/4

-

-

ВХ 156

7 1/16

103,4

15000

ВХ 158

11

-

-

ВХ 159

13 5/8

-

-

ВХ 164

18 3/4

-

-

ВХ 156

7 1/16

137,9

20000

ВХ 158

11

-

-

 

5.3.6 Превенторы и буровые катушки

 

5.3.6.1 Размеры

 

Превенторы и буровые катушки должны быть идентифицированы обозначением размера, приведенным в таблице 1.

 

Габаритный размер превенторов и буровых катушек должен представлять собой общую высоту от нижнего торца нижнего соединения до верхнего торца верхнего соединения. Этот размер должен соответствовать документально оформленным спецификациям изготовителя.

 

Превенторы и буровые катушки должны иметь цилиндрический проход (отверстие) в корпусе, включая концевые соединения. Диаметр отверстия корпуса должен соответствовать минимальному размеру отверстия концевых соединений, как показано в таблице 1.

 

5.3.6.2 Проектирование

 

Методы проектирования должны соответствовать 5.4.

 

Концевые соединения всего оборудования в пределах области применения настоящего стандарта должны соответствовать 5.3.1, 5.3.2, 5.3.4 или 5.3.9.

 

Выпускные соединения должны соответствовать 5.3.1, 5.3.2 или 5.3.4. Количество выпускных отверстий - по усмотрению.

 

5.3.6.3 Материал

 

Материал, используемый для деталей и элементов, работающих под давлением, должен соответствовать разделу 6.

 

Запорное болтовое крепление и другие части должны соответствовать документально оформленной спецификации изготовителя.

 

5.3.7 Кольцевые прокладки

 

Прокладки, используемые для оборудования, изготавливаемого в соответствии с настоящим стандартом, должны соответствовать ИСО 10423.

 

Прокладки кольцевых соединений типа R, RX и ВХ используются во фланцевых, шпилечных и бугельных соединениях. Прокладки типа R и RX взаимозаменяемы для кольцевых канавок типа R. Прокладки типа RX должны использоваться только с кольцевыми канавками типа SR. Прокладки типа ВХ должны использоваться только с кольцевыми канавками типа 6ВХ. Прокладки типа RX и ВХ не взаимозаменяемы. Краткая информация по применению канавок и прокладок представлена в таблице 16.

 

5.3.8 Бугели с шейкой под сварку

 

Настоящий стандарт применим для бугелей с шейкой под сварку.

 

5.3.9 Другие концевые соединения (ОЕС)

 

5.3.9.1 Общие сведения

 

В этом подпункте представлены требования к другим концевым соединениям, которые могут быть использованы для соединения оборудования со стволовым проходом и которые не определены в стандарте. ОЕС включают в себя фланцы и бугели в соответствии с настоящим стандартом, но с фирменными прокладками. ОЕС могут также соответствовать документально оформленным спецификациям изготовителя.

 

5.3.9.2 Проектирование

 

ОЕС должны быть спроектированы в соответствии с п.5.4.

 

ОЕС должны быть спроектированы с условными размерами, указанными в таблице 1.

 

Диаметр отверстия должен соответствовать минимальному размеру отверстия, как указано в таблице 1.

 

5.3.9.3 Материалы

 

Материалы ОЕС должны соответствовать требованиям раздела 6.

 

5.3.9.4 Испытание

 

Оборудование, использующее ОЕС, должно успешно пройти испытания в соответствии с разделом VIII

 

5.3.10 Глухие соединения

 

5.3.10.1 Фланцы

 

Размеры глухих фланцев типа 6В и 6ВХ должны соответствовать ИСО 10423.

 

5.3.10.2 Бугели

 

Размеры глухих бугелей 16В и 16ВХ должны соответствовать рисунку 4 и таблицам 7, 8, 11, 12, 13 или 14 в соответствии с применяемым размером и номинальным давлением.

 

5.3.10.3 Другие концевые соединения (ОЕС)

 

Конструкция и конфигурация глухих ОЕС должны соответствовать 5.3.9.2, 5.3.9.3 и 5.3.9.4.

 

5.3.11 Адаптеры

 

Длина переходных катушек не указана в настоящем стандарте. Концевые соединения должны соответствовать 5.3.1, 5.3.2, 5.3.4 или 5.3.9.

 

5.3.12 Гидравлические соединители

 

5.3.12.1 Размеры

 

Гидравлические соединители должны быть идентифицированы условным размером, как указано в таблице 1.

 

Габаритные размеры гидравлических соединителей должны включать как общую высоту, так и высоту от внутреннего торца (который соединяется с устьем скважины или втулкой превентора) до верхнего торца верхнего соединения. Эти размеры не стандартизированы и должны соответствовать документально оформленным спецификациям изготовителя.

 

Диаметр отверстия должен соответствовать минимальному размеру отверстия концевых соединений, как указано в таблице 1.

 

5.3.12.2 Проектирование

 

Методы проектирования должны соответствовать 5.4.

 

Не допускается разделение поверхностей по наружному диаметру соединительных торцов при их блокировке с рабочим давлением, рекомендованным изготовителем, и испытании при номинальном рабочем давлении.

 

5.3.12.3 Соединения

 

Верхнее соединение должно соответствовать 5.3.1, 5.3.2, 5.3.4 или 5.3.9.

 

Нижнее соединение должно блокироваться и герметизироваться на переходной катушке или устье скважины, как указано изготовителем.

 

5.3.12.4 Механизм фиксации прокладки

 

Должен быть предусмотрен механизм фиксации прокладки. Этот механизм может быть гидравлическим или механическим.

 

5.3.12.5 Индикатор положения

 

Должно быть предусмотрено устройство индикации положения для визуального контроля блокировки или разблокировки соединителя.

 

5.3.12.6 Материал

 

Материал должен соответствовать требованиям 5.3.6.3.

 

5.3.13 Соединения для испытания, вентиляции, нагнетания и манометров

 

Герметизация и расположение фланцев, бугелей и ОЕС должны соответствовать ИСО 10423.

 

 

      5.4 Методы проектирования

5.4.1 Концевые и выпускные соединения

 

Концевые и выпускные соединения должны отвечать требованиям настоящего стандарта.

 

5.4.2 Элементы, находящиеся под скважинным давлением

 

5.4.2.1 Общие сведения

 

Детали или элементы, работающие под давлением, должны проектироваться в соответствии с одним или несколькими методами, представленными в 5.4.2.2-5.4.2.4.

 

Примечание - Настоящий стандарт не предназначен для анализа на усталость и расчета значений локальных напряжений смятия. Проектные решения, основанные только на представленных допустимых методах, могут быть недостаточными для всех эксплуатационных условий.

 

5.4.2.2 Метод ASME

 

Настоящая методология проектирования описана в [6]. Допустимые расчетные напряжения ограничены следующим критерием:

 

,
 

     

,                                                   (2)
 
где
- интенсивность расчетного напряжения при номинальном рабочем давлении;
 
- максимально допустимая интенсивность общего основного мембранного напряжения при давлении гидравлического испытания;
 
- заданный минимальный предел текучести материала.
 

5.4.2.3 Энергетическая теория деформаций

 

В настоящей методологии проектирования базового значения толщины стенки сосуда, работающего под давлением, используется комбинация трехосных напряжений, базирующаяся на давлении гидравлического испытания. Эта методология ограничивается следующим критерием:

 

,                                                      (3)
 
где
- максимально допустимое эквивалентное напряжение, рассчитанное методом энергетической теории деформаций;
 
- заданный минимальный предел текучести материала.
 

5.4.2.4 Экспериментальный анализ напряжений

 

Применение экспериментального анализа напряжений согласно [7].

 

5.4.3 Запорное болтовое крепление

 

Напряжения должны определяться с учетом всех нагрузок на запорное крепление, включая давление, воздействующее на участок герметизации, нагрузки на прокладки и любые дополнительные механические нагрузки. Максимальное напряжение растяжения должно определяться с учетом начальных нагрузок свинчивания, рабочих условий и условий гидравлических испытаний. Напряжения, отнесенные к минимальной площади поперечного сечения, не должны превышать следующие ограничения:

 

,                                                       (4)
 
где
- максимально допустимое напряжение растяжения;
 
- заданный минимальный предел текучести материала.
 

5.4.4 Другие детали

 

Детали, удерживающие и регулирующие давление, должны проектироваться в соответствии с документально оформленными спецификациями изготовителя, а также эксплуатационными условиями, определенными в 5.2.

 

5.4.5 Прочая проектная информация

 

5.4.5.1 Общие сведения

 

Концевые и выпускные соединения должны быть цельными с устьевым оборудованием скважины.

 

5.4.5.2 Гидравлические соединители

 

Изготовители должны задокументировать нагрузки/предельные характеристики для гидравлических соединителей с использованием формата для фланцев согласно [3]. Формат относит давление к допустимому изгибающему моменту для различных напряжений растяжения. Изготовитель должен установить, является ли ограничением уровень напряжения или разделение торцевых поверхностей. Методы аналитического расчета должны соответствовать 5.4.

 

5.4.5.3 Зажимные хомуты

 

Изготовители должны задокументировать нагрузки/предельные характеристики для хомутовых соединений с использованием формата для фланцев в соответствии с [3]. Формат относит давление к допустимому изгибающему моменту для различных напряжений растяжения. Изготовитель должен установить, является ли ограничением уровень напряжения зажимного хомута или бугеля. Методы аналитического расчета должны соответствовать 5.4.

 

5.4.5.4 Другие концевые соединения

 

Изготовители должны задокументировать нагрузки/предельные характеристики для ДКС с использованием формата для фланцев в соответствии с [3]. Формат относит давление к допустимому изгибающему моменту для различных напряжений растяжения. Изготовитель должен установить, какая деталь соединения содержит ограничения по напряжениям, что определяет основу для графического изображения. Методы аналитического расчета должны соответствовать 5.4.

 

 

      5.5 Проверка правильности проектирования

5.5.1 Общие сведения

 

Проверка правильности проектирования должна проводиться для оборудования, указанного в разделе 1, и должна быть описана в документально оформленной спецификации (спецификациях) изготовителя. В соответствии с настоящим стандартом проверка правильности проектирования не требуется для буровых и переходных катушек, зажимных хомутов или фланцев, бугелей и кольцевых прокладок.

 

Экспериментальное подтверждение проектирования должно быть задокументировано и подтверждено, как указано в 5.6.

 

5.5.2 Превенторы

 

Испытания эксплуатационных характеристик превенторов должны соответствовать 5.7.

 

5.5.3 Гидравлические соединители

 

Испытания эксплуатационных характеристик гидравлических соединителей должны соответствовать 5.7.

 

5.5.4 Узлы кольцевого уплотнения

 

Испытания узлов кольцевого уплотнения должны соответствовать 5.7.

 

Подтверждающее испытание расчетной температуры узлов кольцевого уплотнения должно соответствовать 5.8.3.

 

5.5.5 Блоки плашек, уплотнительные узлы и верхние уплотнения

 

Испытания блоков плашек, плашечных уплотнительных узлов и верхних уплотнений должны соответствовать 5.7.

 

Подтверждающее испытание расчетной температуры блоков плашек, плашечных уплотнительных узлов и верхних уплотнений должно соответствовать 5.8.2.

 

5.5.6 Другие концевые соединения (ОЕС)

 

Испытания эксплуатационных характеристик ОЕС должны соответствовать документально оформленной спецификации изготовителя.

 

 

      5.6 Документация

5.6.1 Проектная документация

 

Проектные решения, включая проектные требования, методы, допущения и расчеты, должны быть задокументированы. Информационный носитель проектной документации должен быть четким, читаемым, воспроизводимым и многократно используемым.

 

5.6.2 Проектная экспертиза

 

Проектная документация должна быть рассмотрена и проверена специалистами, которые не участвовали в разработке первоначального проекта.

 

5.6.3 Проверка проекта

 

Процедуры проверки проекта и ее результаты должны быть задокументированы.

 

5.6.4 Хранение документации

 

Документы, в соответствии с разделом 5, должны храниться в течение 10 лет после изготовления последнего узла соответствующей модели, размера и номинального рабочего давления.

 

 

      5.7 Испытания эксплуатационных характеристик (ВОР) и гидравлических соединителей

5.7.1 Общие сведения

 

5.7.1.1 Требования

 

Все испытания должны быть в соответствии с таблицей 17.

 

Таблица 17 - Требуемые испытания эксплуатационных характеристик

 

 

 

 

 

 

 

Испытание

Плашечный ВОР

Кольцевой превентор

Гидравлические соединители

 

 

Фиксирован.
 

Универсал.

Глухие
 

Срезающие

 

 

 

 

Герметизирующие характеристики

P1, S2

Р3, S3

P1, S2

P1, S2

P1, S2

N/A

Усталость

P1, S2

Р3, S3

P1, S2

P1, S2

P1, S2

 

 

Протаскивание под давлением

Р2, S2

Р2, S2

N/A

N/A

P1, S2

 

 

Срезание

N/A

N/A

N/A

P1, S2

N/A

 

 

Подвешивание

P1, S2

Р3, S3

N/A

N/A

N/A

 

 

Доступ к уплотнительному узлу

Р2, S2
 
Р2, S2
 

 

 

Устройство блокировки плашек

Р2, S2
 

N/A

 

 

Механизм блокировки

N/A

Р2, S2

Механизм герметизации

 

 

P1, S3

Температурное подтверждение

Р3, S3

N/A

Примечания:

 

Р1 = Квалифицирует, что все номинальные рабочие давления равны или ниже тех, на которые изделие испытано.

 

Р2 = Квалифицирует все номинальные рабочие давления испытываемого изделия.

 

Р3 = Квалифицирует только номинальное рабочее давление испытываемого изделия. Исключениями являются уплотнительные узлы, которые при идентичных размерах и материалах имеют несколько диапазонов давлений; они требуют испытаний только при максимальном расчетном давлении.

 

S2 = Квалифицирует все условные размеры испытываемого изделия.

 

S3 = Квалифицирует только условный размер испытываемого изделия.

Испытание одного фиксированного проходного диаметра одновременно квалифицирует фиксированные плашки для других размеров труб, а также глухие плашки.
 
Только одно испытание на доступ к уплотнительному узлу требуется для серии продукции.
 
Только запирающие механизмы, имеющие однотипные функциональные конструкции, могут быть масштабированы.
 
Только одно испытание блокирующего устройства плашек (проведенное с любой из плашек) требуется для серии продукции.
 

 

5.7.1.2 Процедура

 

Все испытания эксплуатационных характеристик должны проводиться при температуре окружающей среды с использованием воды в качестве скважинного флюида. Если не оговорено иначе, то уровнем закрытия давления поршня должно быть давление, рекомендованное изготовителем, которое не должно превышать рабочего давления спроектированной системы гидравлического управления. Изготовитель должен задокументировать эту процедуру и результаты. Могут быть использованы процедуры, представленные в приложении С.

 

5.7.1.3 Критерий приемки

 

За исключением испытаний на протаскивание при закрытом превенторе, критерием приемки для всех испытаний, подтверждающим герметичность, должно быть отсутствие утечки.

 

5.7.1.4 Масштабирование

 

Если предусматривается использование масштабирования размера и рабочего давления, то масштабирование должно соответствовать таблице 17. Изготовитель должен задокументировать его технические обоснования.

 

5.7.2 Превентор плашечного типа

 

5.7.2.1 Испытание герметизирующих характеристик

 

Это испытание определяет фактическое давление открытия или закрытия, необходимое для удержания или нарушения герметичности стволового прохода под давлением. Испытание также должно определить возможность плашечного уплотнительного узла обеспечить герметичность, если закрывание происходит при повышенных скважинных давлениях. Для трубных плашек фиксированного проходного диаметра должен использоваться пробный шаблон диаметром 127 мм (5 дюймов) для превенторов с условным проходом 279 мм (11 дюймов) и больше, а для превенторов с условным проходом размером меньше чем 279 мм (11 дюймов) должен использоваться пробный шаблон диаметром 88,9 мм (3 1/2 дюйма). Испытания герметизирующих характеристик для УТП должны включать размеры труб для минимального и максимального значений диапазона плашек.

 

Документация должна включать:

 

a) протокол, в котором указано давление закрытия по отношению к скважинному давлению, при котором обеспечивается герметичность при повышенных скважинных давлениях.

 

b) протокол, в котором указано давление управления (закрыто или открыто) по отношению к скважинному давлению, при котором нарушается герметичность стволового прохода.

 

5.7.2.2 Испытание на усталость

Это испытание определяет способность плашечных уплотнительных узлов и уплотнений поддерживать герметичность стволового прохода под давлением после повторных закрытий и открытий. Это испытание моделирует закрытие и открытие превентора один раз в день при скважинном давлении от 1,4 МПа до 2,1 МПа (200 psi - 300 psi) и один раз в неделю при номинальном рабочем давлении в течение 1,5 лет эксплуатации. Для трубных плашек фиксированного проходного диаметра должен использоваться пробный шаблон диаметром 127 мм (5 дюймов) для превенторов с условным проходом 279 мм (11 дюймов) и больше, а для превенторов с условным проходом меньше чем 279 мм (11 дюймов) должен использоваться пробный шаблон диаметром 88,9 мм (3 1/2 дюйма). Испытания для VBR должны проводиться при минимальном и максимальном размерах их диапазона.

 

Документация должна отражать:

 

a) контроль плашечных блоков магнитопорошковым методом (MP) в соответствии с документально оформленной процедурой изготовителя;

 

b) суммарное количество циклов до нарушения герметичности или 546 циклов закрытия/открытия и 78 циклов при рабочем давлении в зависимости от того, какое из этих условий наступит первым.

 

5.7.2.3 Испытание ресурса при протаскивании под давлением

 

Это испытание определяет способность плашечных уплотнительных узлов и уплотнений контролировать скважинное давление при протаскивании бурильных труб через закрытые плашки без превышения интенсивности утечки 4 литра/мин (1 гал/мин). Должен использоваться пробный шаблон диаметром 127 мм (5 дюймов) для превенторов с условным проходом 279 мм (11 дюймов) и больше, а для превенторов с условным проходом размером меньше чем 279 мм (11 дюймов) должен использоваться пробный шаблон диаметром 88,9 мм (3 1/2 дюйма).

 

Документация должна отражать:

 

a) скважинное давление, используемое в процессе испытания;

 

b) протокол скорости возвратно-поступательного перемещения;

 

c) эквивалентную длину протаскиваемых труб или 15000 м (50000 футов), в зависимости от того, какое из этих условий наступит первым.

 

5.7.2.4 Испытание срезающих плашек

 

Это испытание определяет способность срезания и герметизации для выбранных образцов бурильных труб. Трубы, используемые для испытания на срез, как минимум должны соответствовать таблице 18. Эти испытания должны проводиться без растяжения труб и при отсутствии скважинного давления.

 

Таблица 18 - Требования к срезаемым трубам

 

 

Размер ВОР

Срезаемые трубы (минимум)

179 мм (7 1/16 дюйма)

88,9 мм (3 1/2 дюйма) 13,3 фунт/фут

Группа прочности Е-75

279 мм (11 дюймов)

127 мм (5 дюймов) 19,5 фунт/фут

Группа прочности Е-75

346 мм (13 5/8 дюймов) и больше

127 мм (5 дюймов) 19,5 фунт/футГруппа прочности G-105

 

Документация должна отражать конфигурацию срезающих плашек и превентора изготовителя, фактическое давление и силу, необходимую для срезания трубы. Документация должна содержать также описание трубы (размер, массу и группу прочности материала), фактические характеристики растяжения и ударной вязкости, как указано в ИСО 11961.

 

5.7.2.5 Испытание на подвешивание

 

Это испытание определяет способность плашечного узла обеспечивать герметичность от 1,4 МПа до 2,1 МПа (200 psi - 300 psi) и полном номинальном рабочем давлении при удерживании нагрузки от бурильных труб. Это испытание должно применяться к превенторам с условным проходом 279 мм (11 дюймов) и больше. Любые испытания на подвешивание, проводимые с использованием универсальных трубных плашек, должны использовать бурильные трубы размером, соответствующим минимальному и максимальному диаметрам, указанным для этих плашек. Испытание должно проводиться для наихудшего условия нагружения, т.е. с поддержанием закрывающего давления или при сброшенном давлении закрытия с использованием только блокирующей плашечной системы, для удержания плашек в закрытом состоянии в процессе испытаний на подвешивание.

 

Документация должна отражать:

 

a) неразрушающий контроль (NDE) плашечных блоков в соответствии с документально оформленной процедурой изготовителя;

 

b) нагрузку, при которой начинают проявляться протечки 2,7 МН (600000 фунтов) для 127 мм (5 дюймов) труб и более, или 2,0 МН (450000 фунтов) для труб менее чем 127 мм (5 дюймов), в зависимости от того, какое из этих условий наступит первым.

 

5.7.2.6 Испытание на доступ к плашкам

 

Это испытание определяет способность превентора подвергаться многократным заменам плашек и/или плашечных уплотнительных узлов без влияния на его эксплуатационные характеристики. Это испытание должно проводиться путем получения доступа к плашкам и осуществления испытания на скважинное давление после каждого двадцатого доступа к плашкам.

 

Документация должна отражать количество циклов доступа до отказа или 200 циклов доступа и 10 циклов при скважинном давлении в зависимости от того, какое из этих условий наступит первым.

 

5.7.2.7 Испытание устройства блокировки плашек

 

Это испытание определяет способность устройства блокировки плашек превентора поддерживать герметичность стволового прохода под давлением (давлениями) после сброса давления закрытия и/или блокировки. Это испытание может проводиться как часть испытания на усталость или испытания на подвешивание. VBR должны быть испытаны при минимальном и максимальном размерах их диапазона. Испытания должны быть проведены от 1,4 МПа до 2,1 МПа (200 psi - 300 psi) и полном номинальном рабочем давлении.

 

5.7.3 Превентор кольцевого типа

 

5.7.3.1 Испытание герметизирующих характеристик

 

Это испытание определяет давление закрытия поршня, необходимое для удержания герметичности как функцию скважинного давления до полного номинального рабочего давления превентора. Испытание должно проводиться на шаблоне бурильных труб и в условиях открытого ствола.

 

Шаблон диаметром 127 мм (5 дюймов) должен использоваться для превенторов с условным проходом 279 мм (11 дюймов) и больше. Для превенторов с условным проходом 228 мм (9 дюймов) и меньше должен использоваться шаблон диаметром 88,9 мм (3 1/2 дюйма). Это испытание состоит из трех частей:

 

a) Испытание при постоянном скважинном давлении

 

Испытание должно проводиться для определения фактического давления закрытия, требуемого для поддержания герметичности скважинного давления на пробном шаблоне. Документация должна включать регистрацию скважинного давления в зависимости от давления закрытия.

 

b) Испытание при постоянном давлении закрытия

 

Испытание должно проводиться для определения максимального скважинного давления, достижимого для заданного давления закрытия с превентором, закрытым на пробном шаблоне. Документация должна включать регистрацию скважинного давления в зависимости от давления закрытия.

 

c) Испытание под давлением при полном закрытии

 

Испытание должно проводиться для определения давления закрытия, требуемого для герметизации открытого стволового прохода при половине номинального рабочего давления. Документально оформленная процедура изготовителя должна определить максимальное количество многократных циклов, требуемое для достижения полного закрытия при комнатной температуре. Документация должна включать регистрацию скважинного давления в зависимости от давления закрытия.

 

5.7.3.2 Испытание на усталость

 

Испытание на усталость определяет способность уплотнительного узла поддерживать герметичность при давлении от 1,4 МПа до 2,1 МПа (200 psi - 300 psi) и номинальном рабочем давлении в процессе повторных закрытий и открытий. Это испытание моделирует закрытие и открытие превентора один раз в день и испытание при скважинном давлении от 1,4 МПа до 2,1 МПа (200 psi - 300 psi) и один раз в неделю при номинальном рабочем давлении в течение одного года эксплуатации.

 

Документация должна включать:

 

a) график (монограмма изменения размера) внутреннего диаметра (ID) уплотнительного элемента после проведения каждых двадцати циклов испытаний и выдерживании давления в течение 30 мин;

 

b) количество циклов до нарушения герметичности или 364 цикла закрытия/открытия и 52 цикла при рабочем давлении в зависимости от того, какое из этих условий наступит первым.

 

5.7.3.3 Испытание на доступ к уплотнительному узлу

 

Это испытание определяет способность превентора подвергаться многократным заменам уплотнительного узла без влияния на его эксплуатационные характеристики. Испытание должно проводиться путем получения доступа к уплотнительному узлу и осуществления испытания на скважинное давление после каждого двадцатого доступа к уплотнительному узлу.

 

Документация должна отражать количество циклов доступа до отказа или двести циклов доступа в зависимости от того, какое из этих условий наступит первым.

 

5.7.3.4 Испытание ресурса при протаскивании под давлением

 

Это испытание определяет способность кольцевого уплотнительного узла контролировать скважинное давление при протаскивании бурильных труб и замковых соединений через закрытый уплотнительный узел с интенсивностью утечки не более 4 л/мин (1 гал/мин).

 

Документация должна отражать:

 

a) скважинное давление, используемое в процессе испытания;

 

b) протокол регистрации скорости возвратно-поступательного перемещения;

 

c) эквивалентную длину протаскиваемых труб и количество замковых соединений или 5000 замковых соединений в зависимости от того, какое из этих условий наступит первым;

 

d) давление закрытия, используемое в процессе испытания.

 

5.7.4 Гидравлические соединители

 

5.7.4.1 Испытание механизма блокировки

 

Это испытание определяет работоспособность как основного, так и вспомогательного (если предусмотрен) механизма блокировки при номинальном рабочем давлении и устанавливает взаимоотношение давлений блокировки/разблокировки. Испытание должно проводиться с использованием собранного соединителя с испытательной тумбой. Соединитель должен быть установлен в заблокированном положении на испытательной тумбе в пределах указанных изготовителем ограничений. Функциональное испытание, которое проверяет работу блокирующего механизма на соответствие документально оформленным техническим условиям изготовителя на проектирование, должно быть задокументировано.

 

5.7.4.2 Испытание герметизирующего механизма

 

Это испытание проверяет работоспособность герметизирующего механизма при давлении от 1,4 до 2,1 МПа (200 psi - 300 psi) и номинальном рабочем давлении, а также должно продемонстрировать герметичность конструкции уплотнения. Это испытание должно проводиться с использованием собранного соединителя с глухим верхним соединением и испытательной тумбой. Испытание под скважинным давлением должно выполняться с заблокированным соединителем и сброшенным рабочим давлением. Функциональное испытание, которое проверяет работу герметизирующего механизма на соответствие документально оформленным техническим условиям изготовителя на проектирование, должно быть задокументировано.

 

 

      5.8 Проверочные испытания при расчетной температуре для неметаллических уплотнительных материалов и формовых уплотнительных узлов

5.8.1 Общие сведения

 

5.8.1.1 Техника безопасности

 

Процедуры, обеспечивающие технику безопасности, должны соответствовать документации изготовителя.

 

5.8.1.2 Назначение процедуры

 

Эта процедура должна проверить эксплуатационные характеристики неметаллических уплотнений и формовых уплотнительных узлов, используемых в качестве элементов, регулирующих давление и/или работающих под давлением в оборудовании, включенном в раздел 1. Назначением этой процедуры является проверка эксплуатационных характеристик этих элементов под воздействием низких и высоких температур.

 

5.8.1.3 Процедура

 

Все испытания должны проводиться при предельных температурах для классов температуры испытываемых элементов. Классы температур приведены в таблице 4. Изготовитель должен указать флюид, используемый для испытаний. Если иначе не оговорено, то давление закрытия должно быть равным давлению, рекомендуемому изготовителем, которое не должно превышать расчетного нормативного рабочего давления используемой гидравлической системы. Изготовитель должен задокументировать свою процедуру и полученные результаты.

 

Например, может быть использована процедура, представленная в приложении D.

 

5.8.1.4 Критерий приемки

 

Критерием приемки для всех испытаний должно быть отсутствие утечки.

 

5.8.1.5 Масштабирование

 

Если предусматривается использование масштабирования размера и рабочего давления, то масштабирование должно соответствовать таблице 17. Изготовитель должен задокументировать его технические обоснования.

 

5.8.2 Превентор плашечного типа

 

Неметаллические уплотнения и формовые уплотнительные узлы в плашечных превенторах должны испытываться для подтверждения их способности обеспечивать герметичность в экстремальных условиях их температурной классификации. Испытания универсальных трубных уплотнительных узлов должны проводиться на минимальных и максимальных размерах их диапазона.

 

Документация должна содержать:

 

a) протокол регистрации эластомеров, как указано в испытательных процедурах;

 

b) протокол регистрации температуры скважинного флюида в превенторе во время испытания;

 

c) протокол регистрации характеристик при низкотемпературных испытаниях: требуются минимум три цикла при номинальном рабочем давлении;

 

d) протокол регистрации характеристик при высокотемпературных испытаниях: требуется один цикл при номинальном рабочем давлении с удержанием давления как минимум 60 мин.

 

5.8.3 Превентор кольцевого типа

 

Неметаллические уплотнения и формовые уплотнительные узлы в кольцевых превенторах должны испытываться для подтверждения их способности обеспечивать герметичность в экстремальных условиях их температурной классификации.

 

Документация должна содержать:

 

a) протокол регистрации эластомеров, как указано в испытательных процедурах;

 

b) протокол регистрации температуры скважинного флюида в превенторе во время испытания;

 

c) протокол регистрации характеристик при низкотемпературных испытаниях: требуются минимум три цикла при номинальном рабочем давлении;

 

d) протокол регистрации характеристик при высокотемпературных испытаниях: требуется один цикл при номинальном рабочем давлении с удержанием давления как минимум 60 мин.

 

 

      5.9 Требования к руководству по эксплуатации

Изготовитель должен подготовить и иметь в наличии руководство по эксплуатации для каждой модели плашечного или кольцевого превентора или гидравлического соединителя, изготовленных в соответствии с настоящим стандартом. Данное руководство по эксплуатации должно содержать, как минимум и если применимо, следующую информацию:

 

a) инструкции по монтажу и эксплуатации;

 

b) физические данные;

 

c) информацию об уплотнительных узлах и уплотнениях;

 

d) информацию об испытаниях и обслуживании;

 

e) информацию о сборке и разборке;

 

f) информацию о запчастях;

 

g) информацию о хранении;

 

h) краткое описание эксплуатационных характеристик, в зависимости от конкретного случая;

 

1) информацию об испытании герметизирующих характеристик;

 

2) информацию об испытании на усталость;

 

3) информацию об испытании ресурса при протаскивании под давлением;

 

4) информацию об испытании на подвешивание;

 

5) информацию об испытании срезающих плашек;

 

6) информацию об испытании устройства блокировки плашек;

 

7) информацию об испытании на доступ к плашкам/уплотнительному узлу;

 

8) информацию об испытании механизма блокировки.

 

 

      6 Требования к материалам

 

 

      6.1 Общие сведения

Настоящий раздел приводит характеристики материалов, требования к технологической обработке и составу для элементов, работающих под давлением. Другие детали при использовании их в оборудовании, указанном в настоящем стандарте, должны изготавливаться из материалов, соответствующих проектным, согласно разделу V. Металлические материалы должны отвечать требованиям [22].

 

 

      6.2 Документально оформленные спецификации

6.2.1 Металлические детали

 

Документально оформленная спецификация на материалы необходима для всех металлических деталей, регулирующих давление или работающих под давлением. Документально оформленные заданные требования для металлических материалов должны определять следующее:

 

a) состав материала с допусками;

 

b) квалификацию материала;

 

c) допустимые режимы плавки (плавок);

 

d) режим (режимы) штамповки;

 

е) процедуру термообработки, включая длительность цикла и температуру с допусками, оборудование термообработки и охладитель;

 

f) требования к NDE;

 

g) требования к механическим свойствам.

 

6.2.2 Неметаллические детали

 

Каждый изготовитель должен иметь документально оформленные спецификации на эластомерные материалы, используемые при изготовлении оборудования со стволовым проходом. Эти спецификации должны включать в себя следующие физические испытания и ограничения по приемке и контролю:

 

a) твердость в соответствии с [18] или [16];

 

b) нормальные механические свойства в соответствии с [13] или [15];

 

c) остаточную деформацию при сжатии в соответствии с [12] или [15];

d) испытание погружением в соответствии с [14] или [15];

 

 

      6.3 Элементы, работающие под давлением

6.3.1 Требования к характеристикам

 

Элементы, работающие под давлением, должны изготавливаться из материалов, указанных изготовителем, которые отвечают требованиям таблиц 19 и 20.

 

Таблица 19 - Требования к свойствам материалов для элементов, работающих под давлением

 

 

 

 

 

 

 

Обозначение материала

Условный предел текучести 0,2% смещение

Предел прочности при растяжении

Относительное удлинение на 50 мм

Относительное сужение

 

 

МПа

(psi)

МПа

(psi)

%

%

36К

248

36000

483

70000

21

не указано

45К

310

45000

483

70000

19

32

60К

414

60000

586

85000

18

35

75К

517

75000

655

95000

18

35

 

Таблица 20 - Применение материалов для элементов, работающих под давлением

 

 

 

 

 

 

 

Деталь

Номинальное рабочее давление

 

 

13,8 МПа

(2000 psi)

20,7 МПа

(3000 psi)

34,5 МПа

(5000 psi)

69,0 МПа

(10000 psi)

103,5 МПа

(15000 psi)

138,0 МПа

(20000 psi)

Корпус

36К, 45К, 60К, 75К

45К, 60К, 75К

60К, 75К

Концевые соединения

60К

75К

Глухие фланцы

60К

75К

Глухие бугели

60К

75К

 

Испытание на ударную вязкость образцов с V-образным надрезом по Шарпи должно соответствовать 6.3.4.2.

 

6.3.2 Технологическая обработка

 

6.3.2.1 Плавка, литье и горячая обработка

 

6.3.2.1.1 Технологии плавки

 

Изготовитель должен выбрать и указать технологию плавки для всех материалов элементов, работающих под давлением.

 

6.3.2.1.2 Технологии литья

 

Изготовитель материалов должен задокументировать технологию литья, которая устанавливает ограничения на контроль формовочной смеси, изготовление стержней, оснастку и плавку.

 

6.3.2.1.3 Технологии горячей обработки

 

Изготовитель материалов должен задокументировать технологии горячей обработки. Все деформируемые материалы должны формоваться с использованием технологий горячей обработки, которые обеспечивают структуру деформируемого металла по всему объему.

 

6.3.2.2 Термообработка

 

Все операции по термообработке должны проводиться с использованием оборудования, отвечающего требованиям, указанным изготовителем (практические рекомендации см. в приложении Е).

Особое внимание следует уделять загрузке материалов в печи так, чтобы расположение каждой детали не оказывало отрицательного влияния на результаты термообработки любых других деталей.

 

Температура и время термообработки должно быть определено в соответствии с документально оформленной спецификацией изготовителя.

 

Закалка должна проводиться в соответствии с документально оформленными спецификациями изготовителя.

 

a) Закалка в воде

 

Температура воды или охладителя на водной основе не должна превышать 38 °С (100 °F) в начале закаливания и 49 °С (120 °F) после завершения закаливания.

 

b) Закалка в масле

 

Температура любого охладителя на масляной основе не должна превышать 38 °С (100 °F) в начале закаливания.

 

6.3.3 Химический состав

 

6.3.3.1 Общие сведения

 

Изготовитель должен указать диапазон химического состава материалов, используемых для изготовления элементов, работающих под давлением.

 

Состав материала должен быть определен на основе плавки (или на основе переплавки слитка для материалов переплавляемых марок) в соответствии с документально оформленной спецификацией изготовителя.

 

6.3.3.2 Ограничения по составу

 

Ограничения по химическому составу материалов элементов, работающих под давлением и изготавливаемых из углеродистой и низколегированной стали, должны соответствовать таблице 21. Ограничения для немартенситных систем сплавов не должны соответствовать таблицам 21 и 22.

 

Таблица 21 - Ограничения по составу сталей (% массовой доли) для элементов, работающих под давлением

 

 

 

Легирующий элемент

Ограничение для углеродистых и низколегированных сталей

% массовой доли

Ограничение для мартенситных нержавеющих сталей

% массовой доли

Углерод

0,45 макс.

0,15 макс.

Марганец

1,80 макс.

1,00 макс.

Кремний

1,00 макс.

1,50 макс.

Фосфор

0,025 макс.

0,025 макс.

Сера

0,025 макс.

0,025 макс.

Никель

1,00 макс.

4,50 макс.

Хром

2,75 макс.

от 11,0 до 14,0

Молибден

1,50 макс.

1,00 макс.

Ванадий

0,30 макс.

N/A

 

Таблица 22 - Ряд легирующих элементов - Требования к максимальному допуску

 

 

 

Легирующий элемент

Ограничение для углеродистых и низколегированных сталей % массовой доли

Ограничение для мартенситных нержавеющих сталей % массовой доли

Углерод

0,08

0,08

Марганец

0,40

0,40

Кремний

0,30

0,35

Никель

0,50

1,00

Хром

0,50

-

Молибден

0,20

0,20

Ванадий

0,10

0,10

Примечание - Значения, указанные в таблице, являются максимально допустимыми для любых специальных элементов и не должны превышать максимума, указанного в таблице 21.

 

6.3.3.3 Допуски на ограничения по составу

 

Разрешенные допуски на содержание легирующих элементов должны соответствовать таблице 22.

 

6.3.4 Квалификация материала

 

6.3.4.1 Испытание на растяжение

 

Образцы для испытаний на растяжение должны быть взяты из пробы для квалификационных испытаний (QTC), как описано в 6.3.5. Эта QTC должна использоваться для квалификации плавки и изделий, которые были получены из этой плавки.

 

Испытания на растяжение должны быть проведены при комнатной температуре в соответствии с процедурами, указанными в ИСО 6892.

 

Должно быть проведено как минимум одно испытание на растяжение. Результаты испытания (испытаний) должны соответствовать таблице 19. Если результаты первых испытаний на растяжение не соответствуют указанным требованиям, то могут быть проведены два дополнительных испытания на растяжение с целью квалификации материала. Результаты каждого из этих дополнительных испытаний должны соответствовать требованиям таблицы 19.

 

6.3.4.2 Испытание на ударную вязкость

 

Испытание на ударную вязкость должно проводиться для каждой плавки материала, используемого для элементов, работающих под давлением.

 

Образцы для испытаний на ударную вязкость должны быть взяты из QTC в соответствии с 6.3.5. Эта QTC должна использоваться для квалификации плавки и изделий, которые были получены из этой плавки.

 

Должны использоваться образцы со стандартным размером поперечного сечения 10 мм
10 мм за исключением тех случаев, когда материала недостаточно. В этом случае должен использоваться образец следующего меньшего стандартного размера. Когда необходимо подготовить образцы меньшего размера, то уменьшенный размер должен соответствовать направлению, параллельному основанию V-образного надреза.
 

Испытания на ударную вязкость должны проводиться в соответствии с ASTM А 370 с использованием технологии Шарпи с V-образным надрезом.

 

Чтобы квалифицировать материал по температурному классу ИСО Т-0, Т-20 или Т-75, испытания на ударную вязкость должны проводиться при температуре испытаний, равной или ниже значений, указанных в таблице 23.

 

Чтобы квалифицировать плавку материала на ударную вязкость, должны быть испытаны как минимум три образца. Среднее значение ударной вязкости должно быть как минимум равно минимальному значению, представленному в таблице 23. В любом случае индивидуальное значение ударной вязкости не должно быть ниже 2/3 требуемого минимального среднего значения. Ниже требуемого минимального среднего значения должно быть не более одного из трех результатов. Если результаты испытаний неудовлетворительные, то может быть проведено одно повторное испытание на трех дополнительных образцах (взятых из того же места используемого QTC без дополнительной термообработки). Повторное испытание должно показать среднее значение ударной вязкости, равное или превышающее требуемое минимальное среднее значение.

 

Значения, приведенные в таблице 23, являются минимально допустимыми величинами для квалификации штамповок и кованых изделий, испытанных в поперечном сечении, а также для литых изделий и сварных швов. Штамповки и кованые изделия могут испытываться в продольном сечении, но в этом случае они должны иметь минимальное среднее значение 27 Дж (20 фут-фунтов).

 

Таблица 23 - Критерии приемки для испытаний на ударную вязкость по Шарпи с V-образным надрезом

 

 

 

 

 

 

 

Температурный класс

Температура испытания

Минимальная работа удара, требуемая для среднего значения по каждому комплекту из трех образцов

Минимальная работа удара, допустимая только для одного образца из комплекта

 

 

°С

°F

Дж

(фут-фунт)

Дж

(фут-фунт)

Т-0

минус 18

0

20

15

14

10

Т-20

минус 29

минус 20

20

15

14

10

Т-75

минус 59

минус 75

20

15

14

10

 

6.3.5 Пробы для квалификационных испытаний (QTC)

 

6.3.5.1 Общие сведения

 

Свойства QTC должны представлять свойства материала оборудования, которое он квалифицирует. Одна QTC может быть использована для представления свойства на ударную вязкость и/или растяжения элементов, изготовленных из одной плавки, обеспечивая при этом соответствие требованиям настоящего стандарта.

 

Когда QTC представляет собой вырезанную цилиндрическую пробу или полосу, взятую из изготовленной детали, то QTC должна квалифицировать детали, имеющие тот же самый или меньший эквивалентный круг (ER).

 

QTC может квалифицировать материал и детали изготовленные только из одной плавки. (Переплавка может быть квалифицирована на базе основной плавки).

 

6.3.5.2 Эквивалентный круг (ER)

 

6.3.5.2.1 Общие сведения

 

Размеры QTC для детали должны быть определены с использованием следующего ER метода.

 

6.3.5.2.2 Методы ER

 

Рисунок 8 иллюстрирует основные модели для определения ER для простых сплошных и полых деталей и более сложного оборудования. ER детали должен быть определен с использованием ее фактических размеров в состоянии "как термически обработанная".

 

6.3.5.2.3 Требуемые размеры

 

ER QTC должен быть равным или больше размеров детали, которую он квалифицирует, за исключением случая, когда размер QTC не должен превышать ER 125 мм (5 дюймов).

 

6.3.5.3 Технологическая обработка

 

6.3.5.3.1 Технологии плавки

 

Во всех случаях обработка QTC с использованием плавки (плавок) не должна быть лучше, чем для материалов, которые он квалифицирует [например, QTC, изготовленный из переплавки или из материала, подвергнутый вакуумной дегазации, не может квалифицировать материал той же первичной плавки, но который не подвергался идентичной технологии (технологиям) плавки]. Переплавленный материал, взятый из одного переплавленного слитка, может быть использован для квалификации другого переплавленного материала, который был обработан аналогичным способом и взят из той же первичной плавки. Для этих отдельных переплавленных слитков не должно проводиться какого-либо дополнительного легирования.

 

6.3.5.3.2 Технологии литья

 

Изготовитель должен использовать для QTC ту же технологию (технологии) литья, что и для квалифицируемых деталей для того, чтобы обеспечить необходимую точность испытания.

 

6.3.5.3.3 Технологии горячей обработки

 

Изготовитель должен использовать соотношения горячей обработки на QTC, которые равны или меньше тех, которые использовались для обработки квалифицируемых деталей. Общее соотношение горячей обработки для QTC не должно превышать общего соотношения горячей обработки квалифицируемых деталей.

 

6.3.5.3.4 Сварка

 

Сварка на QTC не допустима, за исключением сварных швов скрепляющего типа.

 

6.3.5.3.5 Термообработка

 

Все операции по термообработке должны проводиться с использованием оборудования "производственного типа", сертифицированного в соответствии с документально оформленной спецификацией изготовителя. Оборудование "производственного типа" для термообработки должно рассматриваться как оборудование, которое обычно используется для обработки деталей.

 

QTC должна подвергаться аналогичному заданному процессу термообработки, что и квалифицируемые детали. QTC должна быть термообработана в соответствии с заданными процедурами термообработки изготовителя.

 

В случае, когда QTC не подвергалась термообработке в одной садке вместе с квалифицируемыми деталями, температуры аустенизации (или термообработка с образованием твердого раствора) для QTC должны быть в пределах 14 °С (25 °F) от аналогичных температур для деталей. Температура отпуска для детали не должна быть ниже QTC более, чем на 14 °C (25 °F). Верхний предел не должен быть выше, чем допустимый по процедуре термообработки для этого материала. Время цикла для QTC при каждой температуре не должно превышать аналогичного времени для деталей.

 

6.3.5.4 Испытание на растяжение и ударную вязкость

 

В случае, когда требуются образцы для испытаний на растяжение и/или ударную вязкость, они должны быть взяты из QTC после завершающего цикла термообработки. Допускается взятие образцов на растяжение и ударную вязкость из нескольких QTC, если данные QTC прошли аналогичные циклы термообработки.

 

Образцы на растяжение и ударную вязкость должны вырезаться из QTC таким образом, чтобы их продольная центральная ось полностью находилась в пределах центральной 1/4
зоны для сплошного QTC или в пределах 6,35 мм (1/4 дюйма) средней толщины сечения с наибольшей толщиной для полых QTC (обозначения представлены на рисунке 8).
 
 
Если
меньше чем
, то необходимо рассматривать сечение как плиту толщиной
. Область внутри пунктирных линий является 1/4
зоной для вырезания образцов для испытаний.
 
Если
меньше чем
, то необходимо рассматривать сечение как плиту толщиной
.
 
а) Простые геометрические сечения/формы, имеющие длину
, с эквивалентными кругами (ER)
 

     

    

 

      

Если все внутренние и внешние поверхности в процессе термообработки находятся в пределах 13 мм (1/2 дюйма) от конечных поверхностей, то
. Если все внутренние и внешние поверхности в процессе термообработки находятся вне пределов 13 мм (1/2 дюйма) конечных поверхностей, то
. Для многофланцевых элементов
должна быть толщиной фланца с наибольшей толщиной.
 
Где
является толщиной, рекомендуется при термообработке элемента использовать наибольший из двух указанных размеров.
 

b) Элементы сложной формы

     

    

 

 

Область для вырезания образцов для испытаний
 
с) Конфигурация отливки для контроля свойств,
 

     

Рисунок 8 - Модели эквивалентного круга

Для QTC с размерами, больше указанных в 6.3.5.2.3, образцы для испытаний не должны вырезаться дальше от поверхности QTC, чем это потребовалось бы, если бы использовались QTC заданного размера.

 

Если в качестве QTC используется расходуемая производственная деталь, то образцы для испытаний должны вырезаться из секции данной детали, размеры которой соответствуют требованиям к QTC для данной производственной детали, как описано в 7.3.5.2.

 

6.3.5.5 Измерение твердости

 

Измерение твердости должно проводиться на QTC после завершающего цикла термообработки.

 

Измерение твердости должно проводиться в соответствии с требованиями и процедурами, указанными в ИСО 6892 или ИСО 6506-1.

 

 

      7 Требования к сварке

 

 

      7.1 Общие сведения

Все сварные соединения элементов, подверженные воздействию скважинного флюида, должны соответствовать [22], [24] и [25]. Проверка на соответствие должна выполняться с использованием документально оформленной спецификации изготовителя на процедуру сварки (WPS) и поддерживающего протокола квалификации процедуры (PQR).

 

Если спецификации на материалы для элементов, работающих под давлением и удерживающих давление, требуют испытания на ударную вязкость, то проверка на соответствие должна выполняться с использованием WPS изготовителя и поддерживающего PQR.

 

 

      7.2 Конструкция и конфигурация сварного узла

7.2.1 Производственные сварные соединения, работающие под давлением

 

Производственные сварные соединения, работающие под давлением, содержат и смачиваются скважинным флюидом.

Должны использоваться только сварные швы с полным проваром, выполненные в соответствии с документально оформленной спецификацией изготовителя. Рисунки 9-12 представлены для информации.

 

Размеры в миллиметрах (дюймах)

 

     

а) V-образная разделка

     

    

 

     

b) U-образная разделка

     

    

 

     

с) V-образная разделка для стенок большой толщины

     

Максимальное смещение кромок
 

     

Рисунок 9 - Типовая разделка кромок под сварку для стыковых соединений труб

     

Размеры в миллиметрах (дюймах)

    

 
Смещение (если не устраняется с помощью механической обработки)
 
Убрать до основного металла с помощью механической обработки
 
Максимальное смещение
 
Подкладка должна быть убрана. Материал должен быть совместимым с основным материалом.
 

Рисунок 10 - Типовые крепежные сварные швы

     

Размеры в миллиметрах (дюймах)

    

 

 

Отношение
не должно превышать 1,5:1;
 
       
глубина, необходимая для обеспечения максимального отношения глубины (
глубина, необходимая для обеспечения максимального отношения глубины (
) к диаметру (
) 1,5:1.
 

Рисунок 11 - Типовые ремонтные сварные швы

     

    

 

      

Условные обозначения

     

1 - Сторона; 2 - Торец

     

Первоначальная зона
 

     

Рисунок 12 - Типовая расточка для ремонтных сварных швов

Сварка и выполненные сварные швы должны соответствовать требованиям контроля качества раздела 8.

 

7.2.2 Сварные соединения, работающие под нагрузкой

 

Сварными соединениями, работающими под нагрузкой, являются те, к которым прикладывается внешняя нагрузка и на которые не воздействует скважинный флюид.

 

Конструкция соединений должна соответствовать документально оформленным процедурам изготовителя.

 

Сварка и выполненные сварные швы должны соответствовать требованиям контроля качества раздела 8.

 

7.2.3 Ремонтные сварные швы

 

Все ремонтные сварные работы должны проводиться в соответствии с документально оформленной спецификацией изготовителя - "Технологической картой ремонта". Все сварные швы при капитальном ремонте, выполненные после исходной термообработки на деталях, работающие под давлением, должны быть показаны на схемах.

 

Сварка и выполненные сварные швы должны соответствовать требованиям контроля качества раздела 8.

 

7.2.4 Наплавка для обеспечения коррозионной стойкости и износостойкости поверхности материала

 

7.2.4.1 Коррозионно-стойкие кольцевые канавки

 

Стандартные размеры для подготовки кольцевых канавок типа SR для наплавок указаны в 5.3.

 

Стандартные размеры для кольцевых канавок типа R и ВХ для наплавок указаны в ИСО 10423.

 

7.2.4.2 Коррозионно-стойкие и износостойкие наплавки, отличные от наплавок кольцевых канавок

 

Изготовитель должен использовать документально оформленную процедуру, с помощью которой обеспечивается контроль соответствия заданных изготовителем характеристик поверхности материалов состоянию поверхности после окончательной механической обработки. Как минимум, она должна включать в себя методы контроля и критерии приемки.

 

Квалификация должна проводиться в соответствии со статьями II и III раздела IX [8] для наплавок из коррозионно-стойкого или твердосплавного металла в зависимости от применяемых требований.

 

7.2.4.3 Механические свойства

 

Механические свойства основного металла должны сохранить соответствие минимальным требованиям к механическим свойствам после термообработки. Изготовитель должен указать методы для обеспечения этих механических свойств и должен зарегистрировать результаты как часть PQR.

 

 

      7.3 Контроль сварки

7.3.1 Процедуры

 

Системы изготовителя по контролю сварки должны включать в себя процедуры мониторинга, обновления и контроля квалификации сварщиков, операторов сварочных автоматов и использования спецификаций по сварочным процедурам.

 

7.3.2 Применение

 

Сварка должна выполняться персоналом, квалифицированным в соответствии с требованиями 7.4.1.

 

Сварка должна выполняться в соответствии с документально оформленными WPS и квалифицироваться на соответствие статье II ASME раздела IX [8]. WPS должна описывать все основные, второстепенные и дополнительные к основным переменные параметры (в соответствии с ASME раздела IX [8]). Сварщики и операторы сварочных автоматов должны иметь доступ к сварочным параметрам и придерживаться их, как определено в WPS.

 

7.3.3 Конструкционные сварные швы

 

Изготовитель должен указать требования к намеченной сварке всех сварных швов, которые рассматриваются как часть конструкции изготавливаемой детали.

 

Размеры сварных швов с разделкой кромок и угловых сварных швов с допусками должны быть задокументированы в спецификации изготовителя. Рисунки 9-12 иллюстрируют некоторые типовые конструкции соединений.

 

7.3.4 Предварительный нагрев

 

Предварительный нагрев узлов или деталей, если это требуется, должен проводиться в соответствии с документально оформленными процедурами изготовителя.

 

7.3.5 Калибровка контрольно-измерительных приборов

 

Калибровка контрольно-измерительных приборов, применяемых для измерения температуры, напряжения и силы тока, должна выполняться согласно ИСО/МЭК 17025 в соответствии с документально оформленной методикой калибровки изготовителем.

 

7.3.6 Материалы

 

7.3.6.1 Сварочные расходные материалы

 

Сварочные расходные материалы должны соответствовать стандартам, техническим условиям, или спецификациям AWS, утвержденным изготовителем расходных материалов, а также подтверждены сертификатом изготовителя.

 

Изготовитель должен иметь документально оформленную процедуру для хранения и контроля сварочных расходных материалов. Материалы с низким содержанием водорода должны храниться и использоваться в соответствии с рекомендациями изготовителя расходных материалов для сохранения их исходных низководородных свойств.

 

7.3.6.2 Свойства наплавляемого металла

 

Механические свойства наплавляемого металла должны соответствовать или превосходить указанные минимальные механические характеристики основного материала. Проверка свойств должна выполняться в соответствии с WPS изготовителя и поддерживающего PQR. Если соединяются материалы с разной прочностью, то металл сварного шва должен соответствовать минимальным требованиям металла с меньшими прочностными характеристиками.

 

7.3.7 Термообработка после сварки

 

Термообработка после сварки элементов должна соответствовать документально оформленным процедурам изготовителя.

 

Термообработка после сварки в печи должна выполняться с использованием оборудования, отвечающего требованиям, указанным изготовителем.

 

Локальная термообработка после сварки должна включать в себя нагрев полосы вдоль сварного шва при температуре в пределах диапазона, указанного в принятой WPS. Минимальная ширина контролируемой полосы, прилегающей к сварному шву на поверхности со сварным швом наибольшей ширины, должна быть равна толщине этого сварного шва. Локализованный нагрев пламенем разрешается при условии, если пламя ограждается от прямого попадания на сварной шов и основной материал.

 

 

      7.4 Квалификации процедур и исполнения сварки

7.4.1 Общие сведения

 

Все сварочные процедуры, сварщики и операторы сварочных автоматов должны быть квалифицированы в соответствии с методами квалификации и испытаний раздела IX, ASME [8] "Правила для котлов и сосудов под давлением", приведенными ниже.

 

7.4.2 Основные металлы

 

Изготовитель может использовать материалы серии Р раздела IX, ASME [8].

 

Изготовитель может установить эквивалентный номер Р (ЕР) для группировки низколегированных сталей, не указанных в разделе IX, ASME [8], с номинальным содержанием углерода равным или меньше 0,35%.

 

Низколегированные стали, не указанные в разделе IX ASME [8], с номинальным содержанием углерода более 0,35% должны быть отдельно квалифицированы для указанного основного материала изготовителя.

 

Квалификационные испытания основного материала при указанном уровне прочности также квалифицируют основной материал при более низких уровнях прочности.

 

7.4.3 Условие термообработки

 

Все испытания должны проводиться на испытываемом сварном изделии, прошедшем термообработку после сварки. Термообработка после сварки сварного изделия должна соответствовать документально оформленным спецификациям изготовителя.

 

7.4.4 Протокол квалификации процедуры

 

PQR должен описывать все основные и дополнительные к основным (если требуется ASME) переменные параметры сварочной процедуры, используемой для квалификационного испытания (испытаний). Как WPS, так и PQS должны поддерживаться как протоколы в соответствии с требованиями раздела 8.

 

 

      7.5 Другие требования

7.5.1 Общие требования к сварке (раздел IX ASME, статья I)

 

7.5.1.1 Общие сведения

 

Статья I раздела IX [8] должна применяться с дополнениями, приведенными ниже.

 

7.5.1.2 Измерение твердости

 

7.5.1.2.1 Общие сведения

 

Измерение твердости должно проводиться в поперечном сечении сварного шва и поперечном сечении зоны термического влияния (HAZ) основного материала и должно быть зарегистрировано как часть PQR. Результаты должны соответствовать [22]. Изготовитель должен указать используемый метод измерения твердости. Измерение должно проводиться в поперечном сечении сварного шва и HAZ основного материала в соответствии с ИСО 6508-1 по Роквеллу; или ИСО 6507-1 по Виккерсу (до 10 кг). Минимальные результаты должны быть переведены в систему Роквелла С в соответствии с [20].

 

7.5.1.2.2 Метод Роквелла (ИСО 6508-1)

 

Если изготовителем был выбран метод Роквелла, то должна выполняться следующая процедура:

 

a) для поперечного сечения сварного шва толщиной меньше чем 12 мм (1/2 дюйма) должно быть выполнено по четыре измерения твердости для основного материала (материалов), сварного шва и HAZ;

 

b) для поперечного сечения сварного шва толщиной равной или больше, чем 12 мм (1/2 дюйма) должно быть выполнено по шесть измерений твердости для основного материала (материалов), сварного шва и HAZ;

 

c) должны быть выполнены измерения твердости HAZ в основном материале в пределах 1,5 мм (0,06 дюйма) границы раздела сварного шва и, как минимум, по одному измерению в пределах 3 мм (0,125 дюйма) от вершины и основания сварного шва. Места измерений приведены на рисунке 13.