Памагити. Стандарт ds1, Том 3Инспекция бурильных колонн Пятое изданиеАвторы Грант Петтит
 Скачать 5.87 Mb.
|
|
2.26. Критичность процедуры инспекции Проектировщик редко имеет представление о технических подробностях инспектирования бурильной колонны, так же как и инспектор вряд ли сможет спроектировать колонну. Однако проектировщик и его организация многим рискуют в зависимости от того, соответствует бурильная колонна заявленным требованиям или нет. Иными словами, для проектировщика и его организации многое зависит от того, насколько точно инспектор будет отсортировывать дефектные компоненты. Уровень выполнения инспектором своей работы будет в значительной степени обусловлен тем, какова установленная процедура инспекции. Чувствительность процесса очень хорошо проиллюстрирована известным исследованием, которое провели Мойер и Дэйл.1 Они обратились в инспектирующие компании, чтобы провести технический контроль нескольких частей бурильных труб и утяжеленных бурильных труб, которые имели различную степень износа и усталостных повреждений. Они практически не вмешивались в работу инспекторов, а просто записывали результаты проверки и рассчитывали вероятность того, что инспекторы обнаружат дефекты, о существовании которых исследователям было известно. В частности, в рамках исследования Мойер и Дэйл оценили вероятность обнаружения инспектирующими компаниями трещин на соединениях УБТ. Согласно критериям приемки наличие усталостных трещин, даже если они малы, недопустимо, поэтому испытание стало хорошим способом определения эффективности технического осмотра с использованием невидимого излучения. Результаты исследования показаны на Рисунке 2.5. Данные исследования говорят о том, что шанс обнаружения небольших трещин на инспектируемых компонентах составлял один из четырех. Вероятность выявления трещин возрастала до 8–9 из десяти случаев, если трещины были крупными. 0 0 2 4 6 8 10 20 40 60 80 100 Длина трещины (дюймов) Вероятность забрак овки (%) Рисунок 2.5 Вероятность обнаружения усталостной трещины на соединении утяжеленной бурильной трубы в зависимости от размера трещины (из источника 1) 18 2.27. Влияние процедуры на результаты Интересная особенность информации, представленной на Рисунке 2.5, заключается в следующем: для выявления трещин исследователи использовали ту же методику, которую и изучали, невидимое излучение, на основании чего они оценивали эффективность технической инспекции. Однако исследователи выполняли проверку соединений, используя передовые методики и обеспечив работу вне производственного режима. Поэтому рисунок 2.5 не является отображением абсолютного качества инспекции на предмет выявления трещин с использованием невидимого излучения. В действительности, он сравнивает относительное качество технической инспекции с использованием невидимого излучения, которая была характерна для того времени (точки на графике), с результатами аналогичной инспекции, которая была выполнена на должном уровне самими исследователями. Иными словами, вероятность выявления исследователями крупных трещин при помощи невидимого излучения была на 10–20% выше, а вероятность выявления мелких трещин – на четыреста процентов выше, чем в ходе обычных инспекций. Такая «чувствительность процедуры» характерна для всех неразрушающих инспекций. Поэтому в Томе 3 настоящего стандарта прописаны все обязательные этапы контроля за процедурой инспекции. В источнике 1 также обсуждается степень «контроля» за процессом инспекции. Этот аспект отображен на Рисунке 2.6. Установленные критерии приемки, выраженные размером дефекта, показаны жирной черной линией. Однако, в действительности, инспекция не дает возможности достичь оптимального результата. Из- за неточности результатов инспекции, некоторые материалы, отвечающие всем требованиям, будут забракованы, а некоторые неприемлемые материалы будут признаны годными. На Рисунке 2.6 (посередине) показан фактический процесс сортировки во время проведения инспекции, который подвергается тщательному техническому контролю, как в случае с исследователями, упомянутыми в связи с источником 1. Наличие надлежащего контроля над ходом инспекции позволяет достичь результатов, которые будут максимально приближены к теоретической сортировке, требуемой согласно критериям приемки (но никогда не будут полностью им соответствовать). При понижении уровня контроля над процедурой инспекции результаты проверки все больше удаляются от идеальных параметров, что в результате приводит к приемке некачественных мате¬риалов и повышению вероятности возникновения проблем у забоя скважины. Такая реальность создает особенно много проблем при инспекции бурильных колонн в случаях, когда инспекции оплачиваются по сдельной системе оплаты и часто предлагаются на конкурентной основе заказчикам, которые могут не вполне осознавать, какие услуги они приобретают. Вне зависимости от уровня квалификации и мотивации инспектирующих организаций, такие рыночные условия не оставляют им другого выбора, кроме как работать «в спешке» с целью получения прибыли. В результате, снижение уровня контроля над инспекцией и резкое падение качества инспекции значительно перевешивают те несколько долларов, которые заказчик экономит Забракованный качественный материал Принятый некачественный материал ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ СОРТИРОВКА ФАКТИЧЕСКАЯ СОРТИРОВКА Вероятность забрак овки (%) 0 100 Размер дефекта Мелкий Крупный Приемлемый Неприемлемый Принятые соединения без трещин Забракованные соединения без трещин Контролируемая сортировка Длина трещины (дюймов) Вероятность забрак овки (%) 0 0 100 10 Плохо контролируемая сортировка Длина трещины (дюймов) Вероятность забрак овки (%) 0 0 100 10 Принятый некачественный материал Рисунок 2.6 Фактическая инспекция никогда не обеспечит достижения идеальной сортировки, которая требуется в соответствии с действующими критериями приемки (верхний рисунок). Однако контролируемая процедура инспекции (рисунок посередине) позволяет в наибольшей степени приблизиться к идеальной сортировке в отличие от плохо контролируемой процедуры (нижний рисунок) 19 на стоимости инспекции. Заказчики, основная задача которых – сокращение расходов на инспекцию, не дают инспектирующей организации достаточного времени, которое позволило бы провести качественную инспекцию и при этом получить доход. Такие заказчики действуют во вред собственным интересам и вряд ли возьмут на себя большую ответственность, если качество результатов инспекции не будет отвечать их ожиданиям. 2.28. Часто задаваемые вопросы Стандарт DS-1 получил широкое распространение как стандарт, применимый к инспектированию компонентов бурильных колонн. У пользователей часто возникают вопросы касательно применения данного стандарта. Ниже приведены ответы на эти вопросы: Вопрос: Какие именно компоненты бурильных колонн могут быть проверены с использованием процедур инспекции, описанных в Томе 3 Стандарта DS-1? Ответ: Пятое издание Тома 3 стандарта охватывает использованные обычные бурильные трубы, толстостенные бурильные трубы, тяжелые бурильные трубы, трубопровод рабочей колонны, утяжеленные бурильные трубы, укороченные трубы, соединения API и аналогичные резьбовые упорные соединения, ряд запатентованных соединений, ведущие трубы, переводники, стабилизаторы и цельные ловильные инструменты. Вопрос: В Томе 3 Стандарта DS-1, третье издание, используются процедуры инспектирования некоторых специальных бурильных инструментов, таких как бурильные ясы, забойная телеметрическая система (MWD/ приборы для каротажа в процессе бурения (LWD), двигатели и т.д. Могу ли я продолжить использовать Том 3 DS-1, пятое издание, для инспектирования использованных специальных бурильных инструментов? Ответ: Нет. Том 3 Стандарта DS-1, пятое издание, не охватывает аттестацию специальных бурильных инструментов. Инспекция и аттестация специальных бурильных инструментов представлены в Томе 4 Стандарта DS-1, пятое издание. Однако, поскольку Том 3 Стандарта DS- 1, третье издание, ранее охватывал аттестацию некоторых специальных бурильных инструментов, заказчики могут потребовать у поставщиков специальных бурильных инструментов соблюдения требований, указанных в Томе 3 Стандарта DS-1, третье издание, для Категорий 3–5 (или ниже) данных инструментов. В таком случае поставщик должен отреагировать на запрос и выполнить требования, указанные в Томе 4 Стандарта DS-1, пятое издание, для инструментов класса A1. Вопрос: Чем инспекция по DS-1 отличается от инспекции по API? Ответ: К сожалению, ни один из терминов данного вопроса не имеет точного определения, поэтому на этот вопрос невозможно ответить. Несмотря на свое широкое распространение среди специалистов отрасли, термин «инспекция по API» не имеет точного значения, если он не соотносится с API RP7G-2, и не обозначена классификация инспекций. Также и термин «инспекция по DS-1» не имеет особого смысла, если не сопровождается специальной Категорией обслуживания (номера 1–5 или колонны для спуска тяжелого типа). См. пункт 2.5. Вопрос: Являются ли требования Стандарта DS-1 к инспекции бурильных колонн более строгими, чем требования API RP7G-2? Ответ: Ответ на данный вопрос мы разделим на четыре части. Во-первых, с точки зрения показателей по бурильным трубам, необходимых для того, чтобы компонент был принят в соответствии с критериями приемки Класса премиум или Класса 2, разница между этими двумя стандартами незначительна. Фактически, большинство критериев приемки DS-1 было взято непосредственно из API RP7G. Однако API RP7G-2 не содержит критериев приемки для Класса премиум с пониженным показателем TSR или критериев приемки размеров для запатентованных соединений. Кроме того, в API-RP7G-2 нет Класса ультра как возможного критерия приемки обычных бурильных труб. Во-вторых, в том, что касается выбора метода, DS-1 определяет шесть категорий инспек¬ций, а API RP7G-2 – три классификации инспекций. Точной взаимосвязи между категориями и классификациями инспекций нет, но Категория 4 DS-1 аналогична Стандартному уровню API RP7G- 2, а Категория 5 DS-1 аналогична Среднему и Критическому уровням API RP7G-2. В-третьих, DS-1 предусматривает средства управления процессом, с помощью которых инспек¬тор должен откалибровать и использовать свое оборудование, и такие средства управления отсутствуют в API RP7G-2. И наконец, DS-1 предусматривает инструменты для планирования инспекций. Для проведения проверок на избыточные нагрузки предусмотрена Процедура 3.35 «Контроль на буровой площадке при спуско-подъемных операциях». Поскольку данная процедура инспекции может быть реализована при спуске-подъеме бурильной колонны, проверка может выполняться с любой периодичностью и минимальными затратами. Для проверок на усталость предусмотрен процесс оценки усталостного повреждения в зависимости от эксплуатации. API RP7G-2 содержит только традиционные рекомендации по часам для определения периодичности инспекций, и такой подход нельзя назвать точным и эффективным. Вопрос: Могу ли я использовать Том 3 Стандарта DS-1 для инспектирования новых компонентов бурильной колонны? Ответ: Нет. Том 3 Стандарта относится только к бывшему в эксплуатации оборудованию бурильной колонны. Описанные в нем процедуры разработаны специально для выявления дефектов, возникших в ходе эксплуатации, и не могут быть эффективными для выявления типичных производственных дефектов. Для проведения инспекции новых бурильных труб обратитесь к Тому 1 данного стандарта. Информацию по 20 контролю новых бурильных замков и резьбовых упорных соединений см. в Спецификации 7-2 API. Вопрос: Как мне заказать инспекцию по DS-1? Ответ: Процедура заказа инспекции подробно описана выше в данной главе. Вопрос: Моя инспектирующая компания заявляет, что инспекция по DS-1 будет стоить дороже, чем инспекция по API. Оправданы ли дополнительные расходы? Ответ: Это самый часто задаваемый вопрос. Лучше всего ответить на него в контексте Категорий обслуживания DS-1. Когда комитет спонсоров впервые установил категории DS-1, в отрасли применялась неофициальная программа, которую многие (но не все) инспектирующие компании называли «Инспекцией в стандартном объеме» (англ. Standard Rack Inspection). Такая «Инспекция в стандартном объеме» (или ее приближенный эквивалент, поскольку объем инспекции менялся в зависимости от компании и места проведения) была принята комитетом спонсоров как Категория 3 DS-1. Чтобы предоставить заказчикам инспекций некоторый выбор и одновременно обеспечить жесткий контроль над процессом проведения инспекций, комитет спонсоров также определил Категории 1 и 2 (с меньшим количеством инспекций по сравнению с Категорией 3), а также Категории 4–5 (с бóльшим количеством инспекций). Если предположить, что указанное выше лицо подразумевало то, что определялось неточным понятием «Инспекции в стандартном объеме», то стоимость такой инспекции должна быть приблизительно равна стоимости инспекции DS-1 Категории 3. Если же такая инспекция стоит значительно дешевле, это значит, что, скорее всего, инспектирующая компания пропускает некоторые этапы контроля, которые предусмотрены стандартом DS-1. Приведение в соответствие требованиям DS-1 по качеству будет оправдано практически на сто процентов. Если говорить более точно, сравнение должно основываться на сопоставлении «Инспекции в стандартном объеме» и «Инспекции по DS-1 Категории 3». Если компания придерживается всех этапов, предусмотренных стандартом DS-1, стоимость инспекций будет одинаковой. Конечно же, если сравнивать с программой инспекции по DS-1 Категории 4 или 5, последняя должна стоить дороже. И наоборот, программа инспекции по DS-1 Категории 1 или 2 должна стоить дешевле. Подробнее о стоимости инспекций см. в пункте 2.17. Вопрос: Моя компания стандартизировала программу инспекции DS-1 Категории 5 для всех компонентов, но стоимость инспекции увеличилась. Правильно ли мы поступаем? Ответ: Вероятно, нет. Стоимость инспекции Категории 5 примерно вдвое выше стоимости обычной программы, представленной Категорией 3. Категория 5 предназначена для компонен¬тов бурильной колонны, которые должны использоваться в крайне жестких условиях, где очень высоки издержки вследствие отказа. Если условия бурения и политика управления рисками не требуют принятия предельных мер предосторожности, проведение инспекции Категории 5 может не быть оправданным. Вопрос: Я хотел бы проверить бурильную колонну, проведя инспекцию образца. Какой процент колонны необходимо проинспектировать, чтобы убедиться в качестве всех ее компонентов? Ответ: Нельзя инспектировать бурильную колонну по отдельному образцу. Вы можете быть полностью уверены в высоком качестве каждого компонента непроверенной части колонны только в том случае, если характеристики отобранного вами образца полностью соответствуют характеристикам всего набора оборудования и если уровень забраковки для образца равен нулю. В двух словах, если вам необходима инспекция бурильной колонны, она должна включать проверку всех компонентов колонны. Если вы хотите сократить расходы на инспекцию при использовании оборудования в неопасных условиях, просто выберите более низкую категорию обслуживания. Вопрос: В каких условиях имеет смысл проводить отбор точечных проб? Ответ: Отбор точечных проб полезен, если вы хотите получить общее представление о состоянии партии труб, не осуществляя проверку каждой отдельной единицы. Например, если вас беспокоит общее состояние колонны, вы можете прибегнуть к методу выборочного контроля, чтобы решить, стоит продолжать ее проверку или лучше выбрать совершенно другую колонну. Возможно, проектировщик будет выполнять отбор точечных проб при проведении контроля при подъемных операциях для оценки совокупного износа бурильных замков. В данном случае он будет проверять только те точки на колонне, которые подвергались повышенным боковым нагрузкам. Вопрос: Все размеры для процедурных требований и критериев приемки в Томе 3 Стандарта DS-1 указаны в единицах измерения традиционной американской системы единиц. Могу ли я проводить инспекцию с использованием измерительных приборов с метрическими единицами? Ответ: Да. Размеры, используемые для проверки выполнения процедурных требований (т.е. полевые контрольные эталоны) и определения приемлемости компонентов, можно снимать в метрических единицах и затем переводить в соответствующие единицы измерения традиционной американской системы единиц. Коэффициенты перевода, которые необходимо использовать, приведены в Таблице 2.6. Более подробно см. в пункте 2.19. Список использованных источников 1. Мойер М.К. и Дэйл Б.Э. «Точность и надежность инспекции бурильных колонн», Общество инженеров-нефтяников (SPE) 17661, представлено на Конференции по технологиям морских работ в Юго-Восточной Азии в 1988 г., Сингапур, 2–5 февраля 2. Тейлор Барри Н., Томпсон Амблер. Руководство по использованию международной системы единиц (СИ) (специальное издание 811, 2008 г.). Гейтерсберг, шт. Мэриленд: Национальный институт стандартов и технологий, 2008 г. 21 Та б л и ц а 2 . 2 Методы инспекции, охватываемые данным стандартом НАЗВАНИЕ МЕТОДА: ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: ЧТО ВЫПОЛНЯЕТСЯ: ЧТО ОЦЕНИВАЕТСЯ: 1. Визуальный контроль труб Бурильные трубы и тяжелые бурильные трубы Визуальный осмотр внутренней и наружной поверхностей по всей длине использованных труб Прямолинейность, механические или коррозионные повреждения, остатки типа окалины или бурового раствора 2. Контроль труб устройством для измерения наружного диаметра Бурильные трубы и трубопровод рабочей колонны Механические замеры наружного диаметра по всей длине использованных бурильных труб Изменения диаметра, вызванные чрезмерным износом или механическими повреждениями, расширениями из-за раскрепительной торпеды, сужениями из-за сверхнатяжения 3. УЗК толщины стенки Бурильные трубы и трубопровод рабочей колонны Толщина стенки измеряется по окружности трубы с помощью ультразвукового толщиномера Толщина стенки трубы меньше установленных пределов приемки, минимальная площадь поперечного сечения трубы 4. Электромагнитный контроль (ЭМК) Бурильные трубы и трубопровод рабочей колонны Сканирование по всей длине (за исключением наружных высадок) бурильной трубы с помощью устройства для продольного сканирования в виде тележки (поперечные дефекты) Такие дефекты, как усталостные трещины, точечная коррозия, надрезы, выемки и прочие повреждения, которые превышают установленные пределы приемки 5. Контроль термического растрескивания Муфты бурильных замков Сухая или влажная магнитно-люминесцентная дефектоскопия Термическое растрескивание (продольные дефекты поверхности) 6. Магнитопорошковая дефектоскопия (МПД) участков, зажимаемых клиньями/высадок Участки, зажимаемые клиньями/высадки бурильных труб, тяжелых бурильных труб или рабочей колонны. Центральная накладка тяжелых бурильных труб. Проверка наружной поверхности высадок и участков бурильных труб и тяжелых бурильных труб, зажимаемых клиньями, а также центральной накладки тяжелых бурильных труб с использованием соответствующих магнитных клещей и видимого магнитопорошкового метода контроля Такие дефекты, как усталостные трещины, точечная коррозия, надрезы, выемки и прочие повреждения, которые превышают установленные пределы приемки 7. Ультразвуковой контроль (УЗК) участков, зажимаемых клиньями/ высадок Участки, зажимаемые клиньями/высадки бурильных труб, тяжелых бурильных труб или рабочей колонны Проверка высадок и участков бурильных труб и тяжелых бурильных труб, зажимаемых клиньями, с помощью ультразвукового оборудования с поперечными волнами Такие дефекты, как усталостные трещины, точечная коррозия, надрезы, выемки и прочие повреждения, которые превышают установленные пределы приемки 8. Визуальный контроль соединений Бурильные замки бурильных труб, бурильные замки тяжелых бурильных труб и соединения компоновки низа бурильной колонны Визуальный осмотр соединений, выступов и бурильных замков, проверка профиля резьбы, измерение утолщения муфты и шага резьбы ниппеля, а также проверка плоскостности выступа Повреждения при погрузочно-разгрузочных операциях, индикации повреждений от кручения, истирание, щели, заусенцы, визуально неплоские выступы, коррозия, обозначение веса/марки на бурильных замках и плоский ниппель 9. Контроль размеров 1 Замки бурильных труб Измерение или контроль предельным калибром наружного диаметра муфты, внутреннего диаметра ниппеля, ширины выступа и места установки ключа Способность ниппеля и муфты передавать крутящий момент, соответствие крутящего момента бурильного замка и трубы, соответствие выступа для выдерживания напряжений в результате свинчивания, соответствие места для захвата трубным ключом 10. Контроль размеров 2 Замки бурильных труб Требования к контролю размеров 1, а также измерение или контроль предельным калибром глубины расточки, расточки муфты, длины плоской поверхности ниппеля и диаметра упорного торца резьбы То же, что и для контроля размеров 1, а также признаки повреждений от кручения, возможный контакт резьбы муфты с плоской частью ниппеля, чрезмерная ширина выступа, достаточность площади уплотнения для предотвращения истирания, неплоские выступы 22 11. Контроль размеров 3 Соединения компоновки низа бурильной колонны, бурильные замки и высадки тяжелых бурильных труб Измерение или контроль предельным калибром наружного диаметра муфты, внутреннего диаметра ниппеля, шага резьбы ниппеля, диаметра упорного торца резьбы, диаметра и ширины разгрузочной канавки ниппеля, диаметра проточки цилиндра, длины резьбы, а также диаметра центральной высадки тяжелых бурильных труб Способность ниппеля и муфты тяжелых бурильных труб передавать крутящий момент, Коэффициент прочности на изгиб (BSR) утяжеленных бурильных труб, признаки повреждений от кручения, чрезмерная ширина выступа, надлежащие размеры элементов для снятия напряжений, необходимых для уменьшения изгибающих напряжений соединений, износ центральной высадки тяжелых бурильных труб 12. Контроль соединений с использованием невидимого излучения Соединения компоновки низа бурильной колонны (только магнитные), бурильные замки тяжелых бурильных труб, замки бурильных труб и соединения рабочей колонны Влажная магнитно-люминесцентная дефектоскопия с использованием активного постоянного тока Усталостные трещины 13. УЗК соединений Бурильные замки тяжелых бурильных труб, соединения компоновки низа бурильной колонны (все) Эхоимпульсный ультразвуковой контроль соединений волнами сжатия Усталостные трещины 14. Капиллярная дефектоскопия Немагнитные соединения компоновки низа бурильной колонны Капиллярная дефектоскопия соединений и других поверхностей Усталостные трещины 15. Проточки под клиновой захват Проточки под клиновой захват утяжеленных бурильных труб Измерение размеров проточек под клиновой захват, а именно: длина проточки и глубина проточки, а также визуальный осмотр проточки Размеры, выходящие за пределы допусков, которые могут привести к неправильному захвату бурильной трубы 16. Видимый контроль магнитной суспензией в сочетании с контрастной краской Участки, зажимаемые клиньями/высадки бурильных труб или тяжелых бурильных труб. Центральная накладка тяжелых бурильных труб Проверка наружной поверхности высадок и участков бурильных труб и тяжелых бурильных труб, зажимаемых клиньями, а также центральной накладки тяжелых бурильных труб с использованием метода видимого контроля магнитной суспензией в сочетании с контрастной краской с применением активного поля постоянного или переменного тока Такие дефекты, как усталостные трещины, точечная коррозия, надрезы, выемки и прочие повреждения, которые превышают установленные пределы приемки 17. Контроль ведущих труб Ведущие трубы Проверка соединений и тела Усталостные трещины, состояние соединений, следы износа, 18. Фосфатирование соединений Вновь подвергнутые механической обработке или повторно нарезанные резьбовые упорные соединения Нанесение на поверхности соединений фосфатирующей противозадирной смазки Надлежащий контроль качества процедуры 19. Повторное нанесение твердосплавной наплавки Бурильные замки, утяжеленные бурильные трубы и центральная накладка тяжелых бурильных труб Нанесение твердосплавной наплавки на использованные компоненты Надлежащий контроль качества процедуры |