Файл: Стандарт ds1, Том 3Инспекция бурильных колонн Пятое изданиеАвторы Грант Петтит.pdf

16
бурильных труб в большинстве коммерческих сделок. Во втором издании стандарта DS-1 трубы
«Класса премиум с пониженным показателем
TSR» (Коэффициент прочности при кручении) были отнесены к отдельному классу. К трубам данного класса применимы те же требования, что и к трубам Класса премиум, однако отличающиеся размеры бурильного замка обуславливают более низкий коэффициент прочности при кручении, чем в трубах Класса премиум. Этот класс был официально утвержден по той причине, что до сих пор достаточно широко используется сочетание бурильных труб и бурильных замков, при котором наружный диаметр последних меньше номинального
(при этом, соответствующих критериям Класса премиум во всех остальных отношениях). Что касается таких сочетаний, предприятия предпочитают использовать малогабаритные бурильные замки с целью увеличения зазора для ловильных работ и готовы принять более низкий коэффициент прочности при кручении ради расширения такого зазора.
Такие бурильные замки часто изготавливаются в соответствии с размерами Класса 2, что дополнительно снижает износ.
Поскольку многие люди регулярно оперировали понятием
«Класс премиум», инспектирующие организации на протяжении многих лет пользовались неофициальным и нерегулируемым перечнем критериев для бурильных замков при определении приемлемости или неприемлемости этих специфических изделий, но одновременно с этим обеспечивали достаточно строгое исполнение всех остальных тре¬бований, предъявляемых к
Классу премиум. Чтобы установить определенный контроль над такой практикой, спонсоры DS-1 решили официально выделить новый класс под названием «Класс премиум с пониженным
Та б л и ц а 2 . 1
Периодичность калибровки
Устройство
1
Периодичность
калибровки / аттестации
2
Ссылки
Измеритель интенсивности белого света
6 месяцев
3.4.2, 3.8.2, 3.9.2, 3.11.2, 3.15.2, 3.17.2,
3.19.2, 3.24.2, 3.25.2, 3.26.2, 3.27.2,
3.29.2, 3.37.2, 3.38.2
Штангенциркуль или микрометр
6 месяцев
3.5.2, 3.6.2, 3.31.2, 3.36.2
Линейность датчика УЗК толщины стенки
6 месяцев
3.6.2, 3.33.2
Измеритель интенсивности невидимого излучения
6 месяцев
3.8.2, 3.9.2, 3.15.2, 3.17.2, 3.29.2
Функционирование магнитных клещей
6 месяцев
3.8.2, 3.9.2, 3.19.2, 3.34.2
Линейность датчика ультразвуковой дефектоскопия
6 месяцев
3.10.2, 3.16.2, 3.30.2
Прибор для контроля шага резьбы
6 месяцев
3.11.2, 3.13.2, 3.14.2, 3.26.2, 3.27.2, 3.31.2
Микрометр для внутренних размеров
6 месяцев
3.13.2, 3.24.2, 3.28.3
Стандарт настройки микрометра внутреннего диаметра
6 месяцев
3.13.2
Длинноходовой микрометрический глубиномер
6 месяцев
3.13.2, 3.14.2
Стандарты настройки микрометрического глубиномера
6 месяцев
3.13.2, 3.14.2
Штангенциркуль с удлиненными губками
6 месяцев
3.13.2, 3.14.2
Калибр для наружного и внутреннего конуса
6 месяцев
3.31.2
Гидравлический манометр
6 месяцев
3.31.7
Индикатор глубины коррозионных язв
1 год
3.37.2, 3.38.2
Стандартный свинцовый шаблон
1 год
3.11.2, 3.13.2, 3.14.2, 3.26.2, 3.27.2, 3.31.2
Измеритель толщины сухой пленки
1 год
3.19.2
Термометр
1 год
3.21.2, 3.22.2, 3.23.2
Полевой прибор для измерения твердости по
Бринеллю
1 год
3.23.2
Магнитометр
1 год
3.34.2
Профильный калибр
3 года
3.11.2, 3.13.2, 3.14.2, 3.26.2, 3.27.2, 3.38.2
Угломер
3 года
3.11.2, 3.27.2
Гиря весом 10 фунтов
3 года
3.8.2, 3.9.2, 3.19.2, 3.34.2
Кольцевые и пробковые калибры
Согласно API, Спец. 7–2 3.31.2 1. Ко всем измерительным устройствам, не указанным в списке, за исключением стальных линеек или рулеток, должна применяться периодичность калибровки, равная 6-ти месяцам.
2. При проведении любых полевых инспекций специальных соединений периодичность калибровки оборудования должна соответствовать настоящему стандарту или требованиям изготовителей оборудования, в зависимости от того, что меньше.

17
показателем TSR» во втором издании DS-1. Позже возникли опасения, что требования к Классу премиум недостаточно строги для применения в глубинной воде. Поэтому был создан «Ультра- класс» для обеспечения более строгих критериев приемки по сравнению с теми, которые предусмотрены Классом премиум.
2.24. Пригодность
к использованию
по назначению
Раньше между проектировщиком и инспектором практически не происходило взаимодействия, хотя в настоящее время ситуация меняется. Операторы, инспектирующие организации и владельцы бурильных труб долго «приспосабливались» к стандартной процедуре, основанной на критериях приемки «Класса премиум». В контрактах на выполнение буровых работ и договорах аренды оборудования Класс премиум зачастую указывался в качестве минимального уровня соответствия для бурильных труб. Подрядчики, арендаторы и инспектирующие компании комплектуют оборудование и осуществляют его проверку на годность к эксплуатации именно в соответствии с данными критериями. Зная об этом, проектировщик бурильных колонн будет сверять свой проект, в первую очередь, с показателями для Класса премиум. В большинстве случаев таблицы и диаграммы, приведенные в технических источниках, равно как и в указанном нами источнике, составляются на базе характеристик, типичных для оборудования Класса премиум, как будто толщина оставшейся стенки труб во всем мире составляет именно 80 процентов от исходного значения. В этой прочно укоренившейся привычке нет ничего хорошего. Наступит время, когда инженерные и экономические требования заставят нас отойти от этих совершенно условных критериев, что позволит проектировать трубы, которые будут идеально подходить для использования по назначению.
2.25. Корректировка
критериев приемки
Многие критерии годности бурильных труб к эксплуатации разрабатывались десятилетиями.
Они получали признание на практике и официально закреплялись в отраслевых стандартах по инспекции, включая настоящий стандарт. Некоторые из них напрямую связаны с рабочими характеристиками, другие связаны косвенно, а некоторые практически не имеют к рабочим характеристикам никакого отношения.
Проектировщик должен уметь разбираться в этих критериях, поскольку они оказывают непосредственное влияние на пригодность бурильной колонны для использования по назначению.
Повышение или понижение критериев для конкретного применения, равно как и уверенность, с которой можно вносить поправки, будет зависеть от рассматриваемого показателя и условий применения. Эти вопросы детально рассмотрены в Главе 5.

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.