ПНСТ 575-2021

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Нефтяная и газовая промышленность

СИСТЕМЫ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ

Проектирование райзеров

Petroleum and natural gas industry. Subsea production systems. Risers design

ОКС 75.020

Срок действия с 2022-05-01

до 2025-05-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Газпром 335" (ООО "Газпром 335")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 023 "Нефтяная и газовая промышленность"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 декабря 2021 г. N 52-пнст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТ Р 1.16-2011 (разделы 5 и 6).

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандарта можно направить не позднее чем за 4 мес до истечения срока его действия разработчику настоящего стандарта по адресу inf@gazprom335.ru и/или в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии по адресу: 123112 Москва, Пресненская набережная, д.10, стр.2.

В случае отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты" и также будет размещена на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

Введение

Создание и развитие отечественных технологий и техники для освоения шельфовых нефтегазовых месторождений должно быть обеспечено современными стандартами, устанавливающими требования к проектированию, строительству и эксплуатации систем подводной добычи. Для решения данной задачи Министерством промышленности и торговли Российской Федерации и Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии реализуется "Программа по обеспечению нормативной документацией создания отечественной системы подводной добычи для освоения морских нефтегазовых месторождений". В объеме работ программы предусмотрена разработка национальных стандартов и предварительных национальных стандартов, областью применения которых являются системы подводной добычи углеводородов.

Целью разработки настоящего предварительного национального стандарта является установление единых правил и общих требований к проектированию, изготовлению, испытанию, сертификации, маркировке и периодическому контролю динамических райзеров для плавучих систем добычи нефти и газа.

     1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт устанавливает технические требования к расчетам при проектировании, выбору материалов, монтажу, а также документационному сопровождению в части управления качеством и контроля качества в процессе изготовления и монтажа динамических райзерных систем для плавучих систем добычи нефти и газа как эксплуатационного оборудования, применяемым при строительстве и эксплуатации систем подводной добычи углеводородов.

1.2 Настоящий стандарт охватывает требования к расчету основных труб и компонентов райзерной системы для плавучих систем добычи нефти и газа (далее - райзерная система), выбора материалов, процедур контроля, документационного сопровождения.

1.3 Положения настоящего стандарта не применяются к райзерным системам подвижных морских буровых установок, райзерам систем доступа в скважину. Требования к данным райзерам (изложены в [1], [2]).

1.4 Определение границ райзерной системы и управление взаимодействиями с другими подсистемами входит в сферу ответственности эксплуатирующей организации.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 25.506 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении

ГОСТ 6996 (ИСО 4136-89, ИСО 5173-81, ИСО 5177-81) Сварные соединения. Методы определения механических свойств

ГОСТ 8479 Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия

ГОСТ 9454 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах

ГОСТ 18442 Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования

ГОСТ Р 27.012 (МЭК 61882:2016) Надежность в технике. Анализ опасности и работоспособности (HAZOP)

ГОСТ Р 51901.12 (МЭК 60812:2006) Менеджмент риска. Метод анализа видов и последствий отказов

ГОСТ Р 53679 (ИСО 15156-1:2001) Нефтяная и газовая промышленность. Материалы для применения в средах, содержащих сероводород, при добыче нефти и газа. Часть 1. Общие принципы выбора материалов, стойких к растрескиванию

ГОСТ Р 55724 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые

ГОСТ Р 56512 Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. Типовые технологические процессы

ГОСТ Р 59304 Нефтяная и газовая промышленность. Системы подводной добычи. Термины и определения

ГОСТ Р ИСО 148-1 Материалы металлические. Испытание на ударный изгиб на маятниковом копре по Шарпи. Часть 1. Метод испытания

ГОСТ Р ИСО 6507-1 Металлы и сплавы. Измерение твердости по Виккерсу. Часть 1. Метод измерения

ГОСТ Р ИСО 9712 Контроль неразрушающий. Аттестация и сертификация персонала

ГОСТ Р ИСО 17776 Нефтяная и газовая промышленность. Морские добычные установки. Способы и методы идентификации опасностей и оценки риска. Основные положения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 59304, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 аварийное глушение скважины: Управляемая последовательность событий, которая обеспечивает защиту скважины от случайного сброса углеводородов в окружающую среду, т.е. закрытие барьерных элементов.

3.2 аварийные нагрузки: Нагрузки, действующие на райзер из-за внезапного, непреднамеренного и нежелательного события.

Примечание - Типичное аварийное событие имеет годовую вероятность появления менее 10.

3.3 аварийное событие (survival event): Нештатное событие, характеризуемое приложением аварийных нагрузок к райзеру, в результате воздействия которых создается угроза потери работоспособности и/или разрушения райзерной системы или ее компонентов.

3.4 анализ с использованием метода конечных элементов (finite element analysis): Численный метод анализа динамических и статических характеристик посредством разделения конструкции на небольшие непрерывные элементы с заданными свойствами материала.

3.5 вихри (vortex): Турбулентное движение жидкости, при котором мгновенная угловая скорость вращения элементарных объемов среды не равна нулю.

Примечание - Вихри возникают при обтекании компонентов райзерной системы течением морской воды.

3.6 внешние воздействия (environmental load): Нагрузки, вызванные параметрами внешней среды.

Примечание - Примеры включают нагрузки от ветра, волны и нагрузки от течения.

3.7 выброс из скважины (kick): Приток пластового флюида в ствол скважины во время бурения или реконструкции скважины, который приводит к закрытию скважины и повышению давления ниже.

3.8 глушение: Технологический процесс, в результате которого создается противодавление на пласт и прекращается добыча пластового флюида.

3.9 компонент (component): Часть райзерной системы.

3.10 провисающий райзер (catenary riser): Райзерная система, в которой основная эксплуатационная линия за счет своей гибкости принимает форму, близкую к уравнению цепной линии.

3.11 модули плавучести (buoyancy modules): Конструкция из легкого материала, обычно пенопласта, закрепленная или установленная на наружной поверхности секций райзера для снижения веса райзера в погруженном состоянии.

3.12 отказ (failure): Событие, приводящее к возникновению нежелательных условий, т.е. потере работоспособности компонента или системы, или ухудшению функциональных возможностей, приводящих к существенному снижению безопасности оборудования, персонала или окружающей среды.

3.13 пиковое давление (incidental pressure): Временное увеличение давления из-за сопутствующих (т.е. переходных) процессов.

3.14 проектант: Компания-разработчик, которая принимает на себя ответственность за проектирование райзерных систем.

3.15 расширенное закрытие (extended shut-in): Перекрытие клапана (клапанов) в верхней части райзера, которое может длиться несколько дней.

3.16 состояние ALS (accidental limit state): Состояние, которое допускает повреждение оборудования без полного разрушения, при наступлении события с ежегодной вероятностью от 10 до 10.

3.17 состояние SLS (serviceability limit state): Способности системы штатно работать без повреждений при наступлении события (комбинации нагрузок) с ежегодной вероятностью наступления больше 10.

3.18 состояние ULS (ultimate limit state): Способности системы штатно работать без повреждений при наступлении события (комбинации нагрузок) с ежегодной вероятностью наступления больше 10.

Примечание - При этом выполняемые операции могут быть приостановлены.

3.19 строительные нагрузки (сonstruction loads): Нагрузки, происходящие при строительстве райзерной системы, включая монтаж, испытания под давлением, пусконаладочные работы, техническое обслуживание и ремонт.

Примечание - Примеры строительных нагрузок: нагрузки от транспортировки, изготовления, монтажа и нагрузки извлечения керна.

3.20 трубная обвязка: Наружные трубопроводы, расположенные сбоку вдоль райзера и используемые для циркуляции флюидов в скважину и из нее для управления внутрискважинным давлением.

3.21 флюид (fluid): Газы, жидкости и пар, а также их смеси.

3.22 функциональные нагрузки (functional loads): Все нагрузки на компоненты при эксплуатации, включая все нагрузки, воздействующие на трубу в застойной зоне потока.

Примечание - Примеры функциональных нагрузок: нагрузки веса, внешнего гидростатического давления и внутреннего давления, тепловые нагрузки, вызванные температурой содержимого и реакцией морского дна.

3.23 циклические нагрузки: Циклические нагрузки, приводящие к накопленному повреждению.

Примечание - Примеры циклических нагрузок: нагрузки от волнового колебания плавучей системы добычи нефти и газа, прямой волновой нагрузки на райзер, колебания, вызванные вихрями и колебательные движения плавучей системы добычи нефти и газа, вызванные вихрями.

3.24 экстремальное событие: Событие с повторяемостью 1 раз в 100 лет или с годовой вероятностью превышения 1%.

     4 Обозначения и сокращения