ПНСТ 585-2021

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Нефтяная и газовая промышленность

СИСТЕМЫ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ

Учет внешнего давления при проектировании и расчете давлений в подводном оборудовании

Petroleum and natural gas industry. Subsea production systems. Design and pressure rating determination of subsea equipment with consideration about external pressure

ОКС 75.020

Срок действия с 2022-02-01

по 2025-02-01

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 29 декабря 2021 г. N 74-пнст

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 стандарта является установление единых правил и общих требований к учету наружного давления при проектировании и расчете давлений в подводном оборудовании.

Большая часть надводного нефтепромыслового устьевого оборудования или сосудов под давлением разрабатывается и рассчитывается из условия, что на наружную сторону сосуда действует давление в одну атмосферу.

В подводном оборудовании с увеличением глубины на наружную сторону может действовать значительно большее давление, которое компенсирует часть внутреннего давления и снижает нагрузку на стенку конструкции.

Игнорирование внешнего давления может привести к использованию толстостенных конструкций и нежелательным изменениям проектных параметров оборудования. Сложности при ковке, термообработке и изготовлении могут привести к неоднородности свойств материала. Кроме того, это повлияет на транспортировку и монтаж из-за веса составляющих элементов.

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает нормы и методы расчета наружного давления, учитываемого при проектировании подводного оборудования систем подводной добычи углеводородов.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.271 Государственная система обеспечения единства измерений. Средства измерений давления. Термины и определения

ГОСТ 356 Арматура и детали трубопроводов. Давления номинальные, пробные и рабочие. Ряды

ГОСТ 24856 Арматура трубопроводная. Термины и определения

ГОСТ Р 55311 Нефтяная и газовая промышленность. Сооружения нефтегазопромысловые морские. Термины и определения

ГОСТ Р ИСО 13879 Перспективные производственные технологии. Содержание и порядок составления функциональных требований для предприятий нефтяной и газовой промышленности

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 55311, ГОСТ 24856, ГОСТ 8.271, ГОСТ 356, а также [1].

     4 Обозначения и сокращения

4.1 В настоящем стандарте использованы следующие обозначения и сокращения:

     5 Факторы, учитываемые при проектировании и расчете

5.1 Подводные трубопроводы и тонкостенные цилиндрические сосуды разрабатывают с учетом перепада давления: внутреннее давление минус наружное давление или .

5.2 Для оборудования сложной геометрической формы (как правило, это относится к подводному оборудованию) и для толстостенных сосудов, у которых отношение внешнего радиуса к толщине стенки менее четырех (R/t<4) или отношение наружного диаметра к внутреннему более чем 1,25 (/>1,25), а также для оборудования с комбинацией нагрузок (например, давление, температура, изгиб, растяжение, крутящий момент и т.д.) простые расчеты перепада давления () не дают точных результатов.

5.3 Для оборудования, предназначенного для эксплуатации на глубинах, при которых требуется учитывать влияние наружного давления, требуется выполнение расчета и подтверждения работоспособности. Например, для арматуры с внутренним гидростатическим давлением 69 МПа (703,6 кгс/см), расположенной на глубине 3000 м, где наружное давление составляет 30 МПа (300 кгс/см), перепад давления составляет 39 МПа (397,7 кгс/см).

5.4 Если при проектировании такой арматуры не учитывать влияние наружного давления, то оценка ее прочности будет основана на расчете на давлении 69 МПа (703,6 кгс/см). У такой арматуры будет стенка большей толщины и, соответственно, больший вес, чем при разработке с учетом наружного давления.

     6 Процедуры учета наружного давления при проектировании и расчете

6.1 Последовательность действий

6.1.1 Для учета наружного давления при проектировании и расчете давления для подводного оборудования существует алгоритм действий, приведенный в приложении А на рисунке А.1, в соответствии с которым разработчик оборудования должен:

а) определить функциональные критерии для оборудования и процедуры эксплуатации;

б) определить категорию оборудования на основании соответствующей оценки опасностей или оценки риска и системного подхода;

в) провести соответствующий анализ проектных решений на основании категории оборудования.

6.2 Функциональные критерии

6.2.1 Функциональные критерии - это минимальная совокупность критериев, которые должны быть выполнены, чтобы рассматриваемое оборудование соответствовало заявленным требованиям.

6.2.2 Функциональные критерии для выбора соответствующего номинального давления из ряда номинальных давлений, установленных ГОСТ 356:

- статическое давление и температура закрытой скважины (в забое и устье в условиях эксплуатации скважины фонтанным способом) в течение срока службы скважины. Если давление в скважине превышает 103,5 МПа (1055,4 кгс/см) и/или температура флюида более 450 K (177°С), необходимо провести перепроверку проектных решений и подтверждение работоспособности разрабатываемого для проекта оборудования, в условиях намеченного использования (см. также [5]);

- глубина установки оборудования;