ПНСТ 681-2022

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Нефтяная и газовая промышленность

СИСТЕМЫ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ

Проектирование, выбор, эксплуатация и техническое обслуживание морских буровых райзерных систем. Общие положения

Petroleum and natural gas industry. Subsea production systems. Design, selection, operation and maintenance of marine drilling riser systems. General provisions

ОКС 75.020

Срок действия с 2023-05-30

до 2026-05-30

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 20 декабря 2022 г. N 142-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 конструкции, выбору, расчету и эксплуатации морских буровых райзерных систем.

     1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт устанавливает технические требования к конструкции, выбору, расчету и эксплуатации морских буровых райзерных систем.

1.2 Настоящий стандарт охватывает требования к райзерам, изготавливаемым из низколегированных углеродистых сталей. На райзеры, изготавливаемые из специальных материалов, таких как титан, композитные материалы и гибкие трубы, положения данного стандарта не распространяются.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

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 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

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 аккумулятор (accumulator): Сосуд под давлением, заправленный инертным газом и используемый для хранения гидравлической жидкости под давлением для натяжных устройств.

3.2 блок подводного противовыбросового оборудования (blowout preventer stack): Сборный узел противовыбросового оборудования, включающий в себя: превенторы, фланцевые соединения, задвижки, гидравлические соединительные муфты и ниппели, подключаемые к подводной фонтанной арматуре.

3.3 бурение с двойным градиентом; DGD (dual gradient drilling, DGD): Технология бурения, основанная на таком эффекте, при котором две жидкости с разными плотностями в затрубном пространстве создают двойной гидростатический градиент с целью регулирования эпюры давления в кольцевом пространстве.

Примечание - Эта технология позволяет облегчить строительство скважины за счет расширенного управления давлением в скважине.

3.4 бурение с контролем давления; MPD (managed pressure drilling, MPD): Адаптивный процесс бурения, предназначенный для контроля профиля давления в кольцевом пространстве через ствол скважины.

3.5 буровой раствор (drilling fluid, mud): Многокомпонентная дисперсная система суспензионных, эмульсионных и аэрированных жидкостей, циркулирующая вниз по буровой колонне в скважину и обратно вверх по затрубному пространству к буровой установке с целью поддержания пластового давления, удаления шлама, смазки и охлаждения долота, подготовки стенок скважины и создания источника импульсной передачи данных о скважине и бурении.

3.6 вес в погруженном состоянии (submerged weight): Вес объекта в воздухе за вычетом плавучести, связанной с водоизмещением.

Примечания

1 Вес в погруженном состоянии трубы райзера зависит от типа крепления, т.е. присоединенная или подвешенная. У присоединенного или подвешенного райзера внутреннее и внешнее давление по-разному действуют на внутренние и внешние поверхности трубы и плавучего оборудования.

2 У подвешенного райзера в открытых зонах в нижней части трубы райзера возникает концевая нагрузка под воздействием давления.

3.7 вибрации, вызванные вихреобразованием; VIV (vortex-induced vibration, VIV): Продольные и поперечные колебания трубы райзера в результате нахождения райзера в морском течении.

3.8 воздушная камера (air can): Цилиндр с закрытым верхом и открытым низом, образующий затрубное пространство вокруг наружной поверхности трубы райзера, заполненное воздухом (или другой средой низкой плотности) с целью повышения плавучести.

3.9 вращающийся превентор высокого давления (rotating control device): Разбуривающее устройство с вращающимся уплотнением, обеспечивающее непрерывное бурение с поддержанием давления в стволе скважины.

3.10 время свинчивания (муфты колонны) [makeup time (riser coupling)]: Общая продолжительность до полного скрепления соединительных элементов муфты в процессе развертывания райзера.

Примечание - В это время может входить время свинчивания фланцев колонны, уплотнительной втулки и фланцевых болтов, а также затяжки болтов при развертывании колонны.

3.11

3.12 втулка (bushing): Охватывающая часть муфты райзера или стыковочного узла внешней линии.

3.13 выброс (blowout): Неконтролируемый поток скважинных флюидов и/или пластовых жидкостей из ствола скважины на поверхность или в нижние подповерхностные зоны под давлением (подземный выброс).

3.14 гибкое [шарнирное] соединение (flex joint, ball joint): Устройство, установленное между нижней частью отводящего устройства и телескопической секцией (верхнее гибкое/шарнирное соединение), в верхней части нижнего соединительного узла водоотделяющей колонны (нижнее гибкое/шарнирное соединение) или под килевой секцией (промежуточное гибкое/шарнирное соединение, если применяется), с целью обеспечения относительного углового перемещения райзера и уменьшения напряжений, связанных с движением судна и воздействием окружающей среды.

Примечание - Верхнее гибкое/шарнирное соединение иногда называют гибким/шарнирным соединением отводящего устройства.

3.15 гидравлический соединитель (hydraulic connector): Механическое устройство с гидравлическим управлением, которое соединяет и изолирует блок подводного противовыбросового оборудования относительно устья скважины или нижнего соединительного узла водоотделяющей колонны относительно нижнего блока.

3.16 давление смятия (collapse pressure): Дифференциальное (наружное минус внутреннее) давление, при достижении которого происходит нарушение целостности трубы/конструкции.

3.17 дивертор (diverter): Устройство, установленное на морской водоотделяющей колонне или в устье скважины и предназначенное для перекрытия вертикального пути потока технологических жидкостей для их движения в заданном направлении в сторону от буровой площадки.

3.18 дрейф (drift-off): Непреднамеренное поперечное смещение судна с системой динамического позиционирования от его целевого положения относительно устья скважины, как правило, вызванное потерей управления поддержанием неизменного положения или пропульсивной установкой судна.

3.19 желобообразование (keyseating): Образование продольного паза на внутреннем диаметре компонента райзера по причине потерь материала в результате фрикционного износа, связанного с вращением колонны бурильных труб или спуском и подъемом оборудования.

3.20 заводские приемочные испытания (factory acceptance testing): Испытания системы, оборудования или его компонентов, выполняемые изготовителем для проверки соответствия заказанного оборудования предусмотренным функциональным и эксплуатационным требованиям.

3.21 затворная муфта (breech-lock coupling): Муфта, входящая в зацепление путем поворота одного соединительного элемента на небольшой угол, как правило, менее 45°, с блокировкой в другом элементе.

3.22 затрубное пространство (annulus): Пространство между внутренним диаметром трубы А и наружным диаметром трубы В, когда труба В расположена внутри трубы А.

3.23 затрубное пространство райзера (riser annulus): Пространство между внутренним диаметром трубы морского бурового райзера и наружным диаметром трубы (бурильной, обсадной, насосно-компрессорной)/колонны райзера, подвешенной внутри трубы морского бурового райзера.

3.24 защитный колпак (protector, pin or box): Колпак/крышка, предназначенные для защиты втулки или ниппеля муфты от повреждений при хранении и монтаже/демонтаже.

3.25 звено райзера (riser joint): Секция колонны райзера, имеющая концы, соответствующие муфте и ниппелю, обычно включающие линию дросселирования, линию глушения и вспомогательную линию, а также скобы, захваты, упорные кольцы и плавучие модули.

3.26 измерительная секция райзера; IRJ (instrumented riser joint, IRJ): Секция райзера, оснащенная датчиками для сбора и передачи данных, таких как растяжение стенки трубы колонны, угловое смещение колонны, температура и давление жидкости в затрубном пространстве и т.д.

3.27 инструмент для свинчивания (makeup tool): Устройство, предназначенное для зацепления/расцепления элементов муфты.

3.28 килевая секция (keel joint): Секция колонны райзера, предназначенная для снижения изгибающих напряжений морского бурового райзера при столкновении с килевой частью буровой установки.

3.29 колонна для спуска (landing string): Компонент системы заканчивания и капитального ремонта скважин, состоящий из запорной арматуры, патрубков и находящийся во время проведения морских работ внутри подводного противовыбросового оборудования, сопрягаемый с райзером для заканчивания скважин по верхнему соединителю и с подвеской насосно-компрессорной трубы по нижнему соединителю.

3.30 колонна райзера (riser string): Собранные секции райзера в рабочем состоянии.

3.31 кольцо натяжного устройства райзера (riser tension ring): Элемент, предназначенный для соединения наружной трубы телескопической секции и натяжных устройств райзера.

3.32 концевое звено (termination joint): Специальное звено райзера, предназначенное для перенаправления потока жидкости одной или нескольких внешних линий трубы морского бурового райзера.

Примечание - Как правило, концевое звено применяется для завершения бустерной линии в нижней части трубы райзера или для перенаправления потока из линий дросселирования, линий глушения и вспомогательных линий в верхней части трубы райзера.

3.33 коэффициент усиления напряжений; SAF (stress amplification factor, SAF): Коэффициент, равный локальному пиковому переменному напряжению компонента (включая сварные швы), разделенному на номинальное переменное напряжение стенки трубы в месте расположения этого компонента.

3.34 кулачковая муфта (dog-type coupling): Муфта, имеющая кулачки (клинья), приводимые в движение механически с целью зацепления ниппеля и втулки муфты.

3.35 линия бурового раствора (mud boost line): Вспомогательный трубопровод для дополнительной подачи жидкости от поверхности до (или вблизи) нижнего соединительного узла водоотделяющей колонны с целью обеспечения циркуляции бурового шлама вверх по морскому буровому райзеру.

3.36 линия заполнения (fill-up line): Трубопровод, обычно соединяющийся с корпусом отводящего устройства или с переходным ниппелем над подводным противовыбросовым оборудованием, по которому буровой раствор подается в основной ствол колонны райзера при атмосферном давлении.

3.37 линия дросселирования [глушения] (choke and kill lines, C/K lines): Внешние трубопроводы, проложенные вдоль райзера, использующиеся для циркуляции жидкости и контроля давления в скважине.

3.38 линия подачи гидравлической жидкости (hydraulic supply line): Вспомогательный трубопровод от судна к блокам управления подводным противовыбросовым оборудованием, обеспечивающий подачу рабочей жидкости для управления нижним соединительным узлом водоотделяющей колонны и нижним блоком.

3.39 линия управления плавучестью (buoyancy control line): Вспомогательная линия, предназначенная для регулирования, заполнения или удаления воздуха из плавучих камер.