ГОСТ Р 59305-2021 (ИСО 13628-1:2005) Нефтяная и газовая промышленность. Проектирование и эксплуатация систем подводной добычи. Часть 1. Общие требования и рекомендации
5.6 Подводное устье скважины
5.6.1 Общие положения
Система подводных колонных головок является конструктивным основанием при подводном заканчивании скважины. В зависимости от конфигурации эксплуатационной системы, условий окружающей среды и состояний грунта нагрузки на устье могут существенно различаться. Прочность конструкции следует оценивать в режиме максимальных нагрузок, с учетом всех операций в процессе бурения и добычи. Специальные проектные требования для подводного устья скважин приведены в ГОСТ Р ИСО 13628-4.
5.6.2 Внешние нагрузки
5.6.2.1 Внешние нагрузки на подводное устьевое оборудование включают нагрузки от собственного веса оборудования, от воздействия райзера, нагрузки, возникающие в процессе подсоединения и прокладывания выкидных линий, нагрузки от теплового расширения и непосредственное воздействие окружающей среды. Типичные нагрузки показаны на рисунке 2.
5.6.2.2 Нагрузки от райзера передаются на устьевое оборудование в процессе бурения и заканчивания скважины, во время капитального ремонта и добычи. В зависимости от типа оборудования эти нагрузки могут быть временными (буровые райзеры и райзеры для заканчивания/ремонта скважины) или постоянными (эксплуатационные райзеры или райзеры системы нагнетания). Эти нагрузки следует определять в процессе анализа работы райзеров. Дополнительное руководство по оценке воздействия райзера представлено в ГОСТ Р 54382, см. также [6]-[8]. В процессе проектирования может потребоваться проведение анализа на усталость материала в случаях, когда существует вероятность возникновения переменных нагрузок (таких, как нагрузки на райзер, вызванные перемещением судна и волнением, а также вибрация райзера при образовании водоворотов).
Применимые нагрузки и их комбинации (см. приложение F), рабочие критерии для определения нагрузок на райзер, выявление случайных нагрузок на райзер, выявление любых нарушений норм и правил и их последствий следует определять на стадии технического проектирования (см. приложение G).
Примечание - При проектировании райзера следует учитывать нормальные, экстремальные и случайные нагрузки. Проектные нормы и правила, используемые для подводной устьевой арматуры и устьевых систем, как правило, основываются на производительности при нормальном эксплуатационном режиме скважины и на допустимых механических напряжениях. Нормы и правила для райзера базируются на формате допустимого механического напряжения или формате проектирования с учетом коэффициентов надежности по нагрузке и сопротивлению.
5.6.2.3 Нагрузки, возникающие в процессе прокладки идущей от скважины выкидной линии, могут вызывать значительные сдвиговые и изгибающие нагрузки на устье скважины. Следует также принимать во внимание эффект термического удлинения или сокращения обсадных труб в скважине и присоединенных выкидных линий, а также дополнительные нагрузки вследствие возможного отклонения оси устья от вертикального положения.
|
1 - натяжение райзера; 2 - приложенные моменты; 3 - нагрузки от внешней среды (течение, волны, падающие предметы и т.д.); 4 - подсоединение выкидной линии; 5 - реакция грунта; 6 - термическое удлинение; 7 - натяжение направляющих канатов
Рисунок 2 - Нагрузки на устьевое оборудование подводной скважины
5.6.2.4 Для скважин, расположенных на опорной плите, особенно важным является их соединение с трубной обвязкой манифольда опорной плиты. Это соединение следует анализировать на допустимые смещения при изменении температуры, давления, позиции и ориентации, как элементов устья скважины, так и компонентов манифольда. Следует учитывать все возможные изменения положения скважин относительно трубной обвязки манифольда, включая термическое удлинение труб скважины и ожидаемое оседание фундамента опорной плиты. Это соединение является критическим параметром, который подлежит тщательному анализу в процессе проектирования опорной плиты.
5.6.2.5 Устьевое оборудование подводной скважины может подвергаться нагрузкам внешней среды, возникающим из-за воздействия течения, волн, землетрясения, льда, газонефтеводопроявлений и смещений грунта. В некоторых случаях необходимо учитывать воздействия от падающих предметов, нагрузки от якорей или тралов.
5.6.3 Техническое обслуживание и внутрискважинные работы
Для проведения технического обслуживания и внутрискважинных работ СПД следует проектировать с таким расчетом, чтобы:
- способствовать ориентации и позиционированию специального оборудования, такого как ТНПА и ДУИ, райзеры для проведения капитального ремонта скважин;
- обеспечивать доступ в скважину, как вертикально, так и с использованием выкидной линии (TFL);
- обеспечивать безопасную остановку скважины и отсоединение райзеров в пределах установленного времени;
- способствовать установке двух независимых барьеров на случай возникновения критической ситуации в процессе эксплуатации;
- обеспечивать возможность извлечения критически важных элементов системы;
- обеспечивать возможность проведения внутрискважинных работ при смещениях буровой установки в установленных пределах.
5.6.4 Расчет конструкции
Для конструктивных расчетов устьевого оборудования подводной скважины в качестве исходных параметров для определения приемлемой высоты устья и требований к обсадным колоннам используются характеристики грунтов, внешние нагрузки и воздействия. Используя метод структурного расчета на прочность и устойчивость, следует подтвердить, что все компоненты устьевого оборудования, а также опорное основание будут сохранять конструктивную целостность во время бурения, монтажа, эксплуатации и капитального ремонта скважины. Стандарты ГОСТ Р 57123, ГОСТ Р 58036, см. также [9], определяют методы, применимые для проведения анализа.
5.6.5 Параметры подводного устьевого оборудования