API RP 15S, Аттестация наматываемых армированных пластиковых трубопроводов.
В конце 1990-х годов документы API (API 17J, 17K и 17B) были переформатированы и выпущены как документы ISO (ISO 13628-2, -10 и -11), чтобы повысить доступность международных стандартов по гибким трубам.
Однако документы ISO не поддерживаются ни постоянно действующими комитетами, ни программами обеспечения качества. API RP 15S охватывает: (1) конструкцию изделия; (2) выбор сырья; (3) квалификационные требования и (4) требования по контролю качества, а также регламентирует масштабную программу испытания продукции, включая регрессивные испытания, циклические испытания, совместные испытания, испытания газом, испытания на изгиб и испытания на осевую нагрузку для используемых на суше FCP.
При проектировании сетей гибких трубопроводов требуются дополнительные стандарты для определения гидродинамических нагрузок, квалификации возможности эксплуатации в кислых средах, управления целостностью и т. д. Как правило, источниками данных являются следующие стандарты:
DNV
NORSOK
ASME
NACE
Ни один из традиционных стандартов по проектированию трубопроводных систем, включая API RP1111, DNV-OS-F101, ISO 13623 и BSI PD8010-1/2, не содержит конкретных указаний по сетям гибких трубопроводов на основе композиционных материалов. Нормативные документы, такие как ASME B31-4/8, не содержат требования к сетям армированных термопластичных труб, но ссылаются на API RP 15S, API Spec 17J (ISO 13628-2) или API Spec 17K (ISO 13628-10). В стандарте ASME B31-8 определено ограничение по рабочему давлению для армированных термореактивных трубопроводов, однако в толковательном разделе отмечается неприменимость данных в отношении армированных термопластичных труб.
Что касается сетей несвязанных гибких трубопроводов на основе композиционных материалов, при отраслевом применении часто используется API Spec 17J (или же в качестве альтернативы DNV-RP-F202 [16]). Однако в API Spec 17J не включено применение неметаллического армирования. В дополнение к API Spec 17J и 17K периодически делаются ссылки на более новые руководства API RP 17B (ISO 13628-11), однако они применимы только к подводным и морским условиям эксплуатации.
Руководство API RP 15S широко применяется для эксплуатируемых на суше FCP и содержит указания по определению свойств материалов, номинальных значений давления, коэффициентов безопасности, коэффициентов условий эксплуатации и минимальных требований к рабочим характеристикам. В руководство также включены инструкции по производству, испытаниям и контролю качества, стандартным методам установки. Для определения характеристик в API RP 15S используются проверенные методы испытаний 29 из ASTM (например, ASTM D1598 и D2992). Руководство API RP 15S применимо только для наземных условий эксплуатации.
Отдельные производители признают ограниченность действующих стандартов по композитным трубопроводам и применяют подход, описанный в DNV-RP-A203 в сочетании с DNV-OS-C501. При этом за информацией о нагрузках и/или специальных испытаниях можно обратиться к различным применимым стандартам ISO или API в квалификационной методике. Общество DNV GL организовало общий отраслевой проект по разработке нового рекомендуемого практического руководства под названием DNV GL RP-F119 «Термопластичные композитные трубы» для применения связанных FCP на шельфе.
В странах СНГ так же утвержден документ ГОСТ Р 59834-2021 «Промысловые трубопроводы. Трубы гибкие полимерные армированные и соединительные детали к ним. Общие технические условия», который активно используется при выборе и работе с гибкими трубопроводами.
3. Применение гибких труб в процессе освоения морских нефтегазовых месторождений
3.1 Применение гибких труб в колтюбинговой технологии
В настоящее время существует достаточное множество внутрискважинных операций, которое может быть выполнено посредством колтюбинговой установки. Практическое применение гибких труб постоянно усовершенствуется и дорабатывается, расширяется новыми технологиями и стремительно движется вперед. В нефтегазовой промышленности России имеет место развитие колтюбинговых технологий, однако, оно не такое прогрессивное как, например, в США или Канаде.
На сегодняшний день довольно хорошо изучены и опробованы около трех-четырех десятков технологий с применением гибких труб. В число этих технологий входят как достаточно простые, так и очень сложные технологические операции, например, бурение скважин. [2]
Диапазон колтюбинговых технологий включает в себя: освоение скважин, очистку скважин от АСПО и песчаных пробок, растепление гидратных пробок, установку цементных мостов, установку гравийных фильтров, различные ремонтно-изоляционные работы, кислотную обработку ПЗП, гидравлический разрыв пласта, ловильные работы, каротажные работы, визуальное обследование ствола скважин и, наконец, бурение боковых стволов и горизонтальных участков скважин, а также бурение новых стволов. Названные технологии являются лишь частью из полного списка возможных для выполнения их колтюбинговыми установками (см.рисунок 9).
В нашей стране зачастую применяются не очень сложные технологии, как правило, это различного рода промывки, водоизоляция, освоение, а приоритет по выполнению сложных технологий остается, всё-таки, за иностранными компаниями, работающими на территории нашей страны, но со временем увеличивается количество непростых технологических операций, выполняемых российскими специалистами.
Проведение тех или иных операций при помощи колтюбинга позволяет сэкономить не только время, но и получить большие технико-экономические показатели. В начале 2001 года экспертно-аналитическим отделом ОАО «Татнефть» был проведен анализ экономического эффекта от использования гибких труб. Он показал, что продолжительность ремонта скважин в этом случае сокращается в 3-4 раза по сравнению с традиционным подходом КРС, а время пребывания в ремонте в 5-7 раз.
Рисунок 9 Колтюбинговая установка
За время использования установок с колонной гибкой трубы были выявлены следующие преимущества:
- ускорение спускоподъемных операций;
- в нагнетательных скважинах исключается подъем колонны НКТ;
- при ОПЗ добывающих скважин по межтрубному пространству исключается подъем ПО;
- возможность проведения неограниченного количества ОПЗ за 1 СПО;
- проведение полного комплекса работ при ремонте горизонтальных скважин;
- возможность проведения работ КРС на депрессии;
- возможность проведения работ КРС без глушения;
- экологическая безопасность при проведении работ;
- высокая культура производства. [2]
3.2 Применение гибких труб в процессе укладки трубопроводов
Совершенствование метода укладки трубопроводов с барабана идет по пути использования гибких трубопроводов (см.рисунок 10).
Уже разработаны гибкие армированные трубы диаметром 380 мм и более. Такие трубопроводы уже применяются в различных регионах, но в основном для внутрипромысловых трубопроводов. Их главный недостаток высокая стоимость и ограничения по диаметру.
Рисунок 10 Судно для укладки гибкого трубопровода
При строительстве подводных трубопроводов, кроме судов-трубоукладчиков, используются и трубозаглубители - техника для рытья на морском дне траншей, засыпки трубопроводов, укладки защитных покрытий над трубопроводами, а также подводные аппараты или специальные комплексы для осмотра и контроля качества выполняемых подводных работ.
Заключение
Существующие стандарты для гибких труб устанавливают определенные требования к их конструкции и производству. На протяжении последних лет, существенные усовершенствования в конструкции гибких труб были внесены, чтобы сделать их более надежными и безопасными. Эти усовершенствования включают в себя улучшенные материалы и производственные технологии, что повышает надежность и долговечность гибких труб.
Разрабатываемые стандарты также направлены на совершенствование гибких труб. Они ориентированы на уменьшение затрат на производство и расширение области применения этих труб в различных отраслях, включая морскую добычу нефти и газа.