Воскресенье, 04.12.2016, 17:15
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Техника. Технические науки

Трубы стальные обсадные и насосно-компрессорные для нефтяной и газовой промышленности. Методы испытаний резьбовых соединений

Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 февраля 2016 г. N 78-ст

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТРУБЫ СТАЛЬНЫЕ ОБСАДНЫЕ И НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫЕ ДЛЯ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Casing and tubing steel pipes for oil and gas industry.

Procedures of thread connection testing

 

ISO 13679:2002

Petroleum and natural gas industries -

Procedures for testing casing and tubing connection

(IDT)

ГОСТ Р ИСО 13679-2016

ОКС 75.180.10

75.200

Дата введения 1 октября 2016 года

 

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН подкомитетом ПК 7 "Трубы нарезные нефтяного сортамента" Технического комитета ТК 357 "Стальные и чугунные трубы и баллоны" на основе аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4, который выполнен СПФ "Интерсервис"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 357 "Стальные и чугунные трубы и баллоны"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 февраля 2016 г. N 78-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 13679:2002 "Нефтяная и газовая промышленность - Процедуры для испытания соединений обсадных и насосно-компрессорных труб" (ISO 13679:2002 "Petroleum and natural gas industries - Procedures for testing casing and tubing connection").

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5 (подраздел 3.5).

Применяемые в международном стандарте ИСО 13679:2002 термины заменены на применяемые в национальной практике: "интегральное соединение" - на "раструбное соединение", термин "box", обозначающий элемент соединения с внутренней резьбой, - на "раструбный элемент".

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

 

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

 

Введение

 

Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 13679:2002, который был разработан на основе стандарта API RP 5C5 и запатентованных методик испытаний резьбовых соединений.

Международный стандарт ИСО 13679:2002 был подготовлен Подкомитетом ПК 5 "Обсадные, насосно-компрессорные и бурильные трубы" Технического комитета ИСО/ТК 67 "Материалы, оборудование и морские конструкции для нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности".

Проверка испытательных и предельных нагрузок для соединения имеет решающее значение при проектировании обсадных и насосно-компрессорных труб.

Для проверки испытательных и предельных нагрузок проводят испытание соединения при предельных значениях рабочих параметров. Данное испытание гарантирует, что вся продукция, которая будет эксплуатироваться при этих параметрах, будет обладать такой же работоспособностью, как и продукция, которая подвергалась испытаниям. Эксплуатационные параметры резьбового соединения включают предельные отклонения размеров, механические свойства, обработку поверхности, крутящий момент свинчивания, тип и количество резьбовой смазки. В настоящем стандарте рассматриваются известные предельные отклонения размеров стандартных соединений. Определение неблагоприятных предельных отклонений размеров нестандартных соединений требует анализа конструкции.

Настоящий стандарт состоит из пяти основных частей. Испытания проводятся в соответствии с разделами 4 - 8 на основе данных, предоставленных изготовителями и указанных в приложении A, и (или) расчетов, приведенных в приложении B, и оформляются в виде отчетов, формы которых приведены в приложении C. В приложении D указана информация, которую необходимо указать в полном отчете по испытаниям. В приложении E приведены расчеты для построения 100% области нагружения для тела трубы и определения точек испытательной нагрузки. В приложении F приведен пример калибровки нагрузочного устройства. В приложении G приведена возможная оценка качества серии изделий с резьбовым соединением, а в приложении H приведены указания по проведению дополнительных испытаний для специальных условий применения. В приложении I приведено обоснование разработки настоящего стандарта. В приложении J перечислены требования к соединениям, имеющим уплотнение металл-металл и упругое уплотнение, которые испытываются отдельно.

Дополнительные испытания проводят для специальных условий применения соединений, которые не оцениваются посредством испытаний, описанных в настоящем стандарте. Заказчик и изготовитель должны согласовать применение соединения в таких условиях с учетом определенных ограничений.

Рекомендуется проведение испытаний под наблюдением представителей заказчика и (или) инспекции третьей стороны.

В настоящем стандарте рассматриваются испытания соединений при наиболее часто встречающихся условиях и не рассматриваются все возможные условия, например не рассматривается эксплуатация в агрессивной среде, которая может повлиять на рабочие характеристики соединения.

 

1. Область применения

 

Настоящий стандарт устанавливает минимальный перечень методов проектных испытаний и приемочные критерии испытаний для соединений обсадных и насосно-компрессорных труб, используемых в нефтяной и газовой промышленности. Испытания физических свойств соединений являются частью процесса проектной проверки и предоставляют объективные доказательства соответствия соединения тем испытательным и предельным нагрузкам, которые указаны изготовителем.

Стандарт устанавливает четыре класса испытаний по их тяжести.

Настоящий стандарт не предоставляет статистическую базу для анализа рисков.

Настоящий стандарт рассматривает только три из пяти возможных видов первичных нагрузок, действующих в скважинах на обсадные и насосно-компрессорные трубы: давление текучей среды (внутреннее и (или) внешнее), осевое усилие сжатия или растяжения; изгиб (продольный изгиб и (или) изгиб от отклонения скважины), а также кручение. В стандарте не рассматриваются нагрузки кручения при вращении и неосесимметричные нагрузки (при точечном, линейном или поверхностном контактах).

Настоящий стандарт определяет испытания, которые необходимо провести для определения склонности к заеданию, уплотнительных свойств и конструктивной целостности соединений обсадных и насосно-компрессорных труб.

В стандарте рассматриваются условия применения обсадных и насосно-компрессорных труб без учета диаметров таких труб.

 

2. Нормативные ссылки

 

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты <1>:

--------------------------------

<1> Для датированных ссылок используют только указанное издание стандарта. В случае недатированных ссылок - последнее издание стандарта, включая все изменения и поправки.

 

ИСО 3183-1 Нефтяная и газовая промышленность. Стальные трубы для трубопроводных транспортных систем. Технические условия поставки. Часть 1. Трубы класса требований A (ISO 3183-1, Petroleum and natural gas industries - Steel pipe for pipelines - Technical delivery conditions - Part 1: Pipes of requirements class A) <2>

ИСО 3183-2 Нефтяная и газовая промышленность. Стальные трубы для трубопроводных транспортных систем. Технические условия поставки. Часть 2. Трубы класса требований B (ISO 3183-2, Petroleum and natural gas industries - Steel pipe for pipelines - Technical delivery conditions - Part 2: Pipes of requirements class B) <2>

--------------------------------

<2> Данный стандарт отменен с заменой на ИСО 3183-2012 "Нефтяная и газовая промышленность. Трубы стальные для систем трубопроводного транспорта".

 

ИСО 3183-3 Нефтяная и газовая промышленность. Стальные трубы для трубопроводных транспортных систем. Технические условия поставки. Часть 3. Трубы класса требований C (ISO 3183-3, Petroleum and natural gas industries - Steel pipe for pipelines - Technical delivery conditions - Part 3: Pipes of requirements class C) <1>

--------------------------------

<1> Данный стандарт отменен с заменой на ИСО 3183-2012 "Нефтяная и газовая промышленность. Трубы стальные для систем трубопроводного транспорта".

 

ИСО 10400:1993 Промышленность нефтяная и газовая. Формулы и расчеты по определению характеристик обсадных, насосно-компрессорных, бурильных и трубопроводных труб (ISO 10400, Petroleum and natural gas industries; formulae and calculation for casing, tubing, drill pipe and line pipe properties).

ИСО 10422 Промышленность нефтяная и газовая. Нарезание, калибрование и производственный контроль резьбы обсадных, насосно-компрессорных труб и трубопроводов. Технические условия (ISO 10422, Petroleum and natural gas-industries; threading, gauging, and thread inspection of casing, tubing and line pipe threads; specification) <2>

--------------------------------

<2> Данный стандарт отменен без замены.

 

ИСО 11960 Нефтяная и газовая промышленность. Стальные трубы для использования в качестве обсадных и насосно-компрессорных труб для скважин (ISO 11960, Petroleum and natural gas industries - Steel pipes for use as casing or tubing for wells)

ИСО 13680 Промышленность нефтяная и газовая. Трубы бесшовные из коррозионно-стойких сплавов для применения в качестве обсадных, насосно-компрессорных и соединительных труб. Технические условия поставки (ISO 13680, Petroleum and natural gas industries - Corrosion-resistant alloy seamless tubes for use as casing, tubing and coupling stock - Technical delivery conditions)

API Bull 5C3 Бюллетень по формулам и расчетам свойств обсадных, насосно-компрессорных, бурильных и трубопроводных труб, используемых в качестве обсадных и насосно-компрессорных труб, и таблицам эксплуатационных свойств обсадных и насосно-компрессорных труб (API Bull 5C3, Bulletin on Formulas and Calculation for Casing, Tubing, Drill Pipe, and Pipe Properties)

API Spec 5B Требования к нарезанию, калибровке и контролю резьбы обсадных, насосно-компрессорных и трубопроводных труб (API Spec 5B, Specification for Threading, Gauging and Thread Inspection of Casing, Tubing, and Line Pipe Threads)

API Spec 5L Требования к трубопроводным трубам (API Spec 5L, Specification for Line Pipe)

 

3. Термины, определения, обозначения и сокращения

 

3.1. Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 диаграмма нагружения осевое давление - нагрузка (axial pressure load diagram): График зависимости давления от осевой нагрузки, характеризующий испытательную нагрузку на соединение и (или) трубу или предельную нагрузку.

3.1.2 заедание (galling): Холодное сваривание контактных поверхностей, сопровождаемое отрывом материала при дальнейшем скольжении или вращении.

Примечания

1 Заедание бывает следствием скольжения металлических поверхностей под большими нагрузками. Может быть вызвано недостаточной смазкой контактирующих поверхностей. Цель нанесения смазки - свести к минимуму контакт металлических поверхностей и обеспечить их беспрепятственное скольжение. Другие способы предотвращения заедания - снижение давления или уменьшение длины траектории скольжения.

2 Различают несколько степеней заедания в зависимости от отчета и необходимого ремонта (см. 3.1.5, 3.1.17, 3.1.20).

 

3.1.3 исходная заготовка (mother joint): Труба или трубная заготовка для муфт, от которой отрезают патрубки для изготовления образцов для испытаний.

3.1.4 колонна труб (pipe string): Несколько труб, соединенных между собой.

3.1.5 легкое заедание (light galling): Заедание, последствия которого могут быть устранены при помощи шлифовальной шкурки.

3.1.6 многоэлементное уплотнение (multiple seals): Система уплотнений, состоящая из двух или более независимых элементов, каждый элемент которой является самостоятельным уплотнением.

3.1.7 область испытательных нагрузок (test load envelope): Область, ограниченная значениями нагрузок (осевой нагрузки, давления, изгибающей нагрузки) и температуры, в пределах которых соединение должно быть испытано в соответствии с настоящим стандартом.

Примечание - Изготовитель несет ответственность за выбор области испытательных нагрузок для изготовляемых им соединений (см. 4.1).

 

3.1.8 образец соединения (connection specimen): Два отрезка труб, соединенные между собой.

Примечание - Образец муфтового соединения состоит из отрезков концов труб с наружной резьбой (ниппельных элементов), соединенных муфтой с внутренней резьбой (раструбным элементом), образец раструбного соединения - из отрезков конца трубы с наружной резьбой (ниппельного элемента) и конца трубы с внутренней резьбой (раструбного элемента).

 

3.1.9 овальность уплотнения (seal ovality): Разность максимального диаметра уплотнения и минимального диаметра уплотнения, деленная на средний диаметр уплотнения и умноженная на 100.

Примечание - Овальность уплотнения выражается в процентах.

 

3.1.10 одноэлементное уплотнение (single seal): Одно уплотнение или несколько уплотнений, функции которых нельзя разделить физически.

3.1.11 партия (lot): Трубы одного размера, одной группы прочности, из стали одной плавки, которые подвергались термообработке в течение одного непрерывного процесса или в одной садке.

3.1.12 партия изделий с резьбой (thread lot): Изделия, изготовленные на резьбонарезном оборудовании в течение непрерывного производственного цикла, который не прерывался значительными поломками инструмента или неисправностями оборудования (исключая износ или незначительные поломки инструмента), заменой держателя (кроме черновой расточной оправки) или любыми другими сбоями в работе резьбонарезного оборудования или контроле калибрами.

3.1.13 патрубок (pup joint): Отрезок трубы или трубной заготовки для муфт, может быть с резьбой.

3.1.14 предельная нагрузка (limit load): Максимальное значение сочетания нагрузок (осевой нагрузки и (или) давления), которое определяет условия разрушения соединения, или максимальная нагрузка, вызывающая пластическую деформацию (например продольный изгиб) перед полным разрушением соединения (отказом).

3.1.15 разрушающая нагрузка (failure load): Нагрузка, при которой тело трубы или соединение полностью разрушаются в виде выхода соединения из сопряжения, растрескивания, значительной пластической деформации (например вспучивания или смятия) или значительной потери герметичности.

3.1.16 уплотнение по резьбе (thread seal): Уплотнение или система уплотнений, создающие герметичность соединения за счет точности профиля резьбы и резьбовой смазки, нанесенной на поверхность резьбы.

3.1.17 сильное заедание (severe galling): Заедание, последствия которого не могут быть устранены с помощью надфиля и шлифовальной шкурки.

3.1.18 соединение (connection): Резьбовое соединение двух концов труб с помощью муфты (муфтовое соединение) или двух концов труб без помощи муфты (раструбное соединение).

3.1.19 температура окружающей среды, комнатная температура (ambient temperature): Фактическая температура в помещении лаборатории при отсутствии остаточного нагрева образцов соединений после предшествующих термических испытаний.

3.1.20 умеренное заедание (moderate galling): Заедание, последствия которого могут быть устранены при помощи надфиля и шлифовальной шкурки.

3.1.21 уплотнение (seal): Элемент, препятствующий проникновению испытательной среды.

3.1.22 уплотнение металл-металл (metal-to-metal seal): Уплотнение или система уплотнений, создающие герметичность соединения за счет высокого контактного напряжения сопрягаемых металлических поверхностей.

Примечание - Резьбовая смазка может иметь как положительное, так и отрицательное влияние на эксплуатационные характеристики уплотнения металл-металл.

 

3.1.23 упругое уплотнение (resilient seal): Уплотнение или система уплотнений, создающие герметичность соединения при помощи уплотнительных колец, установленных внутри соединения (например, в профиле резьбы, на уплотнительном участке и т.д.).

3.1.24 утечка (leak): Любое вытеснение текучей среды в измерительной системе во время выдержки соединения под давлением.

3.2. Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

Ai - площадь сечения, рассчитанная по внутреннему диаметру трубы;

Ao - площадь сечения, рассчитанная по наружному диаметру трубы;

Ap - площадь поперечного сечения трубы;

C - осевое усилие сжатия;

D - заданный наружный диаметр трубы;

Di - внутренний диаметр;

Do - наружный диаметр;

Dleg - эффективная степень искривления, в градусах на 30 м;

Er - абсолютная погрешность калибровки нагрузочного устройства;

Erp - относительная погрешность калибровки нагрузочного устройства, в процентах;

F - усилие разрушения;

Fa - осевое усилие растяжения или сжатия;

Fb - эквивалентное осевое усилие изгиба;

Fc - заявленная прочность образца соединения при сжимающей нагрузке;

Ff - фактическое осевое усилие растяжения или сжатия;

Fi - номинальное осевое усилие растяжения или сжатия;

Ft - заявленная прочность соединения при частичной растягивающей нагрузке или разрушающей нагрузке;

Fy - заявленная прочность соединения при растягивающей нагрузке, соответствующей началу текучести;

I - момент инерции;

Kc - коэффициент эффективности стойкости соединения к сжимающим нагрузкам;

Kpi - коэффициент эффективности стойкости соединения к внутреннему давлению;

Kpe - коэффициент эффективности стойкости соединения к внешнему давлению;

Kt - коэффициент эффективности стойкости соединения к растягивающим нагрузкам;

ki, ko - геометрические переменные;

LA - длина ниппельного элемента A от торца муфты (или торца раструбного элемента) до торцевой заглушки или начала крепления;

LB - длина ниппельного элемента B от торца муфты (или торца раструбного элемента) до торцевой заглушки или начала крепления;

LC - длина муфты или раструбного соединения;

Lpj - минимальная межопорная длина элемента соединения;

M - изгибающий момент;

Mo - сверхизгибающий момент;

pc - давление смятия по ИСО/ТР 10400 для наружного диаметра, толщины стенки и фактического предела текучести образца;

pi - внутреннее давление;

pib - внутреннее давление с изгибающей нагрузкой;

pih - высокое внутреннее давление;

pin - нормируемое внутреннее испытательное давление;

pil - низкое внутреннее давление;

piyp - внутреннее давление начала текучести в теле трубы по ИСО/ТО 10400;

po - внешнее испытательное давление;

pob - внешнее давление с изгибающей нагрузкой;

pon - нормируемое внешнее испытательное давление;

ptc - давление при повышенной температуре при термоциклическом испытании;

py - давление, вызывающее на внутренней поверхности напряжение Syt;

qac - фактическая скорость утечки;

qo - наблюдаемая скорость утечки;

R - радиус кривизны оси тела трубы;

St - предел прочности ниппельного или раструбного элементов, равный 100% минимального предела прочности при растяжении исходной заготовки (при комнатной или повышенной температуре);

Sy - предел текучести ниппельного или раструбного элементов, равный 100% минимального предела текучести исходной заготовки (при комнатной или повышенной температуре);

Syt - напряжение, равное 90% Sy для испытаний серий A и B, 80%, 90% и 95% для серии C;

t - заданная толщина стенки трубы;

ta - минимальная толщина стенки образца;

tac - фактическая минимальная толщина стенки трубы;

T - осевое усилие растяжения;

 

3.3. Сокращения

 

В настоящем стандарте приняты следующие сокращения:

CAL - уровень применения соединения, для которого при испытании получены удовлетворительные результаты;

CCS - критическое поперечное сечение;

CCW - направление против хода часовой стрелки;

CW - направление по ходу часовой стрелки;

CEPL - нагрузка (растяжение), возникающая под действием внутреннего давления на элемент соединения с торцевой заглушкой;

CEYP - давление, соответствующее началу текучести материала элемента соединения с торцевой заглушкой;

CRA - коррозионно-стойкие стали и сплавы;

EUE - элемент с наружной высадкой и резьбовым соединением EUE;

FMU - образец соединения в состоянии после окончательного свинчивания;

LL - предельная нагрузка;

LP - точка приложения нагрузки;

LP1 - вариант испытания предельной нагрузкой 1;

LP2 - вариант испытания предельной нагрузкой 2;

LP3 - вариант испытания предельной нагрузкой 3;

LP4 - вариант испытания предельной нагрузкой 4;

LP5 - вариант испытания предельной нагрузкой 5;

LP6 - вариант испытания предельной нагрузкой 6;

LP7 - вариант испытания предельной нагрузкой 7;

LP8 - вариант испытания предельной нагрузкой 8;

M/B - свинчивание-развинчивание;

MBG - испытание образца на заедание при свинчивании-развинчивании;

MC - механический цикл;

MT - материал пробы для испытаний;

MTC - соединение с уплотнением металл-металл;

MTM - уплотнение металл-металл;

MU - свинчивание;

OCTG - трубные изделия нефтяного сортамента;

PTFE - политетрафторэтилен;

RS - упругое уплотнение;

SRG - проточка под уплотнительное кольцо;

TC - термический цикл;

TLE - область испытательных нагрузок;

TSC - соединение с уплотнением по резьбе;

VME - эквивалентное напряжение по Мизесу.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16

Категория: Техника. Технические науки | Добавил: x5443 (30.09.2016)
Просмотров: 30 | Теги: трубы | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2016