Контроль такелажа для буровых и ремонтных работ скважин

Контроль такелажа для буровых и ремонтных работ скважин

Введение
Надежность такелажного оборудования является критически важным фактором безопасности и эффективности при проведении буровых и ремонтных работ на нефтяных и газовых скважинах. Отказ элементов такелажа под нагрузкой может привести к тяжелейшим авариям, человеческим жертвам, значительному материальному ущербу и экологическому ущербу. Поэтому строгий и систематический контроль состояния такелажа – не просто требование нормативных документов, а обязательная составляющая производственной культуры. Данная статья освещает ключевые аспекты контроля такелажа.

1. Объекты испытаний (Контролируемые элементы)

Контролю подлежат все элементы такелажных систем, непосредственно воспринимающие рабочие нагрузки:

1. Стальные канаты (тросы):
   • Несущие канаты талевых систем, подъемников.
   • Канаты для спуска/подъема оборудования (бурильные, обсадные, насосно-компрессорные трубы).
   • Канаты вспомогательных операций (расчалки, швартовы).
2. Цепи:
   • Якорные цепи.
   • Цепи стопорных и фиксирующих устройств.
   • Цепи грузозахватных приспособлений (при наличии).
3. Стропы и строповые конструкции:
   • Стальные канатные стропы.
   • Цепные стропы.
   • Текстильные стропы (синтетические).
4. Грузозахватные приспособления:
   • Крюки (талевые, грузовые).
   • Скобы (талевые, грузовые, соединительные).
   • Коуши (канатные и цепные).
   • Талрепы.
   • Звенья (соединительные, концевики).
   • Рым-болты, проушины.
   • Траверсы, рамы, захваты.
5. Элементы крепления и соединения:
   • Клиновые зажимы для канатов.
   • Заплетки и коуши на концах канатов.
   • Заклепки, болты, шпильки в соединительных звеньях и приспособлениях.

2. Область испытаний (Когда и зачем проводится контроль)

Контроль такелажа проводится на различных этапах его жизненного цикла:

1. Входной контроль:
   • Проверка сертификатов и паспортов на новое оборудование.
   • Визуальный осмотр и замеры для подтверждения соответствия заявленным характеристикам (диаметр, длина, марка стали, маркировка).
   • Проведение первичных (приемосдаточных) испытаний (нагрузочных) в соответствии с нормативами.
2. Периодический контроль в процессе эксплуатации:
   • Регулярные плановые осмотры (ежесменные, ежедневные, еженедельные – в зависимости от типа элемента и интенсивности использования).
   • Периодические детальные осмотры и измерения (ежемесячные, ежеквартальные).
   • Обязательные регулярные испытания (нагрузочные, неразрушающий контроль) в сроки, установленные нормативными документами (обычно не реже 1 раза в 12 месяцев, для некоторых элементов чаще).
3. Внеочередной контроль:
   • После воздействия экстремальных нагрузок (аварийные ситуации, срыв груза, динамические удары).
   • После длительного хранения.
   • После ремонта или модификации элемента.
   • При обнаружении видимых повреждений или признаков износа во время плановых осмотров.
   • При смене места эксплуатации или ответственного лица.
4. Контроль перед ответственной операцией:
   • Обязательная проверка всего задействованного такелажа перед началом сложных или потенциально опасных подъемных операций (подъем буровой установки, спуск тяжелой колонны, ремонт устья скважины под давлением).

3. Методы испытаний

Для контроля такелажа применяется комплекс методов:

1. Визуально-измерительный контроль (ВИК):
   • Тщательный осмотр всех поверхностей на наличие:
     • Обрывов проволок (особенно в местах перегиба, зажимов, коушей).
     • Деформаций (вытяжка, сплющивание, изгиб, скручивание).
     • Коррозии (поверхностной, точечной, межнитевой – особенно опасна для канатов).
     • Износа (уменьшение диаметра каната, сечения звена цепи, толщины стенки крюка/скобы).
     • Трещин (видимых невооруженным глазом).
     • Повреждений сердечника каната (для канатов).
     • Правильности и сохранности заплеток, зажимов, коушей.
     • Состояния смазки.
   • Измерение геометрических параметров: диаметр каната (в нескольких местах), шаг цепи, размеры звеньев, толщина стенок крюков/скоб, зазоры в шарнирах.
2. Неразрушающий контроль (НК):
   • Магнитопорошковый контроль (МПК): Эффективен для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов (трещин) в ферромагнитных материалах (крюки, скобы, звенья, коуши).
   • Ультразвуковой контроль (УЗК): Используется для выявления внутренних дефектов (раковин, расслоений, усталостных трещин) в массивных элементах (крюки, скобы, траверсы), а также для измерения остаточной толщины стенок.
   • Канатный контроль (для стальных канатов): Проводится с помощью специализированных приборов (магнитных дефектоскопов), перемещаемых вдоль каната. Регистрирует локальные повреждения (ЛПП – обрывы проволок, коррозионные язвы) и потери металла поперечного сечения (ЛМПС).
3. Статические нагрузочные испытания:
   • Проводятся для подтверждения несущей способности элементов такелажа.
   • Испытуемый элемент нагружается статической силой, превышающей его номинальную грузоподъемность (обычно в 1.25 - 2 раза, в зависимости от типа элемента и нормативов).
   • Нагрузка выдерживается определенное время (обычно 5-10 минут).
   • После снятия нагрузки элемент осматривается на предмет остаточных деформаций, трещин или других повреждений.
   • Обязательны для новых элементов, после ремонта и периодически в процессе эксплуатации.
4. Динамические испытания (при необходимости):
   • Проводятся для некоторых типов строп и приспособлений, чтобы проверить их способность воспринимать ударные нагрузки (имитация срыва груза).
   • Выполняются сбрасыванием испытательного груза с небольшой высоты на испытываемый элемент, закрепленный на испытательном стенде.

4. Испытательное оборудование

Для проведения контроля такелажа используется специализированное оборудование:

1. Для ВИК:
   • Измерительный инструмент: штангенциркули, микрометры, канатные шаблоны, шаблоны для измерения износа звеньев цепи, щупы, лупы, эндоскопы (для труднодоступных мест).
   • Осветительные приборы (переносные прожекторы).
2. Для НК:
   • Магнитопорошковые дефектоскопы (стационарные и переносные), включая установки накопления энергии.
   • Ультразвуковые дефектоскопы с набором преобразователей (контактные, наклонные, иммерсионные).
   • Магнитные канатные дефектоскопы (ручные или автоматизированные, для контроля канатов на месте эксплуатации или на стендах).
3. Для нагрузочных испытаний:
   • Испытательные стенды: Мощные гидравлические или механические установки, обеспечивающие создание и точное измерение высоких статических нагрузок (от десятков до сотен тонн).
   • Гидравлические домкраты и насосные станции: Для создания нагрузки на месте эксплуатации (часто для крупногабаритных элементов).
   • Динамометры и тензометрические датчики силы: Высокоточные приборы для измерения прикладываемой нагрузки.
   • Измерительные приборы для контроля деформаций: Тензометры, прогибомеры, оптические системы.
   • Контрольные грузы (для динамических испытаний).
4. Вспомогательное оборудование:
   • Стенды для фиксации испытываемых образцов.
   • Средства очистки поверхностей (пескоструйные аппараты, растворители).
   • Смазочные материалы для подготовки поверхностей к НК.

Заключение

Система контроля такелажа для буровых и ремонтных работ скважин – это комплекс взаимосвязанных мероприятий, начиная от входного контроля и заканчивая регулярными проверками в процессе эксплуатации. Применение современных методов визуально-измерительного, неразрушающего контроля и обязательных нагрузочных испытаний с использованием специализированного оборудования позволяет объективно оценить состояние такелажных элементов, выявить скрытые дефекты и износ, своевременно изъять из эксплуатации неисправные компоненты. Неукоснительное соблюдение регламентов контроля – залог предотвращения аварий, обеспечения безопасности персонала, сохранности оборудования и окружающей среды при выполнении высокорисковых операций на нефтегазовых объектах.