Контроль оборудования для подземного ремонта под давлением для нефтегазовых месторождений
Контроль оборудования для подземного ремонта под давлением на нефтегазовых месторождениях
Введение
Подземный ремонт скважин (ПРС) под давлением – критически важная операция на нефтегазовых месторождениях, позволяющая выполнять работы без остановки скважины и снижения пластового давления. Успех и безопасность таких операций напрямую зависят от надежности и исправности применяемого специального оборудования. Контроль этого оборудования на всех этапах его жизненного цикла является неотъемлемой частью обеспечения промышленной безопасности, экологической защиты и экономической эффективности.
1. Объекты испытаний
Объектами контроля и испытаний при подготовке и проведении ПРС под давлением являются все элементы оборудования, работающие в условиях высокого давления и агрессивных сред, а также обеспечивающие герметизацию ствола скважины. К основным объектам относятся:
- Устьевое оборудование для ПРС под давлением:
- Специальные противовыбросовые превенторы (ПВУ) и их оснастка (плашки, вставки).
- Вращающиеся уплотнители (вертлюги).
- Манифольды высокого давления (основные и вспомогательные линии, включая краны, задвижки, предохранительные клапаны, коллекторы).
- Системы гидравлического управления ПВУ.
- Переходные фланцы и патрубки.
- Наземное и внутрискважинное гидравлическое оборудование:
- Насосные агрегаты высокого давления (плунжерные пары, клапаны, трубопроводы).
- Гидравлические домкраты и силовые цилиндры.
- Системы контроля и управления давлением.
- Специальный инструмент и оснастка:
- Колонны насосно-компрессорных труб (НКТ), используемые для подачи агента под давлением (особенно соединения, зоны возможных дефектов).
- Ловильный, очистной и другой спускаемый инструмент, работающий в условиях давления.
- Гидравлические пакеры и якори, используемые для изоляции зон.
- Специальные клапаны и устройства, устанавливаемые в НКТ или в скважине.
- Системы контроля и обеспечения безопасности:
- Датчики давления (на устье, на насосах, на манифольде).
- Системы аварийного останова (САО).
- Системы регистрации параметров (давление, расход, температура).
- Средства индивидуальной и коллективной защиты персонала.
2. Область испытаний
Контроль оборудования для ПРС под давлением охватывает широкий спектр проверок на разных этапах:
- Приемочный контроль: Проверка нового оборудования после изготовления на соответствие техническим условиям и проектным требованиям.
- Периодический (регламентный) контроль: Плановые проверки и испытания оборудования в процессе эксплуатации согласно регламентам и межремонтным периодам, установленным производителем и нормативными документами.
- Предэксплуатационный (перед ПРС) контроль: Комплексная проверка всего комплекта оборудования непосредственно перед началом ремонтных операций на скважине.
- Послеремонтный контроль: Обследование оборудования после завершения ПРС для оценки его состояния и готовности к следующему использованию.
- Внеочередной контроль: Проведение проверок после аварийных ситуаций, падений давления, ударов, или при выявлении подозрительных признаков неисправности в процессе эксплуатации.
3. Методы испытаний
Для контроля состояния оборудования применяется комбинация методов:
- Визуальный и измерительный контроль (ВИК):
- Осмотр внешнего состояния на наличие коррозии, вмятин, трещин, износа, повреждений уплотнений.
- Проверка геометрических параметров (резьбовые соединения, зазоры, биения) с помощью шаблонов, калибров, микрометров, глубиномеров.
- Гидравлические (пневматические) испытания на герметичность и прочность:
- Основной метод. Оборудование заполняется испытательной жидкостью (чаще вода) или газом (азот, воздух) и нагружается давлением, превышающим максимальное рабочее давление (МРД) на скважине. Испытательное давление и выдержка регламентируются стандартами (например, API RP 53, ГОСТ Р и др.).
- Этапы:
- Проверка на герметичность при низком давлении ("опрессовка").
- Испытание на прочность при высоком давлении (обычно 1.25 - 1.5 от МРД).
- Проверка на герметичность при МРД или близком к нему после испытания на прочность.
- Контроль падения давления во времени.
- Неразрушающий контроль (НК):
- Магнитопорошковый контроль (МПК): Для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов в ферромагнитных материалах (корпуса ПВУ, фланцы, НКТ).
- Ультразвуковой контроль (УЗК): Для обнаружения внутренних дефектов (раковины, трещины, расслоения), измерения толщины стенок.
- Капиллярный контроль (ПВК): Для выявления тонких поверхностных трещин.
- Вихретоковый контроль (ВТК): Для обнаружения поверхностных дефектов и измерения толщины стенок, особенно в трубных изделиях.
- Механические испытания (выборочно или по требованию):
- Испытания образцов материалов на растяжение, ударную вязкость, твердость для подтверждения механических свойств.
- Функциональные испытания:
- Проверка работоспособности всех механизмов (закрытие/открытие плашек ПВУ, срабатывание задвижек и кранов, работа вращающихся уплотнителей, действие предохранительных клапанов, корректность работы систем управления и контроля).
- Испытания на "холодную" обвязку – проверка сборки всей системы на устье без давления.
4. Испытательное оборудование
Для проведения комплекса испытаний требуется специализированное оборудование:
- Испытательные стенды:
- Стационарные стенды: Мощные насосные установки высокого давления (плунжерные насосы), емкости для жидкости, системы фильтрации, коллекторы с запорно-регулирующей арматурой, рассчитанные на испытание крупногабаритного оборудования (ПВУ, манифольды).
- Мобильные стенды: Компактные насосные агрегаты и комплекты для проведения гидравлических испытаний непосредственно на промысле или в ремонтной мастерской (испытания НКТ, пакеров, силовых цилиндров).
- Насосные агрегаты высокого давления: Источники создания требуемого испытательного давления (электрические или дизельные приводы).
- Калиброванные манометры и датчики давления: Прецизионные приборы различных диапазонов для точного измерения и регистрации давления. Обязательна регулярная поверка.
- Системы регистрации параметров: Регистраторы давления и температуры, обеспечивающие запись кривых испытания.
- Оборудование для неразрушающего контроля: Дефектоскопы (УЗК, МПК, ПВК, ВТК), комплекты для проведения контроля (магнитные суспензии, пенетранты, индукторы и т.д.).
- Измерительный инструмент: Калибры для резьб (кольца, пробки), микрометры, штангенциркули, глубиномеры, шаблоны.
- Контрольные образцы (КСО): Для проверки чувствительности и настройки оборудования НК.
- Системы безопасности стендов: Предохранительные клапаны, защитные кожухи, ограждения.
Заключение
Систематический и всесторонний контроль оборудования для подземного ремонта под давлением – ключевой фактор безопасности и успеха операций на нефтегазовых месторождениях. Применение строго регламентированных методов испытаний, использование точного и поверенного оборудования, а также высокая квалификация персонала позволяют своевременно выявлять дефекты, предупреждать аварии, минимизировать риски для персонала и окружающей среды, а также обеспечивать бесперебойную работу скважин. Неукоснительное соблюдение требований к испытаниям на всех этапах жизненного цикла оборудования является неотъемлемой частью культуры безопасности в нефтегазовой отрасли.
