Испытание буровых вышек

В ПБ 08-624-03 «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности» (утверждены Госгортехнадзором России, № 56 от 05.06.2003 г.) записано в п. 2.6.17. о проверке состояния вышек.
Проверку технического состояния вышек и их испытание рекомендуется осуществлять в соответствии с «Инструкцией по проверке технического состояния вышек буровых установок АО “Уралмаш”», Госгортехнадзор России 16.07.1996 г.; «Инструкцией по испытанию буровых вышек в промысловых условиях», Госгортехнадзор России 21.06.1996 г., и «Методическими указаниями по проведению обследования буровых установок с истекшим сроком службы», Госгортехнадзор России 30.05.1997 г.
В «Сборнике инструкций по определению технического состояния вышек буровых установок» (Москва, 1996 г.) представлены три методики проверки технического состояния вышек буровых установок:
1. «Инструкция по испытанию буровых вышек в промысловых условиях», разработанная Научно-исследовательским институтом разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб (ОАО ВНИИТнефть), Действие инструкции распространяется на вышки буровых установок всех типов.
2. «Инструкция по проверке технического состояния вышек буровых установок АО “Уралмаш”», разработанная Научно-исследовательским институтом тяжелого машиностроения (НИИтяжмаш) АО «Уралмаш». Действие инструкции распространяется только на вышки АО «Уралмаш».
3. «Инструкция по применению неразрушающего способа испытания буровых вышек в промысловых условиях», разработанная Московским государственным авиационным институтом (МАИ). Действие инструкции распространяется только на вышки башенного типа.
Все три методики одобрены и рекомендованы к применению на территории Российской Федерации и стран СНГ решением конференции Ассоциации буровых подрядчиков от 18.09.1996 г. (г. Дубровка Волгоградской области).

После окончания установленного заводом-изготовителем расчетного срока службы (обычно в паспорте вышки указано 10 лет) буровые вышки должна осматривать комиссия и подвергать их испытанию по утвержденной методике (инструкции). Периодичность проверки технического состояния и испытания вышек определяет комиссия.
Для проведения подготовительных работ и испытания буровых вышек предприятие-владелец силами служб аппарата управления осуществляет разработку и утверждение следующих документов:
1. Приказ «Испытание буровых вышек и продление их срока службы» -создание комиссии под председательством (руководством) главного инженера, включая в нее специалистов служб главного механика, энергетика, вышкостроения, базы производственного обслуживания для работы в комиссии и приглашение инспектора местного органа Госгортехнадзора России.
2. «Инструкция по проведению испытания буровых вышек (перечисление штрафов) в промысловых условиях», согласованная с местной инспекцией Госгортехнадзора и утвержденная главным инженером предприятия. Данная инструкция должна составляться с соблюдением общих правил построения, изложения, оформления, согласования и утверждения, изложенных в ГОСТ 2.105-79 ЕСКД «Общие требования к текстовым документам», ГОСТ 2.114-95 ЕСКД «Технические условия» и положений методики (№ 1, 2 или 3), принятой на предприятии. Например, методика № 1 предлагает следующие разделы инструкции: общие требования (предпочтительнее -вводная часть); осмотр и ремонт буровой вышки; подготовка к испытанию; испытание буровой вышки; оформление результатов испытания; требование техники безопасности при испытании; заключительные работы после испытания (из опыта авторов).
3. Положение (или методические указания) о периодичности проверки технического состояния и испытания буровых вышек (перечисление шифров) после окончания расчетного (нормативного) срока службы, утвержденное главным инженером предприятия.
Цель испытания - определение способности вышки надежно выдерживать допускаемую (паспортную) нагрузку на крюке после окончания расчетного срока службы.
Статическое испытание должно производиться на нагрузку, превышающую на 20 °о допускаемую паспортную нагрузку на крюке (Qис = 1,20 Qдоп).
Подготовка к проведению испытания буровой вышки проводится под руководством главного инженера или назначенного им специалиста из числа членов комиссии (обычно главного механика).
Главный механик (заместитель председателя комиссии по испытанию буровых вытек) в период подготовки проверяет и дает распоряжения:
1. Подготовить оснастку для испытания вышки (канат закоряющий, комплект однороликовых блоков, комплект огибающих основание стропов, съемных опор, вспомогательной тяговой оснастки и других элементов по перечню).
2. Проверяет наличие и надлежащее оформление следующих документов:
• паспорт на вышку;
• паспорт на кронблок;
• паспорт на талевый блок (крюкоблок);
• паспорт на крюк или автоматический элеватор;
• паспорт на буровую лебедку;
• сертификаты на канаты: заякоряющей петли, огибающих стропов, оснастки талевой системы буровой установки, вспомогательной тяговой оснастки;
• паспорта и тарировочные таблицы на применяемые КИП (контрольно-измерительные приборы);
• акт о проверке технического состояния вышки;
• необходимые для работы комиссии бланки: акт проверки технического состояния буровой вышки; акт о промысловых испытаниях буровой вышки; бланк записи показаний ГИВ-6, замеров деформации (просадки) и боковых отклонений вышки по этапам испытаний; диаграммы индикаторные.
3. Подготовить два индикатора веса (показывающий и контрольный) под канат оснастки буровой установки, вышка которой подлежит испытанию; причем обеспечить тарировкой показания испытательной нагрузки на 90-м делении, сделав цветные наклей и полос на циферблате показывающего прибора по трем этапам испытаний.
4. Подготовить нивелирные рейки, прибор замера деформаций и отклонений вышки, бинокль для руководителя испытания.
5. Организовать толщинометрию несущих элементов вышки в момент ее нахождения в горизонтальном положении при проверке технического состояния.
6. Концентрировать сбор информации по результатам осмотра буровой вышки и оборудования, которое будет использовано при ее испытании, проверить устранение обнаруженных дефектов, отмеченных в акте о проверке технического состояния вышки, и организовать его оформление.
7. Дать распоряжение на подъем вышки в вертикальное положение и на переход к непосредственной подготовке ее к испытанию, согласовывая назначение руководителя этих работ по предложению руководителя вышкостроения.
8. Согласовать с председателем комиссии кандидатуру непосредственного руководителя процессом испытания вышки в присутствии комиссии или принять эти обязанности на себя: существует единоличное м. управления процессом испытания пышки этим руководителем, всякие изменения, дополнения, приостановки выполняются им только по команде председателя комиссии.
Обследование металлоконструкций и статическое испытание вышек в промысловых условиях рекомендуется проводить в летний период, в светлое время суток, при благоприятных условиях погоды.
Предъявляемая к обследованию вышка, основание, установленное на них оборудование, должны быть очищены от грязи, замазученности, ржавчины. Окраска вышки, основания специально к обследованию не допускается.
Осмотр и ремонт буровых вышек желательно проводить, когда они в горизонтальном положении. Объем работ должен соответствовать инструкции методики № 1 и РД 39-22-180-79 «Методические указания но осмотру буровых вышек специальными бригадами».
При проверке технического состояния вышки выявляются изменения геометрических форм вышки и отдельных элементов, ослабления местных сечений, вмятины, трещины, коррозия и другие дефекты.
Величина (стрела) прогиба для ног, поясов, подкосов, раскосов вышки (кипенного типа не должна превышать 1,5 мм на 1 погонный метр длины, а для секций мачтовых вышек - 1 мм и их элементов — 2 мм на 1 погонный метр длины.
При сохранении прямолинейности трубных элементов допускаются вмятины (без исправлений) площадью S при глубине Н для груб диаметром 60...102 мм - 4 см2. Н = 5 мм; для труб диаметром 114...180 мм - 4 см2, Н = 10 мм.
Прогибы и вмятины, превышающие допустимые значения, устраняются согласно рекомендациям завода-изготовителя и техническим условиям на эти виды работ.
Кроме того, пока вышка находится в горизонтальном положении, производится контроль толщины стенок несущих элементов с помощью ультразвукового толщинометра. Допускаемые минимальные толщины стенок не должны быть менее 80 % от их номинальной величины.
Буровая вышка перед испытанием должна быть отцентрирована. Смещение талевой системы относительно центра ротора свыше 50 мм не допускается.
На кронблочной площадке вышки в двух плоскостях устанавливают и закрепляют нивелирные рейки.
Показывающий и контрольный индикаторы веса, опарированные с учетом диаметра талевого каната в оснастке и величины испытательной нагрузки, должны располагаться за обшивкой буровой в удобном для наблюдения месте.
На территории буровой на расстоянии, превышающем высоту вышки на К) м. устраивают наблюдательный пункт с геодезическими приборами.
Натяжение талевой системы обеспечивается буровой лебедкой от вспомогательного привода (РПДЭ) или тяговым трактором через вспомогательною оснастку, подсоединенную к переброшенному через барабан лебедки ходовому (ведущему) концу талевого каната и удаленную на расстояние: высота вышки плюс 10 м (рис. 9.5).

Соединение крюка (или автоматического элеватора) талевой системы с опорными частями подвышенного основания осуществляется через петли закоряющего каната с помощью специально подготовленных стропов (рис. 9.6).
Длина канатной петли L (рис. 9.7) принимается равной 30...45 м для вышек высотой до 41 м и 40...50 м для вышек высотой 53 м; длина стропов 12...15 м. Диаметр каната петли и стропов обычно изготавливают из талевого каната того же диаметра, что в оснастке галевой системы. Тогда коэффициент запаса прочности каната будет не менее 2.
Испытание буровой вышки проводится в три этапа с замером на каждом этапе отклонения наголовника и усадки вышки в нагруженном состоянии и после снятия нагрузки.
Все испытательные нагрузки должны выдерживаться в течение 10 мин. После каждого этапа вышка полностью разгружается.
Для различных этапов нагружения рекомендуются следующие значения испытательных нагрузок в процентах от допустимой паспортной нагрузки на крюке:
на первом этапе - 60;
на втором этапе 100:
на третьем этапе - 120.
Допускается остаточное проседание вершины вышки после снятия нагрузки для вышек высотой 41...42 м — 20 мм и высотой 53...54 м - 30 мм.
Если остаточное проседание превышает допустимое значение, то комиссия выявляет причины и принимает решение о возможности дальнейшей эксплуатации вышки.
Результаты испытания вышки оформляются актом. В акте приводится заключение комиссии о пригодности вышки с указанием срока. К первому экземпляру акта должны прилагаться индикаторные диаграммы и тарировочные таблицы к ним.
К вышеперечисленным осмотрам, освидетельствованиям и испытаниям буровых вышек следует дать уточнение: эти работы предприятие-владелец проводит совместно со специалистами организации, имеющей лицензию органов Госгортехнадзора России на осуществление такого вида деятельности. Эта организация на акте о промысловых испытаниях буровой вышки после заключения комиссии предприятия и ниже их подписей записывает окончательное решение о пригодности дальнейшей эксплуатации вышки и продления срока службы.
Возможность и срок продления эксплуатации сверх установленного определяется предприятием по согласованию с территориальным органом Ростехнадзора России после проведения освидетельствования и необходимых испытаний такого оборудования специалистами организации, имеющей лицензию на осуществление такого вида деятельности. По результатам освидетельствования и испытаний составляется заключение, которое является основой для принятия решения о продлении срока службы.

Выписки из «Инструкции по проверке технического состояния вышек буровых установок АО “Уралмаш”».
Инструкция определяет порядок проведения проверки технического состояния вышек буровых установок выпускаемых АО «Уралмаш», с целью определения возможности дальнейшей эксплуатации вышек без проведения статических испытаний.
Предприятиям технически не подготовленным к работе по данной инструкции, разрешается проводить испытание вышек буровых установок по «Инструкции по испытанию буровых вышек в промысловых условиях силовым методом».
Многолетний опыт проектирования изготовления, эксплуатации буровых вышек показал, что техническое состояние вышек АО «Уралмаш» после истечения нормативного срока эксплуатации остается удовлетворительным, потому инструкция определяет порядок периодических проверок, заменив ими статические испытания.
Первичное обследование вышки следует проводить после истечения 5 лет со времени ввода в эксплуатацию.
Периодичность обследования при сроке эксплуатации до 10 лет не реже одною раза в 5 лет: при сроке эксплуатации свыше 10 лет не реже одного раза в 3 года.
Предельный срок эксплуатации вышки со времени ее монтажа не должен превышать 21 год. Вопрос об эксплуатации вышки свыше 20 лет должен быть решен комиссией. Комиссия может разрешить дальнейшую эксплуатацию вышки, но не свыше 10 лет, при этом периодичность обследования устанавливает комиссия.