Установка для ремонта скважин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

На территории России в настоящее время находится в эксплуатации значительное количество отечественных и зарубежных передвижных установок для капитального и текущего ремонта нефтяных и газовых скважин. По условиям эксплуатации данные установки являются объектами повышенного риска, а соответствующий им вид деятельности связан с повышенной опасностью промышленного производства и работ.

1. Общие положения

Установки для ремонта скважин (далее установки) изготовляются в передвижном исполнении и представляют собой мачтовый подъемник, смонтированный на специальном шасси или на шасси базового серийного автомобиля. Техническое диагностирование установки регламентировано РД 08-195-98 «Инструкция по техническому диагностированию состояния передвижных установок для ремонта скважин». Порядок диагностирования по РД 08-195-98 приведен на Рис. 1.

Рис. 1. Порядок технического диагностирования передвижных установок для ремонта скважин

Инструкция разработана в целях определения возможности безопасного использования подъемников, как в пределах нормативного срока службы, так и сверх этого срока.

Работы по диагностированию проводятся специально подготовленным и аттестованным персоналом как в организациях, имеющих соответствующие лицензии Госгортехнадзора России, так и этими организациями у самих владельцев подъемников (при наличии у них условий, удовлетворяющих требованиям данной Инструкции).

Проверка технического состояния осуществляется комиссией, которая назначается приказом руководителя организации (предприятия), являющейся владельцем подъемников. Комиссию возглавляет главный инженер или его заместитель, а в ее состав должны входить представители ремонтно-механических служб, службы главного энергетика, техники безопасности и охраны труда, диагностики (неразрушающего контроля).

К возможным характерным дефектам металлоконструкций, возникшим в процессе эксплуатации, относят:

- изгибы, смятия и другие виды деформаций, отклонения положения узлов от проектных;

- разрушение элементов вследствие коррозии;

- разрушение (вздутие) элементов замкнутого сечения вследствие скапливания и замерзания в них воды;

- образование трещин в сварных швах, основном металле и ослабление болтовых соединений;

- выработку (износ) шарнирных соединений.

Измеряют размеры обнаруженных дефектов, устанавливают отклонения геометрических размеров и форм металлоконструкций от проектных. Полученные результаты сравнивают с допустимыми значениями и в случае их превышения вносят соответствующие данные в ведомость дефектов.

При проведении осмотра для фиксации выявленных дефектов применяют условные обозначения, приведенные в табл. 1.

Условные обозначения, принятые в картах осмотра подъемника

Рис. 2. Подъемник для капитального и текущего ремонта скважин: 1 - рама шасси; 2 - транспортная опора мачты; 3 - опора мачты; 4 - аутригеры гидравлические; 5 - опорная секция мачты; 6 - выдвижная секция мачты; 7 - балкон верхового рабочего; 8 - балкон для работы с трубами

Из числа перечисленных выше дефектов наиболее опасными являются трещины. Они чаще всего возникают в местах концентрации напряжений, вызываемых резким изменением сечения элементов. К типичным концентраторам напряжения относят:

· отверстия, вырезы и элементы с резким перепадом сечений;

· места окончания накладок, ребер, проушин, раскосов;

· места пересечения сварных швов, прерывистые швы;

· технологические дефекты сварных швов (подрезы, наплывы, незаваренные кратеры, резкие переходы от наплавленного металла к основному и др.), перепады в толщинах сваренных «встык» листов.

Типовые места в металлоконструкциях и установках, где возможно образование трещин, приведены на рис. 3.

Рис. 3. Типовые места в металлоконструкциях, где возможно образование трещин

ремонт скважина подъемник металлоконструкция

Оценку технического состояния всех механизмов, оборудования, приборов и устройств безопасности установок осуществляют путем их внешнего осмотра, проведения проверки на холостом ходу и под нагрузкой. При выявлении дефектов или при подозрении на их наличие узел или механизм необходимо разобрать, промыть и провести необходимые измерения и диагностику технического состояния его деталей методами неразрушаюшего контроля. К таким узлам относятся, например, редукторы, коробки передач, пневмо- и гидроаппаратура.

2. Визуальный осмотр подъемника

Контроль технического состояния электрооборудования осуществляют путем его осмотра, проверки комплектности, целостности, качества контактов, надежности крепления и т.п., а также проверкой сопротивления изоляции кабелей, проводов и электрических цепей электрооборудования.

Канаты, блоки, грузозахватные органы, приборы безопасности, кабину машиниста и другие узлы обследуют в соответствии с картой осмотра. Для обследования крюкоблоков, крюков, кронблоков, талевых блоков, элеваторов, штропов и вертлюгов применяют различные методы неразрушающего контроля. Предпочтительными являются ультразвуковой, капиллярный и магнитопорошковый методы.

Визуальный и измерительный контроль металлоконструкций, механизмов и оборудования выполняют в соответствии с типовыми картами осмотра установок.

3. Диагностика технического состояния металлических конструкций средствами неразрушающего контроля

Методика капиллярной диагностики металлических конструкций подъемника.

Целью проведения диагностики металлоконструкций средствами неразрушающего контроля (НК) является оценка технического состояния и установление возможности безопасной эксплуатации подъемника. Для выявления поверхностных и подповерхностных трещин и уточнения их размеров рекомендуется применять капиллярные, магнитные и другие методы дефектоскопии.

Капиллярная диагностика может выполняться одним из двух способов:

а) керосиновая проба; б) цветной способ.

При «керосиновой пробе» поверхность проверяемого участка зачищается до металлического блеска, смачивается керосином, вытирается насухо и покрывается слоем мела. Через несколько минут после обстукивания поверхности молотком массой не менее 0,5 кг на месте трещины должна выступить темная полоса, определяющая характер и границы трещины.

При «цветном способе» в качестве жидкости применяют состав: 70% керосина, 30% трансформаторного масла и краситель (10 г. красной краски типа «Судан III» на 1 л жидкости) либо специальный комплект аэрозолей типа СИМ с чувствительностью по II классу.

Проверяемый участок зачищают до шероховатости поверхности Rz 20-40 мкм, обезжиривают ацетоном и затем на подготовленную поверхность наносят пенетрант из комплекта аэрозолей СИМ не менее трех раз, выдерживая 3-5 мин, не допуская высыхания последнего слоя.

Затем производят удаление красителя при температуре воздуха 2-40°С с помощью воды при Rz 20 мкм, с помощью раствора воды и CMC или хозяйственного мыла при Rz 20 - 40 мкм. При температуре воздуха от -40 до +2 С удаление красителя производят этиловым спиртом или ацетоном.

Проявление дефектов происходит после нанесения и высыхания проявителя из комплекта СИМ практически сразу же для крупных и через 20 мин для мелких (от 1 до 3 мкм).

4. Проверка работы подъемника на холостом ходу

Проверка работы подъемника на холостом ходу производится при поднятой и раздвинутой мачте. Причем сам процесс подъема также является объектом проверки, в частности, проверяется плавность подъема, отсутствие резких перемещений со скоростью, большей скорости подъема при прекращении подачи жидкости в домкраты, одновременность работы домкратов (если их 2). Проверяется работа гидроаутригеров на плавность и отсутствие утечек.

Проверка работы подъемника на холостом ходу выполняется без груза на крюке или с грузами не более 0,3 от номинальной нагрузки (Q_н). При проверке работы подъемника (в зависимости от модели) на холостом ходу определяют пусковые качества двигателя (время, затраченное на пуск холодного и прогретого двигателя при пробных запусках), проверяется качество работы трансмиссии, гидронасосов, гидромоторов, гидро-, пневмо- и электросистем, распределителей, клапанов и электроаппаратуры, проверяется качество намотки талевого каната, работа тормозов, работа узлов и механизмов (прослушивание шумов, стуков, обнаружение искрений, течи и др.).

Качество работы узлов и механизмов проверяют поочередным включением их при работающем двигателе. При этом устанавливают исправность механизмов, правильность и надежность включения и выключения узлов и механизмов, обеспечение монтажной жесткости соединения узлов (секций мачты, редукторов и лебедок подъемника и т.п.), отсутствие ослабления болтовых и прочих соединений, проверяется правильность регулировки узлов и механизмов, исправность действия смазочных устройств, отсутствие или наличие течи рабочей жидкости гидросистемы, наличие масла в редукторах, герметичность пневмосистемы.

Выявленные дефекты, относящиеся к неисправности подъемника, отмечаются в Ведомости дефектов (приложение 3) и подлежат устранению.

Если выявленные дефекты затрудняют проведение статических испытаний подъемника, то обследование должно быть приостановлено для устранения дефектов.

На завершающем этапе диагностики проводят статическое испытание установки под нагрузкой, превышающей их номинальную грузоподъемность на 25%. Испытание проводят при отсутствии дефектов, снижающих безопасность эксплуатации установки, а при их обнаружении - только после устранения этих дефектов. Перед проведением испытания мачта установки центрируется над испытательным грузом и закрепляется силовыми и ветровыми растяжками. Максимальное смещение оси талевого блока относительно оси приложения нагрузки не должно превышать 50 мм. В процессе испытаний проводится измерение отклонений мачты от вертикали (отвесом или теодолитом) и измерение величины прогиба элементов мачты (нивелиром). Остаточная деформация элементов мачты не допускается, а ее осадка должна удовлетворять требованиям, установленным РД 08-195-98.

5. Проведение статических испытаний

Статические испытания подъемника проводятся при отсутствии выявленных дефектов, снижающих безопасность эксплуатации подъемника, а при их обнаружении только после устранения этих дефектов.

Перед проведением испытаний мачта подъемника согласно Инструкции по его эксплуатации должна быть отцентрирована и закреплена силовыми и ветровыми оттяжками. Максимальное смещение оси талевого блока относительно оси приложения нагрузки не должно превышать 50 мм.

Статические испытания подъемника проводятся нагрузкой, на 25% превышающей его грузоподъемность. Работа должна проводиться на специально созданной испытательной площадке, оборудование которой (см. приложение 8) позволяет плавно воспроизводить и фиксировать требуемые нагрузки на подъемник с расстояния, превышающего высоту мачты на 10 м.

Указанное расстояние ограничивает зону вокруг подъемника, в которой запрещено находиться в процессе его нагружения. Запрещается проводить статические испытания подъемника над устьем ремонтируемой скважины. При проведении статических испытаний запрещено также крепление неподвижной ветви талевого каната на устье скважины.

Контроль нагрузки ведется по индикатору веса, оттарированному с учетом диаметра каната, испытательной нагрузки и КПД талевой системы.

В процессе испытаний производится измерение отклонений мачты от вертикали (отвесом или теодолитом) и измерение величины прогиба элементов мачты (нивелиром). Остаточная деформация элементов мачты не допускается, а ее осадка должна удовлетворять предъявляемым требованиям.

По статическим испытаниям составляется отдельный Акт, а результаты испытаний отмечаются в Протоколе. При проведении статических испытаний необходимо совместить нагружение подъемника с акустико-эмиссионным контролем состояния металлоконструкции. Это обеспечит безопасность проведения испытаний.

6. Акустико-эмиссионная диагностика (АЭ)

В качестве одного из основных методов неразрушающего контроля используется акустико-эмиссионная диагностика (АЭ), позволяющая выявить в металлоконструкциях подъемника зарождающиеся и развивающиеся дефекты типа усталостных трещин (в том числе и скрытые) и не допускать разрушения металлоконструкции. Акустико-эмиссионная диагностика применяется совместно со статическими испытаниями подъемника и практически обеспечивает безопасность их проведения.

Акустико-эмиссионная диагностика металлических конструкций подъемников должна обязательно выполняться в следующих случаях:

выработан нормативный срок службы;

металлические конструкции содержат узлы и элементы, отремонтированные с применением сварочных работ;

элементы металлоконструкции имеют усталостные трещины, подвержены коррозии (испытания проводятся до и после ремонта узла);

металлоконструкции имеют узлы и элементы, подверженные в процессе эксплуатации правке, имеющие остаточные деформации;

по решению эксперта, проводящего работы по обследованию подъемника;

при комплексном плановом техническом обследовании подъемника.

По результатам акустико-эмиссионной диагностики металлоконструкций подъемника составляется отдельный Акт, а основные результаты испытаний отражаются в Протоколе.

Порядок выполнения работ

Порядок и объем работ зависят от требований к характеру диагностики металлоконструкций подъемника.

Условно принимаются два типа диагностики:

в первом случае производится комплексная оценка технического состояния металлоконструкций подъемника; этой оценке подвергаются металлоконструкции, например, подъемников, отработавших нормативный срок службы, а также подъемников, у которых необходима оценка технического состояния всех узлов металлоконструкций;

во втором случае выполняется диагностика определенной зоны конкретного узла (элемента) металлоконструкций подъемника; в данном случае выполняется дополнительная оценка технического состояния и несущей способности узла (элемента) подъемника, например, подъемника, у которого узел (элемент) металлоконструкций подвергался ремонту либо элемент содержит трещины (остаточные деформации).

Комплексная оценка технического состояния металлоконструкций подъемника

При комплексной оценке подъемника АЭ-диагностикой выполняются следующие этапы:

предварительный;

подготовительные работы;

оценка общего фона АЭ металлоконструкций подъемника, АЭ-диагностика контролируемых зон;

анализ результатов, принятие решения.

Оценка технического состояния узла (элемента) металлоконструкций

В этом случае исключается этап оценки общего фона АЭ металлоконструкций и остаются этапы:

предварительный;

подготовительные работы;

АЭ-диагностика контролируемой зоны;

анализ результатов, принятие решения.

Следует отметить, что объем работ и трудозатраты во втором случае значительно меньше, однако в связи с отсутствием общей оценки всех узлов металлоконструкций подъемника достоверность оценки технического состояния металлоконструкций и дальнейшая безопасность эксплуатации подъемника зависят от надежности оценки, выполненной при визуальном обследовании.

Анализ результатов и принятие решения

Окончательное решение о техническом состоянии и несущей способности металлоконструкций подъемника (его узла, элемента) принимается в результате комплексного анализа АЭ-информации по совокупности критериев.

Составляется Акт, в котором отражаются все данные по АЭ-диагностике и ее результаты.

7. Проверка работы приборов и устройств безопасности

На этом этапе сначала проверяется работоспособность всех ограничительных и предохранительных механизмов (ограничитель высоты подъема крюкоблока, подъема и опускания мачты и пр.), указателей грузоподъемности, работоспособность блокировочных и других устройств безопасности согласно Инструкции по эксплуатации подъемника.

Необходимо особо акцентировать внимание на проверке ограничителя высоты подъема, для чего крюкоблок поднимается на максимальной скорости, а затем, после срабатывания ограничителя высоты, крюкоблок должен остановиться на расстоянии не менее 1,5 - 1,2 м от нижней плоскости кронблока.

Выявленные дефекты отражаются в Ведомости дефектов.

По проверке работы приборов и устройств безопасности составляется отдельный Акт, а основные результаты испытаний отражаются в Протоколе.

Заключение

При проведении работ по техническому диагностированию подъемника должны соблюдаться требования безопасности, изложенные в соответствующих инструкциях по эксплуатации и техническому обслуживанию конкретного оборудования и инструмента, а также в «Правилах безопасности в нефтяной и газовой промышленности», утвержденных Госгортехнадзором России 14.12.92.

Размещено на Allbest.ru