Методика определения остаточного ресурса нефтегазопромысловых трубопроводов и трубопроводов головных сооружений

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

УДК 622.692 Т 153

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВЫХ ТРУБОПРОВОДОВ И ТРУБОПРОВОДОВ ГОЛОВНЫХ СООРУЖЕНИЙ

ОСТ 153-39.4-010-2002

ОКСТУ 0001-02

Дата введения 2002-10-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Самостоятельным структурным подразделением хозрасчетной научно-исследовательской лабораторией "Трубопроводсервис" и кафедрой "Сооружение и ремонт газонефтепроводов и газонефтехранилищ" Уфимского государственного нефтяного технического университета
Творческий коллектив: Воронин Н.В., Веселов Д.Н., Гумеров А.Г., Гамбург И.Ш., Домрачев Е.Н., Зайнуллин Р.С., Кантемиров И.Ф., Квицинская М.С., Квятковский О.П., Коновалов Н.И., Лукьянова И.Э., Маркухов О.В., Мустафин Ф.М. (руководитель), Рафиков С.К., Соловьев А.Б., Спектор Ю.И., Тарасов А.В., Фархетдинов И.Р., Харисов Р.А., Шарнина Г.С., Щепетов А.Е.
ВНЕСЕН Управлением научно-технического прогресса Министерства энергетики Российской Федерации
2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом Минэнерго России от "5" августа 2002 г., № 255
3 В настоящем документе реализованы нормы Закона Российской Федерации "О промышленной безопасности опасных производственных объектов"
4 Разработчики выражают благодарность специалистам НП «ВНИИсертификат», ОАО «ТНК», ОАО НК «РОСНЕФТЬ», ОАО «ТАТНЕФТЬ» НПУ ЗНОК и ППД ОАО НК «БАШНЕФТЬ», ОАО РИТЭК, ЗАО «ЛУКОЙЛ-Пермь» филиал «ВАТОЙЛ», ГУЛ «ИПТЭР», АК «ТРАНСНЕФТЬ» за полезные замечания и предложения к первой редакции Методики
1 Область применения
1.1 Настоящий отраслевой стандарт (ОСТ) устанавливает методические основы для оценки остаточного ресурса безопасной эксплуатации нефтегазопромысловых трубопроводов и трубопроводов головных сооружений нефтяных месторождений.
1.2 Состав трубопроводов, на которые распространяется настоящая Методика, согласно СП 34-116-97, для нефтяных месторождений:
выкидные трубопроводы от нефтяных скважин, за исключением участков, расположенных на кустовых площадках скважин (на кустах скважин), для транспортирования продуктов скважин до замерных установок;
нефтегазосборные трубопроводы для транспортирования продукции нефтяных скважин от замерных установок до пунктов первой ступени сепарации нефти (нефтегазопроводы);
газопроводы для транспортирования нефтяного газа от установок сепарации нефти до УКПГ, УППГ или до потребителей;
нефтепроводы для транспортирования газонасыщенной или разгазированной обводненной или безводной нефти от ПС нефти и ДНС до ЦПС;
газопроводы для транспортирования газа к эксплуатационным скважинам при газлифтом способе добычи;
газопроводы для подачи газа в продуктивные пласты с целью увеличения нефтеотдачи;
трубопроводы систем заводнения нефтяных пластов и систем захоронения пластовых и сточных вод в глубокие поглощающие горизонты;
нефтепроводы для транспортирования товарной нефти от ЦПС до сооружения магистрального транспорта;
газопроводы для транспортирования газа от ЦПС до сооружения магистрального транспорта газа;
ингибиторопроводы для подачи ингибиторов к скважинам или другим объектам обустройства нефтяных месторождений.
Сокращенные названия промысловых объектов даны в справочном приложении. В дальнейшем тексте за исключением особо оговоренных случаев вместо слов «промысловый(е) трубопровод(ы) и трубопровод(ы) головных сооружений» будет употребляться слово «трубопровод(ы)».
Примечание:
1 Границами промысловых трубопроводов являются ограждения соответствующих площадок, а при отсутствии ограждения в пределах бровки отсыпки соответствующих площадок, а при отсутствии ограждения в пределах бровки отсыпки соответствующих площадок или условной границы участка.
2 К коллекторам (сборным, межпромысловым трубопроводам) относятся трубопроводы, транспортирующие продукт от пунктов подготовки (сбора) до головных сооружений или ГПЗ.
3 Трубопроводы, транспортирующие нефть с газом в растворенном состоянии при абсолютном давлении упругости паров при 20 °С выше 0,2 МПа и свободном состоянии относятся к нефтегазопроводам, а транспортирующие разгазированную нефть - к нефтепроводам.
1.3 ОСТ распространяется на находящиеся в эксплуатации трубопроводы диаметром до 1400 мм включительно с избыточным давлением среды не выше 32,0 МПа.
1.4 ОСТ не распространяется на трубопроводы для транспортирования продукции с высоким содержанием сероводорода (парциальное давление выше 1 МПа), продуктов с температурой выше 100 °С, подвергающиеся растрескиванию (водородному, под напряжением и т.п.), усталости (в том числе высокотемпературной), а также локализованной язвенной коррозии.
1.5 ОСТ согласован с Госгортехнадзором России (письмо от 30 октября 2001 г., № 10-03/849).
2 Нормативные ссылки
2.1 В настоящем отраслевом стандарте использованы ссыпки на следующие нормативные документы:
ГОСТ 25.506-85. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении.
ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Термины и определения.
ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытания на растяжение.
СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия.
СНиП 2.04.12-86. Расчет на прочность стальных трубопроводов.
СНиП II-23-81. Стальные конструкции.
СП 34-116-97. Инструкция по проектированию, строительству и реконструкции промысловых нефтегазопроводов.
РД 09-102-95. Методические указания по определению остаточного ресурса потенциально опасных объектов, поднадзорных Госгортехнадзору России.
РД 34.10.130-96. Инструкция по визуально-измерительному контролю.
РД 03-131-97. Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов.
РД 39-132-94. Правила по эксплуатации, ревизии, ремонту и отбраковке нефтепромысловых трубопроводов.
РД 50-690-89. Надежность в технике. Методы оценки показателей надежности по экспериментальным данным.
РД 39-00147103-001-91. Методика оценки работоспособности труб линейной части нефтепроводов на основе диагностической информации.
3 Термины и определения
Трубопровод рассматривается как система последовательно соединенных элементов (труб и деталей). Разрушение одного из элементов выводит из строя весь трубопровод.
Ресурс трубопровода — суммарная наработка трубопровода от пуска до перехода в предельное состояние.
Наработка — период эксплуатации трубопровода без учета простоев.
Срок службы трубопровода — календарные период времени от ввода трубопровода в эксплуатацию до его перехода в предельное состояние.
Предельное состояние трубопровода — техническое состояние трубопровода, при котором исключена его дальнейшая эксплуатация. В качестве предельного состояния может быть принято разрушение как трубопровода в целом, так и определенного числа его элементов при условии, что их ремонт из-за его частой повторяемости опасен для окружающей среды или экономически нецелесообразен.
Отказ трубопровода — прекращение эксплуатации трубопровода вследствие разрушения одного или одновременно нескольких его элементов.
Остаточный ресурс трубопровода — время эксплуатации трубопровода с момента текущего диагностирования до перехода в предельное состояние.
Диагностирование (техническое) трубопровода — определение технического состояния трубопровода.
Экспертная организация — организация, имеющая лицензию Госгортехнадзора России на право проведения экспертизы промышленной безопасности в соответствии с действующим законодательством.
Заключение экспертизы промышленной безопасности — документ, содержащий обоснованные выводы о соответствии или несоответствии объекта экспертизы требованиям промышленной безопасности.
Вероятность безотказной работы трубопровода — вероятность того, что за рассматриваемый период в трубопроводе не возникнет отказов.
Функция надежности — вероятность, рассматриваемая как функция верхней границы интервала времени. Обозначается Р(().
.
Средний остаточный ресурс — математическое ожидание наработки трубопровода после диагностирования до момента достижения предельного состояния. Обозначается (ср.
Гамма-процентный остаточный ресурс трубопровода — наработка трубопровода после диагностирования, в течение которой трубопровод не достигнет предельного состояния с вероятностью (, выраженной в процентах. Обозначается (ост.
Параметр технического состояния — характеристика, определяющая работоспособность элементов трубопроводов (толщина стенки, допускаемое напряжение и т.п.).
Регламентированная вероятность — заданная вероятность безотказной работы в процентах. Обозначается (.
Доверительная вероятность — вероятность того, что параметр технического состояния находится в пределах одностороннего доверительного интервала. Обозначается q.
В методике, кроме описанных, используются обозначения:
At — температурный коэффициент прочности;
а — параметр закона износа стенки (случайная величина);
аср — среднее значение параметра износа стенки;
b — параметр распределения Вейбулла;
С = C1 + C2 — суммарная прибавка к толщине стенки на технологический допуск (С1) и коррозионный износ (С2);
D — наружный диаметр элемента;
k — коэффициент несущей способности элемента;
L — погонная длина трубопровода;
m — показатель степени в формуле определения износа стенки;
n - общее число проведенных диагностирований трубопровода;
N — полное число измерений толщины стенки за n диагностирований;
Pmax — допустимое давление элемента трубопровода;
r — число разрушившихся на момент диагностирования элементов трубопровода;
Sa — среднее квадратическое отклонение параметра а;
So — среднее квадратическое отклонение технологического допуска на толщину стенки;
Sd — среднее квадратическое отклонение относительного износа в момент времени (d;
Sd* — верхняя интервальная оценка Sd;
S( - среднее квадратическое отклонение толщины стенки в момент времени (d;
S[(] — среднее квадратическое отклонение допустимой толщины стенки;
tk — толщина стенки при k-м измерении;
tnk — номинальная толщина стенки в месте k-го измерения;
tn — номинальная толщина стенки;
tR — расчетная толщина стенки;
Uq — q-квантиль нормального распределения вероятности;
U( —(/100-квантиль нормального распределения вероятности;
UГ — квантиль нормального р