Утверждена

Постановлением

Госгортехнадзора России

от 24 марта 1998 г. N 16

 

ИНСТРУКЦИЯ

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ ДИАГНОСТИРОВАНИЮ СОСТОЯНИЯ ПЕРЕДВИЖНЫХ

УСТАНОВОК ДЛЯ РЕМОНТА СКВАЖИН

 

РД 08-195-98

 

Внесена Управлением по надзору в нефтяной и газовой промышленности.

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.

С целью повышения промышленной безопасности и обеспечения охраны труда при проведении работ по ремонту оборудования и восстановлению нефтяных и газовых скважин была разработана настоящая Инструкция.

Данная Инструкция разработана АОЗТ "СЖС-Энергодиагностика" с привлечением Научно-внедренческого предприятия по диагностике металлоконструкций "ДИАМЕТ", а также Ассоциации буровых подрядчиков (Приложение 8). Большой вклад в разработку настоящей Инструкции внесли своими замечаниями и предложениями ведущие специалисты Управления по надзору в нефтяной и газовой промышленности Госгортехнадзора России и его округов (Приволжского, Тюменского, Самарского, Ставропольского, Центрального промышленного и др.).

При разработке Инструкции были также учтены мнения организаций и предприятий как в сфере проектирования и изготовления передвижных установок для ремонта скважин (Завод экспериментальных машин НПАК "РАНКО" - Москва, ОАО "Спецмаш" Кировского завода - С.-Петербург, ОАО "Машзавод" - С.-Петербург), так и в сфере эксплуатации (ДП "Надымгазпром", Аминекс продакшин компани лимитед - Ухта) и технической диагностики (НТЦ "ВиКонт" - Москва и др.).

Кроме того, при разработке данной Инструкции использовались результаты технического диагностирования, проведенного АОЗТ "СЖС-Энергодиагностика", состояния ряда передвижных установок различного типа и учитывались требования соответствующей нормативно-технической документации как отечественной, так и зарубежной, например Американских Национальных Стандартов API RP 8В (RP 8B) и API 4G (RP 4G).

На основании и в развитие данной Инструкции отдельные организации и предприятия могут разрабатывать и утверждать в установленном порядке свои инструкции по техническому диагностированию состояния передвижных установок для ремонта скважин с учетом местных условий и специфических особенностей работы. Требования таких инструкций должны быть не ниже требований, приведенных в настоящей Инструкции.

 

1. Общие положения

 

Настоящая Инструкция распространяется на предприятия и организации нефтяной и газовой промышленности, а также на геологоразведочные организации, ведущие работы на нефть и газ. Инструкция устанавливает единый порядок, объем и методы оценки технического состояния передвижных установок (далее - подъемников) отечественного и зарубежного производства, предназначенных для проведения капитального и текущего ремонта нефтяных и газовых скважин.

Эксплуатация подъемников характеризуется, как правило, двух-, трехсменным режимом работы. Узлы и агрегаты подъемников подвергаются воздействию высоких знакопеременных динамических нагрузок и низких температур.

Инструкция разработана с целью 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), при необходимости представитель завода-изготовителя и территориального органа Госгортехнадзора России. Если акустико-эмиссионный контроль и контроль другими неразрушающими методами проводится приглашенными специалистами, то они также включаются в состав комиссии. По результатам диагностирования комиссия составляет Протокол технического состояния подъемника (Приложение 1), в котором дает заключение о возможности и условиях дальнейшей эксплуатации или о необходимости проведения ремонтных работ с повторным обследованием. Протокол утверждается руководителем предприятия (организации).

Комплексное обследование технического состояния независимо от года выпуска подъемников должно проводиться в обязательном порядке после:

- окончания установленного заводом-изготовителем гарантийного срока эксплуатации;

- восстановления в результате аварии;

- капитального ремонта;

- устранения обнаруженных дефектов вышки (мачты).

Для выполнения работ по обследованию предъявляется подъемник в технически исправном состоянии, прошедший техническое обслуживание, очищенный от грязи, продуктов коррозии, отслоений краски. Окраска подъемника перед обследованием не допускается (подъемник красится после обследования, если рекомендуется к дальнейшей эксплуатации). Подъемник, подлежащий обследованию, должен иметь Паспорт и Инструкцию по эксплуатации. При отсутствии данных документов необходимо обратиться в специализированную организацию в целях разработки их дубликатов.

Для проведения обследования подъемников необходимо иметь:

- настоящую Инструкцию;

- технические условия на капитальный ремонт обследуемой модели подъемника, в которых содержатся значения предельных отклонений размеров деталей и узлов подъемника (см. Приложение 4 к настоящей Инструкции);

- оборудование и инструмент, необходимый для выполнения работ (см. Приложение 2).

 

2. Порядок выполнения работ

 

При проведении обследования подъемника работы должны выполняться в следующей последовательности (рис. 2.1):

- экспертиза документации на подъемник и условий его эксплуатации;

- визуальный осмотр состояния металлоконструкций подъемника;

- диагностика технического состояния металлических конструкций средствами неразрушающего контроля;

- осмотр и диагностика состояния механизмов, приводов, электро-, гидро- и пневмооборудования, вертлюгов, элеваторов, штропов, крюкоблоков, талевых блоков, кронблоков, канатов, приборов и устройств безопасности, кабины машиниста и других узлов подъемника;

- проверка работы подъемника на холостом ходу;

- проведение статических испытаний;

- проверка работы приборов безопасности;

- составление протокола, содержащего заключение по дальнейшему использованию подъемника (рекомендуемая форма протокола представлена в Приложении 1).

Работы могут быть прекращены на любой стадии обследования. В этом случае составляется протокол, в котором указываются причины, исключающие возможность дальнейшей эксплуатации подъемника (отсутствие Паспорта, невосстанавливаемость металлических конструкций и пр.).

После проведения необходимых работ по устранению дефектов, обнаруженных на стадии диагностики технического состояния металлоконструкций, навесного и другого оборудования, проводится оценка качества устранения дефектов с составлением протокола.

 

                    ┌───────────┐      ┌──────────────────────┐

                    │передвижная├─────>│экспертиза технической│

                    │ установка │      │     документации     │

                    └─────┬─────┘      └──────────────────────┘

             ┌────────────┴───────────────────────┐

             /                                  /

┌────────────────────────────┐     ┌─────────────────────────────┐

│    визуально-оптический    │     │визуально-оптический контроль│

│контроль металлоконструкций │     │  механизмов и оборудования  │

└────────────┬───────────────┘     └──────────────┬──────────────┘

             /                                  /

┌────────────────────────────┐     ┌─────────────────────────────┐

│капиллярный, ультразвуковой,│     │капиллярный, ультразвуковой, │

│     магнитный контроль     │     │магнитный контроль механизмов│

│     металлоконструкций     │     │       и оборудования        │

└────────────┬───────────────┘     └──────────────┬──────────────┘

             └─────────────────┐ ┌────────────────┘

                              / /

                   ┌─ ── ── ── ── ── ── ── ── ┐

                    ремонт (при необходимости)

                   └─ ── ── ── ─┬─ ── ── ── ──┘

                                /

                   ┌──────────────────────────┐

                   │    проверка работы на    │

                   │       холостом ходу      │

                   └────────────┬─────────────┘

                                /

                   ┌─ ── ── ── ── ── ── ── ── ┐

                    ремонт (при необходимости)

                   └─ ── ── ── ─┬─ ── ── ── ──┘

                                /

                   ┌──────────────────────────┐

                   │ статические испытания с  │

                   │   акустико-эмиссионным   │

                   │         контролем        │

                   └────────────┬─────────────┘

                                /

                   ┌─ ── ── ── ── ── ── ── ── ┐

                    ремонт (при необходимости)

                   └─ ── ── ── ─┬─ ── ── ── ──┘

                                /

                   ┌──────────────────────────┐

                   │ проверка работы приборов │

                   │ и устройств безопасности │

                   └────────────┬─────────────┘

                                /

                   ┌──────────────────────────┐

                   │ составление протокола и  │

                   │  оформление результатов  │

                   └──────────────────────────┘

 

Рисунок 2.1. Порядок технического диагностирования

передвижных установок

 

2.1. Экспертиза технической документации на подъемник и условий его эксплуатации

 

При экспертизе технической документации (см. п. 1 Приложения 1) рассматривается Паспорт подъемника, содержащий сведения о технических характеристиках, проведенных технических освидетельствованиях, ремонтах подъемника, реконструкции и замене отдельных его элементов и узлов, условий безопасной эксплуатации подъемника.

Кроме того, подлежат экспертизе:

- паспорта на комплектующие изделия;

- инструкция по эксплуатации (если она не является частью паспорта);

- все имеющиеся акты и протоколы по ремонтам и изменениям в конструкции (если они не включены в паспорт);

- технические условия на поставку.

В случае, если на подъемнике в течение эксплуатационного периода проводились ремонты металлоконструкций с применением сварки либо замена узлов металлоконструкций, в Паспорте должны содержаться сертификаты на металл, из которого изготовлены вновь установленные элементы, данные о сварочных электродах и сварщике, выполнявшем эти работы, методах и результатах проверки качества сварочных работ.

Результаты экспертизы технической документации отражаются в Протоколе технического состояния подъемника (см. Приложение 1).

Ответственность за достоверность представляемых данных несет владелец подъемника.

Замечания, выявленные при экспертизе документации и требующие устранения, отражаются в Ведомости дефектов (Приложение 3).

 

2.2. Визуальный осмотр подъемника

 

Визуальный осмотр должен выполняться при установке подъемника в рабочее положение. Осмотр мачты следует проводить на специальном стенде (см. Приложение 8). При этом основное внимание уделяется металлоконструкциям, тормозной системе лебедки, канатам талевой системы и оттяжкам. Определяется состояние (с использованием необходимых замеров) опорной рамы, мачты, мест крепления растяжек к мачте, транспортной базы, балконов для работы со штангами и трубами и пр. Выявленные дефекты и отклонения фиксируются в Ведомости дефектов (см. Приложение 3). Обращается внимание на изгиб балок и ферм, скручивание балок, изгиб осевых линий мачты и др.

Замеры выполняются с использованием металлической струны, поверенной металлической линейки, штангенциркуля, теодолита и т.п. (см. Приложение 2).

Фактические значения отклонений конструкции от прямолинейности, изгиба стержней, изгиба и скручивания балок и пр. сравниваются с предельно допустимыми величинами, приведенными в Приложении 4.

Осмотр металлических конструкций выполняется в соответствии с типовыми Картами осмотра подъемника (см. Приложение 5).

Последовательному визуальному осмотру подлежат все нагруженные узлы и их соединения.

К возможным характерным дефектам металлоконструкций подъемников, возникающим в процессе эксплуатации, относятся следующие:

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

- разрушение элементов вследствие коррозии;

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

- видимое разрушение сварных швов и ослабление болтовых соединений;

- образование трещин в элементах и их соединениях;

- выработка (износ) отверстий шарнирных соединений.

Устанавливаются отклонения размеров и форм от проектных. Полученные результаты сравнивают с допустимыми (предельными) значениями и в случае их превышения вносят соответствующие данные в Ведомость дефектов (Приложение 3).

Допустимые отклонения принимаются в соответствии с данными, приведенными в Приложении 4.

Трещины возникают чаще всего в местах концентрации напряжений, вызываемых резким изменением сечения элементов. К типичным концентраторам напряжений относятся:

- элементы с резким перепадом сечений и отверстия;

- места окончания накладок, ребер, проушин, раскосов;

- места пересечения сварных швов, прерывистые швы;

- перепады в толщинах свариваемых "встык" листов;

- технологические дефекты сварных швов (подрезы, наплывы, незаваренные кратеры, резкие переходы от наплавленного металла к основному, неметаллические включения и др.).

При осмотре сварных швов и мест концентрации напряжений целесообразно применять оптические средства, например лупу с 6 - 10-кратным усилением (Приложение 2), а также другие средства и методы обнаружения и измерения трещин, например капиллярный метод, и т.д. (Приложение 7). Сведения о всех обнаруженных трещинах фиксируются в Ведомости дефектов (Приложение 3).

Места возможного образования трещин должны быть очищены от грязи, ржавчины, смазочных материалов, отслоений краски, а при необходимости зачищены до блеска.

В замкнутых коробчатых конструкциях (балки аутригеров, узлы опорной рамы, мачты и пр.) при выявлении коррозионного поражения металла определяется остаточная толщина металла с использованием ультразвукового толщиномера (Приложение 2).

Болтовые соединения осматриваются, болты обстукиваются молотком весом не менее 500 грамм (проверяется плотность посадки), затяжка проверяется ключом. Все болты и гайки необходимо стопорить (шплинтами, пружинными шайбами и пр.).

Все выявленные дефекты регистрируются в Ведомости дефектов, а результаты обследования отмечаются в Протоколе (Приложение 1).

Если выявленные дефекты устранимы и не препятствуют проведению статических испытаний подъемника, то следует приступить к следующему этапу обследования.

При выявлении дефектов металлоконструкции, при которых нагружение подъемника испытательными грузами опасно, обследование прекращается. Оно возобновляется только после замены узла или проведения ремонта.

 

2.3. Диагностика технического состояния металлических конструкций средствами неразрушающего контроля

 

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 др. методы дефектоскопии (Приложение 7).

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.

Выполняется акустико-эмиссионная диагностика технического состояния металлоконструкций подъемника по методике, изложенной в Приложении 6.

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 (Приложение 6.1 АЭ), а основные результаты испытаний отражаются в Протоколе (Приложение 1).

 

2.4. Оценка технического состояния механизмов, приводов, лебедок, трансмиссии, электро-, гидро-, пневмооборудования, навесного оборудования, приборов и устройств безопасности, кабины машиниста, балкона верхового рабочего и других узлов

 

2.4.1. Оценка технического состояния всех механизмов, оборудования, приборов и устройств безопасности подъемника осуществляется путем их внешнего осмотра, проведения проверки работы на холостом ходу и диагностирования средствами неразрушающего контроля.

2.4.2. Наиболее характерными повреждениями механизмов, возникающими в процессе эксплуатации, являются следующие:

- видимые следы физического износа, изменение геометрических размеров и трещины в крюках, корпусах редукторов и тормозных шкивах, элеваторах и штропах, повреждения рабочей поверхности зубчатых колес, звездочек;

- износ рабочих поверхностей подшипников качения, приводящий к увеличенному зазору, разрушение сепаратора и элементов качения;

- ослабление посадки полумуфт на валах и пальцах в гнездах, износ элементов муфт, механизмов передач, цепей;

- остаточные деформации и излом пружин;

- износ рабочих поверхностей барабанов лебедок, канатных и тормозных шкивов, износ тормозных колодок, рабочих поверхностей элеваторов, шарнирных соединений и узлов, механических ключей и клиновых захватов труб;

- трещины, сколы блоков, деформация тормозных лент и валов.

Осмотр и замеры выполняются в соответствии с Картой осмотра (Приложение 5). Оценка состояния механизмов выполняется в соответствии с техническими условиями на капитальный ремонт обследуемой модели подъемника, а при их отсутствии используются данные, приведенные в Приложении 4.

Если для оценки технического состояния механизма недостаточно проверки его работы на холостом ходу и осмотра с использованием снятия смотровых крышек, то этот узел подъемника необходимо разобрать, промыть и провести диагностику технического состояния его деталей. К таким узлам, например, относятся сложные коробки передач, пневмо- и гидроаппаратура.

2.4.3. Гидро-, пневмооборудование подъемника должно быть проверено на соответствие его технической документации, а оценка его технического состояния должна проводиться при работе на холостом ходу и под нагрузкой.

При необходимости согласно требованиям соответствующих инструкций выполняется опрессовка отдельных узлов (трубопроводов, гидроцилиндров и т.п.), проверка настройки предохранительных клапанов.

При осмотре обращается внимание на:

- состояние шлангов, трубопроводов, муфт, креплений, уплотнительных колец и прокладок;

- отсутствие утечки рабочей жидкости (воздуха);

- состояние мест крепления гидроцилиндров (деформация, износ, люфт, коррозия).

2.4.4. Полная разборка редукторов, коробок и т.д., а также гидро- и пневмооборудования является обязательной, если поводом для диагностирования является выработка машиной своего ресурса.

2.4.5. Электрооборудование подъемника должно быть подвергнуто осмотру в соответствии с инструкцией или руководством по его эксплуатации в следующем порядке:

- проверить состояние реле, магнитных пускателей, рубильников; при этом оценить качество контактов, наличие пригаров, легкость хода подвижных частей, степень нажима контактов, надежность крепления выводов, затяжку крепежных элементов клемм;

- проверить состояние выпрямителей, пускорегулирующих сопротивлений, электронагревателей, звуковых и осветительных приборов;

- проверить техническое состояние электродвигателей, в частности износ контактных колец, щеток и щеткодержателей, надежность крепления электродвигателя и токоотводных проводов, состояние изоляции, величины перемещений пальцев щеткодержателей, при необходимости замерить сопротивление изоляции обмоток;

- проверить состояние изоляции всех кабелей, проводов, электрических цепей и надежность их крепления к клеммным наборам;

- проверить сохранность элементов взрывозащиты электрооборудования, в том числе светильников.

2.4.6. Канаты, блоки, грузозахватные органы, приборы безопасности, кабина машиниста и другие узлы подъемника обследуются в соответствии с Картой осмотра (Приложение 5).

При этом учитываются требования Инструкции по эксплуатации подъемника.

Для обследования крюкоблоков, крюков, кронблоков, талевых блоков, элеваторов, штропов и вертлюгов применяются неразрушающие методы контроля.

Предпочтительными являются ультразвуковой, капиллярный и магнитопорошковый методы. Для выявления дефектов в данных узлах с использованием методов неразрушающего контроля рекомендуется руководствоваться утвержденными Миннефтепромом СССР документами РД 39-12-1150-84 (20.08.84), РД 39-12-960-83 (14.12.83), РД 39-12-1224-84 (14.01.85) и РД 39-0147014-527-86 (14.03.86) [16 - 19].

Все выявленные недостатки заносятся в Ведомость дефектов.

 

2.5. 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 (Qн). 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.

 

2.6. 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 у?