Диссертация - Совершенствование методов предупреждения чрезвычайный ситуаций при эксплуатации фонтанных арматур скважин на месторождениях сероводородсодержащего природного газа
Содержание
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ...5
1. Анализ причин чрезвычайных ситуаций на скважинах месторождений сероводородсодержащих углеводородов. Выявление элементов скважин, определяющих их устойчивость против чрезвычайных ситуаций...11
1.1 Особенности месторождений сероводородсодержащего газа и эксплуатации на них скважинного оборудования...11
1.1.1 Общая характеристика месторождений сероводородсодержащего природного газа, описание случаев повреждения оборудования скважин...11
1.1.2 Скважины сероводородсодержащих месторождений...24
1.2 Анализ причин повреждения элементов скважинного оборудования и возникновения чрезвычайных ситуаций на ОНГКМ...31
1.2.1. Разрушения насосно-компрессорных труб (НКТ)
добывающих скважин ПО "ОГД"...31
1.2.1. Разрушения корпусов и крышек задвижек фонтанных
арматур скважин ПО "ОГД"...32
1.2.2. Разрушения спецфланцев (адаптеров) типа ВО-2 фонтанных арматур скважин ПО "ОГД"...37
1.2.2. Разрушение крестовины ФА скважины №668 ПО "ОГД"...39
1.2.3. Разрушение адаптера ФА скважины №178 УРиОНМ...41
1.2.4. Разрушение адаптеров ФА скважин №326 и №636 ГПУ...44
1.3 Проблема обеспечения безопасности эксплуатации ФА скважин. Постановка цели и задач исследования...48
1.3.1 Проблема обеспечения устойчивости элементов ФА скважин...48
1.3.2. Постановка цели и задач исследования...49
Выводы к главе 1...50
2. Исследование коррозионного и технического состояния ФА скважин
на основе применения диагностических методов...51
2.1 Подготовка к проведению исследований...51
2.2. Исследования элементов фонтанных арматур скважин в целях разработки методов и средств НК, определяющих параметров технического состояния и критериев предельного состояния...57
2.2.1. Анализ химического состава...59
2.2.2. Анализ механических свойств...60
2.2.3. Анализ изломов...62
2.2.3.1. Исследование изломов адаптеров...62
2
2.2.4. Металлофизические исследования...66
2.2.5. Результаты исследований на сульфидное коррозионное растрескивание под напряжением...72
2.2.6. Определение напряжений в стенках элементов ФА скважин...73
2.2.6.1. Определение напряжений в стенках элементов (адаптерах) ФА скважин путем тензометрирования...74
2.2.6.2. Определение остаточных напряжений в адаптере по величине перемещений кромок разреза кольца...82
2.2.7. Результаты других расчетов фактических напряжений в элементах ФА...87
2.2.7.1. Расчет напряжений в адаптере (на примере скважины
№636 фирмы "FMC" - рис.2.32)...87
2.2.7.2. Расчет напряжений в задвижках...89
Выводы к главе 2...95
3. Научное обоснование требований к достоверности диагностических данных о техническом состоянии фонтанных арматур скважин...97
3.1. Научное обоснование выбора методов диагностирования элементов фонтанных арматур скважин...97
3.1.1. Выявляемость дефектов различными методами НК...102
3.1.2. Научные основы достоверности иеразрушающего контроля элементов ФА скважин...113
3.1.2.1. Разработка норм оценки качества изделий при УЗК (статистический подход)...117
ЗА.2.2. Оценка качества изделий по одной измеряемой характеристике ультразвуковых колебаний...119
3.1.2.3. Оценка качества изделий по двум измеряемым
характеристикам ультразвуковых колебаний...122
ЗА.2.4. Оценка качества изделий по трем измеряемым характеристикам ультразвуковых колебаний...124
3.1.3. Виды чувствительности...125
3.2. Разработка методики и исследование достоверности неразрушающего контроля элементов ФА скважин в полевых
условиях...128
3.2.1. Разработка методики НК элементов ФА...128
3.2.2. Исследование достоверности неразрушающего контроля элементов устьевого оборудования скважин...141
3.3. Разработка требований к методам, объемам и периодичности диагностирования элементов ФА скважин...146
3.3.1. Общие требования к проведению неразрушающего
контроля...147
3.3.2. Визуальный и измерительный контроль...149
3.3.3. Ультразвуковая толщинометрия...150
3.3.4. Ультразвуковой контроль...151
3.3.5. Магнитопорошковый контроль...152
3.3.6. Цветная дефектоскопия...153
3.3.7. Определение твердости...154
3.3.8. Лабораторные исследования металла...154
3.3.9. Акустико-эмиссионный контроль...156
3.3.10. Прочностные расчеты и исследования...156
Выводы к главе 3...158
4. Совершенствование практических методов диагностирования и
технических решений по предупреждению чрезвычайных ситуаций
при эксплуатации ФА скважин...159
4.1. Совершенствование НТД, определяющих методы обеспечения безопасности и предупреждение чрезвычайных ситуаций при эксплуатации ФА скважин...159
4.2. Анализ результатов диагностирования и состояния противоаварийной устойчивости ФА скважин ОНГКМ...181
4.3. Оценка эффективности диагностических и профилактических методов предупреждения чрезвычайных ситуаций при эксплуатации скважин ООО "Оренбурггазпром"...191
4.3.1. Оценка возможного ущерба от открытого фонтанирования нефтяной и газовой скважин...191
4.3.1.1. Открытое фонтанирование газовой скважины...192
4.3.1.2. Открытое фонтанирование нефтяной скважины...195
4.3.1.3. Расчет экономической эффективности от снижения
рисков аварий и ЧС...197
4.4 Разработка технических решений по испытанию на прочность и
плотность ФА скважин...198
Выводы к главе 4...207
ЗАКЛЮЧЕНИЕ...209
ЛИТЕРАТУРА...211
