Методические основы выбора критериев качества структурных элементов сложных технических систем для нефтегазового комплекса на этапе стандартизации на примере стальных бурильных труб с внутренним полимерным покрытием тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.23, кандидат наук Штырев Олег Олегович

• Штырев Олег Олегович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Штырев Олег Олегович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СТРУКТУРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ КАК ОБЪЕКТЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ НА ЭТАПЕ СТАНДАРТИЗАЦИИ

1.1 Недостатки отечественных и зарубежных стандартов, определяющих критерии качества структурных элементов сложных технических систем

1.2 Обоснование иерархического принципа выбора критериев качества структурных элементов сложных технических систем для НГК на этапе стандартизации

1.3 Актуальность разработки методических основ выбора на иерархическом принципе критериев качества структурных элементов сложных технических систем для НГК и контроля соответствия этим критериям

1.4 Выводы по главе

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВЫБОРА КРИТЕРИЕВ КАЧЕСТВА СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ЭТАПЕ СТАНДАРТИЗАЦИИ

2.1 Разработка на иерархическом принципе алгоритма выбора критериев качества структурных элементов сложных технических систем и структурных составляющих неделимых структурных элементов: сердцевины и поверхностного слоя

2.2 Систематизация функций, выполняемых сердцевиной структурного элемента технической системы с защитным покрытием, и потребительских свойств сердцевины, определяющих ее способность выполнять эти функции

2.3 Систематизация внешних воздействий на сердцевину структурного элемента с защитным покрытием на разных стадиях его жизненного цикла у потребителя

2.4 Выбор и обоснование критериев качества сердцевины структурного элемента технической системы с защитным покрытием60

2.5 Систематизация функций, выполняемых защитным покрытием структурного элемента технической системы, и его потребительских свойств, определяющих способность выполнять эти функции

2.6 Систематизация внешних воздействий на защитное покрытие структурного элемента технической системы на разных стадиях его жизненного цикла у потребителя

2.7 Разработка классификатора нормативных диапазонов интенсивности каждого вида внешнего воздействия на потребительские свойства защитного покрытия структурного элемента технической системы и моделирующих их воздействий при сертификационных и периодических испытаниях в лабораторных условиях

2.8 Выбор и обоснование критериев качества защитного покрытия структурного элемента технической системы в конкретных нормативных диапазонах интенсивности внешних воздействий

2.9 Выводы по главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА НЕДЕЛИМЫХ СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ДЛЯ НГК НА ЭТАПЕ СТАНДАРТИЗАЦИИ

3.1 Анализ стандартизированных методик контроля качества сердцевины и защитного покрытия неделимых структурных элементов технических систем для НГК и обоснование их применимости или разработки новых

3.2 Основные принципы разработки методик контроля качества защитного покрытия неделимых структурных элементов технических систем при их сертификационных и периодических испытаниях

3.3 Разработка методики контроля скорости изменения толщины защитного покрытия структурного элемента технической системы для НГК при воздействии на него потока абразивосодержащей жидкости

3.4 Разработка методики контроля диэлектрических характеристик защитного покрытия структурного элемента технической системы для НГК в условиях, моделирующих реальные

3.5 Разработка методики контроля относительного изменения адгезионной прочности защитного покрытия структурного элемента технической системы для НГК на двух заданных интервалах времени в условиях, моделирующих реальные

3.6 Разработка методики контроля проницаемости защитного покрытия структурного элемента технической системы для НГК по отношению к сероводороду, в условиях, моделирующих реальные

3.7 Выводы по главе

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА НОРМАТИВНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩЕЙ КАЧЕСТВО СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

4.1 Разработка технических требований к структурному элементу технической системы с защитным покрытием на основе разработанной методики выбора критериев его качества и контроля соответствия этим критериям

4.2 Разработка и внедрение на отечественных предприятиях по изоляции трубной продукции для нефтегазодобычи корпоративных технических условий на стальные бурильные трубы с внутренним эпоксидным покрытием

4.3 Выводы по главе

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

ПРИЛОЖЕНИЕ И

ПРИЛОЖЕНИЕ К

ПРИЛОЖЕНИЕ Л

ПРИЛОЖЕНИЕ М

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методические основы выбора критериев качества структурных элементов сложных технических систем для нефтегазового комплекса на этапе стандартизации на примере стальных бурильных труб с внутренним полимерным покрытием»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Функционирование большинства технологических систем в нефтегазовом комплексе (НГК), обеспечивается не отдельными видами оборудования, в качестве автономных единиц, а достаточно сложными по структуре техническими системами, состоящими из комплекса взаимосвязанного оборудования. К таким техническим системам, используемым при бурении скважин и нефтегазодобыче, относятся буровые установки, скважинные колонны бурильных и насосно-компрессорных труб, скважинные насосные установки, устьевое оборудование скважин, промысловые трубопроводы, наземная промысловая инфраструктура для первичной подготовки нефти и др. При этом каждый вид оборудования в технической системе, в свою очередь, представляет собой сочетание комплексов, комплектов, сборочных единиц и деталей, взаимосвязанных между собой в определенной последовательности, определяющей их соподчиненность и взаимодействие в технической системе. Поэтому необходимый уровень качества отдельных элементов сложной по структуре технической системы определяется необходимым уровнем качества технической системы в целом и ее структурных составляющих, в состав которых входят эти элементы или связаны с ними в порядке соподчиненности, что обусловливает необходимость соблюдения иерархического принципа на стадии их стандартизации.

Стандарты, определяющие технические требования к техническим системам и их элементам, должны содержать:

- назначение технической системы в целом, ее структурных элементов, структурных составляющих неделимых элементов, в частности поверхностного слоя и сердцевины детали, т.е. выполняемые ими функции в порядке соподчиненности, показатели этих функций в заданных условиях применения, расчетный ресурс или срок службы;

- требуемый уровень качества технической системы, ее структурных элементов, структурных составляющих неделимых элементов (поверхностного слоя и сердцевины) технической системы, определяемый на иерархическом принципе и выражаемый критериями их качества -значениями норм на показатели потребительских свойств в исходном состоянии и при опасных для них внешних воздействиях на различных стадиях жизненного цикла у потребителя (хранение, транспортировка, монтаж, эксплуатация, техническое обслуживание, ремонт) в течение заданных интервалов времени

- методы и методики контроля соответствия фактических характеристик технической системы, ее элементов, структурных составляющих неделимых элементов технической системы установленным критериям их качества в условиях, моделирующих реальные воздействия на контролируемый элемент в течение заданного интервала времени.

В настоящее время преимущественно разрабатываются стандарты, содержащие требования к уровню качества конкретных видов оборудования, входящих в состав технической системы для НГК, при отсутствии уровня качества технической системы в целом. Это обусловливает несоответствие фактических характеристик потребительских свойств технической системы требуемым критериям ее качества.

Для подтверждения актуальности предлагаемого принципа подхода к структурной иерархии, качеству и стандартам при создании многоэлементной технической продукции был проведен анализ действующих отечественных, международных и зарубежных стандартов на конкретные виды технической продукции для НГК, в частности, стандартов на стальные бурильные трубы, являющиеся структурными элементами достаточно сложной технической системы - бурильной колонны.

Проведенный анализ показал, что действующие стандарты на продукцию, используемую в технических системах для НГК, представляют собой технические условия производителя на эту продукцию при отсутствии

в них технических требований потребителя к этой продукции, определяющих требуемый уровень ее качества. В частности, в этих стандартах -технических условиях приводятся марки сталей для производства конкретной технической продукции, указываются требуемые характеристики этих сталей, необходимые геометрические характеристики продукции при отсутствии связи между этими характеристиками и критериями качества сложной технической системы, в которой используется эта продукция. Не рассматривается влияние внешних воздействий на требуемые характеристики технической продукции на различных стадиях ее жизненного цикла у потребителя, способных существенно изменить эти характеристики и вызвать выход их за допустимые предельные значения, определяемыми критериями качества технической системы, в состав которой входит эта продукция как структурный элемент.

В процессе эксплуатации структурные элементы технических систем для НГК подвергаются одновременному воздействию статических, циклических и динамических нагрузок, сил трения, достаточно агрессивных по отношению к ним эксплуатационных и технологических сред, повышенной температуры, что обусловливает возникновение и последующее интенсивное развитие деградационных процессов, различных видов опасных дефектов в этих элементах, приводящих к их частым отказам.

Проблеме повышения качества различных структурных элементов технических систем для НГК посвящено достаточно большое число работ. Преимущественное внимание в них уделяется подбору эффективных металлов и сплавов для производства структурных элементов технических систем. Но практика показывает, что при этом стоимость структурных элементов технической системы возрастает более существенно, по сравнению с повышением уровня их качества.

Проведенный анализ причин и механизма разрушения различных структурных элементов технических систем для НГК показал, что возникновение и первоначальное развитие механо-физико-химических

процессов разрушения этих элементов начинается с их поверхности. Это свидетельствует о существенной роли качества поверхностного слоя структурных элементов технической системы в предотвращении или торможении процессов их разрушения при различных внешних воздействиях на них на разных стадиях жизненного цикла и необходимости управления качеством поверхностного слоя структурных элементов технических систем для НГК на этапе стандартизации.

В последние годы для обеспечения требуемого качества поверхностного слоя различных структурных элементов технических систем для НГК, например, структурных элементов скважинных колонн бурильных и насосно-компрессорных труб, скважинных насосных установок, устьевого оборудования скважин, промысловых трубопроводов, наземной промысловой инфраструктуры для первичной подготовки нефти, все более широко используют разнообразные виды защитных покрытий из неметаллических материалов органической и неорганической природы или их сочетания. В структурном элементе с защитным покрытием, выполняющим роль поверхностного слоя, удачно сочетаются высокое сопротивление стальной основы этого элемента внешним силовым воздействиям с необходимыми барьерными свойствами защитного покрытия по отношению к различным эксплуатационным и технологическим средам, его требуемой стойкостью в этих средах, износостойкостью и другими требуемыми свойствами, обеспечивающими необходимый уровень качества поверхности.

В отечественной нефтегазовой промышленности и за рубежом накоплен положительный опыт применения в технических системах для НГК разнообразных структурных элементов с защитными покрытиями. На примере стальных бурильных труб с внутренним полимерным покрытием показано, что покрытие требуемого уровня качества позволяет существенно повысить энергетическую эффективность этих труб, вследствие снижения их

гидравлического сопротивления, надежность в разнообразных условиях эксплуатации.

Наряду с этим имеется достаточно много примеров низкой энергоэффективности и надежности технических систем из структурных элементов с защитным покрытием, необоснованных значительных материальных затрат на производство и применение этих элементов. Подобное противоречие объясняется отсутствием стандарта, определяющего соподчиненность критериев качества технической системы в целом, ее структурных элементов с защитным покрытием, структурных составляющих этих элементов: стальной сердцевины и ее защитного покрытия. Сложность создания этого стандарта в значительной мере обусловлена отсутствием методических основ выбора критериев качества структурных элементов с защитным покрытием сложных технических систем на иерархическом принципе и методик контроля соответствия этим критериям в условиях, моделирующих реальные опасные воздействия на техническую систему и ее структурные элементы на разных стадиях их жизненного цикла у потребителя. Вышесказанное определяет актуальность рассматриваемой проблемы, решение которой направлено на совершенствование управления качеством структурных элементов сложных технических систем для НГК.

Существенный вклад в разработку методических основ управления качеством технической продукции на различных стадиях ее жизненного цикла внесли отечественные ученые: Азгальдов Г.Г., Амиров Ю.Д., Аристов О.В., Балаба В.И., Басовский Л.Е., Бойцов Б.В., Варакута С.А., Вашуков Ю.А., Герасимов Б.И., Гличев A.B., Григорьев Л. И., Загидуллин Р.Р., Кане М. М., Кершенбаум В.Я., Логанина В.И., Ляшецкий А.П., Магер В.Е., Магомедов Ш.Ш., Мишин В.М., Никифоров А.Д., Понамарев С. В., Протасов В.Н., Схиртладзе А. Г., Федосеев А.А. и др.

Разработанные ими теоретические основы управления качеством технической продукции на стадиях ее планирования, проектирования и стандартизации явились базовой основой данной диссертационной работы.

Цель и задачи исследования. Целью данной диссертационной работы является разработка методических основ выбора критериев качества структурных элементов сложных технических систем для НГК на иерархическом принципе и контроля соответствия этим критериям на этапе стандартизации.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи, на примере конкретной продукции для НГК - стальных бурильных труб с внутренним полимерным покрытием, являющихся структурными элементами сложной технической системы - колонны бурильных труб:

- разработать иерархический принцип выбора критериев качества структурных элементов технических систем НГК;

- разработать алгоритм выбора на иерархическом принципе критериев качества структурных элементов сложной технической системы и структурных составляющих неделимых элементов этой системы (сердцевины и ее поверхностного слоя);

- установить взаимосвязь между функциями, выполняемыми технической системой, ее элементами, структурными составляющими неделимых элементов этой системы, и критериями их качества в исходном состоянии и при разнообразных внешних воздействиях на разных стадиях жизненного цикла у потребителя;

- разработать принципы систематизации опасных видов воздействий и их сочетаний на структурные элементы технической системы на разных стадиях их жизненного цикла у потребителя и нормативные диапазоны интенсивности конкретных видов воздействий на структурный элемент, с целью выбора необходимого уровня качества этого элемента для каждого нормативного диапазона;

- разработать методики контроля соответствия фактических характеристик элементов технических систем нормированным критериям их качества при воздействиях, моделирующих опасные сочетания реальных воздействий;

- сформулировать на основе разработанных методических основ выбора критериев качества структурных элементов технических систем типовые технические требования к структурным составляющим неделимых элементов, и внедрить эти требования на отечественных предприятиях по производству этих элементов;

- создать компьютерную программу автоматизированной разработки технических требований к полимерным покрытиям структурных элементов технических систем для НГК.

Объектом исследования является качество структурных элементов сложных технических систем для НГК.

Предметом исследования является методология выбора критериев качества структурных элементов сложных технических систем на стадии их стандартизации на примере стальных бурильных труб с внутренним полимерным покрытием, являющихся элементами сложной технической системы - бурильной колонны.

Теоретические и методологические основы исследования заключаются в иерархическом принципе выбора критериев качества структурных элементов сложных технических систем, учитывающего взаимосвязь и соподчиненность этих элементов в данной системе.

Методологической основой данной диссертационной работы являлись научные труды отечественных и зарубежных ученых по вопросам управления качеством технической продукции.

Поставленные задачи решались с использованием комплекса методов, включающих методы теоретического уровня (абстрагирование, формализация, анализ и синтез, обобщение), методы экспериментально-теоретического уровня (физический эксперимент, моделирование, анализ и

синтез, построение математических моделей, математическое моделирование), методы эмпирического уровня (сравнение, измерение, метод проб и ошибок).

Обработка результатов экспериментальных исследований, а также их статистический и корреляционно-регрессионный анализ выполнялись с помощью ЭВМ с использованием пакета стандартных программ и разработанных автором данной диссертационной работы.

Научная новизна заключается в создании методических основ выбора критериев качества структурных элементов и структурных составляющих неделимых элементов сложных технических систем для НГК на основе иерархического принципа, определяющего их взаимосвязь и соподчиненность в технической системе на примере стальных бурильных труб с внутренним полимерным покрытием, разработке алгоритма, устанавливающего взаимосвязь между функциями, выполняемыми конкретным структурным элементом технической системы, его потребительскими свойствами, обеспечивающими выполнение требуемых функций, показателями этих свойств в исходном состоянии и при различных внешних воздействиях на рассматриваемый элемент на разных стадиях его жизненного цикла у потребителя, нормами на показатели, являющимися критериями качества этого элемента, разработке методов контроля соответствия нормам, что в совокупности является базовой основой управления качеством структурных элементов сложной технической системы на стадии их стандартизации.

Положения, выносимые на защиту:

1 Разработанный иерархический принцип выбора критериев качества структурных элементов сложной технической системы для НГК на примере тела стальных бурильных труб с внутренним полимерным покрытием, являющихся структурными элементами сложного технического комплекса -бурильной колонны.

2 Разработанный алгоритм, устанавливающий взаимосвязь между функциями, выполняемыми конкретным структурным элементом технической системы, его потребительскими свойствами, обеспечивающими выполнение требуемых функций, показателями этих свойств в исходном состоянии и при различных внешних воздействиях на рассматриваемый элемент на разных стадиях его жизненного цикла у потребителя, нормами на показатели, являющимися критериями качества этого элемента.

3 Принципы систематизации различных внешних воздействий на структурные элементы технической системы на разных стадиях их жизненного цикла у потребителя, создания нормативных диапазонов интенсивности конкретных видов опасных воздействий на рассматриваемый элемент, выбора допустимого уровня качества этого элемента для каждого нормативного диапазона интенсивности конкретных видов воздействий на него.

4 Систематизация условий контроля характеристик потребительских свойств структурных составляющих неделимых элементов сложной технической системы для НГК (стальной сердцевины и ее поверхностного слоя) в каждом нормативном диапазоне конкретных видов воздействий на него и разработка на ее основе необходимых методик контроля соответствия характеристик структурных составляющих неделимых элементов технических систем (стальной сердцевины и ее поверхностного слоя) выбранным критериям их качества, на примере тела стальных бурильных труб с внутренним полимерным покрытием.

5 Компьютерная программа автоматизированной разработки технических требований к защитному покрытию структурного элемента технической системы для НГК, на основании запрашиваемых программой следующих исходных данных: функции покрытия, виды и характеристики внешних воздействий на него на разных стадиях жизненного цикла структурного элемента, расчетный ресурс или срок службы этого элемента.

6 Корпоративная нормативная документация, определяющая технические требования к структурному элементу с защитным покрытием технической системы для НГК, на примере стальных бурильных труб с внутренним полимерным покрытием.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность научных результатов и выводов настоящей работы подтверждается результатами анализа значительного объема нормативных документов, периодической литературы в области управления качеством технической продукции на этапах ее планирования и стандартизации в сопоставлении с данными собственных аналитических и экспериментальных исследований.

Достоверность также подтверждается системным подходом к решению поставленных задач на основе разработанного алгоритма, устанавливающего взаимосвязь между назначением технической продукции для НГК и критериями ее качества, а также успешной практической реализацией результатов работы в виде корпоративной нормативной документации (технических условий) на предприятиях по изоляции трубной продукции полимерными покрытиями для НГК.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на следующих международных научно технических конференциях:

1 IX международная научно-техническая конференция «Состояние и перспективы применения защитных покрытий в оборудовании и сооружениях нефтегазовой отрасли», Москва; 20 - 22 марта 2013 г.

2 XI международная конференция «Состояние и перспективы применения защитных покрытий в оборудовании и сооружениях нефтегазовой отрасли», Москва; 18 - 20 марта 2015 г.

3 13-я международная Практическая конференция и Выставка «Механизированная добыча '2016», Москва; 25-27 мая 2016 г.

4 XII международная конференция: «Состояние и перспективы применения защитных покрытий в оборудовании и сооружениях нефтегазовой отрасли», Москва; 29 февраля - 2 марта 2016 г.

5 Юбилейная 70-я международная молодёжная научная конференция Нефть и газ - 2016, Москва. 18 - 20 апреля 2016 г.

6 71-я международная молодежная научная конференция Нефть и газ. Москва - 2017, Москва. 18-20 апреля 2017 г.

Теоретическая и практическая значимость исследования. Результаты выполненных исследований способствуют развитию теории и практики управления качеством технической продукции на стадии ее стандартизации.

Разработанный алгоритм выбора критериев качества структурных элементов сложных технических систем, учитывающий на иерархическом принципе их соподчиненность и устанавливающий взаимосвязь между выполняемыми ими функциями, их потребительскими свойствами, обеспечивающими выполнение этих функций, показателями потребительских свойств в исходном состоянии и при различных внешних воздействиях на разных стадиях жизненного цикла у потребителя, нормами на показатели - критериями качества, является методологической базой управления качеством технической продукции на стадии ее стандартизации.

Разработанная систематизация различных внешних воздействий на структурные элементы сложной технической системы на разных стадиях их жизненного цикла у потребителя на примере стальной бурильной трубы с внутренним полимерным покрытием, разбиение предельно возможного диапазона изменения каждого вида воздействия на нормативные ряды по интенсивности влияния на потребительские свойства рассматриваемого элемента, позволяют стандартизировать допустимые уровни качества этого элемента для конкретных условий его применения.

Разработанные методики контроля соответствия характеристик потребительских свойств структурного элемента технической системы

установленным критериям его качества при сертификационных и периодических испытаниях в условиях, моделирующих заданный нормативный диапазон интенсивности реальных воздействий на этот элемент на примере тела стальных бурильных трубы с внутренним полимерным покрытием являются базовой основой стандартизации этих труб.

Созданная компьютерная программа автоматизированной разработки технических требований к защитному покрытию структурного элемента технической системы для НГК позволяет значительно сократить затраты времени на этот процесс и снизить требования к квалификации разработчика этих требований.

Созданные на основе разработанных методических основ выбора критериев качества структурных элементов технических систем технические условия на стальные бурильные трубы с внутренним полимерным покрытием внедрены на предприятиях по изоляции трубной продукции полимерными покрытиями, что обеспечило требуемое качество этих труб.

Разработанные методические основы выбора критериев качества структурных элементов сложных технических систем для НГК являются неотъемлемой частью - начальным этапом создания стандартов любого уровня (корпоративных, национальных, международных), определяющих технические требования эксплуатирующей организации к используемой ею технической продукции.

Публикации. По проблемам, рассматриваемым в диссертационном исследовании, автором опубликовано 15 работ в различных сборниках научных трудов и периодических изданиях, в том числе 9 публикаций в изданиях реестра ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов по работе, библиографического списка, включающего 144 источника и 11 приложений. Общий объем работы составляет 242 станицы, в том числе приложения на 93 страницах, 42 рисунка и 17 таблиц.

ГЛАВА 1. СТРУКТУРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ КАК ОБЪЕКТЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ НА ЭТАПЕ

СТАНДАРТИЗАЦИИ

1.1 Недостатки отечественных и зарубежных стандартов, определяющих критерии качества структурных элементов сложных технических

систем

Функционирование большинства технологических систем в нефтегазовом комплексе (НГК) обеспечивается не отдельными видами оборудования, в качестве автономных единиц, а достаточно сложными по структуре техническими системами, состоящими из комплекса взаимосвязанного оборудования (рисунок 1.1). К таким техническим системам, используемым при бурении скважин и нефтегазодобыче, относятся буровые установки, скважинные колонны бурильных и насосно-компрессорных труб, скважинные насосные установки, устьевое оборудование скважин, промысловые трубопроводы, оборудование для первичной подготовки нефти и др. При этом каждый вид оборудования в технической системе, в свою очередь, представляет собой сочетание комплексов, комплектов, сборочных единиц и деталей, взаимосвязанных между собой в определенной последовательности, определяющей их соподчиненность в технической системе.

Поэтому необходимый уровень качества отдельных элементов сложной по структуре технической системы определяется необходимым уровнем качества технической системы в целом и ее структурных составляющих, в состав которых входят эти элементы или связаны с ними в порядке соподчиненности.

Рисунок 1.1 - Сложные технические системы для бурения и нефтегазодобычи

В настоящее время преимущественно разрабатываются стандарты, содержащие требования к уровню качества конкретных видов оборудования, входящих в состав технической системы для НГК, при отсутствии уровня качества технической системы в целом. Это обусловливает несоответствие фактических характеристик потребительских свойств технической системы требуемым критериям ее качества.

Для подтверждения этого был проведен анализ действующих отечественных и зарубежных стандартов на конкретные виды технической продукции, используемой в сложных технических системах для НГК, в частности на бурильные трубы, являющиеся структурными элементами сложной технической системы - колонны бурильных труб.

Бурильные трубы предназначены для крепления породоразрушающего инструмента и забойного двигателя, для передачи крутящего момента породоразрушающему инструменту от привода буровой установки и восприятия реактивного крутящего момента забойного двигателя, для спуска в скважину и подъема породоразрушающего инструмента и забойного двигателя, удержания массы колонны бурильных труб и установленного на ней оборудования, транспортировки бурового раствора к забою скважины и образования совместно со стенками скважины и обсадной колонной кольцевого канала для транспортировки бурового раствора к устью скважины [41, 60, 110, 114, 136].

Конструкционными элементами бурильной трубы являются тело трубы и приваренные к нему или присоединенные на резьбе на противоположных концах тела трубы ниппель и муфта, являющиеся элементами замка бурильных труб при монтаже бурильной колонны (рисунок 1.2).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Штырев Олег Олегович, 2017 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. ГОСТ Р 50278-92 Трубы бурильные с приварными замками. Технические условия

2. ГОСТ Р 54383-2011 Трубы стальные бурильные для нефтяной и газовой промышленности. Технические условия

3. ГОСТ Р ИСО 9000-2015 Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь

4. ГОСТ Р 53384-2009 Трубы стальные и чугунные с защитными покрытиями. Технические требования

5. ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения

6. ГОСТ 31993 Материалы лакокрасочные. Определение толщины покрытия

7. ГОСТ 51164 Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии

8. ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

9. ГОСТ 9.014-78 Единая система защиты от коррозии и старения. Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования.

10. ГОСТ 12.3.002-75 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности

11. ГОСТ 14.201-83 Обеспечение технологичности конструкции изделий. Общие требования

12. ГОСТ 10692-80 Трубы стальные, чугунные и соединительные части к ним. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

13. ГОСТ 12.2.003-91 ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности

14. ГОСТ Р 9.414-2012 ЕСЗКС «Покрытия лакокрасочные. Метод оценки внешнего вида»

15. ISO 8503-4:2012 Подготовка стальной поверхности перед нанесением красок и относящихся к ним продуктов. Характеристики шероховатости стальной поверхности после пескоструйной или дробеструйной очистки. Часть 4. Метод калибровки компараторов профиля поверхности ISO и определения профиля поверхности. Методика с применением прибора со щупом

16. ISO 8502-6:2006 Подготовка стальной поверхности перед нанесением красок и относящихся к ним продуктов. Испытания для оценки чистоты поверхности. Часть 6. Извлечение растворимых загрязняющих веществ для анализа. Метод Бресле

17. ISO 8502-3 : 1998 Подготовка стальных подложек перед нанесением красок и связанных с ними продуктов. Испытания для оценки чистоты поверхности. Часть 3. Оценка запыленности стальных подложек, приготовленных для нанесения краски (метод липкой ленты)

18. ISO 8501-1:2007 Подготовка стальной поверхности перед нанесением красок и относящихся к ним продуктов. Визуальная оценка чистоты поверхности. Часть 1. Степени ржавости и степени подготовки непокрытой стальной поверхности и стальной поверхности после полного удаления прежних покрытий

19. API Spec 5DP:2009 Specification for Drill Pipe

20. ASTM D4060-14 Standard Test Method for Abrasion Resistance of Organic Coatings by the Taber Abraser

21. ISO 9004-1 Управление качеством и элементы системы качества

22. СНиП IV-2-82 Сборник 1. Земляные работы

23. СНиП 12-03-2001 Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования

24. СНиП 12-04-2002 Безопасность труда в строительстве Часть 2. Строительное производство

25. СТО ВНИИСТ 7.2-312-0.005-2014 Покрытия лакокрасочные для антикоррозионной защиты внутренней поверхности труб и соединительных деталей нефтепромысловых трубопроводов. Технические требования

26. Патент 2107277 RU, МКИ G01N 3/56, Установка и способ испытания материалов и покрытий на гидроабразивный износ Гринберг Б. Е., Штерцер А. А., 1998

27. Патент 53777 RU, МКИ G01N 3/56 Установка и способ испытания материалов и покрытий на гидроабразивный износ, Гринберг Б. Е., Штерцер А. А., 2005

28. Абрамсон М.Г. и др. Справочник по механическим и абразивным свойствам горных пород нефтяных и газовых месторождений. - М: Недра 1984-207 с

29. Агабальянц Э.Г. Промывочные жидкости для осложненных условий бурения. - М.: Недра, 1982. - 184 с.

30. Азгальдов Г.Г., Райхман Э.П. О квалиметрии / Под ред. А.В.Гличева. -М.: Изд-во стандартов, 1973. - 172 с.

31. Амиров Ю.Д. Квалиметрия и сертификация продукции. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1996. - 104 с.

32. Ананьев А.Н. Учебное пособие для инженеров по буровым растворам, Под ред. проф. А.И. Пенькова. - Волгоград, 2000. - 139 стр.

33. Антамошин А.Н.; Близнова О.В.; Большаков, А.А. и др. Интеллектуальные системы управления организационно-техническими системами. М.: Горячая линия - Телеком, 2016. 160 с

34. Аристов О.В. Управление качеством: Учебник / О.В. Аристов. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 224 с.

35. Баграмов Р. А. Буровые машины и комплексы. Учебник для вузов - М.: Недра, 1988

36. Бадовский H.A., Файман В.П. Борьба с осложнениями при бурении глубоких скважин за рубежом // Обзор. Серия «Техника и технология

геологоразведочных работ; орг. производства». - М.: Изд-во ВИЭМС, 1986. -57 с.

37. Балаба В.И. Управление качеством в бурении. Учебное пособие. М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2008. 448 с.

38. Басовский Л.Е. Управление качеством: учебник / Л.Е. Басовский, В.Б. Протасьев. - М.: ИНФРА-М, 2004. - 216 с.

39. Басовский, Л.Е. Управление качеством: Учебник / Л.Е. Басовский, В.Б. Протасьев. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 253 с.

40. Берновский Ю.Н. «Стандарты и качество продукции: Учебно-практическое пособие. Гриф МО РФ», 2014. -,256 с.

41. Булатов А. И., Аветисов А. Г. Справочник инженера по бурению: В 3 т.: 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Недра, 1993-1995. Т 1-3.

42. Булатов А.И., Макаренко П.П., Проселков Ю.М. Буровые промывочные и тампонажные растворы: Учеб. пособие для вузов. - М.: ОАО "Издательство "Недра"

43. Варакута С.А. Управление качеством продукции: учебное пособие С.А. Варакута. - М.: ИНФРА-М, 2005. - 207 с.

44. Василевская, И.В. Управление качеством: Учебное пособие / И.В. Василевская. - М.: ИЦ РИОР, 2011. - 112 с.

45. Вашуков Ю.А., Дмитриев А.Я., Митрошкина Т.А. "Развертывание функции качества (QFD): Методические указания" / Самарский государственный аэрокосмический университет Сост.. Самара 2009. 54 с.

46. Владимиров А.И. Управление качеством элементов газонефтяных трубопроводов / , к.т.н., проф., акад. РИА, Кершенбаум В.Я., д.т.н., проф., акад. РИА, Карелин И.Н., д.т.н., проф. и др.]; Под ред. проф. А.И. Владимирова, проф. В.Я. Кершенбаума. - М. : Нефть и газ, 2004. - 335,[2] с. : ил.; 21 см. - (Серия "Конкурентоспособность и управление качеством в нефтегазовом комплексе").; ISBN 5-7246-0280-6 : 500

47. Воробьева Г.Я. Химическая стойкость полимерных материалов, М.: Химия, 1981. —296 с

48. Воронин А.Н.; Зиатдинов Ю.К.; Харченко А.В. Сложные технические и эргатические системы: Методы исследования. М.: Наука, 1997. 240 с.

49. Гембрис С. Управление качеством / С. Гембрис, Й. Геррманн; Пер. с нем. М.Н. Терехина. - М.: СмартБук, 2013. - 128 с.

50. Герасимов Б.И. Управление качеством: проектирование: Учебное пособие / Б.И. Герасимов, А.Ю. Сизикин, Е.Б. Герасимова. - М.: Форум, НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 176 с.

51. Герасимов, Б.Н. Управление качеством: Учебное пособие / Б.Н. Герасимов, Ю.В. Чуриков. - М.: Вузовский учебник, ИНФРА-М, 2012. - 304 с.

52. Гличев A.B., Рабинович Г.О., Примаков М.И., Синицын М.М. Прикладные вопросы квалиметрии. - М.: Издательство стандартов, 1983. -136 с.

53. Гличев А.В. Основы управления качеством продукции. -М.: Стандарты и качество. -2001. -420 с.

54. Горицкий В.М. Диагностика металлов, 2004

55. Грей Дж.Р., Дарли Г.С.Г. Состав и свойства буровых агентов (промывочных жидкостей) / Пер. с англ. - М.: Недра, 1985. - 509 с

56. Григорьев Л. И., Кершенбаум В. Я., Костогрызов А. И. Системные основы управления конкурентоспособностью в нефтегазовом комплексе; Российский гос. ун-т нефти и газа им. И. М. Губкина [и др.]. - Москва : Изд-во НИНГ, 2010. - 373 с. : ил., табл.; 30 см.; ISBN 5-93157-086-1

57. Гутман Э. М. Механохимия и защита от коррозии. - М.: Металлургия, 1981

58. Дж. Харрингтон. Управление качеством в американских корпорациях. - М.: Экономика. - 190. - 272 с.

59. Джордж С., Ваймерскирх А. Всеобщее управление качеством: стратегии и технологии, применяемые сегодня в самых успешных компаниях. (TQM). - СПб.: Виктория плюс, 2002

60. Дмитриев А. Ю. Основы технологии бурения скважин: учебное пособоие. - Томск: Изд-во ТПУ, 2008. - 216 с.

61. Дэвид Г. Метод парных сравнений, М.: Статистика, 1978. — 144 с.

62. Елисаветский А.М., Ратников В.Н., Дорошенко В.Г. Лакокрасочные покрытия. Технология и оборудование. и др./Под ред. А.М. Елисаветского: Справочник. - М.: Химия, 1992. - 416 с.

63. Емелин М. И., Герасименко А. А. Защита машин от коррозии в условиях эксплуатации. - М.: Машиностроение, 1980

64. Железнов И.Г. Сложные технические системы (оценка характеристик). Учебное пособие для технических вузов. М.: Высшая школа, 1984г. 119 с

65. Жук Н. П. Курс теории коррозии и защиты металлов. Учеб. пособие. -М.: Металлургия, 1976

66. Загидуллин Р.Р. Оптимальное управление качеством: Монография / Р.Р. Загидуллин. - Ст. Оскол: ТНТ, 2012. - 124 с.

67. Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений. Справочник/Под ред. А.А. Герасименко. - М.: Машиностроение, 1987. - Т. 1.

68. Ивачев Л.М. Борьба с поглощениями промывочной жидкости при бурении геологоразведочных скважин. - М.: Недра, 1982. - 293 с.

69. Кане М. М., Иванов Б. В., Корешков В. Н., Схиртладзе А. Г. Системы, методы и инструменты менеджмента качества: Учебное пособие. — СПб.: Питер, 2008. — 560 с.: ил. — (Серия «Учебное пособие»).

70. Карпенко Г. В. Влияние среды на прочность и долговечность металлов. - Киев: Наукова Думка, 1976

71. Карпенко Г. В. Прочность стали в коррозионной среде. - М.: Киев:Машгиз, 1986

72. Карпенко Г. В., Прочность стали в коррозионной среде, М.-К., 1963; Похмурский В. И., в сб.: Коррозионная усталость металлов. К., 1982. А. В. Рябченков

73. Карпенко Г.В., Василенко И.И. Коррозионное растрескивание сталей. -Изд-во «Техника», Киев. -1971.-172с.

74. Карякина М.И. Испытание лакокрасочных материалов и покрытий. -М.: Химия. 1988. - 272 с.

75. Кеше Г. Коррозия металлов. Физико-химические принципы и актуальные проблемы, М.: Металлургия, 1984. 400 стр.

76. Козырев С. П. Гидроабразивный износ металлов при кавитации. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Машиностроение, 1971

77. Колачев Б.А. Водородная хрупкость металлов. - М.: Металлургия. -1985.- 215с.

78. Комбалов B.C. Методы и средства испытаний на трение и износ конструкционных и смазочных материалов. М.: Машиностроение, 2008.

79. Коноплев, С.П. Управление качеством: Учебное пособие / С.П. Коноплев. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2012. - 252 с.

80. Крагельский И. В. Трение, изнашивание и смазка: Справочник. - М.: Машиностроение, 2008

81. Лачинян Л.А. Конструирование, расчет и эксплуатация бурильных геологоразведочных труб и их соединений.- М: Недра, 1975.

82. Логанина В. И., Федосеев А. А. Статистические методы контроля и управления качеством продукции. - М.: Феникс, 2007. - 224 с.

83. Логанина В.И.; Федосеев А.А.; Христолюбов В.Г. Статистические методы управления качеством продукции. М.: КДУ, 2008. 242 с

84. Лютов, А.Г. Управление качеством в автоматизированном производстве. В 2-х т. Управление качеством в автоматизированном производстве: Учебник / А.Г. Лютов. - Ст. Оскол: ТНТ, 2012. - 800 с.

85. Ляшецкий А.П. Управление качеством продукции / А.П. Ляшецкий. -М.: Изд.-во МГУ, 2004.

86. Магер В.Е. Управление качеством: Учебное пособие / В.Е. Магер. - М.: ИНФРА-М, 2012. - 176 с.

87. Магомедов Ш.Ш. Управление качеством продукции: Учебник / Ш.Ш. Магомедов, Г.Е. Беспалова. - М.: Дашков и К, 2010. - 336 с.

88. Магомедов Ш.Ш. Управление качеством продукции: Учебник / Ш.Ш. Магомедов, Г.Е. Беспалова. - М.: Дашков и К, 2013. - 336 с.

89. Мазур И.И. Управление качеством: учебное пособие для студентов вузов / И.И. Мазур. - М.: Омега-Л, 2005.

90. Мишин В.М. Управление качеством: Учебник для бакалавров / А.Г. Зекунов, В.Н. Иванов, В.М. Мишин; Под ред. А.Г. Зекунов. - М.: Юрайт, 2013. - 475 с.

91. Моисеев Ю.Б., Заиков Г.Е. Химическая стойкость полимеров в агрессивных средах. - М.: Химия, 1979. - 250 с.

92. Нельсон Г.Г. Водородное охрупчивание. Охрупчивание конструкционных сталей и сплавов. - М.: Металлургия. - 1988. - с.256-333.

93. Никифоров А.Д. Управление качеством: Учебник для вузов / А.Д. Никифоров, А.Г. Схиртладзе. - М.: Студент, 2011. - 717 с.

94. Овчинников В.П., Аксенова Н.А. Буровые промывочные жидкости. Тюмень: Нефтегазовый университет, 2008. 309 с.

95. Окрепилов В.В. Всеобщее управление качеством. Книга 1. - СПб.: Изд-во СПбУЭФ, 1996. - 454 с.

96. Окрепилов В.В. Всеобщее управление качеством. Книга 2. - СПб: Изд-во СПбУЭФ, 1996. - 170 с

97. Окрепилов, В.В. Управление качеством. М.: Экономика, 1998. - 295 с.

98. Петрище Ф.А. Теоретические основы товароведения и экспертизы непродовольственных товаров: Учебник, - М.: «Дашков и Ко», 2004. - 512 с.

99. Понамарев С. В., Мищенко С.В., Белобрагин В. Я. Управление качеством продукции. Инструменты и методы менеджмента качества: Учебное пособие. - М.: Стандарты и качество, 2005. - 248 с.

100. Протасов В. Н. Полимерные покрытия в нефтяной промышленности. -М.: Недра, 1985

101. Протасов В. Н. Полимерные покрытия нефтепромыслового оборудования. Справочное пособие. М.: Недра, 1994. - 224 с.

102. Протасов В. Н. Теория и практика применения полимерных покрытий в оборудовании и сооружениях нефтегазовой отрасли . -М.: Недра, 2007

103. Протасов В. Н., Новиков О.А. Качество машиностроительной продукции на различных стадиях ее жизненного цикла. -М.: Недра, 2012

104. Протасов В. Н., Султанов Б. З. Кривенков С. В. Эксплуатация оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи. -М.: Недра, 2006

105. Протасов Физико-химическая механика материалов оборудования и сооружений нефтегазовой отрасли. - М.: ИЦ РГУ нефти и газа, 2011

106. Разумов, В.А. Управление качеством: Учебное пособие / В.А. Разумов. - М.: ИНФРА-М, 2013. - 208 с.

107. Ребрин Ю.И. Управление качеством: Учебное пособие. - Таганрог: Издательство ТРТУ, 2004

108. Рожков В.Н. Управление качеством: Учебник / В.Н. Рожков. - М.: Форум, 2012. - 336 с.

109. Салимова Т.А. Управление качеством: Учебник / Т.А. Салимова. - М.: Омега-Л, 2013. - 376 с.

110. Сароян А.Е. Теория и практика работы бурильной колонны. - М.: Недра. 1990

111. Сукуренко Е.И., Мхитаров С.И., Другоза В.А., Хлебников С.Р. Выбор компонентного состава бурового раствора при проектировании бурения скважин / // Тр. ВНИИ по креплению скважин и буровым растворам. -Краснодар: Издво ВНИИКРнефть, 1976. - Вып.11. - С. 56 - 60

112. Тебекин, А.В. Управление качеством: Учебник для бакалавров / А.В. Тебекин. - М.: Юрайт, 2013. - 371 с.

113. Ухов H.H., Михайлов С.К., Белякова Е.И. Прогнозирование качества продукции. - JL: Наука, 1980. - 128 с.

114. Файн Г.М. Проектирование и эксплуатация бурильных колонн для глубоких скважин 1985 622.24.053.6

115. Хвастунов Р.М.; Ягелло О.И.; Поликарпов М.П. и др. Экспертные оценки в квалиметрии машиностроения. Серия: Управление качеством, стандартизация, сертификация. М.: Технонефтегаз, 2002. 142 с.

116. Шишкин И.Ф. Метрология, стандартизация и управление качеством / Под ред. Н.С.Соломенко. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 342 с.

117. Шишкин, И.Ф. Квалиметрия и управление качеством: учебник для вузов / И.Ф. Шишкин, В.М. Станякин. - М.: ВЗПИ, 1969.

118. Шишов А.Н., Бухаринов Н.Г. Методы определения оптимального качества продукции. - Л.: Лениздат, 1970. - 144 с.

119. Шор Я.Б. Методы комплексной оценки качества продукции. - М.: Изд-во «Знание», 1971. - 56 с.

120. Балаба В.И. Строительство скважин: от повышения качества - к системе управления качеством//Надежность и сертификация оборудования для нефти и газа. - 2003. - № 3. - С. 7-14.

121. Гуревич Г. С. Эффективные технологии от компании «Нобель ойл». Газовая промышленность №6(647), 2010

122. Ежов А.А., Герасимова Л.Л., Каток А.М. Изломы конструкционных сталей // МиТОМ, - 2004. - №4. - с.34-39.

123. Кершенбаум В.Я. Импортозамещению в НГК необходим системный подход // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. 2015. № 4. С. 13 - 17.

124. Кершенбаум, В.Я Белозерцева Л.Ю. Проблемы импортозамещения нефтегазового оборудования Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. - 2014. - № 5. - С. 4-6.

125. Кершенбаум, В.Я. Импортозамещение в зеркале стандартизации / Кершенбаум В.Я., Белозерцева Л.Ю. // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. - 2015. - № 2. - С. 14-16.

126. Кершенбаум, В.Я. Качество, конкурентоспособность, стандартизация / Кершенбаум В.Я., Толстунова Т.В. // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. - 2015. - №1. - с. 28-31.

127. Кершенбаум, В.Я. Методология оценки совместимости нормативных требований отечественной и зарубежной практики при построении систем менеджмента качества [Текст] / В.Я. Кершенбаум, Н.В. Ващенко // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. - 2013. - № 1. - С. 17-21.

128. Кершенбаум, В.Я. Нестандартный взгляд на обновленные стандарты нефтегазового оборудования [Текст] / В.Я. Кершенбаум, Т.А. Гусева // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. - 2013. - № 2. - С. 4-6.

129. Кершенбаум, В.Я. Новый этап стандартизации нефтегазового комплекса // Шмаль Г.И., Кершенбаум В.Я., Гусева Т.А., Белозерцева Л.Ю. / Нефтяное хозяйство. - 2015. - №11. - С. 78-80.

130. Кершенбаум, В.Я. Проблемы импортозамещения в НГК / Кершенбаум В.Я. // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. - 2015.- №2. - С. 3-7.

131. Кершенбаум, В.Я. Проблемы обновления нормативных документов в сфере нефтегазового оборудования [Текст] / Кершенбаум В.Я. // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. - 2013. - №4. - с. 3-5.

132. Кершенбаум, В.Я. Разработка комплексного подхода к управлению качеством сооружения сложных технических объектов с использованием методов риск-менеджмента / Кершенбаум В.Я., Григорьев Л.И., Щербань П.С. // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. - 2014. - № 2. - С. 912.

133. Кершенбаум, В.Я. Стандартизация и конкурентоспособность нефтегазового оборудования / Кершенбаум В.Я. // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. - 2014. - №1. - с.4-6.

134. Мамедов А.Р. , Асадов Т.Н. Теоретические методы управления качеством замков для бурильных труб, Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, ВНИИОЭНГ, 2010, №10, 15-17 с.

135. Сапунжи В. В. Эффективность применения алюминиевых бурильных труб при бурении скважин на нефть и газ. Бурение и нефть №06-07, 2012

136. Сароян А.Е. Бурильные колонны в глубоком бурении. Москва, Недра, 1979 А.с. №56838 К.Р. Колонна бурильных труб. /А.Мусанов, А.Шалбай / Б.И., 2008, №10.

137. Сизова О.В., Колубаев А.В., Хусаинова Р.Ф. Сероводородная коррозия ферритоперлитной стали.// Ежемесячный научный журнал «Известия высших учебных заведений. ФИЗИКА» выпуск 5/2, 2012.

138. Швецов М.В., Калачев И.Ф., Ульянов Е.В. Бурильным трубам -внутреннее покрытие. Бурение и нефть №06, 2013

139. Штырев О. О. Критерии работоспособности бурильных труб с внутренним защитным покрытием в заданных условиях эксплуатации в течение нормированного срока службы, Управление качеством в нефтегазовом комплексе, 2016 №2, 1130.20

140. Штырев О. О. Метод контроля способности полимерных покрытий защищать стальные бурильные трубы от наводораживания в водных сероводородсодержащих средах, Управление качеством в нефтегазовом комплексе, 2016 №4 31130.20

141. Штырев О. О. Методические основы выбора критериев работоспособности бурильных труб с внутренним защитным покрытием в заданных условиях эксплуатации в течение нормированного срока службы Территория НЕФТЕГАЗ , 2015, № 11

142. Штырев О. О. О недопустимости использования установки Taber Abraser и подобных ей для контроля сопротивления материалов внутренних полимерных покрытий труб нефтяного сортамента гидроабразивному износу при воздействии потока жидкой среды, содержащей механические примеси, Территория НЕФТЕГАЗ , 2015, №9

143. Штырев О. О. Причины разрушения тела бурильных труб при эксплуатации и преимущества бурильных труб с внутренним защитным покрытием. Территория нефтегаз № 12, 2014

144. Edward C. Creco, William B. Wreit. Corrosion of Jron an H2S-CO2-H2O system // Corrosion.- 1982.- V.18, N3.-p.119-124.

150

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица А.1 - Типы циркулирующих агентов и их составы

Тип циркулирующего Состав

агента

Солевые растворы Вода + до 20-25% или Ка (или МИН - 1)

Водные растворы полимеров Вода + 0,2+0,5% РС-2 или РС-4; Вода + 0,5+1,0% ПАА (или гипана) Вода + 0,3+0,4% М14+0,06+0,15% NaOH

Водно-солевые Вода + 0,2+0,5% PC - 2 или PC - 4

растворы полимеров или гипана +0,5+1,5% Na2SiO3+0,2+Na2CO3 Вода + 0,5 +1,0% ПАА + 0,1-1,5% Na2SЮ3+0,1-0,3%Na2CO3

Водные растворы ПАВ Вода+ 0,2-1,5% ПАВ

Силикатно-гуминовые Вода 0,72-0,84 м3+4-8% жидкого стекла + 12+20%

растворы оУЩР

Безглинистые Вода 85-90%+1-2% ССБ (КСДБ) + 2-3%

полимер-ферросульфатные растворы сернокислого железа +0,8-1% каустической соды + 4% гипана или 0,2-0,5% ПАА (КМЦ)

Эмульсионные буровые растворы (водомасляные эмульсии) Вода мягкая + 1-2% кожевенной эмульгирующей пасты или 1,5-2,5% ОСГ Вода мягкая или слабожесткая + 1-5% эмульсола ЭЛ-4 Вода любой жесткости + 1-5% эмульсола ЭН-4 Вода любой жесткости +1-5% концентрата ленол-10 или ленол-32 Вода соленая (до12%) любой жесткости + концентрата морозол-2

Глинистый раствор Глина качественная 8-22%+вода

нормальный

Глинистый раствор улучшенный Нормальный глинистый раствор+10-20% жидкого уЩр (ТЩР) или 2-5% порошкообразного УЩР

Глинистый раствор Глина высококачественная 4-8%+0,1% К-4+вода.

малоглинистый Глина высококачественная 4-8%+1+2% КМЦ Глина высококачественная 4-8%+2,5-3% кальцинированной соды

Продолжение таблицы А.1

Тип циркулирующего агента Состав

Полимерглинистый и молимербентонитовый раствор Бентонит 2-5%+вода+полимеры 0,1-0,5%; химические реагенты, вводимые избирательно

Гуматный раствор Бентонит 5-6%+1-4%+УЩР+97-94% воды. Бентонит 5-6%+1-4%УЩР+0,02-0,05% бихромата или хромата натрия (или калия); + 97-94% воды

Лигносульфонатный раствор Глина 8-20%+3-4%ССБ+1-2%УЩР+0,5-1% Ка0И+0,5-1% пеногасителя+вода 94-90%+утяжелителя - до получения раствора необходимой плотности

Хромлигносуль-фонатный раствор Глина 8-20%+0,1-0,2%ОКЗИЛ (ФХЛС)+4-3%КССБ-4+0,2-0,5% №0И+0,05-0,1 % Ка2Сг07(К2Сг207)+0,3-5% пеногасителя +94-90% вода+утяжелитель - до получения раствора требуемой плотности.

Эмульсионный глинистый раствор -нормальный глинистый раствор+2-12% нефти + 0,5-1% ПАВ - эмульгатора - 3-4% СМАД-1+0,5-1% ПАВ - эмульгатора -8-12% нсфть+0,5-1% ПАВ -эмульгатора+1-3% ингибитора.

Меловой раствор Вода+15-40% молотого мела + структурообразователь (3-5% глины или 0,5-3% жидкого стскла)+понизители водоотдачи (5-15%УЩР или 4-6% КССБ, или 1-2% полимеров)

Растворы на основе выбуренных пород Вода+2-5% твердой фазы, представленной перебуриваемыми п ородами+0,5-2% ПАВ, способствующих диспергации твердой фазы+стабилизаторы: 1-2% бентонита, 0,2-5% полимеров, 0,5-2% жидкого стекла

Ингибированный алюминатный 1-2% ингибитора А12(804)3+0,2-0,6% регулятора щелочности Ка0И+0,5-1% КМЦ или 0,3-0,5% М-14+2-5% окзила или ФХЛС

Окончание таблицы А.1

Тип циркулирующего агента Состав

Известковый 0,2-2,5% ингибитора извести + 0,5-1% регулятора растворимости извести №ОН+3-5%КССБ или 1,5-2,0%КМЦ 600(700)+3-5%ССБ или 2-4% окзила или 10-15% УЩР

Хлор кальциевый 1-2% ингибитора (СаС12)+0,1-0,2% (Са(0Н)2)+5-10%КССБ или 5-8%ФХЛС

Силикатный 8-10% глины+2-4%Na2SiO3+3-5%УЩР+510%КМЦ (М*14) + утяжелитель-до получения раствора требуемой плотности

Гидрофобизирующий 0,2-0,3% ПАА (на сухое вещество)+4-6% кремнийорганической жидкости (ГКЖ-10, ГКЖ-11)+врлы 95-94% 1-1,5 ингибитора гипса+0,15-0,3% алебастра+5-8%КССБ или ФХЛС, или 1,5-2% КМЦ-600(700)+3-5%ССБ или 2-4% окзила

Хлоркалиевый 3-7%КСЬ+0,3-0,6% КОН+0,5-1,5%КМЦ или0,5-1,0% метаса, или М-14, или 1,5-2% крахмала+3-5% ССБ, или 4-6% КССБ (ФХЛС)

Соленасыщенный (солестойкий) глинистый раствор 1 -3%ЫаС1+4-5% КССБ<10% NaQ+1 -2%КМЦ+1 -1,5%Na2CO3; 20-25%NaQ+1 -2%NaCO3+1,5-2,5% крахмала+1,0-1,5%КМЦ, или3-4%ССБ+3-5%ФХЛС

Раствор на углеводородной основе известково-битумный 50-60% дизельного топлива+14-15% битума+12-20% СаО +5-6% воды+10-12% сульфонола НП-1

Пены Сжатый воздух+вода с добавками 0,2-2% ПАВ при степени аэрации Уг/Ув=50-300

Аэрованные буровые растворы Смесь воды или раствора с воздухом

Разнообразные компоненты бурового раствора выполняют различные функции:

- Нефть и дизельное топливо - для улучшения смазочных свойств бурового раствора, снижения растворимости солей, повышения скорости бурения;

- Кальцинированная сода №2С0з - для пептизации (распада) комков твердой фазы бурового раствора;

- УЩР, КМЦ, КССБ, гипан - для снижения фильтрации бурового раствора при рН=8-10 и снижения обвалов стенки скважины;

- Каустическая сода - для поднятия рН бурового раствора;

- Крахмал - для снижения обвалов стенки скважины;

- Пена - для сохранения теплового баланса системы скважина -пласт (снижение теплоотдачи);

- Бентонит - для придания буровому раствору стабильности;

- Кальциевая ССБ, окзил, ФХЛС - для снижения вязкости бурового раствора;

- Хроматы - для предупреждения загустевания известковых растворов при температурах более 700С

- Гипс, алебастр - для крепления стенки скважины;

- Хлориды натрия, калия и кальция - для снижения осмотического давления между раствором и обваливающимися глинами стенок скважины;

- Полимерные растворы - для вскрытия продуктивных пластов со средней и высокой проницаемостью.

154

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Результаты анализа технических требований к телу бурильных труб,

содержащихся в ГОСТ Р 50278-92

Содержаться следующие требования:

- На наружной и внутренней поверхности труб не должно быть плен, раковин, закатов, расслоений, трещин, песочин и рванин.

- Допускаются вырубка и зачистка указанных дефектов только вдоль оси трубы при условии, что вырубка и зачистка не выводят толщину стенки за предельные минусовые отклонения.

- Заварка, зачеканка или заделка дефектов не допускаются.

- В местах, в которых толщина стенки может быть измерена непосредственно, глубина дефектных мест может превышать предельные минусовые отклонения, при условии сохранения минимальной толщины стенки, определяемой как разность между номинальной толщиной стенки трубы и предельным для нее минусовым отклонением.

- Допускаются отдельные незначительные забоины, вмятины, риски, тонкий слой окалины и другие дефекты, обусловленные способом производства, если они не выводят толщину стенки за пределы минусовых отклонений.

- Поверхность высаженной части трубы и место перехода ее к части с толщиной стенки S не должны иметь резких уступов.

- Трубы должны изготовляться из сталей группы прочности Д, Е, Л, М, Р.

- Массовая доля серы и фосфора в сталях должна быть:

- не более 0,035% каждого - для труб групп прочности Д, Е, Л;

- не более 0,020% каждого - для труб групп прочности М и Р.

- Трубы всех групп прочности должны быть подвергнуты термической обработке по всей длине после высадки концов.

- Механические свойства металла тела трубы после термической обработки должны соответствовать приведенным в таблице 1.2 Приложение 1.

- Зона сварного шва после удаления грата должна быть подвергнута термической обработке. Зона термической обработки (закалка, нормализация) должна перекрывать зону термического влияния сварки, зона отпуска не должна выходить за пределы цилиндрической части высаженных концов труб, и ниппелей, и муфт замка.

- Наружная и внутренняя поверхности сварного соединения должны быть подвергнуты механической обработке по всей длине цилиндрической части высаженных концов труб и ниппелей и муфт замка до стандартизированных размеров. При механической обработке зарезы в теле трубы по внутренней и наружной поверхностям не допускаются. На внутренней поверхности сварного соединения допускается след с крупным шагом от выхода режущего инструмента, не выходящий за пределы верхнего допуска внутреннего диаметра сварного соединения.

- Шероховатость обработанных наружных поверхностей должна быть не более 80 мкм, внутренних поверхностей - не более 130 мкм по ГОСТ 2789-73 [8].

- Сварное соединение должно быть подвергнуто испытанию на

изгиб.

- Взаимное смещение наружной поверхности трубы и наружной поверхности замковых деталей не должно превышать 1,2 мм.

- Сопротивление усталости бурильных труб всех групп прочности должно составлять не менее 16 кгс/см2.

Рассматриваемый стандарт также содержит правила маркировки и упаковки бурильных труб, в соответствии с которыми следует выполнять следующие требования:

- При навинчивании предохранительных деталей резьба и упорные поверхности приваренных замков должны быть покрыты

противокоррозионными смазками или рабочими маслами в соответствии с требованиями ГОСТ 9.014-78 [9].

- По требованию потребителя трубы должны иметь консервационное покрытие наружной поверхности, обеспечивающее предохранение от коррозии.

Результаты анализа технических требований к телу бурильных труб, содержащихся в ГОСТ Р 54383-2011

Содержатся требования:

- к наружному диаметру тела труб Ddp;

- к толщине стенки тела труб V,

- к группе прочности;

- к виду высадки тела бурильных труб;

- к длине тела бурильных труб;

- к массе тела труб;

- к материалу тела труб, касающиеся его химического состава, механических свойств при растяжении, работы удара;

- к способу производства;

- к несовершенству и дефектам тела бурильных труб;

- к маркировке и упаковке.

Приведены «Требования к работе удара» для тела стальных бурильных труб различной группы прочности, замка и зоны сварного соединения в зависимости от поперечного сечения испытываемого образца и температуры испытаний.

Указывается, что по требованию заказчика может быть нанесено покрытие на внутреннюю поверхность бурильной трубы. При этом отсутствуют данные о требуемых характеристиках этого покрытия в соответствии с его назначением.

157

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Виды внешних воздействий на внутреннее полимерное покрытие стальной сердцевины тела бурильных труб на разных стадиях их жизненного цикла, их числовые и качественные характеристики

На стадии хранения бурильные трубы с внутренним полимерным покрытием подвергаются в зимнее время действию отрицательных температур (в большинстве географических зон РФ до минус 40 °С, а в условиях Крайнего Севера до минус 60 °С), в летнее время действию повышенных температур (до плюс 80 °С). Наиболее опасна отрицательная климатическая температура в сочетании с поперечным изгибом бурильных труб или ударным воздействием на них. Наряду с разницей в линейном расширении изолируемой стали и полимерного покрытия, формируемого при положительных температурах, происходит значительное возрастание модуля упругости материала покрытия при низких температурах. Вследствие этого в покрытии могут существенно возрастать внутренние напряжения, обусловливающие возможность его растрескивания (нарушение диэлектрической сплошности) или отслаивания от стали (нарушение адгезии). Согласно приведенных в работе результатов исследования напряженно-деформированного состояния покрытия на поверхности металлической цилиндрической оболочки наибольшие напряжения возникают на концах трубы, что обусловливает возможность отслаивания покрытия в первую очередь на этих участках и выявляется при контроле дефектности внешней покрытия.

Транспортировка стальных бурильных труб с внутренним полимерным покрытием должна проводиться в соответствии с требованиями ГОСТ 10692-80 [12]. Для перевозки бурильных труб должны применяться автомобили-длинномеры, оборудованные приспособлениями,

предотвращающими прогиб, точечное опирание и свисание концов бурильных труб более 1/5 длины в соответствии с правилами перевозки

грузов, действующими на транспорте данного вида, либо полувагонами РЖД. Погрузочно-разгрузочные работы, связанные с перемещением изолированных изделий, должны производиться в условиях, предотвращающих механические повреждения покрытия. Погрузо-разгрузочные работы необходимо выполнять в соответствии со СНиП 12-03-2001 и СНиП 12-04-2002, ГОСТ 12.3.002-75 с применением 2-х гибких тросовых захватов, закрепленных на крюке на расстоянии У длины бурильных труб от ее конца, ограничивающих поперечный изгиб бурильных труб. Сбрасывание бурильных труб категорически запрещено. Места производства погрузо-разгрузочных работ должны быть оборудованы в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.003-91.

При ручной разгрузке бурильные трубы скатывают по накатам. При этом возможны удары бурильных труб друг о друга. Согласно действующей нормативной документации на проведение данных работ удары не допускаются.

Следовательно, единственным опасным видом внешнего воздействия на внутреннее полимерное покрытие стальных бурильных труб при их транспортировании, способным вызвать нарушение диэлектрической сплошности покрытия, является отрицательная температура. Согласно СНиП 12-03-2001 допустимая температура проведения транспортных работ от минус (40-50) °С до плюс (30-50)°С.

Во время монтажа бурильных труб могут возникать ударные нагрузки на их наружную поверхность, которые в сочетании с допускаемой минимальной отрицательной климатической температурой минус (40-50) °С, согласно СНиП 1У-2-82, могут нарушить диэлектрическую сплошность их внутреннего полимерного покрытия.

На стадии использования стальных бурильных труб по назначению их внутреннее полимерное покрытие испытывает комплекс опасных внешних воздействий, способных существенно изменить значения показателей его

требуемых потребительских свойств и, как результат этого, нарушить работоспособность.

При бурении скважин компоненты бурового раствора, основой которого является вода с добавлением хлоридов, дизельного топлива, различных кислот и щелочей, в сочетании с высокой температурой могут вызвать значительное снижение адгезии покрытия к внутренней поверхности тела стальной бурильной трубы и существенно повысить электропроводность.

При наращивании колонны бурильных труб или ее демонтаже для смены породоразрущающего инструмента в зимнее время при климатической температуре минус 50 °С внутреннее полимерное покрытие бурильных труб испытывает значительный перепад температур при периодическом погружении бурильных труб в буровой раствор в скважине с температурой до плюс 450 °С и извлечении из бурового раствора. В результате циклического воздействия температуры может происходить отслаивание внутреннего полимерного покрытия бурильных труб на краевых участках, его растрескивание, приводящее к нарушению диэлектрической сплошности и, как следствие этого, потере защитной способности.

При транспортировке бурового раствора, содержащего значительное количество механических примесей, протекает процесс гидроабразивного изнашивания материала внутреннего полимерного покрытия бурильных труб. Результатом данного процесса является уменьшение толщины покрытия. При утонении покрытия свыше минимально допустимого для него значения оно теряет свою защитную способность.

При бурении наклонных скважин и боковых отводов возникает поперечный изгиб.

Бурильные трубы, находящиеся в верхней части бурильной колонны, испытывают значительную по величине постоянную растягивающую нагрузку от веса труб, расположенных под ними. При длительном статическом нагружении бурильных труб с внутренним полимерным

покрытием и одновременном воздействии на покрытие бурового раствора в материале покрытия начинает развиваться процесс статической усталости, что может вызвать разрушение его адгезионных связей со сталью трубы и нарушение диэлектрической сплошности.

Циклические нагрузки, испытываемые бурильными трубами при бурении скважин, вызывают циклические деформации их внутреннего полимерного покрытия, что может привести при одновременном воздействии на покрытие бурового раствора к разрушению его адгезионных связей со сталью бурильных труб, к нарушению диэлектрической сплошности, возрастанию электропроводности.

161

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Результаты анализа возможности использования показателей потребительских свойств внутреннего полимерного покрытия трубной продукции и норм на них, содержащихся в действующей корпоративной и стандартизированной документации, в качестве критериев качества внутреннего полимерного покрытия тела стальных бурильных труб

Объективным показателем дефектности внешней внутреннего полимерного покрытия бурильных труб является внешний вид этого покрытия. Данный показатель является качественным и оценивается визуально.

Норма на внешний вид должна определять недопустимые визуально видимые дефекты покрытия в исходном состоянии и после соответствующих видов внешних воздействий на разных стадиях жизненного цикла бурильных труб с внутренним полимерным покрытием у потребителя.

В настоящее время нормы на внешний вид лакокрасочных покрытий стали, к числу которых относится внутреннее полимерное эпоксидное покрытие бурильных труб, регламентируется ГОСТ Р 9.414-2012 ЕСЗКС. Кроме указанного стандарта, нормы на внешний вид покрытия приведены в СТО ВНИИСТ 7.2-312-0.005-2014 [25] ГОСТ Р 53384-2009.

В ГОСТ Р 9.414-2012 показатели внешнего вида покрытий металлов из лакокрасочных материалов подразделяются на две группы: декоративные и защитные. Поскольку к декоративным свойствам внутреннего покрытия бурильных труб нефтегазовыми компаниями не предъявляются какие-либо требования, то внешний вид рассматриваемого покрытия следует контролировать только по защитным показателям. Согласно указанного стандарта предлагается оценивать комплекс показателей защитных свойств покрытия, приведенных в таблицах Г.1 - Г.3.

В таблице Г.1 в качестве показателя защитной способности покрытия рассматривается степень его растрескивания, представляющая собой сложный показатель оцениваемый по трем простым показателям:

- площадь разрушения, оцениваемая в процентах относительно общей площади поверхности покрытия;

- количество трещин, оцениваемое качественно (отсутствие трещин, очень мало, мало, умеренное число, значительное число и плотная структура трещин);

- размер трещин, оцениваемый качественно (трещина, невидимая при увеличении х 10, видимая при увеличении х 10, едва видимая зрением с нормальной коррекцией, ясно видимая зрением с нормальной коррекцией, большие и очень большие трещины).

Таблица Г.1

Балл Степень растрескивания покрытия при определении

Площади разрушения Ср, % Количества трещин Размера трещин

1 2 3 4

0 0 Отсутствие трещин Невидимая при увеличении х10

1 0< Ср < 3 Очень мало, т.е. небольшое, только в малой степени определяемое число трещин Видимая только при увеличении х10

2 3< Ср < 10 Мало, т.е. небольшое, но существенное число трещин Едва видимая зрением с нормальной коррекцией

3 0< Ср < 25 Умеренное число трещин Ясно видимая зрением с нормальной коррекцией

4 25< Ср < 50 Значительное число трещин Большие трещины обычно с шириной 1 мм

5 50 < Ср Плотная структура трещин Очень большие трещины, обычно с шириной больше 1 мм

Определенные комплексные сочетания качественных значений, перечисленных простых показателей защитной способности покрытия, оцениваются соответствующими баллами и представлены в виде норм в таблице Г.2.

В таблице Г.2. в качестве показателя защитной способности покрытия рассматривается степень его отслаивания, представляющая собой сложный показатель оцениваемый по двум простым показателям:

- Площадь разрушения, оцениваемая в процентах относительно общей площади поверхности образца

- Размер областей отслаивания, оцениваемый по максимальному значению линейного размера области отслаивания.

Таблица Г.2

Балл Степень отслаивания покрытий при определении

Площади разрушения Ср, % Размера областей отслаивания Б, мм

0 0 Невидимый при увеличении х10

1 0< Ср < 0,1 0< Б < 1

2 0,1< Ср < 0,3 1< Б < 3

3 0,3< Ср < 1 3< Б < 10

4 1< Ср < 3 10< Б < 30

5 3< Ср < 15 30 < Б

В таблице Г.3 в качестве показателя защитной способности покрытия рассматривается степень его выветривания, представляющая собой сложный показатель оцениваемый по трем простым показателям:

- Площадь разрушения, оцениваемая в процентах относительно общей площади поверхности образца;

- Количество дефектов, оцениваемое качественно (отсутствие дефектов, очень мало, мало, умеренное число, значительное число и плотная структура дефектов);

- Глубина дефектов, оцениваемая качественно (невидимая при увеличении х10, видимая только при увеличении х10, едва видимая зрением с нормальной коррекцией, ясно видимая зрением с нормальной коррекцией, разрушение до грунтовочного слоя, разрушение до окрашиваемой поверхности);

- Нормы для оценки образования пузырей приведены в ГОСТ Р 9.414-2012 в виде эталонных изображений поверхности,

отличающиеся по плотности распределения пузырей на поверхности и их размеру.

Предлагаемые ГОСТ Р 9.414-2012 косвенные показатели защитной способности покрытия и их качественная оценка возможно применимы для стальных конструкций с лакокрасочным покрытием в условиях атмосферной коррозии, характеризующейся невысокой коррозионной активностью окружающей атмосферной среды.

Таблица Г.3

Балл Степень изменений покрытий при выветривании

Площадь разрушения Ср, % Количество дефектов Глубина дефектов

1 2 3 4

0 0 Отсутствие дефектов Невидимая при увеличениих10

1 0< Ср < 3 Очень малое, только в малой степени определяемое количество дефектов Видимая только при увеличении х 10

2 3< Ср < 10 Малое, т.е. небольшое, но существенное количество дефектов Едва видимая зрением с нормальной коррекцией

3 0< Ср < 25 Умеренное количество дефектов Ясно видимая зрением с нормальной коррекцией

4 25< Ср < 50 Значительное количество дефектов Разрешение до грунтовочного слоя

5 50 < Ср Плотная структура дефектов Разрушение до окрашиваемой поверхности

Для бурильных труб даже незначительный точечный локальный дефект во внутреннем защитном покрытии при высокой коррозионной активности бурового раствора недопустим, т.к. обусловливает высокую скорость образования сквозных питтингов в стали. Вышесказанное свидетельствует о недопустимости использования показателей и норм, содержащихся в ГОСТ Р 9.414-2012 ЕСЗКС для контроля внешнего вида внутреннего полимерного покрытия бурильных труб.

В таблице Г.4 приведены содержащиеся в СТО ВНИИСТ 7.2-312-0.005-2014 технические требования к внутреннему эпоксидному покрытию нефтепроводных труб.

Таблица Г.4 - Технические требования к внутреннему покрытию нефтепроводных труб, содержащиеся в СТО ВНИИСТ 7.2-312-0.005-2014

Наименование показателей Норма Методика

1 2 3

1 Внешний вид покрытия - исходный Равномерное покрытие без пропусков и

видимых дефектов п.12.2

- после испытаний по методам Т1, Т2, Т3, Т4, Т5 (таблица 2) Отсутствие разрушений. Допускается изменение цвета и потеря блеска

2 Толщина покрытия, мкм Согласно рекомендациям производителя ЛКМ ГОСТ 31993

3 Диэлектрическая сплошность покрытия, В/мкм, 5 п.12.3

менее

4 Адгезия методом Х-образного надреза, балл

- исходная 5А-4А п.12.4

- после испытаний по методам Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, 3А

не менее

5 Адгезия методом решетчатых надрезов (для покрытий общей толщиной до 250 мкм), балл

- исходная 0-1 п.12.5

- после испытаний по методам Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, 2

не более

6 Адгезионная прочность методом отрыва, МПа

- исходная, не менее 4

- после испытаний по методам Т1, Т2, Т3, Т4, Т5 Снижение не более 50 % от исходного значения

7 Прочность при обратном ударе на трубе с толщиной стенки 4 мм (диаметр бойка 20 мм, груз п.12.6

массой 2 кг), Н м, не менее:

- при 20 °С 4

- при минус 40 °С 3

- после испытаний по методу Т3 3

- после испытаний по методу Т4 3

8 Эластичность покрытия* 8.1 Относительное удлинение при разрыве свободной пленки покрытия - исходное, не менее 4 ГОСТ 18299

- после испытаний по методам Т1, Т2, Т3, Т4 Снижение не более 50 % от исходного значения

8.2 Стойкость покрытия к растрескиванию при трехточечном изгибе, мм, не менее п. 12.8

- исходная 4

- после испытаний по методам Т3, Т4 3

Окончание таблицы Г.4

1 2 3

9. Твердость по Бухгольцу, усл. ед, - исходная - после испытаний по методу Т2 Не нормируется Снижение не более 30 % от исходного значения п.12.9

10. Водопоглощение, %, не более - при 20 °С - при 60 °С 3 6 ГОСТ 4650

11.Стойкость к истиранию на приборе Taber Abraser, мг, не более 160 п.12.10

12. Коэффициент соотношения емкостей при 2 кГц и 20 кГц, не менее: - исходный - после испытаний по методам Т1, Т2, Т5 0,8 0,7 ГОСТ 9.409

13. Тангенс угла диэлектрических потерь, tg 5, не более: - исходный - после испытаний по методам Т1, Т2, Т5 0,2 0,2 ГОСТ 9.409

*Эластичность покрытия определяется методом 8.1 или 8.2.

Согласно данным этой таблицы норма на внешний вид покрытия в исходном состоянии - равномерное покрытие без пропусков и видимых дефектов. Подобная трактовка нормы бессмыслена. Что значит равномерное покрытие? Какой критерий равномерности и его численное значение? Как оценивать отсутствие дефектов, если не сказано, что считать дефектом покрытия?

В той же таблице приводится норма на внешний вид покрытия после внешних воздействий - отсутствие разрушений; допускается изменение цвета и потеря блеска после различных видов внешних воздействий

Неясно, что понимать под разрушением? Какой показатель разрушения и какое значение этого показателя или какая его качественная характеристика?

Нельзя согласится с допустимостью изменения цвета без указания степени этого изменения. Изменение цвета показатель не только нарушения декоративных свойств внутреннего покрытия. Значительное изменение цвета часто свидетельствует о деструкции материала покрытия, вымывании из него

пигментов, во многих случаях, определяющих не только цвет покрытия, но и барьерный и электрохимический механизм его защитного действия.

Норма на внешний вид покрытия в исходном состоянии и после различных видов внешних воздействий на него должна обеспечивать его способность защищать сталь от коррозионного разрушения в электрохимически активной среде и от сульфидного растрескивания в водной сероводородсодержащей среде.

Показателем геометрических свойств покрытия является его толщина. Данный показатель оценивается количественно соответствующей нормой на него.

В ГОСТ Р 53384-2009 нормы на толщину покрытий в исходном состоянии представлены в зависимости от природы используемых материалов и конструкции покрытия (таблица Г.5).

Таблица Г.5 - Параметры покрытия лакокрасочного

Параметр покрытия 1)

Вид покрытия Толщина, мм Сплошность, кВ/мм Адгезия при 20°С, Н/см Ударная прочность, Дж/мм

1 2 3 4 5

1 Полиэтиленовое трехслойное 2,00 - 3,00 5,0 35 12,5

2 Полиэтиленовое двухслойное 2,00 - 3,00 5,0 35 12,5

3 Полипропиленовое трехслойное 2,00 - 3,00 5,0 35 12,5

4 Полипропиленовое двухслойное 2,00 - 3,00 5,0 35 12,5

5 Полиэтиленовое

футеровочное 1,00 - 2,00 5,0 5 12,5

6 Полиэтиленовое порошковое

7 Полиуретановое жидкое 1,50 - 2,00 5,0 35 12,5

8 Эпоксидное порошковое 0,35 5,0 35 5,0

9 Эпоксидное жидкое 0,35 5,0 5 5,0

10 Лакокрасочное (ЛК) - - - -

11 Парафино-восковое жидкое - - - -

12 Стеклоэмалевое 0,30 5,0 500 2,0

безгрунтовое

13 Стеклоэмалевое двухслойное 0,40 5,0 500 2,0

14 Органосиликатное - 5,0 2 балла 2,5

Окончание таблицы Г.5

1 2 3 4 5

15 Песчаноцементное 2,00 - 5,00 - - -

16 Полимерцементное 2,00 - 5,00 - - -

17 Цинковое горячего нанесения Не менее 0,03 - - -

18 Цинковое газотермическое

19 Алюминиевое из расплава 0,05 - 0,20 - - -

20 Алюминиевое напыленное 0,20 - - -

21 Цинковое газотермическое с пропиткой или окрашиванием 0,20 - - -

22 Алюминиевое газотермическое с пропиткой или окрашиванием 0,20 - - -

Согласно СТО ВНИИСТ 7.2-312-0.005-2014 толщину покрытия контролируют в исходном состоянии. При этом указывается, что норма на толщину покрытия назначается производителем лакокрасочного материала.

Нельзя согласится с подобным назначением нормы на толщину внутреннего полимерного покрытия бурильных труб в исходном состоянии.

Норма на толщину данного покрытия должна обеспечивать выполнение покрытием своего назначения и учитывать уменьшение толщины покрытия в течение расчетного срока службы бурильных труб, вследствие воздействия потока бурового раствора, содержащего механические примеси.

Для расчета нормы на толщину внутреннего покрытия бурильных труб следует использовать следующее выражение:

б > 5тт + Л5из, (Г.1)

где 5^п - рекомендуемая разработчиком материала покрытия минимальная толщина;

Л5из - на износ.

Объективным показателем диэлектрической сплошности внутреннего полимерного покрытия бурильных труб является отсутствие его электрического пробоя при заданном значении напряжения. Данный показатель является качественным.

В ГОСТ Р 53384-2009 и СТО ВНИИСТ 7.2-312-0.005-2014 (таблица Г.4) приведена норма на величину напряжения при контроле диэлектрической сплошности внутреннего полимерного покрытия нефтепроводных труб в исходном состоянии - 5 кВ/мм толщины покрытия.