修订的 BOP 螺栓 API 标准

规划临时缓解措施对于行业有效遵守修订后的 API 标准至关重要

在过去的 18 个月中，美国石油协会 (API) 发布的有关 BOP 和井控设备 (WCE) 的指南、规范和标准进行了多次修订。 以前的行业事件和问题促使这些修订，以及对这种安全和环境关键设备的设计、检查和可追溯性采取更全面的方法。

“运营、后勤和财务影响意味着与 API 16A、16AR 和 20E 相关的 BOP 螺栓更换可能需要采用分阶段的方法。”

Gary McQuade，BOP 和井控团队负责人

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修改后的 API

修订后的 BOP 和 WCE 相关 API 文件为：

• API 规范 16A – 钻通设备规范，第 4 版，2017 年 1 月，勘误表 2017，2018 年 XNUMX 月，XNUMX 年 XNUMX 月生效；
• API 标准 16AR – 钻通设备维修和再制造标准，第 1 版，2017 年 XNUMX 月； 和
• API 规范 20E – 用于石油和天然气工业的合金和碳钢螺栓连接，第 2 版，2017 年 13 月，2017 年 XNUMX 月 XNUMX 日生效。

所有三个 API 文档都通过规范性引用相互链接和引用。

API Spec 16A 与钻孔设备的性能、设计、材料、测试和检验、焊接、标记、存储和运输有关。 该规范主要涉及新建设备。

API 标准 16AR 涉及在 API 16A 或 API 6A 下建造的钻孔设备的维修和再制造，如果设备是在 API 16A 存在之前生产的。 API 16A 与新钻探设备相关，API 标准 16AR 规定了对旧钻探设备的要求。

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适用设备

API 认可钻探设备包括：

• 闸板式防喷器、闸板、操作员、封隔器和顶部密封件；
• 环形防喷器和环形封隔器；
• 液压接头；
• 钻孔线轴和适配器； 和
• 夹钳和 API 6A 法兰。

质量保证、可追溯性以及设备和记录的维护是贯穿这三个 API 文档的主题。

这可以通过最近的几起事故来解释，这些事故表明井控设备、材料和规格是设备故障的根本原因。

早在 2003 年，BOP 和立管上的螺栓连接就出现了故障。为了评估持续存在的问题，美国安全与环境执法局 (BSEE) 组建了一个专家小组来研究这些问题和主要影响因素。 该团队，即质量控制 - 故障事件团队 (QC-FIT) - 的任务是调查已知故障并研究可能的原因，目的是为行业提供缓解建议。

2012 年，在较低的海洋立管组件 (LMRP) 连接器上发现了进一步的泄漏和应力腐蚀开裂故障。

BSEE QC-FIT 调查确定的故障是由氢脆引起的氢致应力腐蚀开裂 (SCC) 引起的。

在随后的调查中，发现了提供连接螺栓的制造、热处理、设计和材料特性（硬度）的二级和三级承包商的质量控制 (QC) 和质量保证 (QA) 问题。 2012 年 QC-FIT 调查的结果导致要求更换用于墨西哥湾外大陆架的设备上的任何故障螺栓，并且专门用于 H4 LMRP 连接器的更换螺栓已在全球范围内分发。

 API 和 BSEE 组成了一个联合任务组，以进一步调查螺栓故障和缓解未来操作的问题。 在行业自愿采用 API 20E（用于关键 BOP 螺栓和更换硬度大于 35 HRC 的关键螺栓）之后，API Spec 16A 和 Spec 详细说明了对 BOP 关键设备和螺栓的进一步强制性 QA/QC 流程的要求20E 第 4 版，2018 年 XNUMX 月生效。

API 规范 16A – 钻通设备规范，第 4 版，为以下钻通设备流程提供了行业指南：

• 设计和测试要求；
• 对参与过程的人员进行质量控制；
• 设备、子组件和备件的质量控制要求；
• 记录的质量控制和维护；
• 设备标识； 和
• 故障报告。

在更广泛的背景下，质量控制失败不仅限于石油和天然气行业。 历史表明，在设备或维护系统的可追溯性不完整且人员能力未得到维护的情况下，通常的终点是设备故障。 这已在建筑和航空工业以及海上钻井中观察到。

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对行业的影响

ADC Energy (ADC) 认为，通过与 API 的讨论和反馈，上述标准的实施对于减轻海底 BOP 系统的进一步设备故障至关重要。 但是，从 API Spec 16A 生效之日起遵守法规或合同的实用性在某些领域可能不是可行的选择。

规范的某些方面可以相对较快地实施并且不会过度限制成本，例如人员和第三方供应商的记录和 QA/QC 的维护。 然而，根据 API Spec 20E 的 BOP 螺栓规格和设备标记的保证，如果立即实施，将依赖于重大的运营、后勤和财务限制。

API Spec 16A 和 API Spec 20E 要求所有关键 BOP 螺栓都标有“20 E2”或“20 E3”以及唯一的批次标识。 根据以往检查的经验，ADC 观察到标记、可追溯性和单个螺栓识别并非总是可以实现的。 由于安装位置、设备表面的腐蚀或磨损，唯一标识符并不总是容易获得。 此外，个别双头螺栓和螺栓因损坏或扭矩过大而被更换，这使 BOP 有多种变化和批量螺栓连接。

此外，由于设备所有者需要更换 BOP 螺栓，因此在设备交付的长期交付周期和所需的财务管理费用或布局方面，合适和适当的螺栓组件的供应将面临挑战。

因此，在 ADC 看来，提供和安装可接受的螺栓连接需要分阶段进行，尽管针对当前安装的螺栓连接的可追溯性和设备适用性采取了适当的临时缓解措施。

通过从 2014 年至 2017 年进行的检查中收集的数据审查 ADC 电车分析系统，观察到所有 BOP 相关的不符合项和不符合项中有 15-20% 是由于缺乏适当的设备可追溯性，要么是缺乏唯一的设备标识，要么是维护记录和认证中的问题和差异。 随着 API Spec 16A 要求在整个行业的实施，预计这些不合规将通过更加强调材料和设备的可追溯性和标记来减少或消除。

ADC 目前正在与运营商和钻井平台承包商就实现临时缓解和符合 API Spec 16A 的最佳方式进行对话，同时计划更改关键的 BOP 螺栓以符合 API 标准。

在操作适当的时期更换 BOP 螺栓对于能够有效和高效地进行计划至关重要。 预定的特殊定期检验 (SPS) 期或延长的井间维护 (BWM) 期将允许设备和人员可用而无需计划外的 BOP 取回。

在过渡期间，预计适当的缓解过程将到位。 ADC 亲眼目睹并认为是降低风险的实用形式的此类过程的示例是使用便携式相控阵声学成像系统在 BOP 设备开启时检查螺栓原位和已安装螺柱和螺母的便携式硬度测试表面。

这两种方法都在更换螺栓之前的过渡期间提供了一定程度的风险缓解，本着 API 合规的精神，这在通过螺栓更换实现完全合规之前是可以接受的。

ADC 见证了运营商和承包商 API 16A 合规性缓解的几种方法。 每种方法都源自不同的承包商要求或设备情况。

如果设备最近接受了 OEM 重新认证，则在 2017 年之前，运营商和承包商（BOP 所有者）之间已通过合同约定通过可追溯性和 BOP OEM 保证进行缓解。 通过在下一个适当的侵入性检查期间计划更换螺栓，这在合同上得到了进一步缓解。

还观察到，在承包商执行每五年一次的合同前 SPS 的情况下，BOP 螺栓更换已在全面更换计划或商定的关键保压部分更换计划中进行。部件螺栓连接。 这种形式的商定合同计划取决于收到足够数量的合规螺栓，如果数量不允许全部更换，则运营商和承包商之间商定的替代计划计划。

目前，ADC 目睹了少数钻井平台更换螺栓连接的可用性与合适的操作期相吻合，从而允许更换整个 BOP 螺栓连接。 然而，这项工作得到了有效组织，并在六周内成功完成了这一过程。 然而，该过程是人力密集型的，并且是 SPS 整个工作范围中的关键路径项目。 在整个钻机合同过程中，承包商所做的努力被认为对运营商具有合同吸引力。

运营商和承包商之间 BOP 螺栓更换计划的差异是由于以下情况和考​​虑：

• 符合 BOP 螺栓的可用性和交货时间；
• 可以进行工作的合适的非操作钻机时段的可用性； 和
• 购买足量合规螺栓的财务影响。

总之，API Spec 16A 的变化和要求的一个有用且实用的类比是购买非常昂贵且技术先进的跑车。

在购买非常昂贵的豪华跑车时，预计买家已经进行了研究，确认汽车的型号和制造商是正品。 汽车仅包含原装或经批准的设备，制造商可以证明所有设计、制造和维护均由受过培训且在其领域内胜任的人员按照适当的标准进行。 汽车最终可以安全驾驶，并且设计具有久经考验的可靠性。 需要备件时，所有备件均为正品并经设计批准。 为了确保驾驶愉快的里程数，车主会根据制造商的建议将汽车送去维修和更换产品。 最后，汽车的保养日志和文件包，包括保修文件，是完整和最新的。

对安全关键的 BOP 设备也应采用相同的方法。