DIN EN ISO 13501-2011 Petroleum and natural gas industries - Drilling fluids - Processing equipment evaluation (ISO 13501 2011) English version EN ISO 13501 2011《石油和天然气工业 钻井液 工艺设备的.pdf

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1、September 2011DEUTSCHE NORM Normenausschuss Erdl- und Erdgasgewinnung (NG) im DINPreisgruppe 14DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 75.180.10!$soq“1807678www.din

2、.deDDIN EN ISO 13501Erdl- und Erdgasindustrie Bohrflssigkeiten Beurteilung von Verarbeitungssystemen (ISO 13501:2011);Englische Fassung EN ISO 13501:2011Petroleum and natural gas industries Drilling fluids Processing equipment evaluation (ISO 13501:2011);English version EN ISO 13501:2011Industries d

3、u ptrole et du gaz naturel Fluides de forage valuation des quipements de traitement (ISO 13501:2011);Version anglaise EN ISO 13501:2011Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN ISO 13501:2007-02www.beuth.deGesamtumfang 84 SeitenDIN EN ISO 13501:2011-09 Nationales

4、Vorwort Dieses Dokument (EN ISO 13501:2011) wurde vom ISO/TC 67 Materials, equipment and offshore structures for petroleum, petrochemical and natural gas industries“, Subkomitee SC 3 Drilling and completion fluids, and well cements“ in Zusammenarbeit mit dem Technischen Komitee CEN/TC 12 Materialien

5、, Ausrstungen und Offshore-Bauwerke fr die Erdl-, petrochemische und Erdgasindustrie“ (Sekretariat AFNOR, Frankreich) erarbeitet. Fr Deutschland hat hieran der Arbeitskreis NA 109-00-01-03 AK Bohrsplung und Zemente Spiegel-ausschuss zu ISO/TC 67/SC 3“ im Normenausschuss Erdl- und Erdgasgewinnung (NG

6、) des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. mitgearbeitet. Diese Europische Norm enthlt unter Bercksichtigung des DIN-Prsidialbeschlusses 1/2004 nur die englische Originalfassung der ISO-Norm. Diese Norm enthlt neben den gesetzlichen Einheiten auch die Einheiten F“, atm“, bbl“, ft“, gal“, in“, lb“

7、 lb/ft3“, lb/gal“, lbf“, poise“, qt“, und r/min“, die in Deutschland nicht zugelassen sind. Es wird ausdrcklich darauf hingewiesen, dass die Anwendung dieser Einheiten im nationalen amtlichen und geschftlichen Verkehr aufgrund des Gesetzes ber Einheiten im Messwesen nicht zulssig ist. Umrechnung: Ni

8、cht-SI-Einheit SI-Einheit Umrechnungsfaktor F C C = (5/9) (F32) atm Pa 1 atm = 1,01325 105Pa bbl dm31 bbl = 158,987 dm3ft m 1 ft = 0,304 8 m gal (galone) l 1 gal = 3,785 l in (inch) mm 1 inch = 25,4 mm lb (pound) kg 1 lb = 0,453 592 37 kg lb/ft3kg/m31 lb/ft3= 4,882 kg/m3lb/gal kg/m31 lb/gal = 0,118

9、kg/dm3lbf N 1 lbf = 4,448 222 N poise Pascal second 1 poise = 0,1 Pa s qt (quart) l 1 quart = 0,946 l r/min min11 r/min = 1 min12 DIN EN ISO 13501:2011-09 Fr die in diesem Dokument zitierten Internationalen Normen wird im Folgenden auf die entsprechenden Deutschen Normen hingewiesen: ISO 3310-1 sieh

10、e DIN ISO 3310-1 ISO 10414-1 siehe DIN EN ISO 10414-1 ISO 10414-2 siehe DIN EN ISO 10414-2 nderungen Gegenber DIN EN ISO 13501:2007-02 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Aktualisierung der Normativen Verweisungen; b) neue Formeln in 8.8 Calculation of conductance“; c) neue Bilder 6 bis 9 in 1

11、1.3 API Screen Designation Label examples“; d) 11.4 Other screen lable and tags“ neu erarbeitet; e) neuer informativer Anhang B Finders method“; f) Aktualisierung des Literaturverzeichnisses. Frhere Ausgaben DIN EN ISO 13501: 2007-02 3 DIN EN ISO 13501:2011-09 Nationaler Anhang NA (informativ) Begri

12、ffe, Symbole und Abkrzungen Die Benennung der folgenden Begriffe, Symbole und Abkrzungen sind identisch mit der Benennung in der Englischen Fassung. 3 Begriffe, Definitionen, Symbole und Abkrzungen 3.1 Begriffe und Definitionen Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1.1 B

13、eimischungsabschnitt Kammer(n) in einem ber der Oberflche befindlichen Bohrflssigkeitssystem zwischen dem Beseitigungs-abschnitt und dem Saugabschnitt, der (eine) gut gerhrte Kammer(n) fr die Beimischung der blichen Stoffe umfasst, wie Chemikalien, notwendige Feststoffe und Flssigkeiten 3.1.2 Rhrwer

14、k mechanisches Rhrgert mechanisch angetriebenes Mischgert, das die Bohrflssigkeit durch Drehung eines Flgelrads in Bodennhe der Splschlammkammer rhrt, um Zusatzstoffe unterzumischen, Feststoffe aufzulsen und eine gleich-mige Konsistenz der Bohrflssigkeit aufrecht zu erhalten 3.1.3 Siebffnung Siebgew

15、ebe ffnung zwischen den Drhten eines Siebgewebes 3.1.4 Siebffnung Siebflche ffnung in einer Siebflche 3.1.5 Scheitelpunkt ffnung am unteren Ende eines Zyklonfilters 3.1.6 API-Sand physikalische Beschreibung Partikel in einer Bohrflssigkeit, die zu gro sind, um durch ein 74 m groes Sieb hindurchstrme

16、n zu knnen (API-200-Sieb) ANMERKUNG 1 Dessen Menge wird als Volumenanteil (Prozent) der Bohrflssigkeit angegeben. ANMERKUNG 2 Partikelgre ist ein deskriptiver Begriff; die Partikel knnen Schiefer, Kalkstein, Holz, Gold oder jedes andere Material sein. 4 DIN EN ISO 13501:2011-09 3.1.7 API-Siebkennzif

17、fer Kennziffer in einem API-System zur Benennung des D100-Trennbereichs eines Drahtsiebgewebes ANMERKUNG 1 Sowohl Siebweite als auch Maschenzahl sind veraltete Begriffe und wurden durch die API-Siebkenn-ziffer ersetzt. ANMERKUNG 2 Der Begriff Siebweite wurde ehemals dazu verwendet, um die Anzahl der

18、 Siebffnungen (und Anteile davon) je linearem Zoll in einem Sieb anzugeben, die ausgehend von der Mitte eines Drahtes in beide Richtungen gezhlt wurde. ANMERKUNG 3 Der Begriff Maschenzahl wurde ehemals dazu verwendet, den Feinheitsgrad eines quadratischen bzw. rechteckigen Drahtsiebes zu bezeichnen,

19、 z. B. kennzeichnet die Maschenzahl von 30 30 (oder oftmals 30 Maschen) ein quadratisches Siebgewebe, eine Bezeichnung von 70 30 Maschen kennzeichnet hingegen ein recht-eckiges Siebgewebe. ANMERKUNG 4 Siehe 9.6 fr weitere Angaben. 3.1.8 Trgerplatte an der Rckseite des Siebgewebes/der Siebgewebe befe

20、stigte Sttzplatte 3.1.9 Strmungsrichter Leitblech in die Kammer eingebaute(s) Platte oder Hindernis, um die Strmungsrichtung der Flssigkeit zu ndern 3.1.10 Baryt Schwerspat natrliches Bariumsulfat (BaSO4), das zur Erhhung der Dichte von Bohrflssigkeiten verwendet wird ANMERKUNG Die internationale No

21、rm-Anforderung ist die an eine Mindest-Dichte von 4,20 oder 4,10 fr zwei Gte-stufen des Baryts, aber es gibt keine Festlegung derart, dass der Stoff Bariumsulfat sein muss. Handelsblicher Baryt nach ISO 13500 kann aus einem einzelnen Erz oder aus einem Erzgemisch hergestellt werden und kann im unver

22、arbeiteten Zustand vorliegen oder durch Flotationsverfahren behandelt sein. Er kann mineralische bergemengteile enthalten, die sich vom Bariumsulfat (BaSO4) unterscheiden. Aufgrund mineralischer Fremdstoffe kann handelsblicher Baryt Unterschiede in seiner Farbe aufweisen und sich von wei-grau ber gr

23、au bis rot oder braun erstrecken. bliche mineralische Fremdstoffe sind Silicate, wie z. B. Quarz und Kieselerde, Carbonatverbindungen, wie z. B. Siderit und Dolomit sowie Metalloxid und Sulfidverbindungen. 3.1.11 Verstopfung Verringerung der offenen Flche einer Siebflche durch Haftschichtbildung ode

24、r Verfllung 3.1.12 Haftmaterial Material, das zur Befestigung des Siebgewebes an einer Trgerplatte oder Sttzplatte verwendet wird 3.1.13 Einfang Massenanteil von eingehenden Schwebstoffen, die zum Rckfhrstrom transportiert werden ANMERKUNG Siehe Abschnitt 6. 5 DIN EN ISO 13501:2011-09 3.1.14 Kreisel

25、pumpe Maschine zum Bewegen der Flssigkeit durch eine Drehbewegung eines sich drehenden Flgelrads in einem Gehuse mit einem zentralen Einlass und einem tangentialen Auslass ANMERKUNG Die Flssigkeit verluft in einer anwachsenden Spirale vom Einlass in der Mitte hin zum Auslass, der sich tangential zum

26、 Flgelrad befindet. Im Ringraum zwischen den Flgelspitzen des Flgelrads und der Gehusewand ist die Strmungsgeschwindigkeit ungefhr gleich der der Flgelradspitzen. Die Nutzarbeit wird von der Pumpe erzeugt, wenn ein Teil der sich drehenden Flssigkeit ber den tangentialen Auslass des Gehuses aus dem P

27、umpensystem hin-ausstrmt. Die Motorleistung wird ausgenutzt, um die durch den Einlass strmende Flssigkeit auf die Strmungsge-schwindigkeit der Flssigkeit im Ring zu beschleunigen. Ein Teil der Motorleistung geht aufgrund von Reibung der Flssig-keit im Gehuse und am Flgelrad verloren. 3.1.15 Zentrifu

28、ge Gert, das durch eine uere Kraft in Drehbewegung versetzt wird, mit dem Ziel, Materialien unterschiedlicher Massen (in Abhngigkeit von der relativen Dichte und der Partikelgre) vom Schlamm zu trennen, auf den die Drehbewegung hauptschlich durch die sich drehenden Gehusewnde bertragen wird ANMERKUN

29、G In einer gewichteten Bohrflssigkeit wird eine Zentrifuge blicherweise dazu verwendet, kolloidale Fest-stoffe zu beseitigen. 3.1.16 Kontrollabschnitt Saugabschnitt letzter aktiver Abschnitt im ber der Oberflche befindlichen System, der die Pumpe der Bohranlage und den Mischtrichter fr Splschlammans

30、augung umfasst und im gnstigsten Fall gro genug ist, um die Eigenschaf-ten der Bohrflssigkeit zu prfen und zu regeln bevor die Bohrflssigkeit in das Bohrloch gepumpt wird 3.1.17 Tonmineral unterschiedlich gefrbte, weiche Erde, im Allgemeinen wasserhaltiges Silikat von Tonerde ANMERKUNG Tonmineralien

31、 sind im Wesentlichen wasserunlslich, dispergieren jedoch unter Hydration, Vermahlung, Erwrmung oder Geschwindigkeitseinwirkung. Die Partikelgre von Tonmineralien kann von Submikrometer bis ber 100 m variieren. 3.1.18 Tonpartikel kolloidale Partikel des Tonminerals mit hchstens 2 m oberflchenequival

32、entem Kugeldurchmesser ANMERKUNG Siehe kolloidaler Feststoff (3.1.21). 3.1.19 Beschichtung Substanz auf Oberflchen anhaftendes Material zur nderung der Oberflcheneigenschaften ANMERKUNG Siehe Verstopfung (3.1.11). 3.1.20 Beschichtung physikalisches Verfahren Verfahren bei dem das Material eine dnne

33、Schicht bildet, die die ffnungen des Siebgewebes berdeckt ANMERKUNG Siehe Verstopfung (3.1.11). 6 DIN EN ISO 13501:2011-09 3.1.21 kolloidaler Feststoff Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 2 m ANMERKUNG Dieser Begriff wird im Allgemeinen als Synonym fr Tonpartikelgre verwendet. 3.1.22 Strm

34、ungsleitwert Durchlssigkeit je Dickeneinheit eines statischen (nicht in Bewegung befindlichen) Schttelsiebgewebes ANMERKUNG Der Strmungsleitwert wird in der Einheit kiloDarcy je Millimeter angegeben.N1)3.1.23 Bohrklein Gesteinsstcke, die durch die Bohrkrone verdrngt und in der Bohrflssigkeit an die

35、Oberflche transportiert werden ANMERKUNG In der Praxis werden alle durch das Schttelsieb beseitigten Feststoffe als Bohrklein“ bezeichnet, wobei ein Teil davon gelst sein kann. 3.1.24 D100-Trennung Partikelgre, angegeben in Mikrometer, bestimmt durch Auftragung des prozentualen Anteils einer Alumi-n

36、iumoxidprobe, die durch das Prfsieb gegen einen zurckgehaltenen kumulativen Massenanteil (angegeben in Prozent) getrennt wurde, im Vergleich zur US-amerikanischen Siebffnung (angegeben in Mikrometer) zur Siebanalyse der zu prfenden Aluminiumoxidprobe ANMERKUNG 100 % der Partikel, die grer sind als d

37、ie D100-Trennung, werden vom Prfsieb zurckgehalten. 3.1.25 Dekantierzentrifuge Zentrifuge, die durch Drehbewegung der Flssigkeit in einer zylinderfrmigen Trommel mit hoher Geschwin-digkeit Feststoffe aus einem Aufgabegut aus Schlamm entfernt und die greren Partikel als feuchtes Unter-laufprodukt abf

38、hrt ANMERKUNG Kolloidale Feststoffe werden zusammen mit dem flssigen berlauf oder leichtem Schlamm abgefhrt. Die Dekantierzentrifuge verfgt ber eine innenliegende Frderschnecke, die Feststoffe, die sich an den Wnden der Trommel abgesetzt haben, aus dem Flssigkeitssammelbecken hinaus zum Unterlauf be

39、frdert. 3.1.26 Dichte Masse geteilt durch Volumen ANMERKUNG 1 In SI-Einheiten wird die Dichte in Kilogramm je Kubikmeter angegeben. Bei den im amerikanischen Sprachraum blichen Einheiten wird sie in Pounds je Gallone oder Pounds je Kubikfu angegeben. ANMERKUNG 2 Die Dichte der Bohrflssigkeit wird im

40、 Allgemeinen als Bohrflssigkeitsmasse“ oder Splschlamm-masse“ bezeichnet. N1) Nationale Funote: Das Darcy ist keine SI-Einheit, aber kiloDarcy je Millimeter (kD/mm) ist die fr diese Internationale Norm empfohlene Einheit. Die SI-Einheit der Durchlssigkeit in Bezug auf die Flssigkeitsstrmung ist als

41、Betrag der Durchlssigkeit definiert, die den Durchfluss von 1 m3Flssigkeit mit einer Viskositt von 1 Pascal je Sekunde durch einen 1 m dicken Abschnitt mit einem Querschnitt von 1 m2in 1 Sekunde bei einem Druckunterschied von 1 Pascal zulsst. Demzufolge sind die SI-Einheiten der Durchlssigkeit in Qu

42、adratmeter angegeben: 1 m2= 1,01325 1012Darcy.7 DIN EN ISO 13501:2011-09 3.1.27 Entsander Zyklonfilter mit einem Innendurchmesser von mindestens 152 mm (6 Zoll), der einen groen Anteil der Parti-kel mit einem Durchmesser von mindestens 74 m aus der Bohrflssigkeit entfernt 3.1.28 Desilter Zyklonfilte

43、r mit einem Innendurchmesser von weniger als 152 mm (6 Zoll) 3.1.29 Verdnnung Verfahren zur Verringerung des Gehalts an erbohrten Feststoffen im Schlamm durch Hinzugeben von ande-ren Stoff(en), auer erbohrten Feststoffen, blicherweise reine Bohrflssigkeit 3.1.30 Verdnnungsfaktor k Verhltnis des tats

44、chlichen Volumens der reinen Bohrflssigkeit, die erforderlich ist, um die beabsichtigte Konzentration der erbohrten Feststoffe beizubehalten, zum Volumen der Bohrflssigkeit, die erforderlich ist, um den gleichen Anteil der erbohrten Feststoffe ber die gleiche festgelegte Bohrstrecke beizubehalten, o

45、hne ein System zur Beseitigung der erbohrten Feststoffe 3.1.31 erbohrte Feststoffe Formationsfeststoffe, die in das Bohrflssigkeitssystem eindringen, entweder durch die Bohrkrone oder die Bohrlochwand verursacht 3.1.32 Anteil erbohrter Feststoffe mittlerer Volumenanteil erbohrter Feststoffe, die ber

46、 eine festgelegte Bohrstrecke in der Bohrflssigkeit erhal-ten bleiben 3.1.33 System zur Beseitigung von erbohrten Feststoffen Ausrstungsteile und Verfahren, die beim Bohren eines Bohrlochs angewendet werden und die die im Bohrloch erzeugten und die in der Bohrflssigkeit enthaltenen Feststoffe beseit

47、igen ANMERKUNG Diese Verfahren schlieen das Absetzen, Sieben, Entsanden, Entschlammen, Zentrifugieren und die Ausschttung ein. 3.1.34 Leistungsvermgen des Systems zur Beseitigung von erbohrten Feststoffe Ma der Beseitigung von erbohrten Feststoffen durch bertageausrstung zur Feststoffprfung ANMERKUN

48、G Die Berechnung basiert auf einem Vergleich zwischen der Verdnnung, die erforderlich ist, um den erwnschten Gehalt an erbohrten Feststoffen beizubehalten, und der Verdnnung, die erforderlich gewesen wre, wenn keine erbohrten Feststoffe entfernt worden wren. 3.1.35 Bohrflssigkeit Flssigkeit oder Schlamm, die/der am Bohrstrang entlang herunter- und im Ringraum eines Bohrlochs whrend der Bohrarbeiten hochgepumpt wird 8 DIN EN ISO 13501:2011-09 3.1.36 Ejektor Flssigkeitsstrmung Gert, das eine Flssigkeitsstrmung verwendet, die unter Hochdruck aus einer Strahldse durch einen R