ПНСТ 626-2022. Предварительный национальный стандарт Российской Федерации. Нефтяная и газовая промышленность. Системы подводной добычи. Подводные силовые кабели для мелководья. Методические указания

(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 05.09.2022 № 64-пнст)

Утвержден и введен в действие Приказом Федерального

СИСТЕМЫ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «Газпром 335» (ООО «Газпром 335»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 023 «Нефтяная и газовая промышленность»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 сентября 2022 г. № 64-пнст

Правила применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТ Р 1.16-2011 (разделы 5 и 6).

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандарта можно направить не позднее чем за 4 мес до истечения срока его действия разработчику настоящего стандарта по адресу: inf@gazprom335.ru и/или в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии по адресу: 123112 Москва, Пресненская набережная, д. 10, стр. 2.

В случае отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты» и также будет размещена на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

Введение

Создание и развитие отечественных технологий и техники для освоения шельфовых нефтегазовых месторождений должны быть обеспечены современными стандартами, устанавливающими требования к проектированию, строительству и эксплуатации систем подводной добычи. Для решения данной задачи Министерством промышленности и торговли Российской Федерации и Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии реализуется Программа по обеспечению нормативной документацией создания отечественной системы подводной добычи для освоения морских нефтегазовых месторождений. В объеме работ программы предусмотрена разработка национальных стандартов и предварительных национальных стандартов, областью применения которых являются системы подводной добычи углеводородов.

Целью разработки настоящего стандарта является установление требований к проектам на мелководье, использующим силовые кабели, а также общих требований к силовым кабелям.

1 Область применения

Настоящий стандарт содержит требования и методические указания для проектирования и эксплуатации силовых кабелей систем подводной добычи углеводородов в условиях мелководья.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 15845 Изделия кабельные. Термины и определения

ГОСТ 31996 Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ. Общие технические условия

ГОСТ Р 59304 Нефтяная и газовая промышленность. Системы подводной добычи. Термины и определения

ГОСТ Р МЭК 60840 Кабели силовые с экструдированной изоляцией и арматура к ним на номинальное напряжение свыше 30 кВ (Um = 36 кВ) до 150 кВ (Um = 170 кВ). Методы испытаний и требования к ним

ГОСТ Р МЭК 62067 Кабели силовые с экструдированной изоляцией и арматура к ним на номинальное напряжение свыше 150 кВ (Um = 170 кВ) до 500 кВ (Um = 550 кВ). Методы испытаний и требования к ним

ПНСТ 597-2022 Нефтяная и газовая промышленность. Системы подводной добычи. Кабели силовые с экструдированной изоляцией и кабельная арматура

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 15845 и ГОСТ Р 59304, а также следующий термин с соответствующим определением:

3.1 мелководье: Участок дна водоема, находящийся на глубине от 5 до 50 м.

4 Технические требования

4.1 Общие требования

Силовые кабели для мелководья должны соответствовать техническим требованиям по ГОСТ 31996, ГОСТ Р МЭК 60840, ГОСТ Р МЭК 62067, ПНСТ 597-2022 (см. также [1] - [5]).

4.2 Требования к проектированию

4.2.1 При проектировании силового кабеля, а также при разработке проекта кабельной системы необходимо учитывать воздействия на кабель. Оценку внешних воздействий на кабель, уложенный на мелководном участке, целесообразно выполнять в соответствии с рекомендациями (см. [6]).

4.2.2 Все воздействия можно классифицировать как функциональные, природные или случайные.

4.2.2.1 К функциональным воздействиям относят факторы, возникающие в результате производства, монтажа и эксплуатации кабеля. Функциональные воздействия включают в себя, но не ограничиваются следующими нагрузками:

• вес (вес кабеля и навесного оборудования, плавучесть, обрастание морскими организмами);
• внешнее гидростатическое давление;
• электрическое напряжение;
• тепло (внутреннее, внешнее);
• воздействия, вызванные коротким замыканием;
• воздействия от дополнительного оборудования (хомуты, клеммы, системы защиты кабелей и т.д.);
• воздействие от судна для укладки кабеля (воздействия от лебедки, роликов); статические и квазистатические гидродинамические силы при монтаже или подъеме, реакции от оборудования для заглубления;

- воздействие от морского дна (трение, оседание и т.п.);

• нагрузки от покровного слоя (например, грунтов и камней) и от инфраструктурных переходов.

4.2.2.2 Природные воздействия — это нагрузки, вызванные явлениями окружающей среды, прямо или косвенно воздействующими на кабель, не охваченные функциональными или случайными нагрузками. Воздействия окружающей среды включают в себя, но не ограничиваются следующими нагрузками:

• волны (удары, изменения плавучести);
• течения;

- лед (дрейфующий лед);

• движения объекта на поверхности моря, соединенного с кабелем.

4.2.2.3 Случайные воздействия являются незапланированными действиями. Случайные воздействия включают в себя, но не ограничиваются следующими нагрузками:

• экстремальные ветровые, волновые нагрузки или течения;
• оседание морского дна, оползень;
• сейсмические нагрузки;
• падающие грузы;
• тяговый якорь или снасти для тралового лова;

- ошибка позиционирования судна при монтаже или подъеме.

4.2.3 Воздействия, действующие на кабель, следует учитывать для анализа возможных вариантов неисправностей. Кабель должен выдерживать наиболее неблагоприятную комбинацию воздействий, действующих одновременно.

4.2.4 Силовые кабели для мелководья могут выйти из строя в течение срока их службы из-за электрических и тепловых причин, а также внешних воздействий (преимущественно на этапе эксплуатации). Примеры приведены на рисунках 1 и 2 и в таблицах 1 и 2.

1 — проводник; 2 — изоляция; 3 — экран; 4 — электрические; 5 — тепловые

Рисунок 1 — Примеры механизмов выхода из строя подводного силового кабеля

Таблица 1

Примеры отказов подводных силовых кабелей

Механизм отказа	Характеристики, влияющие на отказ	Характеристики, требуемые для нивелирования отказа	Последствия отказа
Пробой изоляции	Напряжение — среднее и пиковое	Диэлектрическая проницаемость изоляции	Полная разрядка между проводником и изоляцией
Древовидный пробой	Напряжение, загрязнение изоляции	Чувствительность изоляции к загрязнению, эффективность защиты от загрязнений	Электрохимическая коррозия с распространением загрязнения
Частичный разряд	Напряжение	Отсутствие микронесплошностей, изоляция, чувствительная к частичной разрядке	Частичная разрядка в маленьких несплошностях или дефектах изоляции
Перегрев	Электрический ток — величина и гармоники. Внешнее тепло, солнечное облучение	Кабельные потери, термические свойства компонентов кабеля, температура, чувствительность изоляции к перегреву	Увеличение температуры проводника, сушка почвы (на берегу), старение изоляции

F — сила; M — крутящий момент

Таблица 2

Механизм отказа	Характеристики, влияющие на отказ	Характеристики, требуемые для нивелирования отказа	Последствия отказа
Продольное воздействие	Растягивающая сила	Прочность, жесткость	Удлинение или сжатие, натяжение, потеря сцепления между проводником и изоляцией
Изгиб	Изгибающий момент	Прочность, жесткость	Удлинение (наружной поверхности), сжатие (внутренней поверхности), натяжение, потеря сцепления
Скручивание	Крутящий момент	Прочность, жесткость	Натяжение, раскрытие или закрытие брони, искривление брони, потеря сцепления
Боковое сжатие	Сжимающая сила и площадь сечения	Прочность, допустимая сжимающая нагрузка	Сжатие, натяжение, потеря сцепления
Удар	Сила удара и площадь	Сопротивляемость ударным нагрузкам	Сдвиговое напряжение и натяжение
Истирание	Боковая и продольные силы, поверхностное трение	Сопротивление трению, коэффициент трения поверхности кабеля	Истирание изоляции кабеля
Вибрации	Направление и скорость тока	Длина свободного конца, жесткость кабеля	Усталостное напряжение в элементах кабеля
Деградация защитной оболочки кабеля	Длина волны излучения (например, ультрафиолет), прочность	Способность к поглощению	Старение наружной оболочки кабеля, растрескивание

4.2.5 Выбор кабеля должен быть осуществлен исходя из условий эксплуатации и с учетом электрических потерь в кабеле. В целях снижения рисков рекомендуется использовать уже разработанные кабели и вспомогательное оборудование, а также провести консультации с производителями кабелей. Выбор материала проводника рекомендуется осуществлять исходя из свойств материала с учетом его технических и экономических особенностей.

4.2.6 Проект кабельной системы должен быть рассчитан для доказательства способности безопасно передавать требуемую проектную мощность при сохранении допустимой температуры элементов системы как в ненагруженном состоянии, так и с полной нагрузкой.

4.2.7 В проекте также должна быть учтена работа по выявлению ограничений к процессу монтажа и эксплуатации, в том числе законодательных.

4.2.8 Предварительная структурная схема системы должна быть оценена с точки зрения надежности и ремонтопригодности. Применение дублирующих элементов системы может повысить общую надежность.

4.3 Указания по монтажу

В проекте на этапе монтажа должны быть учтены следующее элементы, но не ограничиваясь:

• процессы хранения, выгрузки и транспортирования;
• процесс укладки кабеля;

- процесс втягивания кабеля на морские установки или берег;

- процесс подземной укладки, включая описание необходимого для укладки оборудования;

- методы защиты кабеля, кроме подземной укладки.

5 Требования к производству

До начала работ производитель кабеля должен согласовать план испытаний, методики испытаний и документацию для приемки заказчиком. Объем информации и документации должен быть достаточным для возможности планирования, контроля, выпуска отчетности проекта. Критерии приемки для испытаний должны быть согласованы между производителем и покупателем.

6 Требования к монтажу

6.1.1 Не рекомендуется использование водолазов.

6.1.2 Во время монтажа подводных силовых кабелей должна быть предусмотрена система мониторинга проведения укладки. Система мониторинга должна контролировать, но не ограничиваясь:

• учет номеров кабелей/барабанов;
• длины кабелей;
• соединения и ремонтные участки;
• глубину;
• натяжение кабеля на судне;
• угол отклонения кабеля;
• расстояние и точку касания дна;

- параметры окружающей среды;

• параметры движения судна.

В зависимости от типа кабелеукладочного судна и характеристик подводного силового кабеля могут меняться предпочтительные методы контроля.

6.1.3 Конфигурацию укладки и нагрузки, действующие на подводный силовой кабель, следует контролировать для обеспечения того, чтобы конфигурация сохранялась в пределах расчетной границы рабочих режимов во время монтажа. Границы рабочих режимов должны быть четко указаны в проекте, включая допустимые диапазоны для различных этапов монтажа.

7 Требования к эксплуатации и обслуживанию

7.1.1 Кабельную систему следует эксплуатировать в соответствии с проектом.

7.1.2 Владелец/оператор кабельной системы должен установить и поддерживать систему непрерывного мониторинга состояния оборудования.

7.1.3 Цели непрерывного мониторинга состоят в том, чтобы регистрировать состояние кабельной системы, обнаруживать изменения в условиях эксплуатации и предпринимать действия по смягчению режима работы, такие как изменение рабочих параметров (например, электрического тока, температуры кабеля). Параметры кабеля, которые контролируют, могут включать в себя, но не ограничиваться следующими:

• напряжение, ток, мощность;
• температуру;
• растяжение, изгиб, вибрацию.

БИБЛИОГРАФИЯ

[1]	МЭК 63026:2019	Подводные силовые кабели с экструдированной изоляцией и их принадлежности для номинальных напряжений от 6 кВ (Um = 7,2 кВ) до 60 кВ (Um = 72,5 кВ). Методы испытаний и требования [Submarine power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages from 6 kV (Um = 7,2 kV) up to 60 kV (Um = 72,5 kV) — Test methods and requirements]
[2]	МЭК 60183:2015	Сети кабельные высоковольтные переменного тока. Руководство по выбору (Guidance for the selection of high-voltage A.C. cable systems)
[3]	МЭК 60502-1:2009	Кабели силовые с экструдированной изоляцией и кабельная арматура на номинальное напряжение от 1 кВ (Um = 1,2 кВ) до 30 кВ (Um = 36 кВ). Часть 1. Кабели на номинальное напряжение 1 кВ (Um = 1,2 кВ) и 3 кВ (Um = 3,6 кВ) [Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages from 1 kV (Um = 1,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV) — Part 1: Cables for rated voltages of 1 kV (Um = 1,2 kV) and 3 kV (Um = 3,6 kV)]
[4]	МЭК 60502-20-2014	Кабели силовые с экструдированной изоляцией и кабельная арматура на номинальное напряжение от 1 кВ (Um = 1,2 кВ) до 30 кВ (Um = 36 кВ). Часть 2. Кабели на номинальное напряжение от 6 кВ (Um = 7,2 кВ) до 30 кВ (Um = 36 кВ) [Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages from 1 kV (Um = 1,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV) — Part 2: Cables for rated voltages from 6 kV (Um = 7,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV)]
[5]	МЭК 60502-4-2010	Кабели силовые с экструдированной изоляцией и кабельная арматура на номинальное напряжение от 1 кВ (Um = 1,2 кВ) до 30 кВ (Um = 36 кВ). Часть 4. Требования к испытанию кабельной арматуры на номинальное напряжение от 6 кВ (Um = 7,2 кВ) до 30 кВ (Um = 36 кВ) [Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages from 1 kV (Um = 1,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV) — Part 4: Test requirements on accessories for cables with rated voltages from 6 kV (Um = 7,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV)]
[6]	DNVGL-RP-0360-2016	Подводные силовые кабели на мелководье (Subsea power cables in shallow water)

УДК 622.276.04:006.354	ОКС 75.020
Ключевые слова: нефтяная и газовая промышленность, системы подводной добычи, силовые кабели

---