ISO 28781:2010

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 28781
First edition
2010-08-15


Petroleum and natural gas industries —
Drilling and production equipment —
Subsurface barrier valves and related
equipment
Industries du pétrole et du gaz naturel — Équipement de production et
de forage — Vannes de barrage de subsurface et équipement associé




Reference number
ISO 28781:2010(E)
©
ISO 2010

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ISO 28781:2010(E)
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Published in Switzerland

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ISO 28781:2010(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction.vi
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .2
4 Abbreviated terms .7
5 Functional requirements.7
5.1 General .7
5.2 Functional characteristics.9
5.3 Well parameters.10
5.4 Operational parameters .10
5.5 Environmental compatibility .10
5.6 Compatibility with related well equipment.11
5.7 Optional requirements .11
6 Technical specification.11
6.1 General .11
6.2 Technical characteristics.12
6.3 Design criteria.12
6.4 Materials .13
6.5 Performance envelope.14
6.6 Design documentation.14
6.7 Design verification .15
6.8 Design validation.15
6.9 Design changes .15
6.10 Functional test .16
7 Supplier/manufacturer requirements .16
7.1 General .16
7.2 Documentation .16
7.3 Product identification.18
7.4 Quality requirements.18
7.5 Material documentation .20
7.6 Additional processes .20
7.7 Traceability.20
7.8 Quality controls .20
7.9 Shear device validation.23
7.10 Assembly and functional test .24
7.11 Manufacturing nonconformities .24
8 Handling, storage and preparation for transport .24
9 Repair/redress .25
Annex A (informative) Applications overview.26
Annex B (normative) Validation requirements for subsurface barrier valves.29
Annex C (normative) Functional testing.37
Annex D (normative) Validation requirements for subsurface-barrier-valve tools.39
Annex E (normative) Performance envelopes .41
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ISO 28781:2010(E)
Annex F (informative) Alternate barrier liquid leakage test acceptance criteria .43
Annex G (informative) Debris-settling design validation .44
Annex H (informative) Closure while flowing slurry test.46
Bibliography .47

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ISO 28781:2010(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 28781 was prepared by Technical Committee ISO/TC 67, Materials, equipment and offshore structures
for petroleum, petrochemical and natural gas industries, Subcommittee SC 4, Drilling and production
equipment.
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ISO 28781:2010(E)
Introduction
This International Standard has been developed by users/purchasers and suppliers/manufacturers of
subsurface barrier valves and related equipment as defined herein and is intended for use in the petroleum
and natural gas industry worldwide to give requirements and information to both parties in the selection,
manufacture, testing and use. Further, this International Standard addresses the minimum requirements with
which the supplier/manufacturer is to comply so as to claim conformity with this International Standard.
This International Standard has been structured with six different types of barrier valves. This differentiation is
due to the range of product functionality, such as the direction in which pressure is held and its use in pre- or
post-production/injection operations.
This International Standard has been structured with grades of increased requirements in quality control and
design validation. These grades allow the user/purchaser to select the level of requirements that are required
for a specific application.
There are two quality grades: quality grade Q2 is the minimum grade of quality offered by this International
Standard and quality grade Q1 is the highest grade provided. Additional quality requirements can be specified
by the user/purchaser as supplemental requirements.
There are three design validation grades, which provide the user/purchaser with a choice of requirements to
meet their preference or application. Design validation grade V3 is the minimum grade and V1 is the most
stringent grade provided.
Annexes B, C, D and E are normative requirements, where Annexes A, F, G and H are informative.
The International System of Units (SI) is used in this International Standard, however US Customary (USC) or
other units are also shown for reference.
It is required that users of this International Standard be aware that requirements beyond those outlined in this
International Standard can be needed for individual applications. This International Standard is not intended to
inhibit a supplier/manufacturer from offering, or the user/purchaser from accepting, alternative equipment or
engineering solutions. This can be particularly applicable where there is innovative or developing technology.
Where an alternative is offered, it is the responsibility of the supplier/manufacturer to identify any variations
from this International Standard and provide details.

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 28781:2010(E)

Petroleum and natural gas industries — Drilling and production
equipment — Subsurface barrier valves and related equipment
1 Scope
This International Standard provides the requirements for subsurface barrier valves and related equipment as
they are defined herein for use in the petroleum and natural gas industries. Included are the requirements for
design, design validation, manufacturing, functional evaluation, repair, redress, handling and storage.
Subsurface barrier valves provide a means of isolating the formation or creating a barrier in the tubular to
facilitate the performance of pre- and/or post-production/injection operational activities in the well.
The subsurface barrier valve is not designed as an emergency or fail-safe flow controlling safety device.
This International Standard does not cover installation and maintenance, control systems such as computer
systems, and control conduits not integral to the barrier valve. Also not included are products covered under
ISO 17078, ISO 16070, ISO 14310, ISO 10432, ISO 10423 and the following products: downhole chokes,
wellhead plugs, sliding sleeves, casing-mounted flow-control valves, injection valves, well-condition-activated
valves or drill-stem test tools. This International Standard does not cover the connections to the well conduit.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 2859-1, Sampling procedures for inspection by attributes — Part 1: Sampling schemes indexed by
acceptance quality limit (AQL) for lot-by-lot inspection
ISO 3601-1, Fluid power systems — O-rings — Part 1: Inside diameters, cross-sections, tolerances and
designation codes
ISO 3601-3, Fluid power systems — O-rings — Part 3: Quality acceptance criteria
ISO 6506 (all parts), Metallic materials — Brinell hardness test
ISO 6508 (all parts), Metallic materials — Rockwell hardness test
ISO 9000, Quality management systems — Fundamentals and vocabulary
ISO 9712, Non-destructive testing — Qualification and certification of personnel
ISO 10414-1, Petroleum and natural gas industries — Field testing of drilling fluids — Part 1: Water-based
fluids
ISO 18265, Metallic materials — Conversion of hardness values
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ISO 28781:2010(E)
API Manual of Petroleum Measurement Standards, Chapter 10 — Sediment and Water — Section 4: 1999,
1)
Determination of Sediment and Water in Crude Oil by the Centrifuge Method (Field Procedure)
2)
ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC), Section II, Materials Specification — Part D: Properties
ASME, Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) — Section VIII — Rules for Construction of Pressure
Vessels — Division 1, UW-40: Procedures for Post-weld Heat Treatment
ASME, Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) — Section VIII: Division 1, Appendix 8: Methods for Liquid
Penetrant Examination (PT)
ASME, Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) — Section IX: Welding and Brazing Qualifications
ASTM E165, Standard Test Method for Liquid Penetrant Examination
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 9000 and the following apply.
3.1
assembly (noun)
product comprised of more than one component
3.2
ambient temperature
prevailing temperature at test site
3.3
barrier
obstacle or impediment to flow and/or pressure
3.4
base design
design of a specified size, type and model of subsurface barrier valve that has passed the requirements of
Annex B and meets the requirements of this International Standard
3.5
batch-lot-traceable
〈material or components〉 having undergone the same process or series of processes and being traceable to
one batch of material
3.6
casing
pipe extending from the surface and intended to line the walls of a drilled well
3.7
casing-mounted flow-control valves
downhole valves permanently installed as a component of the casing or liner (pipe not extending from the
surface and intended to line the walls of a drilled well)

1)
American Petroleum Institute, 1220 L Street NW, Washington, DC 20005-4070, USA.
2)
American Society of Mechanical Engineers, Three Park Avenue, New York, NY 10016-5990, USA.
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ISO 28781:2010(E)
3.8
city water
water that is provided by the local water utility system and is unprocessed thereafter
3.9
common hardware
non-critical nuts, bolts, set screws and spacers
3.10
design validation
process of proving a design by testing to demonstrate conformity of the product to design requirements
[ISO/TS 29001:2010, 3.1.7]
3.11
design verification
process of examining the result of a given design or development activity to determine conformity with
specified requirements
[ISO/TS 29001:2010, 3.1.8]
NOTE Design verification includes activities such as design reviews, design calculations, physical tests, comparison
with similar designs and historical records of defined operating conditions.
3.12
downhole choke
downhole device used to restrict flow rates through its ID and not intended to seal as a barrier
3.13
drift diameter
minimum ID of a subsurface barrier valve, expressed as the OD of the drift bar utilized during assembly
verification
3.14
drill-stem test tools
downhole tools temporarily set in place for the purpose of evaluating the production potential of the chosen
formation
3.15
end connection
subsurface-barrier-valve equipment/tubular connecting interface
3.16
environment
set of conditions to which a product is exposed
3.17
external means
signal or method used to actuate a barrier valve that is instigated by human intention
3.18
fit
geometric relationship between parts
NOTE This includes the tolerance criteria used during the design of a part and its mating parts, including seals
adjusted to or shaped for their purpose.
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ISO 28781:2010(E)
3.19
frangible flapper
barrier-valve mechanism characterized by a flapper/seat combination and deactivated by applied pressure or
impact resulting in the destruction of the flapper
3.20
function
operation of a product during service
3.21
functional specification
features, characteristics, process conditions, boundaries and exclusions defining the performance and use
requirements of the products
3.22
functional test
test processes performed to confirm proper operation of subsurface-barrier-valve products
3.23
heat-lot traceable
〈material or components〉 having undergone the same process or series of processes and being traceable to
one heat of material
3.24
heat treatment
alternate steps of controlled heating and cooling of materials for the purpose of changing mechanical
properties
3.25
informative
〈information〉 intended to enlighten the user/purchaser or supplier/manufacturer, without containing
requirements
3.26
injection valve
downhole valve that is normally closed and opened by injected flow within the primary conduit and used for
long-term well injection to prevent back-flow
3.27
interchangeable
conforming in every detail, within specified tolerances, to both fit and function of a safe design but not
necessarily to the form
3.28
interchangeability
state of conforming in every detail, within specified tolerances, to both fit and function of a safe design but not
necessarily to the form
3.29
job-lot traceable
batch of material or components that have undergone the same process or series of processes
NOTE This may include more than one heat.
3.30
life cycle
expected period of time or specified number of actuations that the product shall function according to the
manufacturer's specifications
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ISO 28781:2010(E)
3.31
manufacturing
processes and actions performed by an equipment supplier/manufacturer that are necessary to provide
finished component(s), assembly(ies) and related documentation, that fulfill the requests of the user/purchaser
and meet the standards of the supplier/manufacturer
NOTE Manufacturing begins when the supplier/manufacturer receives the order and is completed at the moment the
component(s), assembly(ies) and related documentation are surrendered to a transportation provider.
3.32
model
subsurface-barrier-valve products with unique components and operating characteristics that differentiate it
from other subsurface-barrier-valve products of the same type
3.33
normative
〈information or procedures〉 mandatory for the user/purchaser or supplier/manufacturer to comply with this
International Standard
3.34
operating manual
publication issued by the manufacturer, which contains detailed data and instructions related to the design,
installation, operation and maintenance of subsurface-barrier-valve products
3.35
operating temperature range
range defined by the minimum and maximum operating temperatures for products as specified by the
supplier/manufacturer
3.36
post-production
indicating the point in time when production/injection has begun
3.37
pre-production/injection
indicating the point in time prior to injection or production
3.38
profile
feature that is designed for the reception of a locking mechanism
3.39
proof test
testing specified by the manufacturer, which is performed to verify that the subsurface barrier valve meets
those requirements of the technical specification that are relevant to the validation testing performance
3.40
qualified person
individual or individuals with characteristics or abilities gained through training or experience or both as
measured against established requirements, such as standards or tests that enable the individual to perform a
required function
3.41
rated pressure
maximum subsurface-barrier-valve pressure limit as defined by the supplier/manufacturer for external, internal
and barrier differential pressures
3.42
resetting
returning the tool to its original condition without redress or repair
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ISO 28781:2010(E)
3.43
room temperature
temperature, typically between 15 °C (60 °F) and 26 °C (80 °F)
3.44
sealing element
device preventing passage (i.e. communication) of liquid and/or gas across the interface in which it is placed
3.45
shear device
component designed to disconnect under a predetermined load
3.46
size
relevant dimensional characteristics (nominal tubing/casing) of the product as defined by the
supplier/manufacturer
3.47
sliding sleeve
tubing-mounted device designed such that it is activated to open or close communication between the
tubing-to-casing annulus by moving a sleeve
3.48
special feature
specific additional functional capability not validated by the validation testing in accordance with Annex B
3.49
stress factor
ratio of the actual stress divided by the yield stress in a given component
3.50
stress relieving
controlled heating of material to a predetermined temperature for the purpose of reducing any residual
stresses
3.51
substantive change
change to the design that is identified by the supplier/manufacturer as affecting the performance of the
product
3.52
subsurface barrier valve
subsurface (below the tubing hanger) valves activated to either open and/or close by external means
NOTE When closed, the subsurface barrier valve provides a pressure obstruction from above and/or below and a
means of isolating the formation or creating a barrier in the tubular. It is not an emergency or fail-safe flow controlling
device.
3.53
subsurface-barrier-valve tool
tools used with subsurface-barrier-valves to perform their primary function(s) or provide another intended
design function
3.54
test vessel
test apparatus that contains the subsurface barrier valve
6 © ISO 2010 – All rights reserved

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ISO 28781:2010(E)
3.55
type
subsurface-barrier-valve product with unique characteristics that differentiate it from other
subsurface-barrier-valve equipment
3.56
validation test
test performed to qualify a particular size, type and model of subsurface-barrier-valve product for a specific
grade of service
3.57
well-condition-activated valve
downhole valve that is not activated by intervention or intentional action(s)
EXAMPLE Chemical- or temperature-activation methods.
3.58
wellhead plug
flow-control device located in the primary bore of a wellhead
4 Abbreviated terms
AQL acceptance quality level
BPD barrels per day
NDE non-destructive examination
OD outside diameter
ID inside diameter
MTR material test report
COC certificate of conformity
5 Functional requirements
5.1 General
5.1.1 Functional requirements
The user/purchaser shall prepare a functional specification for ordering products that conform with this
International Standard and specify the requirements defined herein, as applicable, and/or identify the
supplier's/manufacturer's specific product by the unique identifier. These requirements and operating
conditions may be conveyed by means of text, dimensional drawing, data sheet or other suitable
documentation.
5.1.2 Product types
5.1.2.1 The user/purchaser shall select one product type from Table 1. Validation testing requirements
are specified in Annex B and functional testing requirements are specified in Annex C.
NOTE Product applications and types are discussed in Annex A.
© ISO 2010 – All rights reserved 7

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ISO 28781:2010(E)
Table 1 — Subsurface-barrier-valve types
Barrier from above Barrier from below Barrier from above and below
Pre-production and/or injection
Type A Type B Type C
barrier valves
a
Post-production/injection Type AA Type BB Type CC
a
Post-production/injection valves are inclusive of pre-production and/or injection barrier-valve capabilities; for example type AA
valves include the capabilities of type A valves.
5.1.2.2 Valve types A, B and C are typically designed for use during the completion process, after which
they become inactive. Details are listed below:
⎯ type A: barrier valve designed to be a barrier from above, typically for fluid-loss control or reservoir
protection and capable of being pressure tested from above;
⎯ type B: barrier valve designed to be a barrier from below, typically for well control or reservoir protection
and capable of being pressure tested from below;
⎯ type C: bi-directional barrier valve designed to be a barrier from above and below and capable of being
pressure tested in both directions.
5.1.2.3 Valve types AA, BB and CC are designed for use in pre- and post-production/injection
applications, where they can be actuated more than once, as specified by product design. Details are listed
below:
⎯ type AA: barrier valve designed to be a barrier from above, typically for fluid-loss control or reservoir
protection and capable of being pressure tested from above; the valve operates open and
closed and maintains its pressure integrity over its predetermined life cycle;
⎯ type BB: barrier valve designed to be a barrier from below, typically for well control or reservoir
protection and capable of being pressure tested from below; the valve operates open and
closed and maintains its pressure integrity over its predetermined life cycle;
⎯ type CC: bi-directional barrier valve designed to be a barrier from above and below and capable of
being pressure tested in both directions; the valve operates open and closed and maintains
its pressure integrity over its predetermined life cycle.
NOTE The rated pressures for bi-directional barrier valves are possibly not the same from above and below.
5.1.3 Design validation grades
The user/purchaser shall select one design validation grade from Table 2 for each product design being
provided. These are proof
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 28781
Première édition
2010-08-15


Industries du pétrole et du gaz naturel —
Équipement de production et de forage —
Vannes de barrage de subsurface et
équipement associé
Petroleum and natural gas industries — Drilling and production
equipment — Subsurface barrier valves and related equipment




Numéro de référence
ISO 28781:2010(F)
©
ISO 2010

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ISO 28781:2010(F)

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT


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Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
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ISO copyright office
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Tel. + 41 22 749 01 11
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Web www.iso.org
Version française parue en 2012
Publié en Suisse

ii © ISO 2010 – Tous droits réservés

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ISO 28781:2010(F)
Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . v
1  Domaine d'application . 1
2  Références normatives . 1
3  Termes et définitions . 2
4  Abréviations . 7
5  Exigences fonctionnelles . 8
6  Spécification technique . 12
7  Exigences du fournisseur/fabricant . 18
8  Manutention, stockage et préparation pour le transport . 27
9  Réparation/remise en état. 27
Annex A (informative) Applications overview . 28
Annex B (normative) Exigences de validation des vannes de barrage de subsurface . 31
Annex C (normative) Essais de fonctionnement . 40
Annex D (normative) Exigences de validation des outils de vanne de barrage de subsurface . 43
Annex E (normative) Enveloppes de performances . 45
Annex F (informative) Alternate barrier liquid leakage test acceptance criteria . 47
Annex G (informative) Debris-settling design validation . 48
Annex H (informative) Closure while flowing slurry test . 51
Bibliographie . 53

© ISO 2010 – Tous droits réservés iii

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ISO 28781:2010(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 28781 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 67, Industries du pétrole et du gaz naturel,
sous-comité SC 4, Équipement de forage et de production.
iv © ISO 2010 – Tous droits réservés

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ISO 28781:2010(F)
Introduction
La présente Norme Internationale a été développée par les utilisateurs/acheteurs et les
fournisseurs/fabricants de vannes de barrage de subsurface et de l’équipement associé comme indiqué ici.
Elle s’adresse à l’industrie mondiale du pétrole et du gaz naturel et a pour objet de fournir aux deux parties les
exigences et les informations relatives à la sélection, à la fabrication, aux essais et à l'utilisation. La présente
Norme internationale indique en outre les exigences minimales applicables au fournisseur/acheteur pour être
en conformité avec la présente Norme internationale.
La présente Norme internationale porte sur six types différents de vannes de barrage. Cette différentiation est
due à l’éventail de fonctionnalités du produit, comme la direction de la pression et son utilisation dans les
opérations pré- ou post-production/injection.
La présente Norme Internationale a été structurée avec des niveaux croissants d'exigences, tant en matière
de maîtrise de la qualité que de validation de la conception. Ces niveaux permettent à l'utilisateur/acheteur de
sélectionner le niveau des exigences pour une application spécifique.
Il existe deux niveaux de qualité: le niveau de qualité Q2 représente la qualité minimale proposée par la
présente Norme internationale, le niveau de qualité Q1 constituant le niveau le plus élevé.
L'utilisateur/acheteur peut spécifier des exigences de qualité supplémentaires.
Il existe trois niveaux de validation de la conception, permettant à l'utilisateur/acheteur de choisir les
exigences répondant à leurs préférences ou applications. Le niveau de validation de la conception V3
représente le niveau minimal, V1 constituant le niveau le plus sévère proposé.
Les Annexes B, C, D et E sont des exigences normatives, les Annexes A, F, G et H étant informatives.
Le Système international d’unité (SI) est utilisé dans la présente Norme internationale. Toutefois, les unités
américaines (USC) ou d'autres sont également données en référence.
Les utilisateurs de la présente Norme internationale doivent être conscients du fait que des exigences
supérieures à celles décrites dans la présente Norme internationale peuvent être nécessaires pour des
applications particulières. La présente Norme internationale n'a pas pour intention d’empêcher un
fournisseur/fabricant de proposer, ou un utilisateur/acheteur d'accepter, un équipement ou une solution
technique différente. De telles solutions alternatives peuvent notamment être applicables lorsqu'il s'agit de
technologies innovatrices ou en cours de développement. Lorsqu'une solution de remplacement est proposée,
il est de la responsabilité du fournisseur/fabricant d'identifier tous les écarts par rapport à la présente Norme
internationale et en fournissent les détails.
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NORME INTERNATIONALE ISO 28781:2010(F)

Industries du pétrole et du gaz naturel — Équipement de
production et de forage — Vannes de barrage de subsurface et
équipement associé
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale prescrit les exigences relatives aux vannes de barrage de subsurface et
l’équipement associé définis ci-après et destinés à être utilisés dans les industries du pétrole et du gaz naturel.
Le présent document contient les exigences de conception, de validation de la conception, de fabrication,
d’évaluation fonctionnelle, de réparation, de remise en état, de manutention et de stockage. Les vannes de
barrage de subsurface permettent d’isoler la formation ou la création d’un barrage dans l’élément tubulaire
afin de faciliter les performances des activités opérationnelles pré- et/ou post-production/injection dans le
puits.
La vanne de barrage de subsurface n’est pas conçue comme un dispositif de sûreté d’urgence ou sur défaut
de contrôle du débit.
La présente Norme internationale ne couvre pas l’installation et la maintenance, les systèmes de contrôle (les
systèmes informatiques, par exemple) et les conduits de commande qui ne sont pas intégrés dans la vanne
de barrage. De même, ne sont pas concernés les produits couverts par les normes ISO 17078, ISO 16070,
ISO 14310, ISO 10432, ISO 10423 ainsi que les produits suivants: les fonds de trou, les bouchons de tête de
puits, les manchons coulissants, les vannes de réglage du débit montées sur enveloppe, les vannes
d’injection, les vannes actionnées dans la condition du puits ou les outils d’essai de la garniture de forage. La
présente Norme internationale ne couvre pas les connexions au conduit de puits.
2 Références normatives
Les documents suivants cités en référence sont indispensables à l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 2859-1, Règles d'échantillonnage pour les contrôles par attributs — Partie 1 : Procédures
d'échantillonnage pour les contrôles lot par lot, indexés d'après le niveau de qualité acceptable (NQA).
ISO 3601-1, Transmissions hydrauliques et pneumatiques — Joints toriques — Partie 1 : Diamètres intérieurs,
sections, tolérances et codes d'identification dimensionnelle.
ISO 3601-3, Transmissions hydrauliques et pneumatiques — Joints toriques — Partie 3 : Critères de qualité.
ISO 6506 (toutes les parties), Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell.
ISO 6508 (toutes les parties), Matériaux métalliques — Essai de dureté Rockwell.
ISO 9000, Systèmes de management de la qualité — Principes essentiels et vocabulaire.
ISO 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel.
ISO 10414-1, Industries du pétrole et du gaz naturel — Essais in situ des fluides de forage — Partie 1 :
Fluides aqueux.
© ISO 2010 – Tous droits réservés 1

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ISO 18265, Matériaux métalliques — Conversion des valeurs de dureté.
API Manual of Petroleum Measurement Standards, Chapter 10 — Sediment and Water — Section 4: 1999,
1)
Determination of Sediment and Water in Crude Oil by the Centrifuge Method (Field Procedure) .
2)
ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC), Section II, Materials Specification — Part D: Properties .
ASME, Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) — Section VIII — Rules for Construction of Pressure
Vessels — Division 1, UW-40: Procedures for Post-weld Heat Treatment.
ASME, Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) — Section VIII: Division 1, Appendix 8: Methods for Liquid
Penetrant Examination (PT).
ASME, Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) — Section IX: Welding and Brazing Qualifications.
ASTM E165, Standard Test Method for Liquid Penetrant Examination.
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 9000 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
assemblage (nom)
produit constitué de plusieurs composants
3.2
température ambiante
température qui prévaut sur le site d’essai
3.3
barrage
obstacle ou gêne du débit et/ou de la pression
3.4
conception de base
conception d’une dimension, d’un type et d’un modèle donnés de vanne de barrage de subsurface respectant
les exigences de l’Annexe B et répondant à celles de la présente Norme internationale
3.5
traçabilité des lots
matériau ou composantsayant subi le même processus ou série de processus et qui sont reliés à un lot du
matériau
3.6
cuvelage
tube partant de la surface et utilisé pour revêtir les parois d'un puits de forage
3.7
vannes de réglage du débit montées sur enveloppe
vannes de fond installées de manière permanente comme un composant de l’enveloppe ou de la chemise
(tube ne partant pas de la surface, utilisé pour revêtir les parois d'un puits de forage)

1)
American Petroleum Institute, 1220 L Street NW, Washington, DC 20005-4070, USA.
2)
American Society of Mechanical Engineers, Three Park Avenue, New York, NY 10016-5990, USA.
2 © ISO 2010 – Tous droits réservés

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ISO 28781:2010(F)
3.8
eau courante
eau fournie par le système de distribution d’eau local et non traitée
3.9
matériel commun
écrous, boulons, vis de réglage et entretoises non critiques
3.10
validation de la conception
processus permettant d'éprouver une conception par des essais afin de démontrer la conformité du produit
aux exigences de conception
[ISO/TS 29001:2010, 3.1.7]
3.11
vérification de la conception
processus permettant d'examiner le résultat d'une activité de conception ou de développement donnée afin de
déterminer la conformité à des exigences spécifiées
[ISO/TS 29001:2010, 3.1.8]
NOTE La vérification de la conception inclut des activités telles que les revues de conception, les calculs théoriques,
les essais physiques et la comparaison avec des conceptions similaires et des enregistrements historiques dans des
conditions de service définies.
3.12
fond de trou
dispositif de fond utilisé pour limiter les débits grâce à son diamètre intérieur, ID, et qui n’est pas destiné à
faire office de joint comme un barrage
3.13
diamètre de passage du mandrin
diamètre intérieur minimal d’une vanne de barrage de subsurface, exprimé comme le diamètre extérieur du
mandrin utilisé lors de la vérification de l’assemblage
3.14
outils d’essai de la garniture de forage
outils de fond provisoirement placés afin d'évaluer le potentiel de production de la formation choisie
3.15
raccordement d'extrémité
équipement/interface de connexion tubulaire de la vanne de barrage de subsurface
3.16
environnement
ensemble des conditions auquel est exposé un produit
3.17
moyens externes
signal ou méthode utilisée par un être humain pour actionner une vanne de barrage
3.18
ajustement
relation géométrique entre des pièces
NOTE Cela englobe les critères de tolérance utilisés lors de la conception d’une pièce et de la pièce conjuguée, y
compris les joints ajustés ou formés en fonction de leur utilisation.
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3.19
obturateur frangible
mécanisme de la vanne de barrage caractérisé par une combinaison obturateur/joint et désactivé par
l’application d’une pression ou un impact donnant lieu à la destruction de l’obturateur
3.20
fonction
utilisation d’un produit en service
3.21
spécification fonctionnelle
particularités, caractéristiques, conditions du procédé, limites et exclusions définissant les exigences de
performance et d'utilisation du produit
3.22
essai fonctionnel
processus d’essai permettant de confirmer le bon fonctionnement d’une vanne de barrage de subsurface
3.23
traçabilité des lots de coulée
matériau ou composantsayant subi le même processus ou série de processus et qui sont reliés à une
coulée du matériau
3.24
traitement thermique
étapes alternées de chauffage et de refroidissement contrôlés de matériaux dans le but de modifier leurs
propriétés mécaniques
3.25
informative
données destinées à informer l’utilisateur/acheteur ou le fournisseur/fabricant mais ne contenant aucune
exigence
3.26
vanne d’injection
vanne de fond de trou en principe fermée et ouverte par un débit injecté dans la conduite principale et utilisée
pour l’injection de puits à long terme afin d’éviter les reflux
3.27
interchangeable
conformité dans les moindres détails, dans les tolérances spécifiées, de l’ajustement et du fonctionnement
d’une conception sûre, mais pas nécessairement à la forme
3.28
interchangeabilité
état de conformité dans les moindres détails, dans les tolérances spécifiées, de l’ajustement et du
fonctionnement d’une conception sûre, mais pas nécessairement à la forme
3.29
traçabilité de lot de produits
lot de matériau ou de composants ayant subi le même processus ou série de processus
NOTE Ceci peut inclure plusieurs coulées.
3.30
cycle de vie
période prévue ou nombre spécifié de commandes que le produit doit déclencher conformément aux
spécifications du fabricant
4 © ISO 2010 – Tous droits réservés

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ISO 28781:2010(F)
3.31
fabrication
processus et actions mis en œuvre par un fournisseur/fabricant d'équipements qui sont nécessaires à
l'obtention d'un (de) composant(s) ou d’assemblages finis, ainsi que la documentation correspondante,
répondant aux demandes de l'utilisateur/acheteur et conformes aux normes du fournisseur/fabricant
NOTE La fabrication commence lorsque le fournisseur/fabricant reçoit la commande et s'achève au moment où le ou
les composants ou ensembles, ainsi que la documentation correspondante, sont remis au prestataire de services de
transport.
3.32
modèle
vanne de barrage de subsurface ayant des composants et des caractéristiques de fonctionnement uniques
qui la différentient d'autres vannes de barrage de subsurface du même type
3.33
normative
informations ou modes opératoires que l’utilisateur/acheteur ou le fournisseur/fabricant doit obligatoirement
utiliser pour être en conformité avec la présente Norme internationale
3.34
manuel d’utilisation
publication éditée par le fabricant, contenant des informations et des instructions détaillées concernant la
conception, l'installation, le fonctionnement et la maintenance de la vanne de barrage de subsurface
3.35
plage de température de service
plage définie par les températures minimale et maximale de fonctionnement des produits, comme spécifié par
le fournisseur/fabricant
3.36
post-production
indique le point dans le temps où commence la production/l’injection
3.37
pré-production/injection
indique le point dans le temps préalable à l’injection ou la production
3.38
profil
caractéristique permettant de recevoir un mécanisme de verrouillage
3.39
épreuve
essai spécifié par le fabricant, permettant de vérifier que la vanne de barrage de subsurface répond aux
exigences de la spécification technique, liées aux performances de l’essai de validation
3.40
personne qualifiée
individu(s) disposant de caractéristiques ou d'aptitudes, acquises grâce à une formation ou de par son
expérience, ou les deux à la fois, mesurées en référence à des exigences établies telles que des normes ou
des essais, et qui lui permettent de remplir la fonction requise
3.41
pression nominale
limite de pression maximale de la vanne de barrage de subsurface telle que définie par le
fournisseur/fabricant, pour les pressions différentielles externes, internes et de barrage
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ISO 28781:2010(F)
3.42
remise en place
remise de l’outil dans sa condition initiale sans remise en état ni réparation
3.43
température ambiante
température comprise en général entre 15 °C (60 °F) et 26 °C (80 °F)
3.44
élément d’étanchéité
dispositif empêchant le passage (c’est-à-dire la communication) d’un liquide et/ou d’un gaz par l’interface
dans laquelle il est placé
3.45
dispositif à cisaillement
composant conçu pour se déconnecter sous une charge prédéfinie
3.46
dimension
caractéristiques dimensionnelles pertinentes (tube de production/tubage nominal) du produit tel que défini par
le fournisseur/fabricant
3.47
manchon coulissant
dispositif monté sur le tubage et conçu de façon à assurer ou interrompre la communication entre le tubage et
l’espace annulaire du cuvelage par déplacement d’un manchon
3.48
caractéristique particulière
capacité fonctionnelle spécifique supplémentaire non validée par l’essai de validation de l’Annexe B
3.49
coefficient de contrainte
quotient de la contrainte réelle par la limite d’élasticité d’un composant donné
3.50
détente
chauffage contrôlé d’un matériau à une température prédéterminée dans le but de réduire les contraintes
résiduelles
3.51
modification substantielle
modification de la conception, identifiée par le fournisseur/fabricant, qui affecte les performances du produit
3.52
vanne de barrage de subsurface
vannes de subsurface (sous l’olive de suspension de la colonne de production) activées pour s’ouvrir et/ou se
fermer par des moyens externes
NOTE Lorsqu’elle est fermée, la vanne de barrage de subsurface offre un moyen de bloquer la pression du dessus
et/ou du dessous, et d’isoler la formation ou la création d’un barrage dans l’élément tubulaire. Il ne s’agit pas d’un
dispositif de sûreté d’urgence ou sur défaut de contrôle du débit.
3.53
outil de vanne de barrage de subsurface
outils utilisés avec les vannes de barrage de subsurface leur permettant de remplir leur(s) fonction(s)
principale(s) ou une autre fonction de conception prévue
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ISO 28781:2010(F)
3.54
récipient d’essai
appareillage d’essai contenant la vanne de barrage de subsurface
3.55
type
vanne de barrage de subsurface présentant des caractéristiques uniques permettant de la différentier des
autres équipements de vanne de barrage de subsurface
3.56
essai de validation
essai réalisé afin de qualifier une dimension, un type et un modèle particuliers de vanne de barrage de
subsurface pour une classe de service spécifique
3.57
vanne activée dans les conditions du puits
vanne de fond de trou qui n’est pas activée par intervention ou des actions intentionnelles
EXEMPLE Méthodes d’activation chimiques ou thermiques.
3.58
bouchon de tête de puits
dispositif de contrôle du débit situé dans l’alésage principal d'une tête de puits
4 Abréviations
NQA niveau de qualité acceptable
BPJ barils/jour
CND contrôle non destructif
OD diamètre extérieur
ID diamètre intérieur
MTR rapport d'essai de matériau
COC certificat de conformité
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5 Exigences fonctionnelles
5.1 Généralités
5.1.1 Exigences fonctionnelles
L'utilisateur/acheteur doit élaborer une spécification fonctionnelle pour commander des produits conformes à
la présente Norme internationale et doit préciser les exigences ci-après, s'il y a lieu, et/ou identifier le produit
spécifique du fournisseur/fabricant par son identifiant unique. Ces exigences et conditions de service peuvent
être exprimées au moyen de textes, de plans dimensionnels, de fiches techniques ou de toute autre
documentation appropriée.
5.1.2 Types de produit
5.1.2.1 L’utilisateur/acheteur doit sélectionner un type de produit dans le Tableau 1. Les exigences en
matière d’essai de validation et d’essai fonctionnel sont spécifiées dans les Annexes B et C, respectivement.
NOTE Les applications et types de produit sont présentés dans l’Annexe A.
Tableau 1 — Types de vanne de barrage de subsurface
Barrage à partir du Barrage à partir du Barrage à partir du dessus et du

dessus dessous dessous
Vannes de barrage de pré-
Type A Type B Type C
production et/ou d’injection
a
Post-production/injection Type AA Type BB Type CC
a
Les vannes de post-production/d’injection intègrent les capacités des vannes de barrage de pré-production et/ou d’injection. Par
exemple, les vannes de type AA intègrent les capacités des vannes de type A.
5.1.2.2 En règle générale, les types de vannes A, B et C sont conçus pour être utilisés au cours du
processus de complétion, à l’issue duquel ils deviennent inactifs. Les détails sont présentés ci-dessous:
 type A: vanne conçue pour faire office de barrage à partir du dessus (en général pour le contrôle du
filtrat ou la protection du réservoir) et pouvant être soumise à un essai de pression par le dessus;
 type B: vanne conçue pour faire office de barrage à partir du dessous (en général pour le contrôle du
puits ou la protection du réservoir) et pouvant être soumise à un essai de pression par le dessous;
 type C: vanne bidirectionnelle conçue pour faire office de barrage à partir du dessus et du dessous et
pouvant être soumise à un essai de pression dans les deux directions.
5.1.2.3 Les types de vanne AA, BB et CC sont conçus pour être utilisés dans une application de pré- et
post-production/d’injection, dans laquelle ils peuvent être activés plusieurs fois comme indiqué dans la
conception du produit. Les détails sont présentés ci-dessous:
 type AA: vanne conçue pour faire office de barrage à partir du dessus (en général pour le contrôle du
filtrat ou la protection du réservoir) et pouvant être soumise à un essai de pression par le dessus; la
vanne procède à l’ouverture et la fermeture, et maintient sa résistance à la pression tout au long de son
cycle de vie préalablement déterminé;
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 type BB: vanne conçue pour faire office de barrage à partir du dessous (en général pour le contrôle
du puits ou la protection du réservoir) et pouvant être soumise à un essai de pression par le dessous; la
vanne procède à l’ouverture et la fermeture, et maintient sa résistance à la pression tout au long de son
cycle de vie préalablement déterminé;
 type CC: vanne bidirectionnelle conçue pour faire office de barrage à partir du dessus et du dessous
et pouvant être soumise à un essai de pression dans les deux directions; la vanne procède à l’ouverture
et la fermeture, et maintient sa résistance à la pression tout au long de son cycle de vie préalablement
déterminé.
NOTE Les pressions nominales des vannes de barrage bidirectionnelles peuvent ne pas être identiques selon
qu’elles sont appliquées par le haut ou par le bas.
5.1.3 Niveaux de validation de la conception
L’utilisateur/acheteur doit sélectionner un niveau de validation de la conception dans le Tableau 2 pour
chaque conception de produit à fournir. Il s’agit d’une preuve par des évaluations de conception réalisées sur
la conception de base. Les exigences détaillées de chaque niveau de validation sont spécifiées dans
l’Annexe B.
Tableau 2 — Niveau de validation de la vanne de barrage de subsurface - Récapitulatif
V1: Validations améliorées de la Les validations et vérifications de la conception sont obligatoires pour soutenir
conception les limites nominales du fabricant/fournisseur. Il s’agit de la plage de pression
nominale, la plage de température, la fonction de commande et de toutes les
(V1 comprend les exigences de V2)
autres capacités théoriques et d'une enveloppe de performances conformément
à l'Annexe E. Ces produits sont conformes aux critères d’acceptation V1
spécifiés à l’Annexe B.
V2: Validations de la conception Identiques à V1 (précédant), sauf que ces produits sont conformes aux critères
d’acceptation V2 spécifiés à l’Annexe B.
V3: Validations de la conception du Les évaluations de la conception sont spécifiées par le fournisseur/fabricant et
fournisseur/fabricant et historique du sont destinées à répondre aux exigences de la présente Norme internationale.
site Les résultats de la preuve documentée de l’essai ou des évaluations conformes
aux critères d’acceptation définis du fournisseur/fabricant répondent à cette
exigence.
En outre, un historique documenté du site des performances réussies des
produits dans un environnement analogue à celui des exigences fonctionnelles,
pour les produits de mêmes dimension, type et modèle; voir B.3.2.3.2.
5.1.4 Niveaux de qualité
L’utilisateur/acheteur peut sélectionner un niveau de qualité dans le Tableau 3 pour chaque conception du
produit à fournir ou peut préciser des exigences de qualité particulières. Les produits doivent être fournis à Q2,
sauf indication contraire. Le Tableau 4 récapitule les exigences en matière de niveau de qualité, l’Article 7
présentant les exigences détaillées pour chaque niveau.
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Tableau 3 — Niveaux de
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