ISO 10417:2004
(Main)Petroleum and natural gas industries — Subsurface safety valve systems — Design, installation, operation and redress
Petroleum and natural gas industries — Subsurface safety valve systems — Design, installation, operation and redress
ISO 10417:2004 establishes requirements and provides guidelines for configuration, installation, test, operation and documentation of subsurface safety valve (SSSV) systems. In addition, ISO 10417:2004 establishes requirements and provides guidelines for selection, handling, redress and documentation of SSSV downhole production equipment. ISO 10417:2004 is not applicable to repair activities. ISO 10432 provides requirements for SSSV equipment repair.
Industries du pétrole et du gaz naturel — Systèmes de vannes de sécurité de fond de puits — Conception, installation, fonctionnement et réparation
L'ISO 10417:2004 établit les exigences et fournit des lignes directrices relatives à la configuration, à l'installation, à l'essai, au fonctionnement et à la documentation des systèmes de vannes de sécurité de fond (SSSV). En outre, l'ISO 10417:2004 établit les exigences et fournit des lignes directrices relatives au choix, à la manutention, à la remise en état et à la documentation des vannes de sécurité de fond pour la production. L'ISO 10417:2004 ne s'applique pas aux activités de réparation.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10417
Second edition
2004-07-01
Petroleum and natural gas industries —
Subsurface safety valve systems —
Design, installation, operation and
redress
Industries du pétrole et du gaz naturel — Systèmes de vannes de
protection de fond de puits — Étude, installation, fonctionnement et
réparation
Reference number
ISO 10417:2004(E)
©
ISO 2004
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ISO 10417:2004(E)
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Published in Switzerland
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ISO 10417:2004(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Terms and definitions. 1
4 Abbreviated terms. 4
5 System configuration. 4
5.1 General. 4
5.2 System requirements. 6
5.3 Equipment requirements. 10
5.4 Documentation and data control. 13
Annex A (normative) SSSV Redress report (minimum data requirements). 15
A.1 General data. 15
A.2 Redress test summary. 15
Annex B (informative) Installation . 16
B.1 General. 16
B.2 Surface-controlled subsurface safety valve. 16
B.3 Surface control system. 17
B.4 Subsurface-controlled subsurface safety valves — Application to multiple and single
completions . 18
Annex C (informative) Operations. 19
C.1 General. 19
C.2 Operation and testing. 19
C.3 Recommendations and required documentation . 19
C.4 Review and responsibilities of ESD system testing. 20
C.5 Important information on system shutdown.20
Annex D (informative) Sizing of subsurface-controlled safety valves. 21
D.1 General. 21
D.2 Velocity-type SSCSV. 21
D.3 Low-tubing-pressure-type SSCSV. 22
Annex E (informative) SSSV Testing . 26
E.1 Procedure for testing installed surface-controlled subsurface safety valves — Standard
depth. 26
E.2 Test procedure for installed surface-controlled subsurface safety valves — Deepwater
installations . 27
E.3 Test procedure for installed subsurface-controlled subsurface safety valves. 28
Annex F (normative) Failure reporting . 29
F.1 Failure reporting. 29
F.2 Minimum information. 29
Bibliography . 31
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ISO 10417:2004(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 10417 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.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10417:1993), which has been technically
revised.
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ISO 10417:2004(E)
Introduction
This International Standard has been developed by users/purchasers and suppliers/manufacturers of
subsurface safety valve (SSSV) equipment intended for use in the petroleum and natural gas industry
worldwide. This International Standard is intended to give requirements and information to both parties on the
design, operation, installation and testing of subsurface safety valve system equipment and also the
storage/transport, maintenance, and redress of the SSSV equipment.
Users of this International Standard should be aware that further or differing requirements might be needed for
individual installations, storage/transport and maintenance. This International Standard is not intended to
inhibit the user/purchaser from accepting alternative engineering solutions. This may be particularly applicable
where there is innovative or developing well-completion technology.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 10417:2004(E)
Petroleum and natural gas industries — Subsurface safety
valve systems — Design, installation, operation and redress
1 Scope
This International Standard establishes requirements and provides guidelines for configuration, installation,
test, operation and documentation of subsurface safety valve (SSSV) systems. In addition, this International
Standard establishes requirements and provides guidelines for selection, handling, redress and
documentation of SSSV downhole production equipment.
This International Standard is not applicable to repair activities.
NOTE ISO 10432 provides requirements for SSSV equipment repair.
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 9000, Quality management systems — Fundamentals and vocabulary
ISO 9712, Non-destructive testing — Qualification and certification of personnel
1)
ISO 10432:— , Petroleum and natural gas industries — Downhole equipment — Subsurface safety valve
equipment
ISO 16070, Petroleum and natural gas industries — Downhole equipment — Lock mandrels and landing
nipples
ANSI/NCSL Z 540-1, Calibration — Calibration Laboratories and Measuring and Test Equipment — General
Requirements
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 9000 and the following apply.
3.1
control line
conduit utilized to transmit control signals to SCSSVs
3.2
emergency shutdown system
system of stations which, when activated, initiate facility shutdown
3.3
equalizing feature
SSSV mechanism which permits the well pressure to bypass the SCSSV closure mechanism
1) To be published.
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ISO 10417:2004(E)
3.4
fail-safe device
device which, upon loss of the control medium, automatically shifts to a safe position
3.5
fail-safe setting depth
maximum true vertical depth at which an SCSSV can be set and closed under worst-case hydrostatic
conditions
3.6
maintenance
service operations performed on SSSV system equipment as part of routine operations
3.7
manufacturer
principal agent in the design, fabrication and furnishing of original SSSV system equipment
3.8
operating manual
publication issued by the manufacturer, which contains detailed data and instructions related to the design,
installation, operation and maintenance of SSSV system equipment
3.9
operator
user of SSSV system equipment
[ISO 10432]
3.10
orifice
designed restriction which causes the pressure drop in velocity-type SSCSVs
3.11
packaging
enclosure(s) of sufficient structural integrity to protect contents from damage or contamination, including
impacts and environmental conditions encountered during the various phases of transport
3.12
qualified part
part manufactured under a recognized quality assurance programme and, in the case of replacement,
produced to meet or exceed the performance of the original part produced by the original equipment
manufacturer (OEM)
NOTE ISO 9001 is an example of a recognized quality assurance programme.
3.13
qualified personnel
personnel with characteristics or abilities, gained through training and/or experience as measured against
established requirements, standards or tests, that enable the individual to perform a required function
3.14
redress
any activity involving the replacement of qualified parts (3.12) within the limits described in 5.3.3
3.15
repair
any activity beyond the scope of redress that includes disassembly, re-assembly and testing, with or without
the replacement of qualified parts, and may include machining, welding, heat-treating or other manufacturing
operations, that restores the equipment to its original performance
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ISO 10417:2004(E)
3.16
safety valve landing nipple
any receptacle containing a profile designed for the installation of an SSSV lock mandrel
NOTE It may be ported for communication to an outside source for SSSV operation.
3.17
safety valve lock mandrel
retention device used for SSSV equipment
3.18
self-equalizing feature
SCSSV mechanism which, on initiation of opening sequence of the SSSV, permits the well pressure to
automatically bypass the SCSSV closure mechanism
3.19
storage
act of retaining SSSV system equipment without damage or contamination, after processing is completed and
prior to or after field use, including the transport process
3.20
SSSV system equipment
components which include the surface-control system (3.2.4), control line (3.1), SSSV (3.23), safety valve
lock (3.17), safety valve landing nipple (3.16), flow couplings and other downhole control components
3.21
surface-controlled subsurface safety valve
SCSSV
SSSV controlled from the surface by hydraulic, electrical, mechanical or other means
3.22
subsurface-controlled subsurface safety valve
SSCSV
SSSV actuated by the characteristics of the well itself
NOTE These devices are usually actuated by the differential pressure through the SSCSV (velocity type) or by tubing
pressure at the SSCSV (high or low pressure type).
3.23
subsurface safety valve
SSSV
device whose design function is to prevent uncontrolled well flow when closed
NOTE These devices can be installed and retrieved by wireline or pump-down methods (wireline-retrievable) or be
an integral part of the tubing string (tubing-retrievable).
[ISO 10432]
3.24
surface control system
surface equipment including manifolding, sensors, and power source to control the SCSSV
3.25
surface safety valve
SSV
automatic wellhead valve assembly which closes upon loss of power supply
NOTE Where used in this International Standard, the term is understood to include an SSV valve and SSV actuator.
[ISO 10423]
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ISO 10417:2004(E)
3.26
transport
actions required to ship SSSV system equipment from one geographic location to another
3.27
underwater safety valve
USV
automatic valve assembly (installed at an underwater wellhead location) which will close upon loss of power
supply
NOTE Where used in this International Standard, the term is understood to include a USV valve and USV actuator.
[ISO 10423]
3.28
well test rate
stabilized rate at which the well is produced on a routine basis
4 Abbreviated terms
ESD emergency shut-down
FSSD fail-safe setting depth
NDE non-destructive examination
OEM original equipment manufacturer
SCSSV surface-controlled subsurface safety valve
SDV shutdown valve
SSCSV subsurface-controlled subsurface safety valve
SSSV subsurface safety valve
SSV surface safety valve
SVLN safety valve landing nipple
TFL through flow line
TRSV tubing-retrievable safety valve
TR-SCSSV tubing-retrievable surface-controlled subsurface safety valve
USV underwater safety valve
5 System configuration
5.1 General
Subsurface safety valve systems are provided for the prevention of uncontrolled well flow when actuated.
They include SCSSVs and SSCSVs, which are positioned below the wellhead and below ground level/mudline
and are installed/retrieved by tubing, wireline, and TFL and their control systems (see Figure 1).
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ISO 10417:2004(E)
1 fusible plugs 10 hydraulic/pneumatic pressure to master valve
2 ESD pressure line [207 kPa to 345 kPa (30 psi to 50 psi)] 11 hydraulic pressure line to SCSSV
3 hydraulic/pneumatic pressure line to wing valve 12 manual remote emergency shutdown station
4 high pilot signal 13 supply line
5 low pilot signal 14 flowline scrubber assembly
6 pilot box 15 hydraulic pressure line to the SCSSV
7 wing SSV hydraulic or pneumatic actuator 16 hydraulic/pneumatic control panel
8 master SSV hydraulic or pneumatic actuator 17 surface-controlled subsurface safety valve (SCSSV)
9 supply to pilots [172 kPa (25 psi)]
Figure 1 — Example: Surface-controlled subsurface safety valve system
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ISO 10417:2004(E)
5.2 System requirements
5.2.1 General
The user/purchaser, when developing the system configuration, shall consider all the pertinent elements and
their compatibility. These elements shall include the following: control system, control line, wellhead/tubing
hanger passages and connectors, control line protectors, control fluid (for SCSSV); SSSV; flow couplings;
locking and sealing devices (for wireline safety valves); safety-valve landing nipples; related tools and
exposed fluids.
5.2.2 Installation
5.2.2.1 General
The user/purchaser shall assure that installation and installation testing of the SSSV system is performed and
approved by qualified personnel using documented procedures and acceptance criteria in accordance with the
manufacturer’s operating manual and operator’s system integration manual. System configuration and
installation testing results shall become a part of the well records (see 5.4).
5.2.2.2 Control system
The surface-control system shall include the elements necessary to sense abnormal conditions that may
contribute to uncontrolled well flow and shall transmit the necessary signal to the SCSSV for closure.
All elements of the integrated system shall be analysed for potential hazards that may render the system
vulnerable to failure or may preclude safe use. For example, automatic resets shall not be incorporated in the
control system since this feature may cause the SCSSV to reopen when it should remain closed. Systems
shall be designed and operated to address the potential hazards to safe use.
It is desirable to integrate the SCSSV surface-control system into the surface safety system to avoid
duplication. Features shall be designed in the integrated system whereby routine production upsets do not
result in closure of the SCSSV(s).
If hydraulic or pneumatic control systems are utilized, the test pressure of those systems shall be equal to or
greater than the highest operating pressure of that system when installed. System components shall be
verified capable of meeting all anticipated environmental conditions, including temperature.
For multiple-well installations, the control-system manifolding shall include provisions for individual well and
SSSV isolation.
ESD controls should be installed in strategic locations in accordance with applicable regulations and sound
engineering judgement. To avoid closure of the SCSSV under full well-flow conditions, a delay shall be
incorporated between closure of the tree valves controlled by the ESD and the downhole SCSSV. The
opening sequence should be reversed on returning production facilities to normal operations. This delay
mechanism shall be carefully analysed and documented to verify that it does not create additional hazards
that render the system vulnerable to failure.
For additional information, see ISO 13628-6.
5.2.2.3 Control line
Prior to installation, the control line shall be verified as filled with the specified control fluid of the specified
cleanliness. During installation, care shall be taken to ensure that, when fully installed, the control line has no
detrimental physical damage that can cause fluid flow restriction, stress risers or corrosion initiation sites. See
5.3.1.7 for control-line selection criteria.
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5.2.2.4 Wellhead/tubing hanger passages and connectors
Passages/connectors shall have the following characteristics/considerations:
a) the verified pressure rating shall be equal to or greater than the highest anticipated control-system
operating pressure;
b) specific consideration shall be given to minimum passages being equal to or greater than the control line;
c) materials shall be compatible with the production environment and other fluids that may come in contact;
d) specific consideration shall be given to seal material applications for working pressures equal to or
greater than 68,9 MPa (10 000 psi);
e) the design and location of the wellhead outlet for the control line may include a valve for closure and
isolation of the individual well from the control system. This valve shall be maintained in the open position
during normal operations and it shall be readily identified when closed, since its closure will render the
SCSSV inoperative.
5.2.2.5 Control-line protectors
Control-line protectors should be used to protect the control line from possible damage (abrasion, flattening,
etc.) that could occur during running/pulling operations after connecting the control line. When used, at least
one protector for each tubing joint is recommended. The cross-coupling types are recommended to prevent
the protector from moving on the tubing joint. Protectors shall have dimensions compatible with the tubing size
and connection, with the control-line size and type, and with the casing drift.
5.2.2.6 Control fluid
The requirements of 5.3.1.6 on control fluid selection apply.
5.2.2.7 SSSV
SSSVs shall be selected that have been verified as being compatible with the dimensions and configurations
of: tubing and auxiliary conduit connections; tubing and casing drift diameters; related permanent well
equipment and well-servicing tools; control or other fluids in contact with the equipment.
Well effluents and producing characteristics are principal factors in selection and design.
Scale, paraffin and hydrate deposition affect closure performance and should be carefully considered in
determining the setting depth, especially for SSCSVs.
5.2.2.8 Flow couplings
Flow entrance effects can have an affect on SSSV performance. To reduce the resultant effects of turbulence
during production, flow couplings should be considered an integral part of the tubing string, both upstream and
downstream of the SSSV. Flow couplings should be compatible with the ID of the SSSV for an ample length
prior to the SSSV entrance and at the exit. Typical industry practice has been to provide a minimum of 0,9 m
(3 ft) in length provided it exceeds 8 to 10 times the ID of the tubing. In the case of TR-SCSSV installations,
flow coupling length should take into account future insert valve installations.
5.2.2.9 Lock mandrels, safety valve landing nipples, sealing devices and related tools
Lock mandrels, safety valve landing nipples, sealing devices, running tools and related equipment shall be
verified as compatible with the dimensions and configurations of related permanent well equipment and well-
servicing tools. Installations and retrievals shall meet the requirements identified in the manufacturer’s
operating manual and, where applicable, the documented procedures of the user/purchaser as specified in
ISO 16070.
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ISO 10417:2004(E)
5.2.2.10 Receiving inspection
SSSV system equipment shall be inspected when received.
Upon receipt of the SSSV equipment on location, documentation, e.g. receiving report, operations manual,
data sheet, shall be checked to
a) verify that the part number and serial number on the SSSV equipment correspond to those recorded on
the accompanying documents,
b) ensure that all visible sealing elements and threads are not damaged, and that all other visible features
do not exhibit damage that may interfere with the SSSV equipment operation.
Prior to installation, the opening and closing hydraulic pressures (or operating loads) shall be verified
according to the specific manufacturer’s operating manual. Ensure that the SCSSV will function fail-safe at the
planned setting depth before installation by calculation of FSSD in accordance with the manufacturer’s
operating manual.
It is recommended that SSSV system components be functionally tested prior to installation. Annex B offers
guidelines for performing this process.
5.2.3 System test
5.2.3.1 General
When installed, the SSSV system equipment shall be tested by qualified personnel to ensure proper operation.
System evaluation procedures shall include testing procedures, acceptance criteria, and documentation
requirements.
5.2.3.2 Surface control system
To assure performance of the surface control system within the design limits, the manufacturer’s/operator’s
prescribed operating procedures shall be followed. See Annex C for further recommendations and guidelines
on operations.
The surface control system shall be tested at a maximum interval of every six months, with consideration
given to no-flow conditions, unless local regulations, conditions and/or documented historical evidence
indicate a different testing frequency.
To test the system, operate an ESD valve. The system tests successfully when all SCSSVs close after the
prescribed delay.
5.2.3.3 SCSSV
The opening and closing hydraulic pressures, mechanical actuation, closure-mechanism integrity and other
features shall be verified according to the manufacturer’s operating manual prior to valve installation.
After installation of the SCSSV in the well, the SCSSV shall be closed under minimum or no-flow conditions by
operation of the surface control system. Verification of closure operation may be accomplished by pressure
build-up/in-flow test. The SCSSV can be tested for leakage by opening the surface valves to check for flow.
The SCSSV is reopened following the procedures in the manufacturer’s operating manual.
SCSSVs shall be tested by closure-mechanism operation to verify the rate of leakage through the closure
mechanism at a maximum interval of every six months unless local regulations, conditions and/or documented
3
historical data indicate a different testing frequency. Leakage rates exceeding 400 cm /min (13,5 oz/min) of
3
liquid or 0,43 m /min (15 scfm) of test gas shall be cause for test rejection and corrective action shall be taken
to meet the requirements of this International Standard. Methods other than volumetric determination of
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leakage may be used, provided they are verifiable and repeatable. Example procedures for testing of an in
situ SCSSV are provided in Annex E, which confirm fail-safe operation.
More frequent operation of the SCSSV as dictated by field experience may serve to keep all moving parts free
and functioning properly, and aid in early detection of failures.
5.2.3.4 SSCSV
Before installation, SSCSVs shall be tested by qualified personnel in accordance with the manufacturer’s
operating manual to verify mechanical actuation and closure-mechanism pressure integrity. A mechanical
device may be used to test the actuation mechanism.
Guidance on sizing of subsurface-controller safety valves is provided in Annex D.
Testing of an SSCSV
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10417
Deuxième édition
2004-07-01
Industries du pétrole et du gaz naturel —
Systèmes de vannes de sécurité de fond
de puits — Conception, installation,
fonctionnement et réparation
Petroleum and natural gas industries — Subsurface safety valve
systems — Design, installation, operation and redress
Numéro de référence
ISO 10417:2004(F)
©
ISO 2004
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ISO 10417:2004(F)
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Web www.iso.org
Version française parue en 2013
Publié en Suisse
ii © ISO 2004 – Tous droits réservés
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ISO 10417:2004(F)
Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Abréviations . 5
5 Configuration du système . 5
5.1 Généralités . 5
5.2 Exigences relatives au système . 7
5.3 Exigences relatives à l'équipement . 11
5.4 Maîtrise des documents et des données . 15
Annexe A (normative) Rapport de remise en état d'une vanne de sécurité de fond (SSSV)
(exigences minimales relatives aux données). 17
A.1 Données générales . 17
A.2 Résumé de l'essai de remise en état . 17
Annexe B (informative) Installation . 18
B.1 Généralités . 18
B.2 Vanne de sécurité de fond commandée depuis la surface . 18
B.3 Système de commande en surface . 20
B.4 Vannes de sécurité de fond autopilotées — Application à des complétions simples et
multiples . 20
Annexe C (informative) Exploitation . 21
C.1 Généralités . 21
C.2 Fonctionnement et essais . 21
C.3 Recommandations et documentation requise . 22
C.4 Revue et responsabilités des essais du système d'arrêt d'urgence (ESD) . 22
C.5 Informations importantes concernant l'arrêt du système . 22
Annexe D (informative) Dimensionnement des vannes de sécurité de fond autopilotées . 23
D.1 Généralités . 23
D.2 Vanne SSCSV autopilotée par la vitesse d'écoulement . 23
D.3 Vanne SSCSV autopilotée par une basse pression statique dans le puits . 24
Annexe E (informative) Essais des vannes de sécurité de fond (SSSV) . 28
E.1 Mode opératoire d'essai de vannes de sécurité de fond installées commandées depuis la
surface — Profondeur normalisée . 28
E.2 Mode opératoire d'essai de vannes de sécurité de fond installées commandées depuis la
surface — Installations en eau profonde . 29
E.3 Mode opératoire d'essai pour les vannes de sécurité de fond autopilotées installées . 30
Annexe F (normative) Compte rendu de défaillance . 32
F.1 Compte rendu de défaillance . 32
F.2 Informations minimales . 32
Bibliographie . 34
© ISO 2004 – Tous droits réservés iii
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ISO 10417:2004(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 10417 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 67, Matériel, équipement et structures en mer
pour les industries pétrolière, pétrochimique et du gaz naturel, sous-comité SC 4, Équipement de forage et de
production.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10417:1993), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
iv © ISO 2004 – Tous droits réservés
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ISO 10417:2004(F)
Introduction
La présente Norme internationale a été élaborée par les utilisateurs/acheteurs et les fournisseurs/fabricants
de vannes de sécurité de fond (SSSV) destinées à être utilisées dans les industries du pétrole et du gaz
naturel dans le monde entier. La présente Norme internationale est destinée à fournir aux deux parties des
exigences et des informations sur la conception, le fonctionnement, l'installation et les essais d'un système de
vannes de sécurité de fond ainsi que sur le stockage/transport, la maintenance et la remise en état d'un tel
système.
Il convient que les utilisateurs de la présente Norme internationale soient conscients que des exigences
supplémentaires ou différentes pourraient s’avérer nécessaires pour des conditions particulières d'installation,
de stockage/transport et de maintenance. La présente Norme internationale n'a pas pour intention
d’empêcher un utilisateur/acheteur d'accepter des solutions techniques différentes. Ceci est d'autant plus vrai
lorsque la technologie de complétion des puits est innovante ou en cours de développement.
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NORME INTERNATIONALE ISO 10417:2004(F)
Industries du pétrole et du gaz naturel — Systèmes de vannes
de sécurité de fond de puits — Conception, installation,
fonctionnement et réparation
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale établit les exigences et fournit des lignes directrices relatives à la
configuration, à l'installation, à l'essai, au fonctionnement et à la documentation des systèmes de vannes de
sécurité de fond (SSSV). En outre, la présente Norme internationale établit les exigences et fournit des lignes
directrices relatives au choix, à la manutention, à la remise en état et à la documentation des vannes de
sécurité de fond pour la production.
La présente Norme internationale ne s’applique pas aux activités de réparation.
NOTE L'ISO 10432 fournit les exigences relatives à la réparation des vannes de sécurité de fond.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour 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 9000, Systèmes de management de la qualité — Principes essentiels et vocabulaire.
ISO 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel END.
)
1
ISO 10432:— , Industries du pétrole et du gaz naturel — Équipement de forage vertical — Vannes de
protection de fond de puits.
ISO 16070, Industries du pétrole et du gaz naturel — Équipement de fond de trou — Mandrins à clé d'ancrage
et sièges d'ancrage.
ANSI/NCSL Z 540-1, Calibration — Calibration Laboratories and Measuring and Test Equipment — General
Requirements.
1) À publier.
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ISO 10417:2004(F)
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
ligne de commande
conduit utilisé pour transmettre les signaux de commande aux vannes de sécurité de fond
3.2
système d’arrêt d’urgence
système de stations qui, lorsqu'elles sont activées, déclenchent un arrêt de l'installation
3.3
dispositif d'égalisation
mécanisme de vanne de sécurité de fond qui permet à la pression de formation de contourner le mécanisme
de fermeture d’une vanne de sécurité de fond
3.4
dispositif à sécurité intrinsèque
dispositif qui, en cas de perte de fluide de commande, passe automatiquement en position de sécurité
3.5
profondeur de pose à sécurité intrinsèque
profondeur maximale ramenée à la verticale à laquelle une vanne de sécurité de fond peut être installée et
fermée dans les conditions hydrostatiques les plus défavorables
3.6
maintenance
opérations d'entretien réalisées sur un système de vannes de sécurité de fond dans le cadre d'opérations
courantes
3.7
fabricant
principal agent dans la conception, la fabrication et la fourniture d'un système de vannes de sécurité de fond
d'origine
3.8
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 d’un système de vannes de sécurité de fond
3.9
exploitant
utilisateur d'un système de vannes de sécurité de fond
[ISO 10432]
3.10
orifice
étranglement calculé provoquant la perte de charge dans les vannes de sécurité de fond autopilotées par la
vitesse d'écoulement
3.11
conditionnement
enveloppe(s) ayant une intégrité structurale suffisante pour protéger le contenu de tout dommage ou
contamination, y compris les chocs et les conditions environnementales rencontrées pendant les différentes
phases du transport
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ISO 10417:2004(F)
3.12
pièce qualifiée
pièce fabriquée en vertu d'un programme reconnu d’assurance de la qualité et, dans le cas d'une pièce de
rechange, produite de manière à obtenir des performances au moins égales à celle de la pièce d’origine
produite par le fabricant de l'équipement d'origine (OEM)
NOTE L'ISO 9001 est un exemple de programme reconnu d'assurance de la qualité.
3.13
personnel qualifié
personnel qui dispose de caractéristiques ou d'aptitudes, acquises grâce à une formation et/ou de par son
expérience, mesurées en référence à des exigences, normes ou essais établis, et qui lui permettent de
remplir la fonction requise
3.14
remise en état
toute activité impliquant le remplacement de pièces qualifiées (3.12) dans les limites décrites en 5.3.3
3.15
réparation
toute activité, au delà du champ d'action de la remise en état, qui implique des opérations de démontage, de
remontage et des essais, avec ou sans remplacement de pièces qualifiées, et pouvant inclure des opérations
d'usinage, de soudage, de traitement thermique ou d'autres opérations de fabrication permettant de rétablir
les caractéristiques originales de fonctionnement de l'équipement
3.16
siège d’ancrage pour vanne de sécurité
tout logement contenant un profil conçu pour l'installation d'un mandrin à clé d’ancrage pour vanne de sécurité
de fond
NOTE Il peut comporter un orifice de communication avec une source extérieure pour le pilotage de la vanne de
sécurité de fond.
3.17
mandrin à clé d’ancrage pour vanne de sécurité
dispositif de retenue utilisé pour une vanne de sécurité de fond
3.18
dispositif automatique d'égalisation
mécanisme de vanne de sécurité de fond commandée depuis la surface (SCSSV) qui, au déclenchement
d'une séquence d'ouverture de la vanne de sécurité de fond, permet à la pression de formation de contourner
automatiquement le mécanisme de fermeture de la SCSSV
3.19
stockage
action de conserver un système de vannes de sécurité de fond, sans dommage ni contamination, une fois la
préparation achevée et avant ou après son utilisation sur le terrain, y compris le processus de transport
3.20
système de vannes de sécurité de fond (SSSV)
composants comprenant le système de commande en surface (3.2.4), la ligne de commande (3.1), la
vanne de sécurité de fond (3.23), la clé d’ancrage de la vanne de sécurité (3.17), le siège d’ancrage
pour vanne de sécurité (3.16), les raccords d'écoulement et d'autres composants de commande de fond
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ISO 10417:2004(F)
3.21
vanne de sécurité de fond commandée depuis la surface
SCSSV
vanne de sécurité de fond commandée depuis la surface par des moyens hydrauliques, électriques,
mécaniques ou d'autres moyens
3.22
vanne de sécurité de fond autopilotée
SSCSV
vanne de sécurité de fond actionnée par les caractéristiques du puits lui-même
NOTE Ces dispositifs sont généralement actionnés par la pression différentielle dans la SSCSV (type autopiloté par
la vitesse d'écoulement) ou par la pression dans la colonne de production au niveau de la SSCSV (type à haute ou basse
pression).
3.23
vanne de sécurité de fond
SSSV
dispositif dont la fonction théorique est d'empêcher un écoulement incontrôlé du puits, lorsqu'il est fermé
NOTE Ces dispositifs peuvent être installés et récupérés au câble ou par pompage (récupérables au câble) ou
peuvent faire partie intégrante de la colonne de production (vissés à la colonne de production)
[ISO 10432]
3.24
système de commande en surface
équipement de surface comprenant des manifolds, des capteurs et une source d'alimentation pour
commander la vanne de sécurité de fond commandée depuis la surface (SCSSV)
3.25
vanne de sécurité de surface
SSV
système de vanne automatique de tête de puits qui se ferme en cas de perte de la source d’alimentation
NOTE Lorsque ce terme est utilisé dans la présente Norme internationale, il englobe une vanne SSV et un
actionneur de SSV.
[ISO 10423]
3.26
transport
actions requises pour transporter un système de vannes de sécurité de fond d'un lieu géographique à un
autre
3.27
vanne de sécurité immergée
USV
système de vanne automatique (installé dans un lieu où les têtes de puits sont immergées) qui se ferme en
cas de perte de la source d’alimentation
NOTE Lorsque ce terme est utilisé dans la présente Norme internationale, il englobe une vanne USV et un
actionneur d’USV.
[ISO 10423]
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3.28
débit d’essai de puits
débit stabilisé auquel le puits est normalement exploité
4 Abréviations
ESD arrêt d'urgence
FSSD profondeur de pose avec sécurité intrinsèque
CND contrôle non destructif
OEM fabricant de l’équipement d’origine
SCSSV vanne de sécurité de fond commandée depuis la surface
SDV vanne d'arrêt
SSCSV vanne de sécurité de fond autopilotée
SSSV vanne de sécurité de fond
SSV vanne de sécurité de surface
SVLN siège d’ancrage pour vanne de sécurité
TFL pompage de train d'outils à travers une conduite
TRSV vanne de sécurité vissée à la colonne de production
TR-SCSSV vanne de sécurité de fond commandée depuis la surface et vissée à la colonne de production
USV vanne de sécurité immergée
5 Configuration du système
5.1 Généralités
Les systèmes de vannes de sécurité de fond sont installés pour empêcher tout écoulement incontrôlé d’un
puits lorsqu'ils sont actionnés. Ils comprennent les vannes de sécurité de fond commandées depuis la surface
(SCSSV) et les vannes de sécurité de fond autopilotées (SSCSV), qui sont positionnées au-dessous de la
tête de puits et au-dessous du niveau du sol/fond de mer et sont installées/récupérées avec la colonne de
production, par travail au câble et par pompage à travers une conduite, et leurs systèmes de commande (voir
Figure 1).
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Légende
1 bouchons fusibles
2 conduite ESD sous pression [207 kPa à 345 kPa (30 psi à 50 psi)]
3 conduite sous pression hydraulique/pneumatique vers la vanne latérale
4 signal pilote haut
5 signal pilote bas
6 coffret actionneur
7 actionneur hydraulique ou pneumatique de SSV latérale
8 actionneur hydraulique ou pneumatique de SSV maîtresse
9 alimentation des actionneurs [172 kPa (25 psi)]
10 pression hydraulique/pneumatique vers la vanne maîtresse
11 conduite sous pression hydraulique vers la SCSSV
12 poste d'arrêt d'urgence manuel à distance
13 conduite d’alimentation
14 ensemble épurateur de conduite d'écoulement
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15 conduite sous pression hydraulique vers la SCSSV
16 tableau de commande hydraulique/pneumatique
17 vanne de sécurité de fond commandée depuis la surface (SCSSV)
Figure 1 — Exemple: Système de vannes de sécurité de fond commandées depuis la surface
5.2 Exigences relatives au système
5.2.1 Généralités
Lorsqu'il définit la configuration du système, l'utilisateur/acheteur doit prendre en compte tous les éléments
pertinents et leur compatibilité. Ces éléments doivent comprendre ce qui suit: système de commande, ligne
de commande, passages et connecteurs pour tête de puits/olive de suspension de la colonne de production,
protecteurs de ligne de commande, fluide de commande (pour SCSSV), SSSV, raccords d'écoulement,
dispositifs d’ancrage et d'étanchéité (pour les vannes de sécurité installées par travail au câble), sièges
d’ancrage pour vanne de sécurité, outils associés et fluides exposés.
5.2.2 Installation
5.2.2.1 Généralités
L'utilisateur/acheteur doit s'assurer que l'installation et les essais d'installation du système de vannes de
sécurité de fond sont réalisés et approuvés par un personnel qualifié en utilisant des procédures
documentées et des critères d'acceptation conformément au manuel d’utilisation du fabricant et au manuel
d'intégration du système de l'exploitant. La configuration du système et les résultats d'essai d'installation
doivent faire partie des dossiers relatifs au puits (voir 5.4).
5.2.2.2 Système de commande
Le système de commande en surface doit comprendre les éléments nécessaires pour détecter des conditions
anormales pouvant contribuer à un écoulement incontrôlé du puits et doit transmettre à la vanne de sécurité
de fond commandée depuis la surface (SCSSV) le signal nécessaire pour provoquer sa fermeture.
Tous les éléments du système intégré doivent être analysés pour détecter les dangers potentiels pouvant
rendre le système vulnérable aux défaillances ou empêcher son utilisation sûre. Par exemple, aucun
réarmement automatique ne doit être incorporé dans le système de commande car cette fonction peut
provoquer la réouverture de la SCSSV alors qu'elle devrait rester fermée. Les systèmes doivent être conçus
et utilisés de manière à prendre en compte les dangers potentiels pour la sécurité d’utilisation.
Il est souhaitable d'intégrer le système de commande en surface des SCSSV dans le système de sécurité de
surface pour éviter toute redondance. Des dispositifs doivent être prévus dans le système intégré pour que les
perturbations courantes de la production n'aboutissent pas à une fermeture de la (des) SCSSV.
Lorsque des systèmes de commande hydrauliques ou pneumatiques sont utilisés, la pression d’essai de ces
systèmes doit être supérieure ou égale à la pression de service la plus élevée de ce système lorsqu'il est
installé. Il doit être vérifié que les composants du système sont capables de supporter toutes les conditions
environnementales prévues, y compris la température.
Pour les installations multipuits, le manifold du système de commande doit inclure des dispositions pour
l'isolement de chaque puits et de chaque SSSV.
Il convient d'installer les commandes d'arrêt d'urgence (ESD) à des emplacements stratégiques
conformément aux réglementations applicables et à une évaluation technique solide. Pour éviter la fermeture
de la SCSSV dans des conditions de plein débit dans le puits, une temporisation doit être prévue entre la
fermeture des vannes de tête de production commandées par l'ESD et la vanne de sécurité de fond
commandée depuis la surface (SCSSV). Il convient d'inverser la séquence d'ouverture lorsque les
installations de production reviennent à un fonctionnement normal. Ce mécanisme de temporisation doit être
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analysé avec soin et documenté pour vérifier qu'il n'engendre pas de dangers supplémentaires rendant le
système vulnérable aux défaillances.
Pour de plus amples informations, voir l'ISO 13628-6.
5.2.2.3 Ligne de commande
Avant l'installation, il est nécessaire de vérifier que la ligne de commande est remplie avec le fluide de
commande spécifié ayant la propreté spécifiée. Pendant l'installation, il faut s'assurer que, une fois
entièrement installée, la ligne de commande ne présente aucun dommage physique préjudiciable pouvant
provoquer une restriction du débit de fluide, une augmentation des contraintes ou constituer des sites
d'amorce de corrosion. Voir 5.3.1.7 pour les critères de sélection de la ligne de commande.
5.2.2.4 Passages et connecteurs pour tête de puits/olive de suspension de la colonne de
production
Les passages/connecteurs doivent avoir les caractéristiques suivantes et tenir compte des considérations
suivantes:
a) la pression nominale vérifiée doit être supérieure ou égale à la pression maximale de service prévue du
système de commande;
b) il faut veiller à ce que les passages minimaux soient supérieurs ou égaux à la ligne de commande;
c) les matériaux doivent être compatibles avec l'environnement de production et les autres fluides avec
lesquels ils peuvent entrer en contact;
d) une attention particulière doit être portée aux applications de matériaux d'étanchéité pour des pressions
de service supérieures ou égales à 68,9 MPa (10 000 psi);
e) la conception et l'emplacement de la sortie de la ligne de commande en tête de puits peuvent inclure une
vanne permettant la fermeture et l'isolement individuel du puits par le système de commande. Cette
vanne doit être maintenue en position ouverte pendant le fonctionnement normal et sa fermeture doit être
facilement identifiée car celle-ci rend la SCSSV inopérante.
5.2.2.5 Protecteurs de ligne de commande
Il convient d'utiliser des protecteurs de ligne de commande pour protéger celle-ci de tout dommage éventuel
(abrasion, écrasement, etc.) pouvant se produire pendant les opérations de descente/récupération après le
raccordement de la ligne de commande. Lorsqu'ils sont utilisés, il est recommandé d'installer au moins un
protecteur à chaque joint de la colonne de production. Les types à croisillon sont recommandés pour
empêcher le protecteur de se déplacer sur le joint du tube de production. Les protecteurs doivent avoir des
dimensions compatibles avec le diamètre et le raccordement des tubes de production, avec le diamètre et le
type de ligne de commande et avec le diamètre calibré du cuvelage.
5.2.2.6 Fluide de commande
Les exigences du 5.3.1.6 relatives à la sélection du fluide de commande s'appliquent.
5.2.2.7 Vanne de sécurité de fond (SSSV)
Il doit être vérifié que les vannes de sécurité de fond (SSSV) sélectionnées sont compatibles avec les
dimensions et les configurations des raccordements de la colonne de production et des conduites auxiliaires,
les diamètres calibrés de la colonne de production et du tubage, l'équipement permanent connexe du puits et
les outils d'entretien du puits, le fluide de commande et les autres fluides en contact avec l'équipement.
Les effluents du puits et les caractéristiques de production sont les principaux facteurs de sélection et de
conception.
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Les dépôts de minéraux, de paraffine et d'hydrates ont une incidence sur les performances de fermeture et il
convient de les prendre en compte lors de la détermination de la profondeur de pose, notamment pour les
vannes de sécurité de fond autopilotées (SSCSV).
5.2.2.8 Raccords d'écoulement
Les effets associés à l'entrée du flux peuvent avoir une incidence sur les performances de la vanne de
sécurité de fond (SSSV). Pour réduire les effets liés à la turbulence pendant la production, il convient que les
raccords d'écoulement soient considérés comme faisant partie intégrante de la colonne de production, aussi
bien en amont qu'en aval de la SSSV. Il convient que les raccords d'écoulement soient compatibles avec le
diamètre intérieur de la SSSV sur une grande longueur avant l'entrée de la SSSV et à la sortie. Dans
l'industrie, la pratique courante a consisté à prévoir une longueur minimale de 0,9 m (3 ft) à condition que
celle-ci dépasse 8 à 10 fois le diamètre intérieur de la colonne de production. Dans le cas des installations de
vannes de sécurité de fond commandées depuis la surface et vissées à la colonne de production
(TR-SCSSV), il convient que la longueur des raccords d'écoulement tienne compte des installations
ultérieures de vannes rapportées.
5.2.2.9 Mandrins à clé d’ancrage, sièges d’ancrage pour vanne de sécurité, dispositifs d'étanchéité
et outils associés
Il doit être vérifié que les mandrins à clé d’ancrage, les sièges d’ancrage pour vanne de sécurité, les
dispositifs d'étanchéité, les outils de descente et l'équipement associé sont compatibles avec les dimensions
et les configurations de l'équipement permanent connexe du puits et les outils d'entretien du puits. Les
installations et les récupérations
...
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