ISO 14310:2008

Petroleum and natural gas industries - Downhole equipment - Packers and bridge plugs

ISO 14310:2008 provides requirements and guidelines for packers and bridge plugs as defined herein for use in the petroleum and natural gas industry. ISO 14310:2008 provides requirements for the functional specification and technical specification, including design, design verification and validation, materials, documentation and data control, repair, shipment, and storage. In addition, products covered by ISO 14310:2008 apply only to applications within a conduit. Installation and maintenance of these products are outside the scope of ISO 14310:2008.

Industries du pétrole et du gaz naturel — Équipement de fond de trou — Garnitures d'étanchéité (packers) et bouchons mécaniques d'isolation de fond

L'ISO 14310:2008 prescrit les exigences et fournit les lignes directrices relatives aux garnitures d'étanchéité et aux bouchons mécaniques d'isolation de fond définis ci-après et destinés à être utilisés dans les industries du pétrole et du gaz naturel. Elle fournit des exigences de spécifications fonctionnelles et techniques pour la conception, la vérification et la validation de la conception, les matériaux, la maîtrise des documents et des données, la réparation, l'expédition et le stockage. En outre, les produits objet de l'ISO 14310:2008 sont uniquement utilisés pour des applications à l'intérieur d'un conduit. L'installation et la maintenance de ces produits ne relèvent pas du domaine d'application de l'ISO 14310:2008.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 21-Oct-2008
• ICS: 75.180.10 - Exploratory, drilling and extraction equipment
• Technical Committee: ISO/TC 67/SC 4 - Drilling and production equipment
• Drafting Committee: ISO/TC 67/SC 4/WG 4 - Production equipment
• Current Stage: 9092 - International Standard to be revised
• Start Date: 21-Aug-2024
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Revises: ISO 14310:2001 - Petroleum and natural gas industries - Downhole equipment - Packers and bridge plugs
• Effective Date: 15-Apr-2008

Overview - ISO 14310:2008 for packers and bridge plugs

ISO 14310:2008 specifies requirements and guidelines for downhole equipment-packers and bridge plugs-used in the petroleum and natural gas industries. The standard addresses functional and technical specifications including design, design verification and validation, materials, documentation and data control, repair, shipment, and storage. Products covered apply only to applications within a conduit (casing, tubing or liner). Installation and maintenance are outside the scope.

Key topics and requirements

• Definitions & scope: Clear definitions for terms such as packer, bridge plug, packing element, retrievable/repositionable/permanent devices, drift diameter, extrusion gap and performance envelope.
• Functional specification: Type description, well and operational parameters, environmental compatibility and compatibility with related well equipment.
• Design requirements: Engineering design criteria, material selection (including NACE/ISO 15156 compatibility for H2S environments), end connections and component classification (type 1/type 2).
• Design verification & validation: Procedures for verification and graded design validation (seven grades V6 to V0). V6 is the minimum where supplier-defined validation applies; complexity increases toward V0.
• Quality grades: Three quality grades (Q3 minimum, Q2 intermediate, Q1 highest) allowing purchaser-driven quality control and inspection levels.
• Manufacturing & supplier obligations: Documentation, data control, product identification, traceability (heat/job-lot traceable), non-conformance handling and assembly verification.
• Testing & performance: Requirements include performance envelope representation (differential pressure vs axial load), pressure reversal considerations, and validation by testing or scaled methods.
• Logistics: Requirements for repair, shipment and storage to maintain product integrity.

Practical applications - who uses ISO 14310:2008

• Downhole tool manufacturers - to design, validate, document and produce compliant packers and bridge plugs.
• Operators and service companies - to specify procurement, acceptance testing and quality requirements for downhole isolation tools.
• Procurement / quality assurance teams - to set inspection levels (AQL), traceability and supplier documentation expectations.
• Design and reliability engineers - to evaluate performance envelopes, material compatibility (including ISO 15156/NACE service) and risk of pressure reversal/extrusion.

Related standards

• ISO 11960 - steel casing and tubing
• ISO 15156 - materials for H2S-containing environments
• ISO 2859-1 - sampling procedures (AQL)
• ISO 3601 (O-rings) and ISO 9000 (quality management)
• ISO 9712 - NDT personnel qualification

ISO 14310:2008 helps align manufacturer practices and purchaser expectations for reliable downhole isolation tools, enabling consistent specification, testing and traceability in petroleum and natural gas operations.

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14310
Second edition
2008-11-01
Petroleum and natural gas industries —
Downhole equipment — Packers and
bridge plugs
Industries du pétrole et du gaz naturel — Équipement de fond de
trou — Garnitures d'étanchéité (packers) et bouchons mécaniques
d'isolation de fond
Reference number
©
ISO 2008
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Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Symbols and abbreviated terms . 5
5 Functional specification. 5
5.1 General. 5
5.2 Type description . 5
5.3 Well parameters . 6
5.4 Operational parameters . 6
5.5 Environmental compatibility. 6
5.6 Compatibility with related well equipment. 7
5.7 Design validation . 7
5.8 Quality control. 7
6 Technical specification . 7
6.1 General. 7
6.2 Technical characteristics. 8
6.3 Design requirements . 8
6.4 Design verification. 11
6.5 Design validation requirements . 11
6.6 Design changes . 17
6.7 Design validation by scaling . 17
6.8 Other validations. 18
6.9 Assembly verification. 18
7 Supplier's/manufacturer's requirements.18
7.1 General. 18
7.2 Documentation and data control. 18
7.3 Product identification. 20
7.4 Quality control. 20
8 Repair. 26
9 Shipment/storage. 26
Bibliography . 27

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 14310 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 14310:2001), which has been technically
revised.
iv © ISO 2008 – All rights reserved

Introduction
This International Standard has been developed by users/purchasers and suppliers/manufacturers of packers
and bridge plugs and is intended for use in the petroleum and natural gas industry worldwide. This
International Standard is intended to give requirements and information to both parties in the selection,
manufacture, testing and use of packers and bridge plugs. Further, this International Standard addresses
supplier/manufacturer requirements that set the minimum requirements with which it is necessary that
suppliers/manufacturers comply to claim conformity with this International Standard.
This International Standard has been structured to allow for grades of increased requirements both in quality
control and design validation. These variations allow the user/purchaser to select the grade required for a
specific application.
The three quality grades provide the user/purchaser with a choice of requirements to meet a specific
preference or application. Quality grade Q3 is the minimum grade of quality offered by this product standard.
Quality grade Q2 provides additional inspection and verification steps, and quality grade Q1 is the highest
grade provided. Additional quality requirements can be specified by the user/purchaser as supplemental
requirements.
Seven standard design-validation grades (V0 to V6) provide the user/purchaser with a choice of requirements
to meet a specific preference or application. Design validation grade V6 is the minimum grade and represents
equipment where the validation method has been defined by the supplier/manufacturer. The complexity and
severity of the validation testing increases as the grade number decreases.
It is necessary that users of this International Standard be aware that requirements above 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 necessary that the supplier/manufacturer identify
any variations from this International Standard.

INTERNATIONAL STANDARD ISO 14310:2008(E)

Petroleum and natural gas industries — Downhole
equipment — Packers and bridge plugs
1 Scope
This International Standard provides requirements and guidelines for packers and bridge plugs as defined
herein for use in the petroleum and natural gas industry. This International Standard provides requirements for
the functional specification and technical specification, including design, design verification and validation,
materials, documentation and data control, repair, shipment, and storage. In addition, products covered by this
International Standard apply only to applications within a conduit. Installation and maintenance of these
products are outside the scope of this International Standard.
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 9000, Quality management systems — Fundamentals and vocabulary
ISO 9712, Non-destructive testing — Qualification and certification of personnel
ISO 11960, Petroleum and natural gas industries — Steel pipes for use as casing or tubing for wells
ISO 15156, (all parts), Petroleum and natural gas industries — Materials for use in H S-containing
environments in oil and gas production
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
product comprised of more than one component
3.2
bridge plug
mechanical device installed in, and used for blocking fluid (liquid or gas) communication in, the conduit and
not installed in a designed receptacle
3.3
casing
pipe extending from the surface and intended to line the walls of a drilled well
3.4
casing size
nominal casing outside diameter (OD) as specified in ISO 11960
3.5
component
individual part of an assembly
3.6
conduit
casing, tubing or liner, either metallic or non-metallic
3.7
design validation
process of proving a design by testing to demonstrate conformity of the product to design requirements
NOTE Seven standard design validation grades (V6 to V0) are specified in 6.5.
[ISO/TS 29001]
3.8
design verification
process of examining the result of a given design or development activity to determine conformity with
specified requirements
NOTE These activities are described in 6.4.
[ISO/TS 29001]
3.9
drift diameter
minimum inside diameter (ID) of a packer, expressed as the OD of the drift bar utilized during assembly
inspection, as outlined in 7.4.11
3.10
end connection
thread or other mechanism connecting the packer or bridge plug to the conduit
3.11
exposed component
flow-wetted component (3.13), internally wetted component (3.18), and/or component contacted by well
fluid below the packing element
3.12
extrusion gap
radial gap between the maximum rated casing ID and the minimum OD immediately adjacent to the packing
element
3.13
flow-wetted component
component (3.5) that comes in direct contact with the dynamic movement of well fluids in the flow stream
3.14
gauge OD
maximum specified product OD
2 © ISO 2008 – All rights reserved

3.15
grade
category or rank given to different requirements for quality or design validation
3.16
heat-traceable
traceable to a unique heat treatment (heat) of material
3.17
inflatable packing element
packer or bridge plug packing element energized to form a seal by applying fluid pressure directly to the
element
3.18
internally wetted component
flow-wetted component (3.13) and any component out of the flow stream, but contacted by well fluids
through a port or other passage to the flow-wetted area
3.19
job lot
batch of material or components that have undergone the same process or series of processes
3.20
job-lot traceable
〈parts〉 identifiable as originating from a job lot that designates the included heat(s)
3.21
liner
pipe that does not extend from the surface and is intended to line the walls of a drilled well
3.22
mandrel
component(s) of a packer that contain(s) the end connections and provide(s) a conduit through the packer
3.23
manufacturing
process and actions performed by an equipment supplier/manufacturer that are necessary to provide finished
component(s), assemblies and related documentation that fulfil 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), assemblies and related documentation are surrendered to a transportation provider.
3.24
NACE service
packers or bridge plugs whose type 1 components (3.41) are manufactured from materials that comply with
ISO 15156 (all parts)
3.25
non-conformance
non-fulfilment of a specified requirement
3.26
packer
mechanical device with a packing element (3.27), not installed in a designed receptacle, used for blocking
fluid (liquid or gas) communication through the annular space between conduits by sealing off the space
between them
3.27
packing element
seal on a packer (3.26) or bridge plug (3.2) that blocks fluid communication by sealing on the ID of the
conduit
3.28
performance envelope
graph that illustrates the combined effects of differential pressure and axial loads on a packer or bridge plug at
the rated temperature
3.29
permanent packer
permanent bridge plug
bridge plug (3.2) or packer (3.26) that has no design feature for intact removal from the conduit,
necessitating substantial destruction for its removal
3.30
pressure reversal
change in the direction of the pressure differential across the packing element from above to below or vice
versa
3.31
qualified person
individual 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
effectively
3.32
repositionable packer
repositionable bridge plug
bridge plug (3.2) or packer (3.26) that meets the definition of retrievable packer (retrievable bridge plug)
(3.33) and has a design feature facilitating its relocation inside the conduit (without removal) while re-
establishing its intended function
3.33
retrievable packer
retrievable bridge plug
bridge plug (3.2) or packer (3.26) that has a design feature facilitating its removal from the conduit
substantially intact
3.34
seal
device providing a barrier to the passage of liquid and/or gas
3.35
shear device
component designed to disconnect under a predetermined load
3.36
standard service
packer (3.26) or bridge plug (3.2) whose components might or might not be manufactured from materials
that comply with ISO 15156 (all parts)
3.37
substantive design change
change to the design, identified by the supplier/manufacturer, that affects the performance of the product in
the intended service condition
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3.38
temperature-cycle range
specified range of temperature fluctuation over which the product is designed to operate
NOTE The temperature-cycle range is applicable anywhere within the product’s temperature range.
3.39
temperature range
specified range of temperature over which the product is designed to operate
3.40
tubing
pipe placed within a well to serve as a production or injection conduit
3.41
type 1 component
〈weld〉 component that isolates pressure and/or may be loaded in tension as the result of axial loads on the
packer or bridge plug during run-in, setting, in situ, or retrieval
3.42
type 2 component
〈weld〉 component that does not meet the criteria of a type 1 component (3.41)
4 Symbols and abbreviated terms
AQL Acceptance quality limit
COC Certificate of compliance
ID Inside diameter
MTR Material test report
NDE Non-destructive examination
OD Outside diameter
QC Quality control
5 Functional specification
5.1 General
The user/purchaser shall prepare a functional specification for ordering products that conform to this
International Standard and specify the following requirements and operating conditions, as applicable, and/or
identify the supplier’s/manufacturer's specific product. These requirements and operating conditions may be
conveyed by means of a dimensional drawing, data sheet or other suitable documentation.
5.2 Type description
The user/purchaser shall specify, as applicable, the following type:
⎯ packer or bridge plug;
⎯ permanent, retrievable or repositionable.
5.3 Well parameters
The user/purchaser shall specify, as applicable, the following well parameters:
⎯ dimensions, material, grade of the casing and tubing;
⎯ end connections above/below the packer or bridge plug;
⎯ well angle from the vertical at the setting position of the packer or bridge plug;
⎯ deviations and restrictions through which the packer or bridge plug is required to pass;
⎯ configuration of tubing (single or multiple strings) and other lines (electrical/hydraulic) that are required to
pass through or by-pass the packer;
⎯ relationship of packer or bridge plug with other well devices/tubing/casing by means of a well schematic
drawing, if applicable;
⎯ expected minimum and maximum values of production/injection pressures, pressure differentials,
temperatures, changes in temperatures and flow rates;
⎯ any other relevant well parameter(s).
5.4 Operational parameters
The user/purchaser shall specify, as applicable, any of the following operational parameters:
⎯ installation method, including conveyance method and setting method;
⎯ setting depth;
⎯ retrieving or repositioning method and number of repositionings, if applicable;
⎯ anticipated loading conditions, including combined loading (pressure, tension/compression) and torque,
applied to the packer or bridge plug prior to and during setting, during use and during retrieving;
⎯ expected setting temperature and anticipated temperature cycle during well operations;
⎯ size, type and configuration of devices that will be run through the packer, if applicable;
⎯ any other relevant operational parameters.
5.5 Environmental compatibility
5.5.1 General
If the user/purchaser has access to the corrosion property data of the operating environment based on
historical data and/or research, he shall state to the supplier/manufacturer which material(s) has/have the
ability to perform as required within the corrosion environment per the requirements of 5.5.3, as applicable.
Otherwise, material compatibility shall be specified according to 5.5.2.
5.5.2 Well environment
The user/purchaser shall identify the density, chemical/physical composition, and the condition of the fluid
and/or its components, including solid (sand production, scale, etc.), liquid and/or gaseous, to which the
packer or bridge plug is exposed during its expected life cycle.
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5.5.3 Material designation
5.5.3.1 If the user/purchaser chooses to specify materials, the following designations may be used:
⎯ standard service (3.36);
⎯ NACE service (3.24).
5.5.3.2 Material selection may be made for a group of components using the following designations:
⎯ flow-wetted components (3.13);
⎯ internally wetted components (3.18);
⎯ exposed components (3.11);
⎯ other components.
5.6 Compatibility with related well equipment
The user/purchaser, where applicable, shall specify the interface connection designs and material
requirements, free-passage requirements, and external/internal dimensional limitations necessary to ensure
that the product will conform to its expected application. The user/purchaser shall identify, as applicable, the
following:
⎯ top and bottom tubular connection(s) and the material and dimensions of the connections to the
conduit(s);
⎯ internal receptacle profile(s), bore dimensions(s), outside diameter, inside diameter and the respective
locations;
⎯ size, type and configuration of other products and conduits used in connection with this product.
5.7 Design validation
The user/purchaser shall specify the required design validation grade. This International Standard provides
seven standard design validation grades (V6 to V0), as defined in 6.5.
5.8 Quality control
The user/purchaser shall specify the required quality grade. This International Standard provides three quality
grades (Q3, Q2 and Q1) of quality control, as defined in 7.4.
6 Technical specification
6.1 General
The supplier/manufacturer shall prepare a technical specification that conforms to the requirements defined in
the functional specification. If the technical specification does not fully meet the functional requirements, the
supplier/manufacturer shall identify the differences to the user/purchaser. The supplier/manufacturer shall also
provide the user/purchaser with the product data sheet, as detailed in 7.2.3.
6.2 Technical characteristics
The following criteria shall be met.
⎯ The packer/bridge plug shall locate and seal at the specified location and remain so until intentional
intervention defines otherwise. Exceptions to this are the effects of casing failure.
⎯ While located and in service, the packer/bridge plug shall perform in accordance with the functional
specification.
⎯ Where applicable, the packer/bridge plug shall not compromise well intervention operations.
6.3 Design requirements
6.3.1 General
Products conforming to this International Standard shall be manufactured to drawings and specifications that
are substantially the same as those of the same size, type and model product that was validated.
6.3.2 Design documentation
Design of products manufactured to this International Standard shall include documentation of those designs.
This documentation shall include, as applicable, design requirements, assumptions, analysis methods,
comparison with previous designs or operating history of similar products, calculations, manufacturing
drawings and specifications, design reviews and/or physical testing results (such as design validation testing).
6.3.3 Materials
6.3.3.1 General
Materials (both metallic and non-metallic) and/or the service being provided shall be stated by the
supplier/manufacturer and shall be suitable for the class of service and the environment specified in the
functional specification. The supplier/manufacturer shall have documented specifications for all materials, and
all materials used shall comply with the supplier's/manufacturer's documented specifications.
The user/purchaser may specify materials for the specific use and corrosion environment in the functional
specification. If the supplier/manufacturer proposes to use another material, the supplier/manufacturer shall
state that this material has performance characteristics suitable for all parameters specified in the well and
production/injection parameters.
6.3.3.2 Metals
6.3.3.2.1 Specifications
The supplier's/manufacturer's specifications shall define the following:
a) chemical composition limits;
b) heat treatment conditions;
c) mechanical property limits:
⎯ tensile strength;
⎯ yield strength;
⎯ elongation;
⎯ hardness.
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6.3.3.2.2 Mechanical property verification
When required by the quality grade, the mechanical properties for type 1 metal components shall be verified
by tests conducted on a material sample produced from the same heat of material. The material sample shall
experience the same heat treatment process as the component it qualifies. Material subsequently heat-treated
from the same heat of material shall be hardness-tested after processing to confirm compliance with the
hardness requirements of the supplier's/manufacturer's specifications. The hardness results shall verify
through documented correlation that the mechanical properties of the material tested meet the properties
specified. The heat treatment process parameters shall be defined in a heat treatment procedure. Hardness
testing is the only mechanical property test required after stress relieving. Material test reports provided by the
material supplier/manufacturer are acceptable documentation when validated.
6.3.3.3 Non-metals
The supplier's/manufacturer's documented specifications for non-metallic compounds shall include handling,
storage and labelling requirements, including the cure date, batch number, compound identification and shelf
life, appropriate to each compound, and shall define those characteristics critical to the performance of the
material, such as
a) compound type;
b) mechanical properties, as a minimum:
⎯ tensile strength (at break);
⎯ elongation (at break);
⎯ tensile modulus (at 50 % or 100 %, as applicable);
c) compression set;
d) durometer hardness.
6.3.4 Performance rating
The supplier/manufacturer shall state the pressure, temperature and axial performance ratings, as applicable
for the products. For packers and bridge plugs validated to grade V4 through grade V0, a rated performance
envelope is required.
An example envelope is illustrated in Figure 1. The area within the boundaries defines the rated performance
envelope. The lines forming the boundary of the envelope are defined as the maximum operational limits for
the packer or bridge plug. Metal mechanical properties over the temperature range shall be considered when
determining performance ratings.
Rated performance envelopes shall meet the following criteria.
⎯ The rated performance envelope shall represent the supplier's/manufacturer's maximum ratings.
⎯ “Above” and “below” on the pressure axis are defined as above and below the product and not internal to
the product. If the envelope includes ratings based on pressure internal to the product, this shall be
specified with the envelope or handled as an additional graph.
⎯ Products with IDs shall be represented with the ID not plugged unless specified with the envelope.
⎯ Shear devices shall be represented at 100 % of their minimum shear value.
⎯ The ratings of the end connections shall not be included.
⎯ The minimum and maximum casing or tubing IDs shall be specified with the envelope. The envelope shall
be applicable over this entire specified ID range.
⎯ Axis and sign convention shall be oriented as shown in Figure 1.
⎯ More than one graph may be displayed with the envelope if a legend is included for explanation. For
example, various shear device options can be displayed, as shown in Figure 2.
⎯ The product(s) covered by the envelope shall be specified with the envelope.

Key
a
X1 presure, expressed in megapascals Above.
b
X2 pressure, expressed in pounds per square inch Below.
c
Y1 force, expressed in decanewtons Compression.
d
Y2 force, expressed in pounds Tensile.
NOTE Points labelled “A” are intersection points of two or more operational limits.
Figure 1 — Example of a rated performance envelope

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Key
X1 presure, expressed in megapascals 3 envelope for 20 000 daN (44 964 lb) shear ring
X2 pressure, expressed in pounds per square inch 4 envelope for 25 000 daN (56 205 lb) shear ring
a
Y1 force, expressed in decanewtons Above.
b
Y2 force, expressed in pounds Below.
c
1 envelope for 10 000 daN (22 482 lb) shear ring Compression.
d
2 envelope for 15 000 daN (33 723 lb) shear ring Tensile.
Figure 2 — Example of shear device options
6.4 Design verification
Design verification shall be performed to ensure that each packer and bridge plug design meets the
supplier's/manufacturer's technical specifications, including conveyance and removal methods/tools. Design
verification includes activities such as design reviews, design calculations, comparison with similar designs
and historical records of defined operating conditions. Verification results shall be approved by a qualified
person and records of the results shall become a portion of the design documentation.
6.5 Design validation requirements
6.5.1 General
This International Standard specifies seven grades of design validation for which the product shall be supplied.
Products shall be supplied to at least the design validation grade specified.
The supplier/manufacturer shall document the validation test procedure and results and shall have on file
material specifications and drawings that show all the applicable dimensions and tolerances of parts contained
in the validation-tested product. Pre-test and post-test dimensional inspection of critical operational areas, as
determined by the supplier/manufacturer, shall be conducted, documented and maintained by the
supplier/manufacturer. Validation test results and dimensional inspection results shall be approved by a
qualified person other than the person performing them and records of the results shall become a portion of
the design documentation.
The validation grades are the following:
⎯ V6: supplier/manufacturer-defined;
⎯ V5: liquid test;
⎯ V4: liquid test plus axial loads;
⎯ V3: liquid test plus axial loads plus temperature cycling;
⎯ V2: gas test plus axial loads;
⎯ V1: gas test plus axial loads plus temperature cycling;
⎯ V0: gas test plus axial loads plus temperature cycling plus zero bubble acceptance criterion.
Bridge plugs may be run and tested without axial load; however, all validation grades are applicable.
Products qualified to higher grades of design validation may be considered qualified for the lower grades of
design validation in accordance with Table 1.
Packers or bridge plugs validated to grade V5 through grade V0 shall not be rated for use in casing or tubing
sizes and masses (weights) that can have a maximum ID larger than the ID used in the validation test.
Table 1 — Design validation grade hierarchy
Design validation grade Grades covered
V0 V0, V1, V2, V3, V4, V5 and V6
V1 V1, V2, V3, V4, V5 and V6
V2 V2, V4, V5 and V6
V3 V3, V4, V5 and V6
V4 V4, V5 and V6
V5 V5 and V6
V6 V6
6.5.2 Validation test requirements
6.5.2.1 General
The supplier/manufacturer shall document all parameters and results of the evaluations that demonstrate
conformance to the validation grade. Test data shall identify the leak rate for the duration of the subject test. If
no leakage occurred, this shall be clearly stated.
12 © ISO 2008 – All rights reserved

6.5.2.2 Grade V6 — Supplier/manufacturer-defined
The supplier/manufacturer defines the validation method and acceptance criteria.
6.5.2.3 Grade V5 — Liquid test
The supplier/manufacturer shall adhere to the following test parameters and criteria for conformance to this
validation grade.
⎯ Set in maximum rated casing or tubing ID ± 0,76 mm (± 0,030 in) (see 6.5.1).
⎯ Set with the minimum rated setting force or pressure (± 10 %).
⎯ Test products with inflatable packing elements horizontally. Centralization at one end of the test fixture is
acceptable.
⎯ Products with no anchoring devices or anchoring devices that hold in one direction may be restrained by
the test fixture to prevent movement in the un-anchored direction(s).
⎯ Set and run entire test at or above maximum rated temperature.
⎯ Test at or above maximum rated differential pressure.
⎯ Perform a minimum of two pressure reversals at or above maximum rated pressure from above to below
or vice versa.
⎯ Use a liquid test medium of water, with or without additives, or hydraulic oil. The density shall be less than
3 3
1 100 kg/m (68,67 lb/ft ). Liquid shall be visibly free from particulate matter or other material that can
plug a small leak.
⎯ Maintain a minimum hold period of 15 min for pressure tests.
⎯ Acceptance criterion: no more than 1 % reduction in the maximum rated differential pressure over the
hold period after sufficient time has been allowed for stabilization. Time period for stabilization is at the
discretion of the supplier/manufacturer.
⎯ Use the supplier's/manufacturer's specified methods to remove the retrievable-type packers/bridge plugs
at the end of the test.
6.5.2.4 Grade V4 — Liquid plus axial load test
The supplier/manufacturer shall adhere to the following test parameters and criteria for conformance to this
validation grade.
⎯ Set in maximum rated casing or tubing ID ± 0,76 mm (± 0,030 in) (see 6.5.1).
⎯ Set with the minimum rated setting force or pressure (± 10 %).
⎯ Test products with inflatable packing elements horizontally. Centralization at one end of the test fixture is
acceptable.
⎯ Products with no anchoring devices or anchoring devices that hold in one direction may be restrained by
the test fixture to prevent movement in the un-anchored direction(s).
⎯ Set and run the entire test at or above the maximum rated temperature.
⎯ Test at or above the maximum rated differential pressure.
⎯ Perform a minimum of two pressure reversals at or above the maximum rated pressure from above to
below or vice versa.
⎯ Test to all intersection points of the rated performance envelope.
⎯ Test those packers or bridge plugs having shear-release features at their maximum rated shear load. For
safety, the shear device can be replaced with a stronger shear device that can adequately withstand the
maximum shear load.
⎯ Use a liquid test medium of water, with or without additives, or hydraulic oil. The density shall be less than
3 3
1 100 kg/m (68,67 lb/ft ). Liquid shall be visibly free from particulate matter or other material that can
plug a small leak.
⎯ Maintain a minimum hold period of 15 min for pressure tests.
⎯ Acceptance criterion: no more than 1 % reduction in the maximum rated differential pressure over the
hold period after sufficient time has been allowed for stabilization. The time period for stabilization is at
the discretion of the supplier/manufacturer.
⎯ Use the supplier's/manufacturer's specified methods to remove the retrievable-type packers/bridge plugs
at the end of the test.
6.5.2.5 Grade V3 — Liquid plus axial loads plus temperature cycling test
The supplier/manufacturer shall adhere to the following test parameters and criteria for conformance to this
validation grade.
⎯ Set in maximum rated casing or tubing ID ± 0,76 mm (± 0,030 in) (see 6.5.1).
⎯ Set with the minimum rated setting force or pressure (± 10 %).
⎯ Test products with inflatable packing elements horizontally. Centralization at one end of the test fixture is
acceptable.
⎯ Products with no anchoring devices or anchoring devices that hold in one direction may be restrained by
the test fixture to prevent movement in the un-anchored direction(s).
⎯ Set and run the entire test, except temperature cycling, at or above the maximum rated temperature.
⎯ Test at or above the maximum rated differential pressure.
⎯ Perform a minimum of two pressure reversals at or above the maximum rated pressure from above to
below or vice versa.
⎯ Test to all intersection points of the rated performance envelope.
⎯ Test those packers or bridge plugs having shear-release features at their maximum rated shear load. For
safety, the shear device can be replaced with a stronger shear device that can adequately withstand the
maximum shear load.
⎯ Test a minimum of one temperature cycle. Start the temperature cycle at or above the maximum rated
temperature and cool down by at least the maximum rated temperature-cycle range. A pressure hold is
required at the low end of the temperature-cycle range and after heating back up to the maximum rated
temperature.
⎯ Use a liquid test medium of water, with or without additives, or hydraulic oil. The density shall be less than
3 3
1 100 kg/m (68,67 lb/ft ). Liquid shall be visibly free from particulate matter or other material that can
plug a small leak.
14 © ISO 2008 – All rights reserved

⎯ Maintain a minimum hold period of 15 min for pressure tests.
⎯ Acceptance criterion: no more than 1 % reduction in the maximum rated differential pressure over the
hold period after sufficient time has been allowed for stabilization. The time period for stabilization is at
the discretion of the supplier/manufacturer.
⎯ Use the supplier's/manufacturer's specified methods to remove the retrievable-type packers/bridge plugs
at the end of the test.
6.5.2.6 Grade V2 — Gas plus axial load test
The supplier/manufacturer shall adhere to the following test parameters and criteria for conformance to this
validation grade.
⎯ Set in maximum rated casing or tubing ID ± 0,76 mm (± 0,030 in) (see 6.5.1).
⎯ Set with the minimum rated setting force or pressure (± 10 %).
⎯ Test products with inflatable packing elements horizontally. Centralization at one end of the test fixture is
acceptable.
⎯ Products with no anchoring devices or anchoring devices that hold in one direction may be restrained by
the test fixture to prevent movement in the un-anchored direction(s).
⎯ Set and run the entire test at or above the maximum rated temperature.
⎯ Test at or above the maximum rated differential pressure.
⎯ Perform a minimum of two pressure reversals at or above the maximum rated pressure from above to
below or vice versa.
⎯ Test to all intersection points of the rated performance envelope.
⎯ Test those packers or bridge plugs having shear-release features at their maximum rated shear load. For
safety, the shear device can be replaced with a stronger shear device that can adequately withstand the
maximum shear load.
⎯ Use a gas test medium of air, nitrogen or other gas or mixture of gases.
⎯ Maintain a minimum hold period of 15 min for pressure tests.
⎯ Acceptance criterion: no more than 20 cm of gas accumulated in a graduated cylinder over the hold
period after sufficient time has been allowed for stabilization. The time period for stabilization is at the
discretion of the supplier/manufacturer. The bubble rate shall not increase during the hold period.
Graduated cylinders for accumulated gas shall be at atmospheric pressure.
⎯ Use the supplier's/manufacturer's specified methods to retrieve the retrievable packers/bridge plugs at the
end of the test.
6.5.2.7 Grade V1 — Gas plus axial loads plus temperature cycling test
The supplier/manufacturer shall adhere to the following test parameters and criteria for conformance to this
validation grade.
⎯ Set in maximum rated casing or tubing ID ± 0,76 mm (± 0,030 in) (see 6.5.1).
⎯ Set with the minimum rated setting force or pressure (± 10 %).
⎯ Test products with inflatable packing elements horizontally. Centralization at one end of the test fixture is
acceptable.
⎯ Products with no anchoring devices or anchoring devices that hold in one direction may be restrained by
the test fixture to prevent movement in the un-anchored direction(s).
⎯ Set and run the entire test, except temperature cycling, at or above the maximum rated temperature.
⎯ Test at or above the maximum rated differential pressure.
⎯ Perform a minimum of two pressure reversals at or above the maximum rated pressure from above to
below or vice versa.
⎯ Test to all intersection points of the rated performance envelope.
⎯ Test those packers or bridge plugs having shear-release features at their maximum rated shear load. For
safety, the shear device can be replaced with a stronger shear device that can adequately withstand the
maximum shear load.
⎯ Test a minimum of one temperature cycle. Start the temperature cycle at or above the maximum rated
temperature and cool down by at least the maximum rated temperature-cycle range. A pressure hold is
required at the low end of the temperature-cycle range and after heating back up to the maximum rated
temperature.
⎯ Use a gas test medium of air, nitrogen, or other gas or mixture of gases.
⎯ Maintain a minimum hold period of 15 min for pres
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 14310
Deuxième édition
2008-11-01
Industries du pétrole et du gaz naturel —
Équipement de fond de trou — Garnitures
d'étanchéité (packers) et bouchons
mécaniques d'isolation de fond
Petroleum and natural gas industries — Downhole equipment —
Packers and bridge plugs
Numéro de référence
©
ISO 2008
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Version française parue en 2009
Publié en Suisse
ii © ISO 2008 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction.v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions .1
4 Symboles et termes abrégés.5
5 Spécification fonctionnelle.5
5.1 Généralités .5
5.2 Description du type .6
5.3 Paramètres du puits .6
5.4 Paramètres d'exploitation.6
5.5 Compatibilité environnementale.7
5.6 Compatibilité avec les équipements de puits correspondants .7
5.7 Validation de la conception.8
5.8 Maîtrise de la qualité .8
6 Spécification technique .8
6.1 Généralités .8
6.2 Caractéristiques techniques .8
6.3 Exigences de conception .8
6.4 Vérification de la conception .12
6.5 Exigences de validation de la conception .13
6.6 Modifications de la conception.19
6.7 Validation de la conception par extrapolation.19
6.8 Autres validations .20
6.9 Vérification de l'assemblage .20
7 Exigences du fournisseur/fabricant .20
7.1 Généralités .20
7.2 Maîtrise des documents et des données .21
7.3 Identification du produit .22
7.4 Maîtrise de la qualité .23
8 Réparation.29
9 Expédition/stockage.29
Bibliographie.30

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 14310 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 14310:2001), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
iv © ISO 2008 – Tous droits réservés

Introduction
La présente Norme internationale a été développée par les utilisateurs/acheteurs et les
fournisseurs/fabricants de garnitures d'étanchéité et de bouchons mécaniques d'isolation de fond et est
destinée à être utilisée dans l'industrie mondiale du pétrole et du gaz naturel. La présente Norme
internationale a pour but de fournir aux deux parties les exigences et les informations relatives à la sélection,
à la fabrication, aux essais et à l'utilisation des garnitures d'étanchéité (packers) et des bouchons mécaniques
d'isolation de fond. La présente Norme internationale indique en outre les exigences applicables aux
fournisseurs/fabricants qui établissent les critères minimaux auxquels les fournisseurs/fabricants doivent
satisfaire pour être en conformité avec la présente Norme internationale.
La présente Norme internationale a été structurée de manière à tenir compte de niveaux croissants
d'exigences, tant en matière de maîtrise de la qualité que de validation de la conception. Ces variations
permettent à l'utilisateur/acheteur de sélectionner la classe exigée pour une application spécifique.
Il existe trois niveaux de qualité, permettant à l'utilisateur/acheteur de choisir les exigences répondant à une
préférence ou à une application spécifique. Le niveau de qualité Q3 représente la qualité minimale proposée
par la présente norme de produit. Le niveau de qualité Q2 prévoit des phases supplémentaires de contrôle et
de vérification, tandis que le niveau de qualité Q1 constitue le niveau le plus élevé. L'utilisateur/acheteur peut
spécifier des exigences de qualité supplémentaires.
Il existe également sept niveaux normalisés de validation de la conception (V0 à V6) qui permettent à
l'utilisateur/acheteur de choisir les exigences répondant à une préférence ou à une application spécifique. Le
niveau V6 est le niveau minimal de validation de la conception; il s'applique à des équipements dont la
méthode de validation a été définie par le fournisseur/fabricant. La complexité et la sévérité des essais de
validation augmentent en fonction du niveau.
Il est nécessaire que les utilisateurs de la présente Norme internationale soient 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. Cela peut être notamment applicable en cas de technologie innovante ou en cours de
développement. Lorsqu'il existe une possibilité de choix, il est nécessaire que le fournisseur/fabricant identifie
les éventuels écarts par rapport à la présente Norme internationale.

NORME INTERNATIONALE ISO 14310:2008(F)

Industries du pétrole et du gaz naturel — Équipement de fond
de trou — Garnitures d'étanchéité (packers) et bouchons
mécaniques d'isolation de fond
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale prescrit les exigences et fournit les lignes directrices relatives aux
garnitures d'étanchéité et aux bouchons mécaniques d'isolation de fond définis ci-après et destinés à être
utilisés dans les industries du pétrole et du gaz naturel. La présente Norme internationale fournit des
exigences de spécifications fonctionnelles et techniques pour la conception, la vérification et la validation de la
conception, les matériaux, la maîtrise des documents et des données, la réparation, l'expédition et le
stockage. En outre, les produits objet de la présente Norme internationale sont uniquement utilisés pour des
applications à l'intérieur d'un conduit. L'installation et la maintenance de ces produits ne relèvent pas du
domaine d'application de la présente Norme internationale.
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 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 9000, Systèmes de management de la qualité — Principes essentiels et vocabulaire
ISO 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel
ISO 11960, Industries du pétrole et du gaz naturel — Tubes d'acier utilisés comme cuvelage ou tubes de
production dans les puits
ISO 15156 (toutes les parties), Industries du pétrole et du gaz naturel — Matériaux pour utilisation dans des
environnements contenant de l'hydrogène sulfuré (H S) dans la production de pétrole et de gaz
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
produit constitué de plusieurs composants
3.2
bouchon mécanique d'isolation de fond
dispositif mécanique monté à l'intérieur d'un conduit et utilisé pour empêcher l'écoulement de fluide (liquide ou
gaz) dans le conduit, qui n'est pas installé dans un logement conçu à cet effet
3.3
cuvelage
tube partant de la surface et utilisé pour revêtir les parois d'un puits de forage
3.4
dimension de cuvelage
diamètre extérieur (DE) nominal du cuvelage tel que spécifié dans l'ISO 11960
3.5
composant
partie individuelle d'un assemblage
3.6
conduit
cuvelage, colonne de production ou colonne perdue, qu'ils soient métalliques ou non métalliques
3.7
validation de la conception
processus permettant de vérifier une conception par des essais afin de démontrer la conformité du produit
aux exigences de conception
NOTE Le paragraphe 6.5 spécifie sept niveaux normalisés de validation de la conception (V6 à V0).
[ISO/TS 29001]
3.8
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
NOTE Ces activités sont décrites en 6.4.
[ISO/TS 29001]
3.9
diamètre de passage du mandrin
diamètre intérieur (DI) minimal d'une garniture d'étanchéité, exprimé comme étant le diamètre extérieur (DE)
du mandrin utilisé pendant le contrôle de l'assemblage, comme décrit en 7.4.11
3.10
raccordement d'extrémité
filetage ou autre mécanisme assurant la liaison entre la garniture d'étanchéité ou le bouchon mécanique
d'isolation de fond et le conduit
3.11
composant exposé
composant mouillé par l'écoulement du fluide (3.13), composant mouillé à l'intérieur (3.18), et/ou
composant en contact avec le fluide de production sous l'élément d'étanchéité
3.12
espace d'extrusion
espace radial entre le diamètre intérieur (ID) nominal maximal du cuvelage et le diamètre extérieur (DE)
minimal immédiatement adjacent à l'élément d'étanchéité
2 © ISO 2008 – Tous droits réservés

3.13
composant mouillé par l'écoulement du fluide
composant (3.5) en contact direct avec le mouvement dynamique du fluide de production dans le flux
d'écoulement
3.14
diamètre extérieur (DE) de calibre
diamètre extérieur (DE) maximal du produit spécifié
3.15
niveau
classe
catégorie ou rang donné aux différentes exigences en matière de qualité ou de validation de la conception
3.16
traçabilité de traitement thermique
traçabilité en référence à un traitement thermique (coulée) unique de matériau
3.17
élément d'étanchéité gonflable
élément d'étanchéité d'une garniture ou d'un bouchon mécanique d'isolation de fond auquel est directement
appliquée l'énergie de pression du fluide de manière à constituer un joint étanche
3.18
composant mouillé à l'intérieur
composant mouillé par l'écoulement du fluide (3.13) et tout composant hors du flux d'écoulement, mais en
contact avec des fluides de production par un orifice ou par tout autre passage vers la zone mouillée par le
fluide
3.19
lot de produits
lot de matériaux ou de composants qui ont subi le même processus ou série de processus
3.20
traçabilité de lot de produits
〈pièce〉 identifiable comme provenant d'un lot de produits donné qui renvoie sans équivoque à la (aux)
coulée(s) incluse(s)
3.21
colonne perdue
tube ne partant pas de la surface et utilisé pour revêtir les parois d'un puits de forage
3.22
mandrin
composant(s) d'une garniture d'étanchéité qui contien(nen)t les raccordements d'extrémité et constitue(nt) un
conduit traversant la garniture d'étanchéité
3.23
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(s)
composant(s), les assemblages et la documentation correspondante sont remis au prestataire de services de transport.
3.24
service NACE
garnitures d'étanchéité ou bouchons mécaniques d'isolation de fond dont les composants de type 1 (3.41)
sont fabriqués en matériaux conformes à l'ISO 15156 (toutes les parties)
3.25
non-conformité
non-satisfaction d'une exigence spécifiée
3.26
garniture d'étanchéité
packer
dispositif mécanique comportant un élément d'étanchéité (3.27), qui n'est pas placé dans un logement conçu
à cet effet, utilisé pour empêcher l'écoulement d'un fluide (liquide ou gaz) à travers l'espace annulaire entre
conduits en l'obturant
3.27
élément d'étanchéité
partie d'une garniture d'étanchéité (3.26) ou d'un bouchon mécanique d'isolation de fond (3.2) conçue
pour empêcher l'écoulement de fluide en obturant le diamètre intérieur du conduit
3.28
enveloppe de performances
diagramme illustrant les effets combinés de la pression différentielle et des charges axiales sur une garniture
d'étanchéité ou un bouchon mécanique d'isolation de fond à la température nominale
3.29
garniture d'étanchéité permanente
bouchon mécanique d'isolation de fond permanent
bouchon mécanique d'isolation de fond (3.2) ou garniture d'étanchéité (3.26) qui n'est pas conçu(e) pour
être retiré(e) intact(e) du conduit, et qui doit donc être sensiblement dégradé(e) pour pouvoir être enlevé(e)
3.30
inversion de pression
changement de sens du différentiel de pression dans l'élément d'étanchéité du haut vers le bas ou vice versa
3.31
personne qualifiée
individu qui dispose de caractéristiques ou d'aptitudes, acquises grâce à la formation et/ou à l'expérience,
mesurées en référence à des exigences établies telles que des normes ou des essais, et qui lui permettent
d'exécuter de manière efficace la fonction requise
3.32
garniture d'étanchéité repositionnable
bouchon mécanique d'isolation de fond repositionnable
bouchon mécanique d'isolation de fond (3.2) ou garniture d'étanchéité (3.26) qui répond à la définition
d'une garniture d'étanchéité récupérable (ou d'un bouchon mécanique d'isolation de fond récupérable)
(3.33) et qui, de par sa conception, peut être repositionné(e) dans le conduit (sans qu'il ne soit nécessaire de
le/la retirer) pour qu'il/elle puisse de nouveau remplir sa fonction prévue
3.33
garniture d'étanchéité récupérable
bouchon mécanique d'isolation de fond récupérable
bouchon mécanique d'isolation de fond (3.2) ou garniture d'étanchéité (3.26) qui est conçu(e) pour
pouvoir être retiré(e) sensiblement intact(e) du conduit
3.34
dispositif d'étanchéité
dispositif qui constitue un obstacle empêchant le passage d'un liquide et/ou d'un gaz
3.35
dispositif à cisaillement
composant conçu pour se déconnecter sous une charge prédéfinie
4 © ISO 2008 – Tous droits réservés

3.36
service normal
garniture d'étanchéité (3.26) ou bouchon mécanique d'isolation de fond (3.2) dont les composants
pourraient ou non être fabriqués en matériaux conformes à l'ISO 15156 (toutes les parties)
3.37
modification substantielle de la conception
modification de la conception, identifiée par le fournisseur/fabricant, qui affecte les performances du produit
dans les conditions de service prévues
3.38
plage de cycles de température
plage spécifiée de fluctuation de la température dans laquelle le produit est conçu pour fonctionner
NOTE La plage de cycles de température est applicable quelle que soit la plage de températures du produit.
3.39
plage de températures
plage de températures spécifiée dans laquelle le produit est conçu pour fonctionner
3.40
colonne de production
tubes placés dans un puits pour servir de conduit de production ou d'injection
3.41
composant de type 1
〈soudure〉 composant qui isole la source de pression et/ou qui peut être chargé en tension par application de
charges axiales sur la garniture d'étanchéité ou le bouchon mécanique d'isolation de fond lors de la descente,
de la mise en place, d'opérations in situ, ou de la récupération
3.42
composant de type 2
〈soudure〉 composant qui ne satisfait pas aux critères d'un composant de type 1 (3.41)
4 Symboles et termes abrégés
NQA Niveau de qualité acceptable
COC Certificat de conformité (Certificate of compliance)
DI Diamètre intérieur
'
MTR Rapport dessai de matériau (Material test report)
CND Contrôle non destructif
DE Diamètre extérieur
QC Maîtrise de la qualité (Quality control)
5 Spécification fonctionnelle
5.1 Généralités
L'utilisateur/acheteur doit élaborer une spécification fonctionnelle pour commander des produits conformes à
la présente Norme internationale et doit préciser les exigences et les conditions de service ci-après, s'il y a
lieu, et/ou identifier le produit spécifique du fournisseur/fabricant. Ces exigences et conditions de service
peuvent être exprimées au moyen de plans cotés, de fiches techniques ou de toute autre documentation
appropriée.
5.2 Description du type
L'utilisateur/acheteur doit, selon le cas, spécifier le type suivant:
⎯ garniture d'étanchéité ou bouchon mécanique d'isolation de fond;
⎯ permanent, récupérable ou repositionnable.
5.3 Paramètres du puits
L'utilisateur/acheteur doit, selon le cas, spécifier les paramètres suivants du puits:
⎯ dimensions, matériau, classe de cuvelage et de colonne de production;
⎯ raccordements d'extrémité au-dessus/au-dessous de la garniture d'étanchéité ou du bouchon mécanique
d'isolation de fond;
⎯ angle du puits par rapport à la verticale au point de mise en place de la garniture d'étanchéité ou du
bouchon mécanique d'isolation de fond;
⎯ déviations et obstacles que la garniture d'étanchéité ou le bouchon mécanique d'isolation de fond doit
traverser;
⎯ configuration de la colonne de production (trains de tiges simples ou multiples) et autres conduites
(électriques/hydrauliques) devant traverser ou contourner la garniture d'étanchéité;
⎯ relation entre la garniture d'étanchéité ou le bouchon mécanique d'isolation de fond et d'autres
dispositifs/colonnes de production/cuvelages du puits, illustrée, le cas échéant, par une représentation
schématique du puits;
⎯ valeurs minimales et maximales prévues des pressions de production/injection, des différentiels de
pression, des températures, des variations thermiques et des débits;
⎯ tout autre paramètre pertinent du puits.
5.4 Paramètres d'exploitation
L'utilisateur/acheteur doit, selon le cas, spécifier un ou plusieurs des paramètres d'exploitation suivants:
⎯ la méthode d'installation, y compris la méthode d'acheminement et la méthode de mise en place;
⎯ la profondeur de mise en place;
⎯ la méthode de récupération ou de repositionnement et, le cas échéant, le nombre de repositionnements
effectués;
⎯ les conditions de charge prévues, y compris les charges combinées (pression, tension/compression) et le
couple, appliqués à la garniture d'étanchéité ou au bouchon mécanique d'isolation de fond avant et
pendant la mise en place, en cours d'utilisation, et lors de la récupération;
⎯ la température de mise en place et le cycle de température prévus au cours des opérations d'exploitation
du puits;
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⎯ les dimensions, le type et la configuration des dispositifs qui traverseront, le cas échéant, la garniture
d'étanchéité;
⎯ tout autre paramètre d'exploitation pertinent.
5.5 Compatibilité environnementale
5.5.1 Généralités
Si l'utilisateur/acheteur a accès aux caractéristiques de corrosion de l'environnement d'utilisation, obtenues
sur la base de données historiques et/ou de résultats d'études, il doit indiquer au fournisseur/fabricant le(s)
matériau(x) capable(s) de réagir de la manière requise à l'environnement corrosif, compte tenu, s'il y a lieu,
des exigences du 5.5.3. Dans le cas contraire, la compatibilité des matériaux doit être spécifiée conformément
au 5.5.2.
5.5.2 Environnement du puits
L'utilisateur/acheteur doit identifier la masse volumique, la composition physico-chimique, ainsi que l'état du
fluide et/ou de ses constituants, y compris les matières solides (production de sable, dépôts, etc.), liquides
et/ou gazeuses auxquelles la garniture d'étanchéité ou le bouchon mécanique d'isolation de fond est exposé
au cours de son cycle de vie prévu.
5.5.3 Désignation des matériaux
5.5.3.1 Si l'utilisateur/acheteur choisit de spécifier des matériaux particuliers, il peut utiliser les
désignations suivantes:
⎯ service normal (3.36);
⎯ service NACE (3.24).
5.5.3.2 Les matériaux peuvent être sélectionnés pour un groupe particulier de composants en utilisant
les désignations suivantes:
⎯ composants mouillés par l'écoulement du fluide (3.13);
⎯ composants mouillés à l'intérieur (3.18);
⎯ composants exposés (3.11);
⎯ autres composants.
5.6 Compatibilité avec les équipements de puits correspondants
L'utilisateur/acheteur doit préciser, le cas échéant, la conception des raccordements d'interface, les exigences
relatives aux matériaux et au libre passage ainsi que les limites dimensionnelles extérieures/intérieures
nécessaires pour assurer la conformité du produit à l'application prévue. L'utilisateur/acheteur doit, le cas
échéant, identifier les éléments suivants:
⎯ les raccordements supérieurs et inférieurs du matériel tubulaire, ainsi que le matériau et les dimensions
des raccordements au(x)conduit(s);
⎯ le(s) profil(s) de logements internes, la(les) dimensions(s) du forage, le diamètre extérieur, le diamètre
intérieur et leurs positions respectives;
⎯ la dimension, le type et la configuration d'autres éléments et conduits utilisés conjointement au produit.
5.7 Validation de la conception
L'utilisateur/acheteur doit spécifier le niveau requis de validation de la conception. La présente Norme
internationale prévoit sept niveaux normalisés de validation de la conception (V6 à V0), tels que définis en 6.5.
5.8 Maîtrise de la qualité
L'utilisateur/acheteur doit spécifier le niveau de qualité requis. La présente Norme internationale prévoit trois
niveaux de maîtrise de la qualité (Q3, Q2 et Q1), tels que définis en 7.4.
6 Spécification technique
6.1 Généralités
Le fournisseur/fabricant doit rédiger une spécification technique conforme aux exigences définies dans la
spécification fonctionnelle. Si la spécification technique ne satisfait pas pleinement aux exigences
fonctionnelles, le fournisseur/fabricant doit identifier les écarts et les soumettre à l'utilisateur/acheteur. Le
fournisseur/fabricant doit également fournir à l'utilisateur/acheteur la fiche technique de produit, telle que
détaillée en 7.2.3.
6.2 Caractéristiques techniques
Les critères suivants doivent être remplis.
⎯ La garniture d'étanchéité/bouchon mécanique d'isolation de fond doit être placé(e) à l'endroit spécifié, en
assurer l'étanchéité et demeurer en l'état jusqu'à ce qu'il en soit décidé autrement par une intervention
volontaire, sauf lorsqu'il s'agit de pallier les effets d'une défaillance du cuvelage.
⎯ Une fois en place et en service, la garniture d'étanchéité/bouchon mécanique d'isolation de fond doit
fonctionner conformément à la spécification fonctionnelle.
⎯ Le cas échéant, la garniture d'étanchéité/bouchon mécanique d'isolation de fond ne doit pas
compromettre les interventions sur le puits.
6.3 Exigences de conception
6.3.1 Généralités
Les produits conformes à la présente Norme internationale doivent être fabriqués sur la base de plans et de
spécifications sensiblement identiques à ceux du produit préalablement validé ayant les mêmes dimensions,
type et modèle.
6.3.2 Documentation relative à la conception
La conception de produits fabriqués conformément à la présente Norme internationale doit inclure la
documentation relative aux modèles correspondants. Cette documentation doit inclure, s'il y a lieu, les
exigences de conception, les hypothèses de base, les méthodes d'analyse, la comparaison avec des
conceptions précédentes ou avec l'historique de fonctionnement de produits similaires, les calculs, les plans
et spécifications de fabrication, les revues de conception et/ou les résultats d'essais physiques (comme par
exemple des essais de validation de la conception).
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6.3.3 Matériaux
6.3.3.1 Généralités
Les matériaux (tant métalliques que non métalliques) et/ou le service prévu doivent être déclarés par le
fournisseur/fabricant et doivent convenir à la classe de service et à l'environnement définis dans la
spécification fonctionnelle. Le fournisseur/fabricant doit disposer de spécifications écrites pour tous les
matériaux utilisés; ceux-ci doivent également être conformes aux spécifications écrites du
fournisseur/fabricant.
L'utilisateur/acheteur peut indiquer, dans la spécification fonctionnelle, des matériaux adaptés aux conditions
particulières d'utilisation et d'environnement corrosif. Si le fournisseur/fabricant propose d'utiliser un autre
matériau, le fournisseur/fabricant doit déclarer que ce matériau a des caractéristiques de performance
adaptées à l'ensemble des paramètres spécifiés du puits ainsi qu'aux paramètres de production/injection.
6.3.3.2 Métaux
6.3.3.2.1 Spécifications
Les spécifications du fournisseur/fabricant doivent définir les éléments suivants:
a) les limites de composition chimique;
b) les conditions de traitement thermique;
c) les limites de propriétés mécaniques:
⎯ résistance à la traction;
⎯ limite d'élasticité;
⎯ allongement;
⎯ dureté.
6.3.3.2.2 Vérification des propriétés mécaniques
Lorsque le niveau de qualité l'exige, les propriétés mécaniques des composants métalliques de type 1 doivent
être vérifiées par des essais réalisés sur un échantillon de matériau provenant de la même coulée de
matériau. L'échantillon de matériau doit subir le même traitement thermique que celui spécifié pour le
composant qu'il qualifie. Le matériau de la même coulée soumis ultérieurement à un traitement thermique doit
faire l'objet d'essais de dureté après traitement afin de s'assurer de la conformité aux exigences de dureté
spécifiées par le fournisseur/fabricant. Les résultats des essais de dureté doivent confirmer, sur la base d'une
corrélation écrite, que les propriétés mécaniques du matériau soumis à essai satisfont aux exigences
spécifiées. Les paramètres du procédé de traitement thermique doivent être définis dans un mode opératoire
de traitement thermique. La dureté est la seule propriété mécanique devant faire l'objet d'un essai après la
détente. Une fois validés, les rapports d'essai du matériau établis par le fournisseur/fabricant constituent une
documentation acceptable.
6.3.3.3 Matériaux non métalliques
Les spécifications écrites du fournisseur/fabricant de composites non métalliques doivent inclure les
exigences de manutention, de stockage et d'étiquetage, y compris la date de péremption, le numéro de lot,
l'identification du composite et la durée de conservation, appropriées pour chaque composite, et doivent
définir les caractéristiques critiques pour les performances du matériau, telles que:
a) le type de composite;
b) les propriétés mécaniques, qui comprennent au minimum:
⎯ la résistance à la traction (de rupture);
⎯ l'allongement (à la rupture);
⎯ le module d'élasticité en traction (à 50 % ou 100 %, selon le cas);
c) la déformation rémanente à la compression;
d) la dureté déterminée au duromètre.
6.3.4 Caractéristiques nominales de fonctionnement
Le fournisseur/fabricant doit déclarer la pression, la température et, le cas échéant, les caractéristiques de
fonctionnement axial des produits. Pour les garnitures d'étanchéité et les bouchons mécaniques d'isolation de
fond validés en vertu des niveaux V4 à V0, il est exigé une enveloppe nominale de performances.
La Figure 1 illustre un exemple d'enveloppe. Les limites de l'aire inscrite définissent l'enveloppe nominale de
performances. Les lignes constituant les limites de l'enveloppe sont définies comme étant les limites
maximales de fonctionnement pour la garniture d'étanchéité ou le bouchon mécanique d'isolation de fond.
Pour la détermination des caractéristiques nominales de fonctionnement, il faut tenir compte des propriétés
mécaniques du métal dans la plage de température correspondante.
Les enveloppes nominales de performances doivent satisfaire aux critères suivants:
⎯ l'enveloppe nominale de performances doit représenter les caractéristiques nominales maximales du
fournisseur/fabricant;
⎯ «au-dessus» et «au-dessous» de l'axe des pressions signifient au-dessus et au-dessous du produit et
non à l'intérieur du produit. Si l'enveloppe inclut des caractéristiques nominales fondées sur la pression
interne du produit, celle-ci doit être spécifiée avec l'enveloppe ou traitée comme un diagramme
additionnel;
⎯ les produits ayant des diamètres intérieurs (DI) doivent être représentés avec un DI non obturé à moins
que cela ne soit spécifié avec l'enveloppe;
⎯ les dispositifs à cisaillement doivent être représentés à 100 % de leur valeur minimale de cisaillement;
⎯ les caractéristiques nominales des raccordements d'extrémité ne doivent pas être incluses;
⎯ les diamètres intérieurs minimaux et maximaux du cuvelage ou de la colonne de production doivent être
spécifiés avec l'enveloppe. L'enveloppe doit être applicable sur l'ensemble de la gamme spécifiée de
diamètres intérieurs;
⎯ les axes et les signes doivent, par convention, être orientés comme illustré à la Figure 1;
⎯ il est admis de présenter plusieurs graphes avec l'enveloppe si une légende explicative est incluse. Par
exemple, diverses options de dispositifs à cisaillement peuvent être présentées, comme illustré à
la Figure 2;
⎯ le(s) produit(s) concerné(s) par l'enveloppe doit(vent) être spécifié(s) avec l'enveloppe.
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Légende
a
X1 pression, en mégapascals Au-dessus.
b
X2 pression, en livres par pouce carré Au-dessous.
c
Y1 force, en décanewtons Compression.
d
Y2 force, en livres Traction.
NOTE Les points marqués «A» sont les points d'intersection de deux ou plusieurs limites de fonctionnement.
Figure 1 — Exemple d'enveloppe nominale de performances
Légende
X1 pression, en mégapascals 1 enveloppe pour anneau de cisaillement de 10 000 daN (22 482 lb)
X2 pression, en livres par pouce carré 2 enveloppe pour anneau de cisaillement de 15 000 daN (33 723 lb)
Y1 force, en décanewtons 3 enveloppe pour anneau de cisaillement de 20 000 daN (44 964 lb)
Y2 force, en livres 4 enveloppe pour anneau de cisaillement de 25 000 daN (56 205 lb)
a
Au-dessus.
b
Au-dessous.
c
Compression.
d
Traction.
Figure 2 — Exemple d'options de dispositifs à cisaillement
6.4 Vérification de la conception
Une vérification de la conception doit être réalisée afin de s'assurer que chaque conception de garniture
d'étanchéité et de bouchon mécanique d'isolation de fond est conforme aux spécifications techniques du
fournisseur/fabricant, y compris pour ce qui concerne les méthodes/outils d'acheminement et d'enlèvement.
La vérification de la conception inclut des activités telles que les revues de conception, les calculs théoriques
et la comparaison avec des conceptions similaires et des enregistrements historiques dans des conditions de
service définies. Les résultats de la vérification doivent être approuvés par une personne qualifiée et les
enregistrements des résultats doivent être intégrés à la documentation de la conception.
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6.5 Exigences de validation de la conception
6.5.1 Généralités
La présente Norme internationale spécifie sept niveaux de validation de la conception en vertu desquels le
produit doit être fourni. Les produits fournis doivent être au moins conformes au niveau spécifié de validation
de la conception.
Le fournisseur/fabricant doit consigner par écrit le mode opératoire des essais de validation et les résultats
obtenus. Il doit conserver en archive les spécifications des matériaux et les plans montrant l'ensemble des
dimensions et tolérances applicables aux parties constitutives du produit soumis aux essais de validation. Les
zones critiques du point de vue du fonctionnement, déterminées par le fournisseur/fabricant, doivent faire
l'objet d'un contrôle dimensionnel avant et après les essais. Ce contrôle doit être réalisé, consigné et tenu à
jour par le fournisseur/fabricant. Les résultats des essais de validation et de contrôle dimensionnel doivent
être approuvés par une personne qualifiée autre que la personne chargée de les réaliser et les
enregistrements des résultats doivent être intégrés à la documentation de la conception.
Les niveaux de validation sont les suivants:
⎯ V6: défini par le fournisseur/fabricant;
⎯ V5: essai d'étanchéité aux liquides;
⎯ V4: essai d'étanchéité aux liquides plus charges axiales;
⎯ V3: essai d'étanchéité aux liquides plus charges axiales plus cycles de température;
⎯ V2: essai d'étanchéité aux gaz plus charges axiales;
⎯ V1: essai d'étanchéité aux gaz plus charges axiales plus cycles de température;
⎯ V0: essai d'étanchéité aux gaz plus charges axiales plus cycles de température plus critère d'acceptation
«zéro bulle».
Les bouchons mécaniques d'isolation de fond peuvent être mis en œuvre et soumis à essai sans charge
axiale; tous les niveaux de validation sont cependant applicables.
Les produits qualifiés en vertu de niveaux supérieurs de validation de la conception peuvent être considérés
qualifiés pour les niveaux inférieurs de validation de la conception conformément au Tableau 1.
Les garnitures d'étanchéité ou les bouchons mécaniques d'isolation de fond validés en vertu des niveaux V5 à
V0 ne doivent pas être qualifiés pour une utilisation avec des dimensions et des masses (poids) de cuvelage
ou de colonne de production dont le DI maximal peut être supérieur au DI utilisé lors de l'essai de validation.
Tableau 1 — Hiérarchie des niveaux de validation de la conception
Niveau de validation de la
Niveaux pris en charge
conception
V0 V0, V1, V2, V3, V4, V5 et V6
V1 V1, V2, V3, V4, V5 et V6
V2 V2, V4, V5 et V6
V3 V3, V4, V5 et V6
V4 V4, V5 et V6
V5 V5 et V6
V6 V6
6.5.2 Exigences relatives aux essais de validation
6.5.2.1 Généralités
Le fournisseur/fabricant doit consigner par écrit tous les paramètres et les résultats des évaluations
démontrant la conformité au niveau de validation. Les données d'essai doivent indiquer le débit de fuite
pendant toute la durée de l'essai en question. S'il n'y a aucune fuite, cela doit être clairement indiqué.
6.5.2.2 Niveau V6 — Défini par le fournisseur/fabricant
Le fournisseur/fabricant définit la méthode de validation et les critères d'acceptation.
6.5.2.3 Niveau V5 — Essai d'étanchéité aux liquides
Le fournisseur/fabricant doit se conformer aux paramètres et critères d'essai suivants pour satisfaire à ce
niveau de validation.
⎯ Mise en place dans un cuvelage ou une colonne de production dont la dimension est égale au DI nominal
maximal ± 0,76 mm (± 0,030 pouces) (voir 6.5.1).
⎯ Mise en place en utilisant la force ou pression nominale minimale de pose (± 10 %).
⎯ Essai en position horizontale des produits comportant des éléments d'étanchéité gonflables. Le centrage
à une extrémité du montage d'essai est admissible.
⎯ Les produits sans dispositif d'ancrage ou dont les dispositifs d'ancrage assurent le maintien dans une
seule direction peuvent être retenus par le montage d'essai afin d'empêcher tout mouvement dans la(les)
direction(s) n'ayant pas de point d'ancrage.
⎯ Mise en place et réalisation de l'ensemble de l'essai à une température supérieure ou égale à la
température nominale maximale.
⎯ Réalisation de l'essai à une pression différentielle supérieure ou égale à la pression différentielle
nominale maximale.
⎯ Effectuer au minimum deux inversions de pression, à au moins la valeur maximale de la pression
nominale, de la pression supérieure à la pression inférieure ou vice versa.
⎯ Pour l'essai d'étanchéité aux liquides, utiliser comme fluide de l'eau, avec ou sans additifs, ou une huile
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hydraulique. La masse volumique doit être inférieure à 1 100 kg/m (68,67 lb/ft ). Le liquide doit être
visiblement exempt de matières particulaires ou autres qui peuvent boucher la source d'une légère fuite.
⎯ Maintenir la pression pendant au moins 15 min pour les essais sous pression.
⎯ Critère d'acceptation: après une durée de stabilisation suffisante, la réduction de la valeur maximale de
pression différentielle nominale ne doit pas être supérieure à 1 % sur la période de maintien. La durée de
stabilisation est à la discrétion du fournisseur/fabricant.
⎯ À l'issue de l'essai, utiliser les méthodes spécifiées par le fournisseur/fabricant pour retirer les garnitures
d'étanchéité/bouchons mécaniques d'isolation de fond de type récupérable.
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6.5.2.4 Niveau V4 —
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