GB/T35146-2017
石油天然气工业海上钻井和修井设备
Petroleumandnaturalgasindustries—Offshoredrillingandworkoverequipment
- 中国标准分类号（CCS）E92
- 国际标准分类号（ICS）75.180.10
- 实施日期2018-07-01
- 文件格式PDF
- 文本页数62页
- 文件大小5.95M
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石油天然气工业海上钻井和修井设备
国家标准 GB/T35146一2017 石油天然气工业 海上钻井和修井设备 Petroleumandnaturalgasindustries- Oftshoredrilingandworkowerequipment 2017-12-29发布 2018-07-01实施 中华人民共利国国家质量监督检验检疙总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T35146一2017 次 目 前言 范围 2 规范性引用文件 3 术语、定义和缩略语
3.1术语和定义 3.2缩略语 技术要求 4.1设计原则 4.2材料和焊接 管道系统 2 4.3 士4电气自动化和安全系统 25 26 钻井系统和设备 4.5 4.6修井系统和设备 49 制造、工艺和试验 53 5.1概述 53 5.2制造 54 5.3无损检测(NDT) 55 5.4试验 55 参考文献 58 表1安全系统和功能分类 12 表2最安全条件和相应输出电路配置 13 表3最长可用时间 18 表平均最小夏比V型缺口冲击功 19 表
平均夏比V型缺口冲击试样修正系数 表
螺检材料性能分类 20 ?3 表" 钢管的腐蚀裕度 设计系数 30 8 表 表9修井相关结构技术要求 50 表10承压件和管道焊接的NDT范围 55 表11结构焊缝的最低NDT 56 表12提升设备的试验载荷 57
GB/35146一2017 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会(SAC/TC96)提出并归口
本标准起草单位;宝鸡石油机械有限责任公司、国家油气钻井装备工程技术研究中心、中海油研究 总院、中海油田服务股份有限公司、船级社海工审图中心,兰石石油装备工程有限公司、四川宏华石 油设备有限公司、中石化石油工程机械有限公司四机厂、中石油钻井工程技术研究院江汉机械研究所 南阳二机石油装备集团股份有限公司
本标准主要起草人;马广蛇、王春春、杨向前、王维旭,凌爱军、吴新胜、冯云、鲁献、范亚民、高杭、 朱再思,刘勇、全兆盘、杨玉刚
GB/35146一2017 石油天然气工业 海上钻井和修井设备 范围 本标准规定了石油天然气工业海上石油钻井设备、修井设备和辅助设备的设计原则、材料、,焊接、结 构、试验程序和要求
本标准适用于在各种类型移动式和固定式海上钻井和修井平台上新安装使用的钻井设备、修井设 备和辅助设备的设计和建造,在役设备适用时可参照执行
本标准适用于从概念设计到建造完成的全部过程,也包括大修
本标准给出的技术和程序上的要求也适用于临时安装的设备
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件
GB/T3098.12010紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱(Iso898-1;2009,MoD) GB/T3098.2紧固件机械性能螺母(GB/T3098.22015,IsO898-2;2012,MOD GB/T4208外壳防护等级(IP代码)(GB/T4208一2017,IEc60529;2013,IDT)y GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证(GB/T94452015,Iso97122012,IDT) GB/T17744石油天然气工业钻井和修井设备 GB/T19190石油天然气工业钻井和采油提升设备 GB/T19869.1钢、镍及镍合金的焊接工艺评定试验 GB/T20174石油天然气工业钻井和采油设备钻通设备(GB/T201742006,Iso13533: 2001,MOD) GB/T20972(所有部分)石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料[Iso15156(所 有部分] GB/T25428石油天然气工业钻井和采油设备钻井和修井井架,底座 GB/T30217.1石油天然气工业钻井和采油设备第1部分;海洋钻井隔水管设备的设计和操 作(GB/30217.12013,ISO13624-1;2009,IDT)y NB/T47013.2承压设备无损检测第2部分;射线检测 NB/T47013.3承压设备无损检测第3部分;超声检测 NB/T47013.4承压设备无损检测第4部分;磁粉检测 NB/T47013.5承压设备无损检测第5部分;渗透检测 SY/T5053.2钻井井口控制设备及分流设备控制系统规范(sY/T5053.2-2007,APISpec16D 1993,IDT SY/T5323石油天然气工业钻井和采油设备节流和压井设备(SY/T5323一2016,APISpee 16C;2015,MOD) SY/T6666石油天然气工业用钢丝绳的使用和维护推荐作法(sY/T6666一2012,APRP9B: 2005,MOD)
GB/T35146一2017 SY/T6667分流器系统设备及作业推荐作法(SY/T6667一2006,APIRP64;2001,IDT) sY/T6868钻井作业用防喷设备系统(SY/T6868一2016,APISTD53;2012,MOD SY/T6913海洋钻井隔水管设备规范(SY/T6913一2012,APISpec16F:2004,MOD) SY/T10033海上生产平台基本上部设施安全系统的分析、设计、安装和测试的推荐作法 SY/Tl100332000,APIRP14C:1994,IDT 材料与焊接规范(2015)船级社(CCS) 海上移动平台人级规范(2016)船级社(CCS) 钻井装置发证指南:GD022006船级社(CCS) 中华人民其和园国家经济贸易委员会 海上固定平台安全规则(2000 so13628-7石油天然气工业水下生产系统的设计与操作第7部分;完井/修井隔水管系统 PetroleumandnaturalgasindustriesDesignandoperationofsubseaproductionsystemsPart7: Completion/workoverrisersystems) IsO13628-1l1石油天然气工业水下生产系统的设计与操作第11部分;水下和海上用挠性管 系统(Petroleumandnaturalgasindustries一Designandoperationofsubseaproductionsystems一Part 11:Flexiblepipesystemsforsubseaandmarineapplications) ANSI2.1通用管螺纹(英制)(干密封除外[PipeThreads,GeneralPurpose(Ineh)(ExceptDr yseal刀 ANSI/ASMEB31.3:2012工艺管道系统(ProcessPiping) ASME锅炉和压力容器规范,第卷焊接、针接和粘接评定(ASMEBoiler
andDreSsurevessel ,SeetionIX,weldingandbrazingqualifieations) code ASTMAl93/A193M高温高压和其他专用合金钢和不锈钢用栓接材料标准规范(Stan andard specificafionforAlloysteelandstainlessstee stelbotingmaterialsforhethtemperatueor rhighpressure serviceandotherspecialpurpose applieations) AwsD1.1/D1.1M钢结构焊接规范(StrueturalweldingCodeSteel DNVGL-OS-D202;2015自动控制安全和无线电通信系统(Automation,SafetyandTelecom municationSystems) NvGLOsE20碳氢化合物生产设备(适用于试井)[HydroearbonPoduetionPlan(Onlyap plicableforwelltesting 术语、定义和缩略语 3.1术语和定义 下列术语和定义适用于本文件
3.1.1 警报alarm 用视觉和(或)听觉信号发出异常情况的警告
听觉部分通常引起人员的注意,而视觉部分用于识 别异常情况
注:在特殊操作条件下,视觉和听觉部分可分别提供两个功能
3.1.2 预期的偶然事件definelaceidentalevents 船上设施可能引起人员死亡或严重人身伤害,并得到控制以满足风险验收准则的事件
包括可能 导致设施结构重大损害,失稳或要求撤离设施的事件
预期的偶然事件构成定义计算偶然载荷的一个 基础
GB/35146一2017 3.1.3 深水deepwater 超过500m的水深 3.1.4 设计压力designpressure 系统设计的最大压力 注:压力安全阀(PSVs)的设定值不应超过该压力
3.1.5 钻井设备driingequipment 安全钻井作业所必需的设备和系统,但仅限于本标准所涵盖的系统
3.1.6 控压钻井managedpressuredrilimg;MPp 用于精确控制井筒环空压力剖面的自适应钻井工艺
3.1.7 动态MPD压力控制设备dlynamieMPpressurecontrolequipment 用于动态适应井筒环空压力剖面的机械设备
3.1.8 静态MPD压力控制设备statieMPDpressurecontrolequpment 用于隔离井内回压的机械设备
3.1.9 设备equipment 本标准所述钻井系统涉及的所有机械和结构零部件
3.1.10 基本功能essentialfunetion 丧失或失效能对人员、环境或装置造成直接危险的功能 3.1.11 重要功能importantfunetion 不需要连续利用的功能,尽管功能的失效或不可用能削弱人员、环境或设施的安全但不能造成直 接的危险
3.1.12 非重要功能 no-importantfunction 既不是基本或重要的也不是安全的功能
3.1.13 故障保护failsafle 当系统发生故障时元件或系统转到或保持最安全的模式
3.1.14 故障failure 本标准指造成下列一种或两种影响的事件: -功能恶化到安全性受到很大影响的程度; 元件或系统功能的丧失
3.1.15 现场检测仪表fieldinstrumentationm 组成某一过程段的整体部分以保持功能的所有测试仪表
现场检测仪表包括:
GB/T35146一2017 传感器、执行器以及必要的保持该过程段局部控制和检测的局部控制回路和相关的局部处理; 人工操作的用户界面(需要时. 其他设备项目不属于现场测试设备,无论其是在本地或远程实施
这适用于远程系统使用的信息 的数据采集和预处理的数据通信和设备
3.1.16 危险区域 haZard0ISarea 预期可能经常发生,要求特别防范的易燃、易爆场所
3.1.17 独立系统indepemlentsystems 在多个系统间没有功能联系且不会发生共模故障的系统
3.1.18 指示indieations 给使用者的处理设备值或系统状态的视觉显示
3.1.19 设施或钻井设施 1rriling installation installation 浮动式和固定式结构的总称包括勤探、钻井、生产,碳氢化合物的处理或储存或其他相关添加剂或 液体的设备,也包括预期从事这些活动的人员使用的生活设施
3.1.20 最大许用工作压力maximumallowableworkingpressure;MAwP 系统的最大操作压力
MAwP不能高于系统的设计压力
3.1.21 最长可用时间nmaximumavailabletime 出现故障后功能恢复所用的最长许可的延迟时间
3.1.22 最低设计温度minimmumdesigntemperature;MT 最低设计操作温度或环境启动温度 3.1.23 MPD压力控制设备MPDpressurecontrolequipment MPD的动态和静态压力控制设备
3.1.24 MPD压力控制系统MPDpressurecontrolsystem 在井系统中分别控制流量和压力的MPD控制器装置,井的检测系统和MPD压力控制设备的完整 系统
3.1.25 MPD系统MPDsystenm 用于控压钻井作业的特殊井系统(见3.1.45)
3.1.26 操作条件operatingcomditons 装置(适用时,可以是浮动式的也可以是固定在海底的)所在的用于钻井或其他类似操作目的,且环 境和操作载荷不超过规定的合理操作设计极限的位置条件
3.1.27 过程prees 受控设备所进行活动的结果
GB/35146一2017 3.1.28 过程段proesssegmment 带有相关现场检测仪表的机械设备的集合,例如机械装置或管道系统
属于基本功能的过程段称 为基本过程段
3.1.29 基准厚度refereneethicknes 测定焊缝厚度的金属材料板厚
3.1.30 破裂(或爆裂)膜片rupture(orbursting)dise 设计用于在规定的压力和速度下破裂或爆裂并泄压的装置
该装置启动后将不关闭
3.1.31 安全工作载荷safeworkingload;SwI 最大允许提升的质量
3.1.32 安全系数safetyfaetor 最大许用应力与规定的材料最小屈服强度间的关系
3.1.33 安全功能safetyfunection 提供偶然事件或异常情况的预防、检测或警报并(或)减轻其影响的功能
3.1.34 安全系统safetysystenm 包括所需的有效安全功能的系统 注1;安全系统只执行安全功能 注2钻井和修井安全系统示例 用于试井的工艺关断(PSD)7 -HBoP或分流器或节流压井管汇及控制系统 MPD安全逻辑单元 -钻井系统或设备的其他安全系统(例如紧急停机、过载保护等)
3.1.35 主结构primarystructure 对总的结构完整性是基本的结构件
3.1.36 生存工况survivaleondition 平台可承受所设计的最苛刻的环境载荷的条件 注，钻井或类似操作可能因环境载荷的严重程度而中断
平台可以是浮式的或固定在海底的(适用时. 3.1.37 迁航工况transitcondtion 钻井和修井平台从一个位置到另一个位置的所有移动环境
3.1.38 用户输入装置userimputdeviee;UID 用户可以发出输人信号的装置.包括手柄,按钮、开关、键盘、操纵杆,定点设备、声音传感器和其他 控制执行机构
GB/T35146一2017 3.1.39 公用系统uthtyystems 提供支持功能的设备系统
典型系统是冷却水,加热用热油、化学注人系统、仪表气源和发电系统
3.1.40 可视显示单元visualdisplayumit;VDU 显示信息的区域,包括信号灯或仪表盘、仪器、模拟图表、发光二极管(LED)显示器、阴极射线管 CRT)和液晶显示(LCD)
3.1.41 井屏障webarrier 依赖井屏障元素预防井事件的一个或几个保护层
3.1.42 井屏障元素wellbarrierelement 实现井屏障部分的技术或操作方法
如果证明井屏障元素将在预期和确定的操作范围内单独预防 井事件,则这种元素仅认为是所规定操作的井屏障,否则,需要几种井屏障元素的结合以得到可接受的 井屏障
3.1.43 井控事件wellcontrolineident 井控引起无意流向地面或井与岩层或环境间的损失
3.1.44 井事件wellinecident 无意的流向地面,井或井结构与岩层或环境间或受影响的临近岩层至井间的事件
3.1.45 井系统wellsystenm" 除井身结构和到钻井单元接口之外的包括专用系统和设备的完整钻井系统
3.1.46 工作载荷workingload 悬挂载荷suspendelload 提升载荷质量加附件(例如游车、大钩、吊环等)质量
3.1.47 工作站workstationm 执行特定活动的一个或多个功能的场所
3.2缩胳语 下列缩略语适用于本文件
BHP井底压力(botom-holepressure BOP防喷器(blowoutpreventer) CCS船级社chinaclassificationsoeiety) DP动力定位(dynamicposit ion EDS应急解脱程序或系统(emergeneydisconneetsequence/system) disconnect) EQD应急快速解脱emergeneyquick EDP应急解脱总成(emergeneydisconnectpackage) shutdown ESD应急关断(emergeney F&.G火气(ireandgas)
GB/35146一2017 HPU液压动力装置(hydraulicpower unit LMRP海祥隔水管下部总成lowermarineriserpackage LRP隔水管下部总成(owerriserpackage) MPD控压钻井(managedpressuredriling MDT最低设计温度(minimumdesigntemperature) MwD随钻测量 measurewhiledriling NDT无损检测 non-destructivetesting s压力安全或减E)同DelAasy(a relief)valve PwD随钻压力检测pressurewhiledrilling) PwHT焊后热处理(postweldheattreatment) SwL安全工作载荷(safeworkingload) UD用户输人装置(userinputdevice' UPs不间断电源(uninterruptiblepowersupply) 技术要求 4.1设计原则 4.1.1概述 4.1.1.1目的 4.1.1.1.1本章规定了钻井和修井设备设计和布置需要考虑的基本原则,以避免设施发生危险
4.1.1.1.2钻井和修井设备设计的总目的是不应存在因任一故障导致威胁有关人员生命,或对财产、环 境的重大损害的情形 4.1.1.2范围与应用 4.1.1.2.1本章的要求适用于对海上钻井和修井平台的安全或完整性有潜在不利影响的所有钻井和修 井系统和设备
4.1.1.2.2在执行本标准其他要求时应满足本章规定的原则
4.1.2安全原则 4.1.2.1总则 4.1.2.1.1钻井和修井系统包括用于钻井和修井作业的公用和专用系统,钻井和修井系统的目的是为 了使钻井装置按预期功能操作并保证实现钻井装置的用途
注钻井和修井系统包括本标准涵盖的除安全系统之外的所有专用系统它们的主要区别是用途
4.1.2.1.2组成钻井和修井系统的所有零部件或功能应按照下列应用原则设计,以便对人员、财产和环 境具有最小的危害风险: 不应存在因任一故障或误操作导致威胁有关人员生命,或导致财产和(或)环境的重大损害的 情形; b 所有设备应配备指示仪表,以提供安全操作、控制和应急行动的必要信息; 如可行,宜通过安全设计避免或预防危险,而无需增加保护措施
c d 系统和设备应防止过高的载荷、压力、温度和速度; 系统和设备的设计应满足特定设计寿命期间的操作
除非另有规定,设计寿命应取20年
GB/T35146一2017 4.1.2.1.3组成安全系统的所有零部件或功能应按照下列应用原则设计 a 应提供安全系统,以便在发生预期异常状态或故障时履行安全功能
安全系统应包括实现安 全功能所需要的所有资源; 安全系统应独立于钻井和修井系统,从而使安全功能分离并独立于钻井控制功能
钻井控制 b 功能的失效不应对安全功能产生任何影响; 即使出现失去控制,安全系统也应使钻井和修井系统或过程处于预期的安全状态
所有相关 的操作方式应规定安全状态; 安全系统应具有表3适用的R0要求或故障保护装置; d e 在故障状况可能发展迅速,不能由局部手动操作消除的地方应做特殊考虑; f 与钻井有关的安全系统应遵守第2章这些系统的相关要求; 其他安全系统的要求,例如ESD和F&.G,应符合cCcsGD02一2006和《海上固定平台安全规 g 则(2000)》的规定
对于生产或试井设备、关闭和排放系统按照DNVGL-OSE201的规定
本标准涵盖的安全功能不需要组成一个共用的安全系统 4.1.2.2井屏障 4.1.2.2.1下列操作期间要求两个独立并经试验过的井屏障 -级井屏障; a b二级井屏障 4.1.2.2.2每个井屏障包括一个或几个经试验并通过规定和适当方法检验的井屏障元素
4.1.2.2.3井屏障或井屏障元素应按照下列最低要求设计、选择和建造 能承受最大的额定压差; an b 能通过其他方法进行密封试验、功能试验或检验; 能在全寿命周期内胜任操作和经受住可能暴露的环境 e d 能安全维修或替换井屏障元素; e 重建丧失的井屏障或执行建立另一个临时井屏障; D 当可检测时,总是知道其实际位置和完整状态
4.1.2.2.4 -级井屏障的井屏障元素应独立于二级井屏障,反之亦然
已证明通过采用降低风险程度 可减少风险至合理可行的除外
4.1.2.2.5本标准涵盖的井屏障元素应识别并按照安全系统或基本功能要求形成文件(见4.5和4.6)
注本标准没有包括所有的井屎障元素
-级井屏障由井内最小的钻井液柱构成,并确保井筒液压始终大于裸露的地层孔隙压力
4.1.2.2.6 应避免无意中井简压力超过裸露的地层破裂压力
MP的一级井屏障也可能按照4.5.8的说明,由另 外MPD压力控制系统的设备组成
4.1.2.2.7 二级井屏障由儿个相关的井屏障元素保护层组成,例如,BOP,井口装置、套管或衬管,套管 外水泥、封隔器等
4.1.2.3钻井系统和设备 4.1.2.3.1钻井系统可以执行基本功能、重要功能或非重要功能
4.1.2.3.2基本功能应具有与表3一致的R0的有效性
4.1.2.3.3基本功能通常应包括两种独立的保护级,以便将设备、相关系统和控制的任一故障的不利影 响降至最低
为了减少共因故障的可能性,两级保护应由不同形式机理的装置提供,以确保始终的高可 靠性
如果4.1.2.3.2中的功能有效性要求能够被其他书面证明,则两级保护要求可以忽略
4.1.2.3.4基本功能的要求可适用于所有提供各自功能的系统或设备
注“提供各自功能的系统或设备”指确保各自功能的所有系统或设备是可用的根据功能的可用性要求),这既包 括专用设备也包括控制系统和公用系统,例如液压或电力供应相关的.
GB/35146一2017 4.1.2.3.5重要功能的要求可适用于所有提供各自功能的系统或设备 4.1.2.3.6钻井设施的各种操作方式是相关的(操作、等待天气、生存工况和迁航工况)
表1考虑了操 作方式
目的是识别本标准包含的主要系统哪些是安全系统,哪些是钻井系统
对于钻井系统,进一步 确定一个特定功能是否是基本的,重要的或非重要的
4.1.2.3.7为了帮助全面理解这些安全原则,4.5给出了系统和设备的要求
然而,如果使用的系统或 设备与4.5叙述的不同,且依据3.1.10,3.1.11和3.1.33可以确定为基本功能或重要功能或安全功能,则 这些系统或设备应遵守各自功能适用的安全原则
4.1.3布置与设计 4.1.3.1 总体布置 4.1.3.1.1钻井设备及系统的布置与设计应尽可能地按照《海上移动平台人级规范(2016)》和《海上固 定平台安全规则(2000)》原则布置,以确保安全操作
4.1.3.1.2潜在高风险的设备和区域应与潜在低风险的设备和区域隔离 4.1.3.13所有在甲板上操作、检验或维护的设备和零件的安装和布置应安全和便于接近
4.1.3.1.4 对所有钻井和公用系统应配备安全隔离装置,包括高压液体.易燃或有害物质,且当系统的 相邻部分被激活或增压时,要求接近维护或其他操作
4.1.3.1.5关键设备和装置的位置和设计应包括对潜在落物的适当考虑,特别是与搬运物料和设备有 关的
4.1.3.1.6对可能造成人员接触伤害的运动件、裸露带电体或冷,热表面设备应隔离或防护 注隔离或防护通常应设置在表面,如果表面温度超过70C,则可从工作区,通道、楼梯或梯子接近
4.1.3.1.7如果作业区域可能积雪和结冰,则应设置有效的除冰系统或设备
4.1.3.1.8甲板和工作区应包含可能出现水、油、钻井液等泄漏的有效排泄装置
钻台、井架底座和试 井区的危险排泄应收集并送至专用收集罐系统,并应与非危险区域的排泄隔离
4.1.3.1.9在作业期间,司钻对钻台上和井架内(或类似)的所有活动应具有清晰的视野 注:清晰的视野由操作室的合适位置直接提供或由例如检测器(摄像头)间接提供
4.1.3.2安全系统布置 4.1.3.2.1在预期的偶然事件时可能要求同时操作的安全系统,在可能的范围内应由同一实际位置控 制
作为选择,应提供有效的和安全的视觉和(或)听觉通讯工具,以使钻井设备和设施能够安全操作
4.1.3.2.2安全系统和相关的控制应设置或以其他方法保护,以便在非受控井状态或其他预期的偶然 事件时,在必要的时间内保持操作和安全接近
4.1.3.2.3下列系统的主控制装置不应设置在钻台上: BOP或分流器控制系统; a b 随时切断钻杆的必要系统; 解脱系统(仅水下BOP) c 注:切断钻杆的必要准备系统可能是超级剪切闸板(剪切工具接头)、两个剪切闸板或可能的应急下放或起升
表1安全系统和功能分类 井 系统和功能 钻 固定于井底的作业例如试井) 井控系统(除隔水管系统 E 隔水管系统,包括张紧系统
GB/T35146一2017 表1续 系统和功能 井 固定于井底的作业(例如试井 钻 E E 升沉补偿系统 E 提升系统 旋转系统 BOP管子和隔水管处理系统 N 钻井液混合、传输和循环,包括注水泥 试井系统 E" 试井排放系统 E MPD压力控制系统 MPD安全逻辑装置 除表1提及的安全系统,钻井系统或钻井设备还有独立的安全系统作为系统或设备的一部分,例如紧急停车或过 载保护
详见4.5
注s=安全系统,E=基本功能,I=重要功能,N=非重要功能,"-"不要求 不是所有的功能都按照基本功能考虑(详见4.5)
4.1.3.2.4安全系统操作所需的控制软管、电缆和其他装置应选择适当的位置或保护,以保证在预期的 偶然事件时,在所需的时间内这些系统的有效性
4.1.3.2.5应给重要的安全系统提供备份,以便安全系统能在预期的偶然事件时,在所需要的时间内保 持有效
在气体泄放影响区内要求保持操作的电气设备(例如井控系统)应适用于《海上固定平台安全 规则(2000)》第2章规定的2类危险区域的安装 4.1.3.2.6由控制和检测系统及安全系统启动的所有警报,应在司钻房、钻井队长办公室及中央控制室 发出并确认,以便安全地操作钻井设备和装置
指令位置应清晰显示
4.1.3.2.7当提供缺乏安全措施的暴露装置(伸出)时,应安排预防意外的操作,在操作该装置时应有清 晰的指示
4.1.3.3逃生和逃生通道 逃生和逃生通道的总要求,以及楼梯、梯子,扶手等的特定要求见《海上移动平台人级规范(2016)》 第7篇第12章和《海上固定平台安全规则(2000)》第13章的规定
4.1.4火灾与爆炸 4.1.4.1防火和防爆 基本防火和防爆要求按照《海上移动平台人级规范(2016)》第7篇和《海上固定平台安全规则 (2000)》第14章的规定
4.1.4.2危险区域 按照《海上移动平台人级规范(2016)》第7篇的规定
4.1.4.3通风 按照《海上移动平台人级规范(2016)》第7篇的规定
10
GB/35146一2017 4.1.4.4F&G探测 按照《海上移动平台人级规范(2016))第7篇和《海上固定平台安全规则(2000)》第14章的规定 4.1.5自动控制和检测的安全配置 4.1.5.1 总则 4.1.5.1.1系统应尽可能设计成不因任一故障或误操作导致威胁有关人员生命、财产和(或)环境的重 大损害
4.1.5.1.2人机界面装置的布置设计应包括对用户界面的适当考虑,并注意在应急情况时人的因素的 重要性
图形信息系统应包括所有与安全操作有关的功能,应易于理解和操作并能实现系统观察
4.1.5.1.3对服务于基本或重要功能的系统及安全系统,在指令动作和其预期结果之间有偏差时应启 动警报
4.1.5.1.4当由于一个故障情况需启动两个或两个以上安全措施时例如在润滑油压低时启动备用泵 和停止发动机),这些措施应分级启动
至少应首先启动果断的措施
4.1.5.2现场检测仪表 4.1.5.2.1 属于不同的基本过程段的现场检渊仪表应相互独立
注，当系统A发生任一系统故障时不会对系统B的维持操作产生影响,则系统B独立于系统A
但系统B出现的 任一系统故障可能影响或不影响系统A的操作
两个系统相互独立是指,当任一个系统中出现的任一系统故 障不影响其他系统维持操作
冗余系统可以提供必要的独立性(见4.l.5.4) 4.1.5.2.2当过程段的现场检测仪表对几个系统共用时,并且任何一个系统都提供的是基本功能,则任 何一个系统的故障不应影响这个现场检测仪表,反之亦然
4.1.5.2.3在可能要求手动应急操作基本过程段的地方,必要的现场检测仪表应独立于任何系统的其 他部分 4.1.5.2.4电子元件取代常规的机械构件时,应与被取代的机械构件具有相同的可靠性
4.1.5.2.5无论何种能量传输原理,4.1.5.2.6叙述的故障保护原则应适用于所有系统
注:能量传输原理可以是电、液或气等
4.1.5.2.6作为一个例子,表1给出的系统安全功能的输出电路应按表2给出的原则配置
4.1.5.3集成系统 4.1.5.3.1用于控制的UID应只能从允许控制的工作站获得
4.1.5.3.2多功能可视显示单元(VDU)和UID应是冗余的并可互换
控制台装置的数量应足以确保 任何一个不操作的装置能提供所有功能,同时考虑要求连续有效的任何功能
4.1.5.4冗余系统 4.1.5.4.1应设置冗余系统,以便在必需的范围内保持设施的安全操作
切换到冗余系统应简单,并在 控制和(或)检测系统出现故障时可以利用
注1:冗余意味着任何两个或多个相互独立系统(见4.1.5.2.1)可以保持一个功能
两个系统可以具有不同的类型 或具有不同的功能
注2为了确保仪器设备故障时操作的连续性,备用部分,冗余或手动操作设备的选择宜充分考虑人员的配备
4.1.5.4.2两个系统之间的自动转换不应仅依赖一个系统
1
GB/T35146一2017 表2最安全条件和相应输出电路配置 系统故障情况下最安全条件 系统 输出电路配置 钻井 固定于井底的作业例如试井 NDE/NDE 井控系统 操作 操作" 操作" NDE/ 钻井液应急混合和循环 主提升系统 关闭 关闭 NE/NE 升沉补偿系统 操作" 操作 NDE/NDE 主提升和升沉补偿系统集成 操作 操作" NDE/NDE )压力控制系统 MPD /NDE 试井设备(排放系统》 操作 NE 试井设备(排除或排放系统》 关闭 注:NDE=正常断电,NE=正常通电,“”不适用
见试井适用的井控系统(本表最后两项). 见4.5,7.1.2
见4.5.5.2.3
见 4.5.4.1.2 见4.5,5,2
见4.5.8
4.1.5.5动力供应 4.1.5.5.1人员和设施安全的关键系统应按《海上移动平台人级规范(2016)要求提供动力.包括过渡 电源或UPs
注UPs状态下操作系统所需的时间,在设计系统时是基本因素,并将取决于输人功率的有效持续时间(主动力或 应急动力
4.1.5.5.2对于UPS故障,应在有人值守的控制室用警报器报警
通常,宜考虑下列故障 失电 内部UPS故障
4.1.5.5.3应急动力系统,UPs和相关的控制等应是独立的,其设置不应受到可能影响主电源事件的 影响 4.1.6故障响应 4.1.6.1故障检测 4.1.6.1.1安全系统和基本功能及重要功能用系统,应具有检测最有可能引起系统性能错误或性能降 低或能够影响设备或海上设施完整性和安全性故障的设备(“自检”设备)
4.1.6.1.2自检设备至少应包括下列故障类型 电源故障; 传感器和执行器故障; -安全系统中正常断电(正常断开)电路的回路故障至少断开连接和短路)
此外,对计算机系统故障包括 12
GB/35146一2017 通信错误; 计算机硬件故障; 软件运行故障; -软件逻辑故障
4.1.6.1.3充分的故障检测可以由两个相互独立系统的结合获得,共同提供要求的故障探测性能例 如,自动控制系统和独立报警系统 4.1.6.1.4除了非重要系统,系统中的故障检测应启动警报
4.1.6.2故障安全 最可能的故廊(网如,动力损失或电缆或导线放廊)应不会导致任何可能的新状说
这应包括本身 系统安全的考虑,以及海上设施安全的考虑(见表2示例)
4.1.7系统和功能有效性 4.1.7.1 总则 4.1.7.1.1 一旦出现故障情况,使系统或功能重回操作所需的时间应适用服役于系统或功能的有效性 要求
4.1.7.1.2不同类别典型有效性恢复的最长可用时间见表3
表3最长可用时间 类别 时 间 连续有效性R0) 不准许中断 高可靠性(R1 45s 手动系统恢复(R2 10min 可修理系统(R3) 3h 4.1.7.2连续有效性(R0) 4.1.7.2.1连续有效性功能的设计,在正常操作模式或任一故障时不应有功能性中断
4.1.7.2.2冗余系统之间的转换应自动进行且在系统出现故障时不应干扰功能的连续操作
转换应 简单、易于启动,并在转换发生时,功能保持连续性
4.1.7.2.3冗余系统的用户界面应允许从同一位置监控两个系统
,1724作为一个原则,除非证明暂停这些特定操作可能不扒伤人员.设备或设施的安全(见表),青 则所有的安全功能(系统)和基本功能宜属于该类别
4.1.7.3高可靠性(R1 4.1.7.3.1具有高可靠性的功能,应设计成在正常操作模式下能提供连续的可靠性
4.1.7.3.2如果发生故障,冗余系统之间的转换应自动进行(如果要求该冗余)
正常操作时用户要求 的转换应简单,易于启动,并应在同样的最长可用时间内完成连接
冗余系统的用户界面位置应彼此靠近，系统之间的转换不应显著影响用户继续执行其他 4.1.7.3.3 任务
13
GB/T35146一2017 4.1.7.4手动系统恢复R2) 要求手动系统恢复的功能,应设计成一旦发生故障时,在R2规定的相应最长可用时间内能提供功 能的恢复
注1:功能的恢复可能包括少量简单手工操作
注2如果要直接配备人员,需要时,冗余系统的用户界面可设计用于通常无人管理工作站的人员配备
4.1.7.5可修理系统(R3) 可修理系统的功能,应设计成一旦发生故障时,在R3规定的相应最长可用时间内能提供功能 恢复
注功能的恢复可能包含少量手工操作,包括设备小的更换或设备修理
4.1.8设计载荷条件 4.1.8.1 总则 4.1.8.1.1钻、修井系统和钻、修井设备的每一部分都应设计成在钻、修井作业期间经历的最大可预见 载荷条件下能安全运行,并限制钻、修井事故的风险
4.1.8和4.1.9给出了这种载荷和载荷条件计算的 详细信息
4.1.8.1.2应考虑所有可能对钻井设备的正常功能、安全、强度和可靠性产生不利影响的外部载荷
4.1.8.2设计压力和温度 4.1.8.2.1设备和部件规定的设计温度和压力条件应包括适当的裕度,以适用内外温度或压力条件预 测时的不确定性
4.1.8.2.2设计压力通常应包括在最大操作压力之上一个裕度
4.1.8.2.3设计条件应包括被认为有可能发生的启动,关闭和异常情况
4 1.8.2.4必要时应通过分析来确定不易或不可靠获得的操作限制
注:例如,节流和试井系统中的低温等 4.1.8.3环境载荷 4.1.8.3.1总则 4.1.8.3.1.1应采用适用操作和非操作条件期间装置设计所用的环境准则和运动特性
通常,宜评价 下列设计条件 运行 等候天气: 迁航; 生存 意外倾侧
4.1.8.3.1.2系统设计应包括系统不同零部件间相对运动的余量,其程度须避免产生有害应力例如， 隔水管系统设计. 4.1.8.3.1.3需要时,应进行部件或系统预期用途适用性确认试验并形成文件
4.1.8.3.1.4如适用,在确定环境载荷时应考虑以下方面 装置的运动[例如,垂荡(升沉)横摇、纵摇、横荡、纵荡和舶摇] 风载 14
GB/35146一2017 空气温度和湿度; 可能的积雪和结冰载荷; -地震仅对固定式设施). 4.1.8.3.2装置的运动 4.1.8.3.2.1钻井设备所有重要的主构件(例如,管子处理设备、,BoP处理吊车,井架结构等)的设计载 荷,应包括因风、海流和波浪载荷引起的装置运动
4.1.8.3.2.2当评价具有相当大质量的承压设备的固定装置时例如,贮气罐等),也应考虑装置的运动
4.1.8.3.2.3因纵荡、横荡和舶摇而引起的装置运动通常相对较小
如果实际位置和所有相关模式(例 如,迁航、操作和非操作模式)考虑了保守的组合值(见4.1.8.3.2.4)中的较大值,则可忽略该运动
4.1.8.3.2.4组合值主要包括: 最大垂荡(升沉)和最大纵摇; a 最大垂荡(升沉)和最大横摇 b 最大垂荡(升沉)和最大横摇与最大纵摇平方和的平方根,即 c 垂荡十横摇(纵摇3 4.1.8.3.2.5如果更精确的运动分析构成设计运动载荷的基础,则该分析也宜考虑纵荡、横荡和躺摇加 速度的影响
4.1.8.3.2.6迁航和操作模式的最大极限值应形成文件,或者定义水平和垂直加速度各自的g(Ox,Oy 和O2),或者定义横摇、纵摇和垂荡(升沉)幅度和周期,以及距横摇或纵摇中心的距离
如果浮式钻井 平台运动特性不可用,则宜考虑谨慎的最大横摇和纵摇加速度为0.35g(在钻台平面,宜按比例调整至 更高平面),以及非操作模式(生存)下最大的垂荡(升沉)加速度为1.3g
4.1.8.3.3风载 4.1.8.3.3.1设计计算中,设计载荷应包括所有相关模式下暴露设备和构件的风载
应明确规定迁航 和操作期间出现的极限最大风速(具体参考海平面高度和平均周期)
各种与风速和几何形态有关的风 载计算按照GB/T25428的规定
4.1.8.3.3.2除非另有规定,应采用预期作业区域100年风暴重现值评价生存工况
4.1.8.3.4环境温度 除第2章相关标准的规定,系统和设备的操作应按下列环境温度设计 在MTD和45C之间; 机房室内或包含设备舱室的温度在5C55C之间
4.1.8.3.5积雪和结冰 对所有相关模式,在已知会发生积雪和结冰天气条件的地方,应按GB/T25428明确规定积雪和结 冰的最大载荷
4.1.8.3.6地震载荷 地震载荷按GB/T25428的规定
4.1.8.4操作载荷 4.1.8.4.1主载荷 需要考虑的主载荷是: 15
GB/T35146一2017 构件自重载荷如果设备的自重随着操作方式变化,则应明确规定
例如,迁航期间的净重和 a 操作期间的总重); b 工作载荷产生的载荷(例如,大钩载荷、转盘载荷、隔水管张紧器载荷); 预应力产生的载荷即因螺栓,钢丝绳等预应力而在结构件上施加的载荷)
c 4.1.8.4.2操作运行产生的垂直载荷 操作运行产生的垂直载荷按下述方法考虑: 考虑操作运行产生的垂直载荷时,工作载荷应乘以动力系数必; aa b 本标准相应的章节给出了特定设备设计计算所用的乡的最小值 本标准没有给出特定数值的设备,乡的量值应按照公认的规范或标准(如适用 c d 如果完全通过试验来证明,则只可以使用比4.1.8.4.2b)和4.1.8.4.2c)中规定更小的值,即在 所考虑的设备操作期间测量少
同时应考虑由张紧系统滞后现象、固有频率和BOP、隔水管、张紧油缸运行的动态放大产生的 载荷 4.1.8.4.3操作运行产生的水平载荷 如适用,所要考虑的相关载荷的示例是 水平运动产生的惯性力; a) b离心力; 旋转和倾斜运动产生的垂直于轨道的力; c 缓冲载荷等
d 4.1.8.4.4钻井液的成分和密度 钻井液的成分和密度应作如下考虑 设计应充分考虑钻井液的成分,以及腐蚀、应力腐蚀开裂,冲蚀、污垢等现象
a 除非另有规定,否则2.1g/em密度的钻井液应作为有关设备的设计基础(例如,钻井液罐、隔 b) 水管张紧器等)
4.1.8.4.5偶然载荷 偶然载荷应按照下列考虑 除非另行确定(例如,安全评价或当地要求),否则,应采用4.1.8.4.5b)d)给出的偶然载荷
a b 钻台的设计应能承受从1.5m高处下落的外径241.3mm(91/2in)钻铤立根的冲击
对于浮动式设施,所有可能损害装置通道或应急出口的设备,当该装置意外侧倾角倾斜时,应 c 能承受应急静态条件
侧倾角应相当于两个舱室损坏(静态),以及在损坏位置一年重现期导 致的动态运动响应
这也适用于可能使损害情况严重升级的设备
如果两个舱室损坏角度未 知,宜采用17"角
动态运动响应宜依据损坏位置处的装置计算
如果这些装置特性未知,宜 采用10"的附加静态角
除非提供应急载荷降低的方法,否则,对该最大倾斜应施加最大操作重量
在该应急情况下 不需考虑其他环境载荷的影响例如风载)
4.1.8.5载荷组合 除非另有规定,应按下列操作和非操作条件评价设备的适用载荷组合 运行 16
GB/35146一2017 等候天气 生存; 迁航; 意外倾侧
4.1.9 设计计算 4.1.9.1 总则 对每一载荷条件和所要考虑的每一项目,分析中应采用可能同时起作用的最不利的载荷组合,位置 和方向
4.1.9.2设计安全系数 4.1.9.2.1确定不同载荷条件的许用应力水平应采用合理的安全系数
4.1.9.2.2除非本标准另有规定,安全系数应符合每一具体构件相关认可的规范、标准或推荐作法
4.1.9.2.3计算中采用的屈服强度应不大于所规定的最小拉伸强度的0.85
4.1.9.3失效模式 4.1.9.3.1总则 相关时,钻井系统机械构件设计应防止下列可能的失效模式 过度屈服; 结构失稳; 疲劳断裂
4.1.9.3.2过度屈服 应力分析通常根据弹性理论
如适用,可采用极限强度(塑性)分析
4.1.9.3.3结构失稳 结构稳定性分析应按照通常公认的理论进行
4.1.9.3.4疲劳断裂 疲劳断裂应作如下考虑: 应评价易疲劳损伤的机械构件区域 a b 直接暴露于风载的细长杆件的结构应形成文件,以便能够抵抗可能的风引起的振荡 c 疲劳分析应基于与钻井设备设计寿命相等的时间周期
除非另有规定,应采用20年的设计 寿命; d疲劳分析应基于所出现载荷的典型载荷谱
注，如果不能获得详细的惯性载荷谱,可以采用的韦伯参数h为l.1,以及极限惯性载荷对应的钻井设备设计寿命
如果采用这种方法,疲劳分析中不宜采用定向分布的环境载荷的影响
4.2材料和焊接 4.2.1概述 4.2.1.1选择的材料应适用于目的,并应具有足够的强度,缺口韧性和延展性能
焊接用材料应具有良 好的媒接性能
17
GB/T35146一2017 4.2.1.2含HS液体用材料的选择,应符合GB/T20972(所有部分)和本标准任何附加的要求
4.2.1.3材料通常应符合公认的标准规定
如果实际情况证明合理,也可接受专用的书面规范 4.2.1.4标准和规范应规定材料性能、试验程序以及相关的NDT要求
本章给出的要求适用
4.2.2特定要求 4.2.2.1 总则 4.2.2.1.1对于主承压和承载件用焊接C-Mn钢,化学成分通常按下列碳(C)和碳当量(CE)值限定 C0.22 CE=CMn/6十0.04C<0.45 4.2.2.1.2已知相关元素,应采用下列碳当量公式: (3 CE=CMn/6十(Cr+Mo+V)/5+(Cu十Ni)/15<0.45 如果采用被试验验证过的合适的焊接程序,则可以采用不满足此条件的材料
注;该材料的媒接通常要求更严格的制造程序,耗材的选择,预热,焊后热处理和NDT见5.3.1.7.
4.2.2.1.3结构和机械构件用材料应由符合表4的最低纵向冲击韧性材料制造
如果仅可获得横向 值,则采用表4值的2/3
3个试样的最小平均值应满足这些要求,且没有单个值小于规定最小平均值 的2/3
4.2.2.1.4管道和承压件材料的冲击应满足下列要求 管道和承压件材料要求夏比冲击值最低27J,并形成文件,且与材料厚度和MT无关,包括 a 下列高压管道系统: 1 节流和压井系统; 22 高压钻井液系统; 3 试井系统; 4 固井系统
注1:由于通常在标准过程管道系统中没有给出特定设计条件[例如水击作用和节流(焦耳汤普森)作用],因此,认 为公认的管道标准(例如ANS1/AsMEB31.3)没有完全覆盖上述高压系统
对这种情况,重要的是考虑适当 的冲击性能
注2;对其他压力系统中设备,适用时,夏比冲击试验宜执行公认的规范或标准
b)对于钻井和修井隔水管,夏比冲击值的要求按4.2.2.1.3的规定
4.2.2.1.5如果MDT低于0C,则基准厚度超过6mm的钢材通常要求冲击试验
该类材料试验应在 不大于MT下进行
4.2.2.1.6如有要求(见4.2.2.7.2),螺栓材料书面规定的夏比冲击性能应与所用螺栓的系统相一致,用 于管道和承压螺栓总成见4.2.2.1.4要求,用于结构和机械螺栓总成见4.2.2.1.3要求
表4平均最小夏比V型缺口冲击功 0.2%变形屈服强度 夏比V型缺口最小平均冲击功 MPa 屈服强度270 27 270<屈服强度<420 屈服强度的10%" 屈服强度 420 只要材料按照国际公认的标准提供,并适用于其预期用途,则正常条件下提供的-20C最低夏比V型缺口值 27J对MDT=-20C)的轧制结构钢是可以接受的 18
GB/35146一2017 4.2.2.1.7在不能获得标准试样时,则可以采用小尺寸试样,其修正系数见表5
表5平均夏比V型缺口冲击试样修正系数 试样截面/mm×mm 修正系数 10×10 10×7.5 5/6 10×5.0 2/3 4.2.2.1.8奥氏体不锈钢仅在设计温度低于一105C时才要求冲击试验
4.2.2.1.9冲击试样应从下列位置取样 厚度<50mm时,表面下2nmm;或 aa b)厚度>50mm时，t/4处
对于具体情况,可以采用选择性的试样位置
4.2.2.1.10用于“酸性环境”的材料应满足GB/T20972(所有部分)的硬度要求
影响硬度的任何焊接 或其他制造应按照合格程序进行,以便确保不超过最大规定的硬度
在厚度方间(Z方向)传递有效载荷的平板,应保证具有全厚度韧性,以便降低层状撕裂的 4.2.2.1.11 可能性
最小断面收缩率不应小于25%
有效载荷可建立在下列典型位置 板厚近似相等的所有十字接头,或角焊板比连续板更厚处; a b 依靠极限解释的所有T型接头; 2方向额定载荷超过100MPa的所有T型和十字接头
c 特别注意使用全熔透焊缝处 4.2.2.2轧钢 轧钢材料标准或规范规定的试验应符合《材料与焊接规范(2015)》的规定
4.2.2.3钢管 4.2.2.3.1工作压力大于3.2MPa,或设计温度超过300C时不应使用电阻焊接管
4.2.2.3.2钢管材料标准或规范规定的试验应符合《材料与焊接规范(2015)》的规定
4.2.2.4锻钢件和铸钢件 4.2.2.4.1锻件和铸件的力学性能试验,通常应在完成最终热处理的锻件或铸件上钻取或切取延伸部 分上进行,或从同炉和同热处理批的锻件或铸件随机选择
试验材料应代表零件的最厚截面
证明合理时,可以采用分体试棒
确定力学性能的分体试棒应在各方面代表实际零件
4.2.2.4.2 试 棒应与该实际零件取自同一炉,并与其代表的材料采用相同的锻造比和同时热处理
试棒的尺寸应反 映实际零件的关键壁厚
试样应符合下列规定 4.2.2.4.3 力学试样应取自距表面1/4厚度()处的试验材料
适用时,试样应位于内表面1/4 a b 通常应采用横向试样; 每批至少应试验一整套力学试验(一批由同炉和同热处理批的零件组成)
如果同批中有不同 尺寸的零件,只要所有尺寸强度要求相同,仅试验最大尺寸就足够
4.2.2.4.4通常,法兰、阀体等应锻造或铸造成形
如果该零件由锻造棒料、,轧制棒料,锻造钢板或轧制 钢板加工,则材料应进行横向试验,并应满足锻件纵向试样的要求
如果使用钢板,也应在高度(全厚 19
GB/T35146一2017 度)方向上进行试验
4.2.2.4.5材料标准或规范规定的试验应符合《材料与焊接规范(2015))的规定
4.2.2.5铸铁 4.2.2.5.1除非明确证明合理且所有各方达成一致,否则铸铁不应用于MDT低于0笔的关键件 4.2.2.5.2对于非焊接滑轮,材料不要求冲击试验
滑轮用球墨铸铁应具有最低10%的延伸率
4.2.2.5.3铸件的力学性能试验应符合4.2.2.4.14.2.2.4.3的要求
4.2.2.5.4材料标准或规范规定的试验应符合《材料与焊接规范(2015)》的规定
4.2.2.6其他金属材料 满足CCS《材料与焊接规范》要求的铝、铜和其他非铁合金应具有符合材料标准的供应条件、化学 成分力学性能、焊接性能和完整性
4.2.2.7螺栓材料 通常结构和操作安全性所必需的螺栓总成的性能等级应符合GByT3098.1 4.2.2.7.1 -2010的规定， 螺栓材料性能分类表6
4.2.2.7.2结构和机械螺栓连接所用的螺栓材料应与连接用系统一致,应考虑(见表6) 外部载荷的性质; 螺栓连接的设计或能力 螺栓载荷; 失效的后果 4.2.2.7.3屈服强度大于355MPa的B类(见表6)螺栓,磁粉检测应至少在淬火和回火结束后48h进 行
检验应按照NB/T47013.4的规定 纵向不连续的深度不应超过公称直径的3%
无论深度和位置如何,不应有横向裂纹
根据具体 情况应考虑其他表面缺陷
4.2.2.7.4海洋环境的紧固件(螺栓、螺母和垫圈)通常应热浸镀锌或粉末镀锌,镀层厚度最小50！
如 果特殊的螺纹牙型或紧密公差禁止这样的涂层厚度,只要安装后涂层或油漆适当,螺栓或螺母可以电镀 或无镀层
酸洗和电镀操作应在去氢(除气)处理后立即进行,以消除脆性影响
4.2.2.7.5最低屈服强度超过490MPa的主承压或结构螺栓和螺母,应采用低合金钢或合金钢制造,并 应淖火和回火
4.2.,2.7.6当在大气环境中一般作业安装时,拉伸性能应不超过GB/T3098.1一2010中的10.9级
如 果表面平面度和预应力要求符合公认的原则,则可以采用性能12.9级
4.2.2.7.7对于水下安装，拉伸性能不应超过性能8.8级或ATMA193/A193MB7或等效规范
4.2.2.7.8对于直接暴露于酸性环境(湿式)连接的螺栓,拉伸性能低于8.8级的应符合GB/T20972 所有部分)的要求
表6螺栓材料性能分类 类别 载荷条件h 没有来自外部载荷的张力
依靠摩擦连接
或外部载荷张力相对于螺栓能力是次要且较小
要求一些冗 余,例如,螺栓的单点失效不应引起结构失效的风险
非冗余应用,例如,隔水管螺栓,阀盖螺栓、基础螺栓
20
GB/35146一2017 表6(续 类别 载荷条件 直径小于16mm的螺栓不应用于特殊和主要结构的承载
对应的螺母应符合GB/T3098.2的规定
螺母和垫圈或主要暴露于压缩载荷的其他螺栓构件不要求冲击试验
预期在一20以下使用的螺栓要进行特殊考虑
通常预期在一20C以下使用的螺栓宜为奥氏体不锈钢或等 效钢
奥氏体不锈钢螺栓通常不要求冲击试验
见" 4.2.2.1.8
B类螺栓应在实际图纸上或在设计文件中规定
只要按照螺栓的加工程序,GB/T3098.1一2010确认保证在一20夏比冲击值27J时安全的,则用于MDT 20C的A类螺栓是可接受的
夏比冲击试验不是强制的,他可能基于统计值
4.2.2.8密封材料 4.2.2.8.1密封所用材料应适用于预期作业,并应能够保持特定装置或流体规定的工作压力和温度
4.2.2.8.2关键构件中所用的弹性密封材料宜进行试验,以确保弹性密封材料与其作业期间暴露的所 有流体兼容
4.2.3 腐蚀 4.2.3.1选择的材料应具有足够的抗腐蚀性,或者适用时,可以应用其他的腐蚀保护系统,例如,涂层、 阴极保护或腐蚀流体的化学处理
4.2.3.2材料和(或)腐蚀性保护系统的选择应确保相互兼容,重视有关操作参数、检验、检测和维护方 法及要求的设计寿命
4.2.3.3对于某些应用,可以应用腐蚀裕度(例如,额外壁厚以补偿腐蚀引起的金属损失)
可以单独应 用或腐蚀性保护涂层或化学处理组合应用
4.2.4材料证书 所有主承载和承压件材料应书面提供以下内容 -制造和热处理金属材料)工艺; 通过按公认标准进行适当的试验获得的有关性能的结果
4.3管道系统 4.3.1概述 管道系统包括: 管子; 挠性管道系统,例如膨胀元件和柔性软管; 其他原件,例如阀和管件 -管道系统连接,例如,焊接连接、栓接法兰、卡箍、管接头,垫圈等 吊架和支架
4.3.2管道系统设计 4.3.2.1 总则 4.3.2.1.1装置安全操作所用的管道系统,通常应与钻井和试井操作所用的管道系统分开
如果钻井 21
GB/T35146一2017 或试井操作必需交叉连接,为避免通过危险介质时安全系统可能的污染,应安装单向阀或其他等效 装置
4.3.2.1.2在设计评价可能的失效模式时,应考虑有关因素和因素的组合,包括但不限于下列示例 腐蚀或侵蚀类型 振动、水击; 压力脉冲; 异常极端温度; 冲击力; 泄漏; 连接的设备和管道支架的受迫运动
管道系统总设计指南见ANsI/AsMEB31.3;2012. 4.3.2.2硬管道系统设计 4.3.2.2.1硬管道系统计算应确保管子在其整个设计寿命期间具有足够的强度(例如厚度强度)
除了 内压引起的应力外,管道系统设计应具有必要的挠性和抵抗ANs1/AsMEB31.3;2012中概述的附加载 荷的能力
4.3.2.2.2硬管道系统的设计应按照ANSI/ASMEB31.3;2012,SY/T5323的要求
迷，As14 AsMEB31.3;2012第章规定了普通管道系统(例如级别CL150~CL.2500的管道系统)的设计,典型的 管道系统是钻井液输送管线和所有消防管线
sY/T5323管道系统级别都是高压管道系统
4.3.2.2.3对于普通管道系统(级别CL150CL2500),直管和弯管的最小设计壁厚应按ANSI AsMEB31.3;2012第章304计算
对于高压管道系统,最小壁厚！可按ANsI/AsMEB31.3;2012 第章K304计算
4.3.2.2.4螺纹、腐蚀、制造公差和冲蚀裕度应增加到最小设计压力壁厚,见4.3.2.2.7一4.3.2.2.10.
ANsI/AsMEB31.3;2012相应章节最小壁厚设计公式中列出了这些裕度
43.2.2.5所选择的实际管子尺寸的标准壁厚应不小于下面计算的1. t
=t裕度 式中 设计压力厚度
对于管子系统级别CL150~CL2500,按照ANSI/ASMEB31.3;2012中 304.1.2公式(3a)计算,对于高压管道,按照ANSI/ASMEB31.3:2012中K304.1.2计算 裕度 腐蚀十冲蚀十螺纹深度
4.3.2.2.6对于普通管道系统,弯管和弯头在弯曲后的最小厚度/丽应按照ANS1/ASME31.3;2012 中304.2计算,对于高压管道系统,最小厚度
应按照ANS1/ASMEB31.3;2012中K304.2计算
4.3.2.2.7加工螺纹的管道系统计算的最小强度厚度,应增加的裕度等于ANsIB2.1尺寸h的螺纹深 度或应采用等效值
对没有规定公差的加工表面或槽,除规定的加工深度外公差应为0.5n mm
4.3.2.2.8适用时,钢管的腐蚀裕度c应按照表7的规定,并应符合下列特殊要求 对于紫铜、黄铜,CuSn合金和Ni含量小于10%的Cu-Ni合金管子,腐蚀裕度应为0.8mm a b 对于Ni含量大于或等于10%的CuNi合金管子,腐蚀裕度应为0.5" mm; 如果介质对所使用的材料的腐蚀影响可以忽略不计,则腐蚀裕度可以减少至零 c 如果管子具有严重腐蚀和(或)冲蚀的风险,宜考虑较大的腐蚀裕度
d 22
GB/35146一2017 表7钢管的腐蚀裕度 管道系统服役 腐蚀裕度al.d(e)/mm 压缩空气 液压油 0.3 涧滑油 0.3 燃料油 船运油料 0.3 液化石油气体 渎水 0,8 普通海水 试井或碳氢化合物作业 钻井液或水泥包括节流压井管线 对于通过储罐的管子,应根据外部介质给出的数值,考虑外部腐蚀的附加余量
对于有效防护腐蚀的管子,经批准,腐蚀余量可以降至50%
对于不锈钢,腐蚀余量可以忽略不计
钻井液或水泥管道见4.3.2.2.10
4.3.2.2.9如果壁厚制造公差值用%表示,则选择的管子公称壁厚T应满足下列公式 T>/m×[100/100一a] 式中: 见4.3.2.2.5; t -制造公差的百分比,对于普通管道系统通常为12.5%
如果制造壁厚公差值用毫米表示,则选择的管子公称壁厚T应满足下列公式 T>t
十MT 式中 MT 制造公差,单位为毫米(mm)
4.3.2.2.10如果管道系统可能暴露于冲蚀,则应考虑可能的作业条件规定冲蚀裕度
除非另有规定 3nmm以上的冲蚀裕度也包括钻井液或水泥管道系统
4.3.2.3柔性软管 在设计文件中应明确地表示柔性软管的位置
4.3.2.3.1 4.3.2.3.2在不适合采用硬管的位置可以安装适合预期用途的柔性软管
注:可能要求液体兼容性的书面文件
43.2.3.3柔性软管安装的位置应便于检查
对介质泄漏会导致危险情况的系统中所用的柔性软管应提供保护方法 4.3.2.3.4 4.3.2.3.5 钻井作业活动中关键柔性软管的设计节流压井软管等应符合sY/T5323规定;钻井液和水 泥软管等应符合GB/T17744的规定;增压和液压电缆管线月池软管应符合sY/T5323和 GB/T17744的规定;除非另有规定,对于其他关键软管如适用)应符合IsO13628-ll或SY/T5323 和GB/T17744中任一规范
4.3.2.3.6隔水管张力系统的柔性软管应优先按照IsO13628-1l1或等效标准设计
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GB/T35146一2017 4.3.2.3.7依据sY/T5053.2,SY/T5323或等效标准的耐火试验应使用于 -易燃液体系统的柔性软管和非金属伸缩接头; 供应液体或支撑基本功能或安全功能的系统用柔性软管和非金属伸缩接头
在与整个管道系统和构件要求的相同寿命期内,柔性软管应保持其完整性和功能性
油基钻井液确定为是易燃液体
为安全系统(安全功能)的BOP提供液压和液压控制的管线[例 如,液压(电缆管线)月池软管]应取得耐火试验的证明
4.3.2.4阀和其他管件 4.3.2.4.1公称直径大于50mm的阀不应使用螺纹式阀盖
4.3.2.4.2螺纹式阀盖应固定牢固,防止操作阀门时松开
4.3.2.4.3应提供指示器以显示阀门的开关位置
4.3.2.4.4阀门关闭用时间的选择应确保在管道系统中不发生由水击引起的有害应力
4.3.2.4.5公认的管道规范和标准中没有涵盖的管道系统零部件,应按照公认的规范或标准进行设计、 计算并形成文件
应说明使用、介质类型设计压力,温度范围、材料和其他设计参数
如果管道系统零 件具有复杂的结构使理论计算不可靠,可以采用合格的样机验证试验报告以证明其预期用途的适用性
4.3.2.5管道系统连接 4.3.2.5.1可拆式管子连接的数量应限于那些必要的安装和拆卸
管道系统连接应符合所应用的规范 或标准,或应有适用其预期用途的证明
4.3.2.5.2如果螺纹不是密封的一部分,外径大于或等于51mm的管接头通常由对煤、法兰式或螺纹 式由壬制成
预期不用于腐蚀流体的小尺寸接头,可以焊接或加工螺纹和密封媒
锥螺纹和双咬合或 压缩接头应按不同情况决定
4.3.2.5.3如果管道系统额定压力大于或等于20.7MPa(3000psi),则钻井液系统、节流压井系统、固 井系统或试井系统,或其他管道系统中承受弯曲或振动载荷的接头不应采用密封性螺纹即NPT) 连接
注，ANsI/AsMEB1.3,2012规定螺纹式接头仅可用于仪器仪表,排放口,排泄口和类似目的,且不应大于NPs1/2" 承受弯曲或振动载荷时不应采用螺纹式接头,通常钻井液系统、节流压井系统、固井系统或试井系统属于这种 情况
4.3.2.5.4焊颈法兰应尽可能锻造成最终形状
4.3.2.5.5如适用,可以使用螺柱端部接头,且接头应使用锥螺纹
4.3.2.5.6下列情况应计算支管补强: 在支管连接中,采用未被认可类型和形状的对焊管座;或 在支管连接中,零件没有提供固有的强度; 采用加强和未加强三通管制造
注:详见ANI/ASMEB31.3;2012304.3
4.3.2.5.7安装伸缩接头或波纹管的管道系统应有足够的调整、对中和夹紧装置
必要时,应提供机械 损伤保护 4.3.2.5.8端部接头应按照公认的规范或标准设计和制造
4.3.3支撑件 4.3.3.1下列管道系统应固定和支撑 所连接设备不能支撑管道系统重量; 在毗连管子中不会引起大的附加应力的重型阀门和管件; 24
GB/35146一2017 考虑内压、方向或横截面的变化和设施或装置运动引起的轴向力; 系统中会出现不利的振动
4.3.3.2受到水击、振动和额定压力大于或等于20.7MPa(3000psi)的管道系统不应用直接焊接支架
注典型的包括高压钻井液系统、节流压井系统、固井系统和试井系统
4.3.3.3如果符合下列条件,4.3.3.2所述系统可以采用焊接支架: -在支架和管道系统之间宜采用加强板,材料宜满足公认规范(例如ANSIB31.3:2012)的要求， 且至少与支架材料质量相同 加强板应采用与焊接程序中规定的相同参数和条件焊接; 管道系统应力或疲劳和柔性分析按照公认的规范进行(例如ANSIB31.3;2012第章)
4.3.3.4在应使用焊接支架处,亦可将支架焊接到管子上,同时使支架上的作用力对管子表面产生的应 力最小
4.3.3.5对穿过甲板或舱壁的管子,应采用密封压盖型(填料函)贯穿件
4.3.4管子应力和刚度分析 下列系统应按照ANSI/ASMEB31.3:2012中319、K319和K304.8进行管子应力和刚度 4.3.4.1 分析 高压钻井液和水泥系统 -节流压井系统; 液压主提升系统; 永久试井管道系统
4.3.4.2对每个管子尺寸和压力级别中最大载荷法兰的应力或泄漏应进行计算并形成文件
4.4电气、自动化和安全系统 4.4.1概述 4.4给出的要求主要用于下列系统和设备 -4.1和4.5确定的所有安全系统; -4.1和4.5中规定为基本功能和重要功能的所有系统或设备
ESD和F&.G系统也应符合CCsGD02一2006和《海上固定平台安全规则(2000)》的相关规定
对于生产设备关停和排放系统的整体要求按DNvGL-OS-E201规定
4.4.2电气系统 4.4.2.1电气系统和零部件应按照cCSGD02一2006和《海上固定平台安全规则(2000)》的要求
4.4.2.2钻井设备动力供应要求应符合4.1给出的原则,以及4.5给出的钻井系统和零部件的具体 要求
4.4.2.3每一种情况根据事先协定,可以采用其他国际公认的规范和标准,例如IEEE,IEC或类似 标准
在主电源失电悄说下,应尽可能确保井的安全
在相关组合中,应急电源应能执行下列功能 4.4.2.4 输送和循环钻井液(见4.5.7.1.2); -对BOP控制系统蓄能器再充压; 如果BOP只有一个剪切闸板,不能剪切工具接头和密封油井时,应能够提升和下放主提升系 统至能剪切工作管柱处(见4.5.3.2.1.4); 调节隔水管张紧系统和升沉补偿系统
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GB/T35146一2017 对于配备DP系统的装置这些要求可能不适用
这些装置应具有应急解脱系统操作,见4.5.3.2.4 注:对可能有几个独立的动力系统和没有应急备用动力的DP装置
上述要求仅适应于该装置能保持其位置但已 减少了供电的情况 4.4.2.5钻井配电应至少分成两个室,以预防单点故障将导致的钻井设备所有基本功能的丧失
注:表1确定的基本功能系统宜安装来自不同独立室的配电盘
电力系统和电力控制也宜至少分成两个分离的 系统
4.4.3 自动化和安全系统 仪器仪表、控制和检测系统及零部件应按照DNvGL-OS-D202;2015的要求
4.4.3.1 4.4.3.2只要满足本标准的附加要求,并超过应用的任何其他标准的要求,则可以采用其他国际公认的 规范和标准(例如,Iso,IEc,AP
4.4.3.3仪器仪表设备应适用于海洋使用,并应设计成在DNvGL-OS-D202;2015第2章第4节[2]所 叙述的环境条件下操作
只要提供的设备适用于确定的实际操作条件,可接受较低的值
所有合同方 应同意修订值
4.4.3.4无线遥控装置和其他无线遥控系统应符合CCsGD02一2006第3章第11节3.11.7.3的规定
4.5钻井系统和设备 4.5.1概述 4.5.1.1控制和检测 依据每个系统,控制和检测的要求应在可能的范围内集合
系统也应符合4.5给出的系统总要求 和4.1和4.4中所有系统和设备的总要求
4.5.1.2液压和气动系统 4.5.1.2.1总则 4.5.1.2.1.1液压或气动设备应安装安全阀
每个蓄能器应在气体和液体两侧用安全装置保护(例如 安全阀,熔断器或保险片),以防止过热时超压
当蓄能器是带有某种安全装置系统的一个组成部分时， 蓄能器自身不需要提供安全装置
4.5.1.2.1.2安全阀释放管线的管子尺寸宜大于安全阀上游管子 4.5.1.2.1.3普通释放管线集管的管子尺寸应大于等于相应安全阀上游管子
4.5.1.2.2液压系统 4.5.1.2.2.1液压系统零部件的设计要求见4.3 4.5.1.2.2.2液压油不应腐蚀或化学侵蚀系统内零部件
油的闪点不应低于150C,并应适用于系统通 常可能承受的所有温度下的操作
4.5.1.2.2.3应避免泵和阀操作产生过大的压力波动和脉冲
必要时应安装脉冲消除装置,并应优先 直接连接到振动源
通常系统设计应获得层流流动
液压管道系统中可拆卸的管子连接和阀应与电器,锅炉,排气管和其他点火源保持安全 4.5.1.2.2,4 距离
液压油循环箱和缓冲箱的通风管应通到安全位置,以便任何漏油不能到达潜在的点火源
4.5.1.2.2.5 4.5.1.2.2.6液压系统的设计应确保系统平稳操作,且在设计极限范围内操作(例如,在所采用的动力 系数必、缓冲载荷等范围内)
注这包括液缸冲程末端的阻尼和操作阀的软特性
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GB/35146一2017 4.5.1.2.2.7必要时,系统中应包含液体过滤和冷却装置和滞留气体排放装置
注，如适用,推荐回流管线过滤,以避免杂质可能传到互相连接的系统 4.5.1.2.2.8要求连续操作或杂质可能引起关键误操作的系统,应提供两个并联过滤器并连续检测过 滤器状态
在非正常情况下应启动警报
例如,在固定式底部操作期间的液压升沉补偿系统
4.5.1.2.2.9可拆卸的管子连接、阀门、软管破裂等引起的意外泄漏,不应危害设施或人员的安全
例 如,软管破裂时操作台软管上的保护盖,液压损失关健系统上的软管破裂阀,与易燃液压油系统潜在泄 漏源保持安全距离的点火源等
4.5.1.2.2.10为基本功能提供备用的本地蓄能器应设计、定位或保护,以避免需要时可能阻止正确操 作的意外隔离或机械损伤
4.5.1.2.2.11在火灾情况下系统中要求操作的管道系统、管子和零部件,应具有足够的耐火特性,以确 保系统正确操作
这对要求用液压能启动或维持系统控制的系统特别重要
适用时,应获得该系统零 部件耐火试验鉴定的书面文件
4.5.1.2.2.12管道系统和管子在连接到控制系统前应冲洗和清洁
注液压系统内湿润液压油的清洁度极限宜在设计阶段确定
4.5.1.2.2.13液压回油管线的设计应具有足够的在极端情况下的最大回流能力,而不降低系统的总性 能
应注意避免因机械损伤或意外操作阀门而在过滤器、排出口产生堵塞的可能
4.5.1.2.3气动系统 操作用零部件对气源的质量要求不应高于仪表气的质量
气路上应避免小孔
4.5.1.2.3.1 4.5.1.2.3.2主管线应相对于水平方向倾斜,并设有排放装置
4.5.1.2.3.3塑性材料制成的管子和其他设备应具有良好的机械强度、低热塑性、高耐油性和耐燃性
4.5.1.2.3.4仪表气源应无油,水分和其他污染物
在相应温度和压力下应避免凝聚
注，对完全位于机舱和居住舱的管子中流动的空气,露点宜在环境温度以下10C以内,但通常不必低于;C
在 敞开甲板上的管子内流动的空气露点宜低于一25 4.5.1.2.3.5当服役于一个以上功能时(例如一个以上控制回路),应设双倍减压阀和过滤器
4.5.1.2.3.6基本功能备份气源用的本地蓄能器应设计、,固定或保护,以避免在需要时可能会阻止正确 操作的无意中的隔离或机械损伤 4.5.1.2.3.7在连接到控制系统前应清洗和干燥管道系统和管子
4.5.1.2.3.8排气口的方向应保证气动元件在排气时不会引起危险,必要时应单独设置排气管线
4.5.1.2.3.9管螺纹宜采用螺纹胶密封方式
4.5.1.2.3.10经常拆卸的管路接口部位宜设置快速接头
4.5.,1.2.3.11应设置低压保护回路或低压报警装置,以保证系统失压时的安全
4.5.1.2.3.12系统设计应考虑由于响应滞后造成的不利影响
4.5.1.3机电设备的防火 4.5.1.3.1安装在危险区域的钻井操作(例如HPU)用的机械或电气设施和其他必要的设备应适用于 预期目的,并应符合cCcsGD02一2006和《海上固定平台安全规则(2000)》的相关要求
注，对危险区域的机械设备,宜注意通过采用相关的无火花材料(例如铁钻工夹持钳、绞车刹车系统),滑轮润滑例 如小车导向轮)等,使设备正常操作期间发生火花的危险降到最低
4.5.1.3.2在扩展的危险气体区域可操作的电气设备和仪器仪表,应进行Ex评价并设计成能在预期的 时间周期内操作
如不可行时,应规定将发生火花的危险降到最低的方法
注，这适用于位于安全区域的BoP控制系统等
需要时,设备宜可在通风或冷却降低的情况下操作
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石油天然气工业海上钻井和修井设备GB/T35146-2017
概述：
随着全球石油和天然气需求的不断增加，海上钻井和修井设备的重要性也日益凸显。而作为这一行业的标准规范，《石油天然气工业海上钻井和修井设备GB/T35146-2017》的发布和实施，对于促进海上钻井和修井设备的发展具有非常重要的作用。
主要内容：
该标准主要涉及海上钻井和修井设备的设计、制造、安装、使用、维护和检验等各个环节。其中包括了以下几个方面：
- 定义了海上钻井和修井设备的术语和定义，统一了行业用词。
- 明确了海上钻井和修井设备的技术要求和性能指标，保证了其安全可靠性和高效性。
- 制定了海上钻井和修井设备的检验和试验规范，确保了其质量和运行状态符合标准。
- 规定了海上钻井和修井设备的操作、维护和管理要求，提高了其使用效率和寿命。
意义：
该标准的实施，对于促进海上钻井和修井设备的规范化、标准化和现代化具有非常重要的作用。具体包括以下几个方面：
- 提高海上钻井和修井设备的科技含量和竞争力，增强其国际市场竞争力。
- 促进海上钻井和修井设备行业整体水平的提升，推动行业良性发展。
- 优化海上钻井和修井设备的生产流程和质量管理体系，提高生产效率和产品质量。
- 保障海上钻井和修井设备的安全性、可靠性和运行效率，降低事故风险和管理成本。
结论：
综上所述，《石油天然气工业海上钻井和修井设备GB/T35146-2017》的发布和实施，有利于促进海上钻井和修井设备的发展和提高整个行业的水平。同时，也为我国石油和天然气产业的发展奠定了坚实的基础。
