声明

本文是学习GB-T 35146-2017 石油天然气工业 海上钻井和修井设备. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们

1 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。

2 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/T 3098.1—2010 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱(ISO 898-1:2009,MOD)
GB/T 3098.2 紧固件机械性能 螺母(GB/T 3098.2—2015,ISO 898-2:2012,MOD)

GB/T 4208 外壳防护等级(IP 代码)(GB/T 4208—2017,IEC 60529:2013,IDT)

GB/T 9445 无损检测 人员资格鉴定与认证(GB/T 9445—2015,ISO
9712—2012,IDT)

GB/T 17744 石油天然气工业 钻井和修井设备

GB/T 19190 石油天然气工业 钻井和采油提升设备

GB/T 19869.1 钢、镍及镍合金的焊接工艺评定试验

GB/T 20174 石油天然气工业 钻井和采油设备 钻通设备(GB/T 20174—2006,ISO
13533:

2001,MOD)

GB/T 20972(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[ISO 15156(所

有部分)]

GB/T 25428 石油天然气工业 钻井和采油设备 钻井和修井井架、底座

GB/T 30217.1 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/T 30217.1—2013,ISO 13624-1:2009,IDT)

NB/T 47013.2 承压设备无损检测 第2部分:射线检测

NB/T 47013.3 承压设备无损检测 第3部分:超声检测

NB/T 47013.4 承压设备无损检测 第4部分:磁粉检测

NB/T 47013.5 承压设备无损检测 第5部分:渗透检测

SY/T 5053.2 钻井井口控制设备及分流设备控制系统规范(SY/T
5053.2—2007,API Spec 16D:

1993,IDT)

SY/T 5323 石油天然气工业 钻井和采油设备 节流和压井设备(SY/T
5323—2016,API Spec

16C:2015,MOD)

SY/T 6666 石油天然气工业用钢丝绳的使用和维护推荐作法(SY/T
6666—2012,API RP 9B:

2005,MOD)

GB/T 35146—2017

SY/T 6667 SY/T 6868 SY/T 6913

SY/T10033

分流器系统设备及作业推荐作法(SY/T 6667—2006,API RP 64:2001,IDT)

钻井作业用防喷设备系统(SY/T 6868—2016,APISTD 53:2012,MOD)

海洋钻井隔水管设备规范(SY/T 6913—2012,API Spec 16F:2004,MOD)

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/T 10033—2000,API RP 14C:1994,IDT)

材料与焊接规范(2015) 中国船级社(CCS)

海上移动平台入级规范(2016) 中国船级社(CCS)

钻井装置发证指南:GD 02—2006 中国船级社(CCS)

海上固定平台安全规则(2000) 中华人民共和国国家经济贸易委员会

ISO13628-7 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 (Petroleum and natural gas
industries—Design and operation of subsea production systems—Part 7:

Completion/workover riser systems)

ISO13628-11 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(Petroleum and natural gas
industries—Design and operation of subsea production systems—Part

11:Flexible pipe systems for subsea and marine applications)

ANSI B2.1 通用管螺纹(英制)(干密封除外)[Pipe Threads,General
Purpose(Inch)(Except Dr-

yseal)]

ANSI/ASME B31.3:2012 工艺管道系统(Process Piping)

ASME 锅炉和压力容器规范,第IX卷 焊接、钎接和粘接评定(ASME Boiler and
pressure vessel

code,Section IX,Welding and brazing qualifications)

ASTM A193/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(Standard
specificafion for Alloy-steel and stainless steel bolting materials for
high temperature or high pressure

service and other special purpose applications)

AWS D1.1/D1.1M 钢结构焊接规范(Structural Welding Code—Steel)

DNVGL-OS-D202:2015 自动控制、安全和无线电通信系统(Automation,Safety
and Telecom-

munication Systems)

DNVGL-OS-E201 碳氢化合物生产设备(适用于试井)[Hydrocarbon Production
Plant(Only ap-

plicable for well testing)]

3 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 defined accidental events

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/T 35146—2017

3.1.3

深水 deep water

超过500 m 的 水 深

3.1.4

设计压力 design pressure

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 drilling equipment

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 managed pressure drilling;MPD

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 dynamic MPD pressure
control equipment

用于动态适应井筒环空压力剖面的机械设备。

3.1.8

MPD 压力控制设备 static MPD pressure
control equipment

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 essential function

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 important function

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 non-important function

既不是基本或重要的也不是安全的功能。

3.1.13

故障保护 fail safe

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 field instrumentation

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/T 35146—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 hazardous area

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 independent systems

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

indications

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 installation or drilling
installation

浮动式和固定式结构的总称,包括勘探、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 maximum allowable working
pressure;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 maximum available time

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 minimum design temperature;MDT

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 MPD pressure control
equipment

MPD 的动态和静态压力控制设备。

3.1.24

MPD 压力控制系统 MPD pressure control system

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 MPD system

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 operating conditions

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 process

受控设备所进行活动的结果。

GB/T 35146—2017

3.1.28

过程段 process segment

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 reference thickness

测定焊缝厚度的金属材料板厚。

3.1.30

破裂(或爆裂)膜片 rupture(or bursting)disc

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 safe working load;SWL

最大允许提升的质量。

3.1.32

安全系数 safety factor

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 safety function

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 safety system

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);

— BOP 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 primary structure

对总的结构完整性是基本的结构件。

3.1.36

生存工况 survival condition

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 transit condition

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 user input device;UID

用户可以发出输入信号的装置,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。

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3.1.39

公用系统 utility systems

提供支持功能的设备系统。典型系统是冷却水、加热用热油、化学注入系统、仪表气源和发电系统。

3.1.40

可视显示单元 visual display unit;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 well barrier

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 well barrier element

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 well control incident

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 well incident

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 well system

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 working load

悬挂载荷 suspended load

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 workstation

执行特定活动的一个或多个功能的场所。

3.2 缩略语

下列缩略语适用于本文件。

BHP 井底压力(bottom-hole pressure)

BOP 防喷器(blow out preventer)

CCS 中国船级社(china classification society)

DP 动力定位(dynamic position)

EDS 应急解脱程序或系统(emergency disconnect sequence/system)

EQD 应急快速解脱(emergency quick disconnect)

EDP 应急解脱总成(emergency disconnect package)

ESD 应急关断(emergency shut down)

F&.G 火气(fire and gas)

GB/T 35146—2017

HPU

液压动力装置(hydraulic power unit)

LMRP

海洋隔水管下部总成(lower marine riser package)

LRP

隔水管下部总成(lower riser package)

MPD

控压钻井(managed pressure drilling)

MDT

最低设计温度(minimum design temperature)

MWD

[随钻测量](https://siduwenku.com/search?f=new&wd=%E9%9A%8F%E9%92%BB%E6%B5%8B%E9%87%8F)(measure while drilling)

NDT

无损检测(non-destructive testing)

PSV

压力安全(或减压)阀[pressure safety(or relief)valve]

PWD

随钻压力检测(pressure while drilling)

PWHT

焊后热处理(post weld heat treatment)

SWL

安全工作载荷(safe working load)

UID

用户输入装置(user input device)

UPS

不间断电源(uninterruptible power supply)

4 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:

a)
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;

c) 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。

d) 系统和设备应防止过高的载荷、压力、温度和速度;

e)
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/T 35146—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;

b)
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
功能的失效不应对安全功能产生任何影响;

c)
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;

d) 安全系统应具有表3适用的 RO 要求或故障保护装置;

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;

g) 其他安全系统的要求,例如 ESD 和 F&G, 应符合CCS GD
02—2006和《海上固定平台安全规
则(2000)》的规定。对于生产或试井设备、关闭和排放系统按照DNVGL-OS-E201
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:

a) 一级井屏障;

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:

a) 能承受最大的额定压差;

b) 能通过其他方法进行密封试验、功能试验或检验;

c) 能在全寿命周期内胜任操作和经受住可能暴露的环境;

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;

f) 当可检测时,总是知道其实际位置和完整状态。

4.1.2.2.4
一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屏障元素。

4.1.2.2.6
一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。
应避免无意中井筒压力超过裸露的地层破裂压力。 MPD
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
二级井屏障由几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/T 35146—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《海上移动平台入级规范(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。

4.1.3.1.3
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70℃,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:

a) BOP 或分流器控制系统;

b) 随时切断钻杆的必要系统;

c) 解脱系统(仅水下 BOP)。

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。

1 安全系统和功能分类

系统和功能

钻 井

固定于井底的作业(例如试井)

井控系统(除隔水管系统)

S

S

隔水管系统,包括张紧系统

E*

E

GB/T 35146—2017

1 (续)

系统和功能

钻 井

固定于井底的作业(例如试井)

升沉补偿系统

E*

E

提升系统

E*

I

旋转系统

I

N

BOP、管子和隔水管处理系统

I

N

钻井液混合、传输和循环,包括注水泥

I

I

试井系统

N

E*

试井排放系统

S

MPD压力控制系统

E*

E*

MPD安全逻辑装置

S

S

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。

S=安全系统,E=基本功能,I=重要功能,N=非重要功能,"一"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《海上移动平台入级规范(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《海上移动平台入级规范(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《海上移动平台入级规范(2016)》第7篇的规定。

4.1.4.3 通风

按照《海上移动平台入级规范(2016)》第7篇的规定。

GB/T 35146—2017

4.1.4.4 F&G 探测

按照《海上移动平台入级规范(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测仪表应相互独立。

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4.1.5.4)。

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UIDs 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。

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。

GB/T 35146—2017

2 最安全条件和相应输出电路配置

系统

系统故障情况下最安全条件

输出电路配置

钻井

固定于井底的作业(例如试井)

井控系统

操作

操作"

NDE/NDE

钻井液应急混合和循环

操作"

NDE/—

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

MPD压力控制系统

*

*

*'/*

试井设备(排放系统)

操作

—/NDE

试井设备(排除或排放系统)

关闭

—/NE

NDE=正常断电,NE=正常通电,"一"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《海上移动平台入级规范(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,并将取决于输入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:

GB/T 35146—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

最可能的故障(例如,动力损失或电缆或导线故障)应不会导致任何可能的新状况。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。

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)

45 s

手动系统恢复(R2)

10 min

可修理系统(R3)

3 h

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。

4.1.7.2.4
作为一个原则,除非证明暂停这些特定操作可能不损伤人员、设备或设施的安全(见表1),否
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。

4.1.7.3.3
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

任务。

GB/T 35146—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、纵荡和艏摇];

——风载;

GB/T 35146—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、横荡和艏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:

a) 最大垂荡(升沉)和最大纵摇;

b) 最大垂荡(升沉)和最大横摇;

c) 最大垂荡(升沉)和最大横摇与最大纵摇平方和的平方根,即:

垂荡mx+ √ (横摇mx)²+ (纵摇mx)

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、横荡和艏摇加
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 Oz),
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0.35
g(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1.3 g。

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/T 25428 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45℃之间;

— 机房室内或包含设备舱室的温度在5℃~55℃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/T 25428
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/T 25428 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:

GB/T 35146—2017

a)
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
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);

c) 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)。

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:

a) 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ψ;

b) 本标准相应的章节给出了特定设备设计计算所用的ψ的最小值;

c)
本标准没有给出特定数值的设备,ψ的量值应按照公认的规范或标准(如适用);

d) 如果完全通过试验来证明,则只可以使用比4.1.8.4.2 b)和4.1.8.4.2
c)中规定更小的值,即在 所考虑的设备操作期间测量ψ。

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:

a) 水平运动产生的惯性力;

b) 离心力;

c) 旋转和倾斜运动产生的垂直于轨道的力;

d) 缓冲载荷等

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:

a)
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。

b) 除非另有规定,否则2.1 g/cm³
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
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:

a) 除非另行确定(例如,安全评价或当地要求),否则,应采用4.1.8.4.5
b)~d)给出的偶然载荷。

b) 钻台的设计应能承受从1.5 m 高处下落的外径241.3 mm(91/2
in)钻铤立根的冲击。

c)
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
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。

d)
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;

GB/T 35146—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:

a) 应评价易疲劳损伤的机械构件区域;

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1.1,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

好的焊接性能。

GB/T 35146—2017

4.2.1.2 含 H₂S 液体用材料的选择,应符合GB/T
20972(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

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

C≤0.22 (1)

CE=C+Mn/6+0.04C≤0.45 ( 2)

4.2.2.1.2 已知相关元素,应采用下列碳当量公式:

CE)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.45 …………… (3)

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:该材料的焊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:

a) 管道和承压件材料要求夏比冲击值最低27 J,并形成文件,且与材料厚度和
MDT 无关,包括 下列高压管道系统:

1) 节流和压井系统;

2) 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 ANSI/ASME
B31.3)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0℃,则基准厚度超过6 mm
的钢材通常要求冲击试验。该类材料试验应在 不大于 MDT 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。

4 平均最小夏比 V 型缺口冲击功

0.2%变形屈服强度

MPa

夏比V型缺口最小平均冲击功

J

屈服强度≤270

27

270<屈服强度<420

屈服强度的10%"

屈服强度≥420

42

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一20℃最低夏比V型缺口值

27J(对MDT=-20℃)的轧制结构钢是可以接受的。

GB/T 35146—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。

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

1

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-105℃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:

a) 厚度≤50 mm 时,表面下2 mm; 或

b) 厚度>50 mm 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/T
20972(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。

4.2.2.1.11 在厚度方向(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
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:

a) 板厚近似相等的所有十字接头,或角焊板比连续板更厚处;

b) 依靠极限解释的所有 T 型接头;

c) z 方向额定载荷超过100 MPa 的所有 T 型和十字接头。
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3.2 MPa, 或设计温度超过300
℃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。

4.2.2.4.2
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。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。

4.2.2.4.3 试样应符合下列规定:

a)
力学试样应取自距表面1/4厚度(t)处的试验材料。适用时,试样应位于内表面
t/4;

b) 通常应采用横向试样;

c)
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

GB/T 35146—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℃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4.2.2.4.1~4.2.2.4.3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

4.2.2.7.1 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 GB/T
3098. 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355 MPa 的 B
类(见表6)螺栓,磁粉检测应至少在淬火和回火结束后48 h 进

行。检验应按照 NB/T 47013.4 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50μ。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490 MPa
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 应淬火和回火。

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/T 3098.
1—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 ASTM A193/A193M
B7 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/T
20972

(所有部分)的要求。

6 螺栓材料性能分类

类别

载荷条件,b

A

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。

B

非冗余应用,例如,隔水管螺栓、阀盖螺栓、基础螺栓。

GB/T 35146—2017

表6(续)

类别

载荷条件"b,e

直径小于16 mm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。通常预期在一20 ℃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—2010确认保证在一20℃夏比冲击值27J时安全的,则用于MDT -

20℃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

GB/T 35146—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/ASME B31.3:2012。

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ANSI/ASME B31.3:2012
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/ASME B31.3:2012 、SY/T 5323
的要求。

注:ANSI/ASME
B31.3:2012第Ⅱ章规定了普通管道系统(例如级别CL150~CL2500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/T
5323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 CL150~CL2500),
直管和弯管的最小设计壁厚 t 应按 ANSI/ ASME
B31.3:2012第Ⅱ章304计算。对于高压管道系统,最小壁厚 t 可按 ANSI/ASME
B31.3:2012 第IX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4.3.2.2.7~4.3.2.2.10。
ANSI/ASME B31.3:2012 相应章节最小壁厚设计公式中列出了这些裕度。

4.3.2.2.5 所选择的实际管子尺寸的标准壁厚应不小于下面计算的tm:

tm=t+ 裕度 ……………………………… ( 4)

式中:

t —— 设计压力厚度。对于管子系统级别 CL150~CL2500, 按照 ANSI/ASME
B31.3:2012 中

304.1.2公式(3a)计算,对于高压管道,按照 ANSI/ASME B31.3:2012 中 K304.1.2
计算;

裕度 — — 腐蚀+冲蚀+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 tm 应按照
ANSI/ASME B31.3:2012 中304.2计算,对于高压管道系统,最小厚度tm 应按照
ANSI/ASME B31.3:2012 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
ANSI B2. 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0.5
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:

a) 对于紫铜、黄铜、Cu-Sn 合金和Ni 含量小于10%的Cu-Ni
合金管子,腐蚀裕度应为0.8 mm;

b) 对于 Ni 含量大于或等于10%的Cu-Ni 合金管子,腐蚀裕度应为0.5 mm;

c)
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;

d) 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。

GB/T 35146—2017

7 钢管的腐蚀裕度

管道系统服役

腐蚀裕度he.d(c)/mm

压缩空气

1

液压油

0.3

润滑油

0.3

燃料油

1

船运油料

2

液化石油气体

0.3

淡水

0.8

普通海水

3

试井或碳氢化合物作业

2

钻井液或水泥包括节流压井管线

3

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≥tm×[100/(100-a)] (5)

式中:

tm—— 见4.3.2.2.5;

a ——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≥tm+MT (6)

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,

3mm 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

4.3.2.3.1 在设计文件中应明确地表示柔性软管的位置。

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。

4.3.2.3.3 柔性软管安装的位置应便于检查。

4.3.2.3.4
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。

4.3.2.3.5
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/T 17744
的规定;增压和液压(电缆管线)月池软管应符合 SY/T 5323 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 ISO 13628-11 或
SY/T 5323 和 GB/T 17744 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- 11
或等效标准设计。

GB/T 35146—2017

4.3.2.3.7 依据SY/T 5053.2 、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50 mm 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
的管接头通常由对焊、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焊。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20.7 MPa(3000
psi),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/ASME
B31.3:2012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 ANSI/ASME B31.3:2012304.3。

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;

GB/T 35146—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20.7
MPa(3000 psi)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 ANSI
B31.3:2012)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 ANSI B31.3:2012
第IX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

4.3.4.1 下列系统应按照 ANSI/ASME B31.3:2012
中319、K319 和 K304.8 进行管子应力和刚度 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 CCS GD 02—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 CCS GD 02—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。

4.4.2.4
在主电源失电情况下,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:

——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

GB/T 35146—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

4.4.3.1 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。

4.4.3.2
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、API)。

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—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150℃,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。

4.5.1.2.2.4
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

距离。

4.5.1.2.2.5
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。
4.5.1.2.2.6
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ψ、缓冲载荷等范围内)。

这包括液缸冲程末端的阻尼和操作阀的软特性。

35146—2017

必要时,系

适用,推荐回流管

要求连续操

在非正常情

体过滤和冷去 杂质可能传到 能引起关键误

报。例如,在

和Ah 结 热 族 中 列 公

于 廷 按 、 \| J

管上的保护言

火源等。

能提供备用的

劣。

只 下 系 统 中 要小环け时口处

启动或维持系

气体排放装置。

应提供两个并联过滤器并连续检测过

作期间的液压升沉补偿系统。

害设施或人员 宁 人

与易燃液压油

免需要时可能

文 部 ,世六有足够的耐公母山,以明

统特别重要。适用时,应获得该系统零

4.5.1.2.2.1

注:液E

4.5.1.2.2.1

能。应注意避免因机械

到控制系统前 吉。

限宜在设计阶

具有足够的在 的最大回流能力,而不降低系统的总性

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

4.5.1.2.3.1 操作用零部
质量要求不应高于仪表气的质量。气路上应避免小孔。

4.5.1.2.3.2 主管线应相 句倾斜,并设有排放装置。

4.5.1.2.3.3 成 的 管 子 和 有良好的机械强度、低热塑

4.5.1.2.3.4 :无油、水分和 在相应温度和压力下应避 注:对宁
居住舱的管子中 点宜在环境温度以下10℃以

敞于 内流动的空气霹 ℃。

4.5.1.2.3.5 个以上功能日 人上控制回路),应设双倍减

4.5.1.2.3.6 基本功能备份气源用的2 在需要时可能

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

4.5.1.2.3.8 排气口的方向应保证气 单独设置排气

4.5.1.2.3.9 管螺纹宜采用螺纹胶密圭

4.5.1.2.3.10 经常拆卸的管路接口部位且议直快迷接头。

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

45131 安装在危险区域的钻井操作(例加 HPTJ)
用的机械或电气设施和其他必要的设 由应理 J

并应符合 CCS GD 02—20(

定平台安全规则(2000)》的

险区域的机械设备,宜注意通;

卜车导向轮)等,使设备正常操作

火花材料(例如铁钻工夹持钳、

的危险降到最低。

、滑轮润滑(例

在扩展的危险气体区域可

时操作。如不可行时,应规

备和仪器仪表,应进行 Ex

的危险降到最低的方法。

能在预期的

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。

GB/T 35146—2017

4.5.1.4 应急停车

4.5.1.4.1
应急停车应位于方便机器操作的位置,以便在危险情况发生时人员可以立即使用。

4.5.1.4.2
应急停车既不应作为正常安全装置措施的替代,也不应作为自动安全装置,但可用作备份

措施。

4.5.1.4.3 所有的应急停: 则之一运行:

通过直接分离机 J动力或机械断开危险原件与其机器传动装置(分开离合器)停

车,必要时,刹车 停车);

——用机器传动装置 车,当实现停车后脱离动力。

一旦启动,应急停车 方式自动避免或减轻危险。

注1:"最合理的方式"其1

● 最优减速比的过

● 停车原理的选指

注2:"自动"意指一旦启
实现应急停车功能完成可以按预定的内部功能程序进行。

4.5.1.4.4 除非以安全利i
择方法得到充分证明,否则,原则上应急停车应控制所有其他功

能。其也应确保应急停车 原理冲突(见表2)。

4.5.1.4.5
应急停车后,在所有已经启动的控制装置手动、单独和有意地复位前,系统应不可能重新

启动。

注:对于没有系统自检可能性的气动和(或)液压机器,应急停车复位应包括多个动作。在实际应急停车复位前,这
可以通过许用复位功能获得。

4.5.1.4.6 当应急停车不是硬连接时,应提供4.1.6.1.2给出的自检装置。

4.5.1.5 自启动泵

4.5.1.5.1 运转泵的机械或电气系统中故障不应阻止备用泵的自动启动。

4.5.1.5.2
备用泵的自动启动应由检测中的程序参数(例如低压信号)启动,并应安排以保证当首次启
动时不会自动停止(锁定电路)。

4.5.1.5.3
备用泵自动启动警报没有启动的情况下,手动启动和停止泵应是可能的。

4.5.1.5.4 当泵备用时,应通过指示灯等本护 清晰地指示。

4.5.1.6 高空设备

在钻台上或月池之上安装的设备应
以防坠落。例如,紧固螺栓,以防止意外松开或采用

二次紧固装置。

4.5.2 钻井相关结构

4.5.2.1 总则

4.5.2.1.1 零部件或结构件的设计应符合公认的规范、标准和指南。

4.5.2.1.2
零部件或结构件的设计应适用于其预期用途,他们应与其他零部件或附近的其他零部件相
互作用,并在所有已知的操作条件下(包括预期的超载)安全使用。

4.5.2.1.3 在采用法兰和- 余内压外也应考虑外部载荷。

4.5.2.1.4 结构强度计算 载荷组合应按照4.1.8和4.1.9的规定。

4.5.2.2 钻井结构

4.5.2.2.1 标准设计

通过井架结构传递大钩载荷的井架设计应按照 GB/T 25428
的要求,并考虑以下方面(如适用):

GB/T 35146—2017

— 紧固件产生的预应力;

— 雪和(或)冰载荷(包括增加的风载荷);

—— 当操作要求超过GB/T
25428时,风速应符合装置特定的操作要求,有关的风载应按照相关的

海洋结构标准计算;

— 疲 劳 计 算 ;

—— 涡流计算;

——用于安装主要设备的结构上足够的局部设计强度(固定装置和支架)。例如,管子处理设备、升

沉补偿器等。如果GB/T 25428
没有给出,结构设计载荷中也应包括局部设计强度。

4.5.2.2.2 其他设计

GB/T
25428没有涵盖的钻井和修井结构的其他设计(例如,大钩载荷直接传递到钻台或底座),应
按照4.1.8和4.1.9给出的所有适用的载荷和载荷组合充分评价,并应采用4.5.2.2.1中给出的相关

条款。

井架内连续直梯的最大允许高度为9 m, 如果攀登高度超过9 m,
则应在适当位置设置休息平台。

井架内通道应设护拦保护,护拦高度应不小于1.0 m, 且在护拦底部设有至少100
mm 高的档板。

井架上的照明设备和其他电气设备应是Ex 认证或气体检测触发跳闸。

4.5.2.3 钻台

4.5.2.3.1
钻台是井架、桅杆或起升结构的基础,应设计承受大钩载荷、立根盒、转盘载荷和所有安装设
备施加的载荷和力。应考虑4.1.8.4的偶然载荷。

4.5.2.3.2
对安装主要设备(例如,转盘、死绳固定器、绞车等)的钻台,应规定和书面证明其足够的局部
设计强度(固定装置和支架)。

4.5.2.3.3
在所有相关载荷条件下,应规定4.1.8和4.1.9所述的操作和环境载荷的相关组合。为了生
存工况,如果不能证明降低载荷是合理的,则应100%规定立根载荷,因时间限制通常不准许降低立根
载荷。

4.5.2.4 底座

底座的设计应能承受4.1.8所述的所有组合载荷。

4.5.2.5 钻井或试井设备的支承结构

4.5.2.5.1
在安装主要钻井设备(例如,钻井泵、张紧器、空气压缩机等)时,应规定足够的局部设计强度
(固定装置和支架)。

4.5.2.5.2 火炬燃烧臂结构的设计应可用于操作和装载条件下的载荷。

4.5.2.5.3 火炬或燃烧臂结构的设计应包括燃烧期间预期热载荷的考虑。

4.5.2.6 设备提升

4.5.2.6.1
4.5.2.6为在安装和常规提升期间(适用时)的设备提升设计提供指南。

4.5.2.6.2
提升支架的设计应规定最大吊角,并包括设计计算中产生的弯曲应力。

4.5.2.6.3 如果提升力通过板厚方向传递,则应采用规定了全厚度性能的板(z
向特性)。

4.5.2.6.4
预期安装提升用的,设置在永久性固定结构上的提升支架的设计要求应按照上述规定。对
二次吊装用的提升支架,其设计系数应加倍。

注:更详细的要求参见其他标准或引用相关的国家法律法规。

4.5.2.6.5 对预期安装提升用的滑撬和提升支架:

GB/T 35146—2017

a) 应根据设计计算规定安装提升期间用提升滑撬主结构的设计;

设计系数宜计算如下:

DF=SF× 亚 ……………………………… (7)

式中:

DF— 设计系数;

SF — 安全系数;

亚 ——动载系数。

除另有规定,DF 值采用表8给出的值。

8 设计系数

零部件

设计系数(DF)

滑撬

2.5

多点提升支架

3

单点提升支架

5

动载系数亚可以按照实际预期的提升操作规定。但是,安全系数 SF
不能低于1.5(单点提升

支架滑撬为2.5)。

b)
预期仅用于上述安装提升的滑撬和提升支架不要求载荷试验。对于常规提升应规定方法避

免使用这样的支架。

注:该类提升支架不宜标志 SWL,
或以其他方式清晰标志(例如,"仅供安装提升")。

4.5.2.6.6 对预期常规提升用的滑撬和提升支架:

a) 应提供适当的书面证明(包括维护提升用);

b) 除提升支架外,基本和非冗余主结构件应采用全熔透焊缝焊接。

4.5.3 井控系统

4.5.3.1 总则

4.5.3.1.1
井控系统设计主要用于在地层流体侵入井系统情况下恢复主井屏障。井控系统用于关闭或
引导流体流出井筒或隔水管系统,并在必要时代替钻井液。

4.5.3.1.2
如果地层流体或气体计划通过本标准未明确覆盖的非常规系统处理,则应证明这些操作符
合要求。整体的风险应证明不大于常规井控作法,并符合本标准的相应要求(见4.5.3.3.3)。

4.5.3.1.3 钻井系统的井控系统可以分为关井系统和低压系统。

4.5.3.1.4 关井系统通常由下列系统组成:

——BOP 系统;

节流压井系统;

— 高压隔水管系统(用于关井压力时)。

4.5.3.1.5 关闭系统的设计应至少承受最大的关井井压。

4.5.3.1.6 低压系统通常由下列系统组成: ——分流器系统;

——低压隔水管系统。

4.5.3.1.7
低压系统应具有适当的压力和额定流量,以考虑可能遭遇的最差情况。

4.5.3.1.8 应规定井控系统或设备的最高和最低设计温度(MDT) ( 见 GB/T
20174 和 SY/T 5323)。

4.5.3.1.9
除隔水管系统外,4.5.3中规定的井控系统定义为安全系统。隔水管系统执行基本功能。

GB/T 35146—2017

注: 依靠钻井系统实现的某些安全功能见4.1.2.1.3。由分流器系统提供的安全功能通常依靠低压隔水管系统

实现。

4.5.3.1.10 BOP 通常至少应包括: 个 BOP 组,包括:

● 一个环形 BOP;

● 对固定(含自升式)或锚泊定位的装置,配置一个全封剪切闸板;

● 对于 DP
装置,配置两个剪切闸板,其中一个闸板是全封剪切闸板,另一个是套管剪切或超
级剪切闸板;

● 两个管子闸板。

4.5.3.3 规定的必要控制设备。

— 隔水管连接器(LMRP 仅用于浮式设施)。

——井口连接器。

注:两个管子闸板的布置宜允许封闭钻杆,且不受钻具接头妨碍。

4.5.3.1.11 对 DP 装置,司钻应始终获知船相对于井中心的位置。
注:这种情况的变化可由 DP 系统作业警戒圈确定。

4.5.3.1.12 DP 系统在浅水区域作业时,需要对特殊工况给以考虑。

注:这种考虑可能是隔水管自动解脱用的附加工具或设备。考虑的工况宜包括漂离、驱离和隔水管解脱允许的偏
移角度。

4.5.3.2 防喷器(BOP
4.5.3.2.1 BOP 组**

4.5.3.2.1.1 BOP 组的设计应符合 GB/T 20174
的规定,应至少承受钻井和井控操作期间将遇到的最 大压力。

4.5.3.2.1.2 BOP
组的设计应能够使带岩屑的流体和气体从系统导出,也能够使流体泵送入系统。

4.5.3.2.1.3 对每条节流和压井管线应在靠近 BOP
组处串联安装两个阀。阀的位置应能防止落物的损
伤。如果安装在海底,阀应配备遥控,并应为故障关闭型。当安装在地面时,阀应符合下列之一:

—— 两个故障关闭型遥控阀(同海底安装);

——一个遥控阀, 一个手动操作阀。

4.5.3.2.1.4
剪切闸板应能够剪切规定使用的加重钻杆的最厚截面、套管、松弛的钢丝绳或电缆、下入
管柱剪切接头。如果不能剪切工具接头,则对 DP
装置应安装两个剪切闸板,或在所有操作模式下(包
括应急操作)应能够提升或下放主起升系统。

4.5.3.2.1.5 管子闸板的设计应可用于其可承受的任何悬挂载荷。

4.5.3.2.1.6 地面控制管线和配件应能够在BOP
必要操作的足够时间内承受火灾。如果没有规定火灾 的范围,应采用SY/T 5053.2
中规定的耐火试验要求。

4.5.3.2.1.7 如果采用地面 BOP, 下部方钻杆旋塞阀的设计应能通过BOP 组

4.5.3.2.1.8 剪切闸板、全封闸板和管子闸板应装备机械锁紧装置。

4.5.3.2.1.9 水下装配的 BOP
组钻通柱和单独钻通零部件的评价,应包括由整体隔水管系统(即,隔水
管张力和张力的变化、隔水管弯矩和球形或挠性接头角度)与工作压力组合引起的外载荷极限的评价。
对钻井和非钻井条件隔水管连接的组合载荷应在评价情况下考虑。

注:其中,整体隔水管分析宜包括:土壤刚度和导管或井口的特性、BOP、球形或挠性接头及隔水管张力系统。

4.5.3.2.1.10 BOP 组总成(包括 BOP 组 和 LMRP) 的设计应考虑由符合4.
1.8所规定设计条件的最大
操作、生存、迁航和意外倾侧导致的相关载荷。应评价与处理顺序有关的相关载荷的组合,并考虑系固
装置。设计计算应按照4. 1.9进行评价。应充分考虑波浪拍击和海流力在 BOP
所配的导向绳系统上

GB/T 35146—2017

的影响。

4.5.3.2.2 隔水管和井口连接器

4.5.3.2.2.1 隔水管LMRP
连接器的应急操作应允许从正常操作位置外的其他地方进行。其他控制位
置的选择应保证在紧急情况下至少一个位置能够接近实现应急操作。

4.5.3.2.2.2 液压操作的井口和隔水管(LMRP)
连接器应具有开启和解脱的冗余机构。辅助开启机构
可以是液压或机械的,但应独立于主开启机构操作。

4.5.3.2.2.3 应规定机械解脱隔水管(LMRP) 连接器允许的最大倾斜角。

4.5.3.2.2.4 宜评估导向柱和挠性接头的摩擦。

4.5.3.2.2.5 对水下 BOP,
应用键锁、防护盖保护井口连接器的开闩,或在控制系统内互锁。

4.5.3.2.2.6 符合4.5.3.2.1.9的要求。

4.5.3.2.3 钻柱旋塞阀

4.5.3.2.3.1
除非采用规定了足够额定压力的其他方法,以防止在所有钻井条件下(包括连接和非连接
条件)钻柱内回流,否则,应采用4.5.3.2.3.2~4.5.3.2.3.6的要求。

4.5.3.2.3.2
钻杆应配备2个具有足够额定压力,位于方钻杆两端或直接在顶驱下面(如适用)的旋塞
阀,其中一个应遥控操作。

4.5.3.2.3.3 钻柱敞开位置的手动操作旋塞阀应随时可直接使用。

4.5.3.2.3.4
如果要求用扳手或其他工具关闭上述的手动操作旋塞阀,则该工具应保存在易于接近的

位置。

4.5.3.2.3.5
在钻台的开阔位置应设置一个可直接使用的打开或关闭钻柱安全阀。该安全阀应具有与
当时在用管子配合的正确尺寸和螺纹结构,并应能承受与在用中的BOP
相同的油井地面压力。该安全 阀应能避免安装方向错误。

4.5.3.2.3.6
当送入其他类型管子(例如套管)并形成回流屏障的一部分时,所用的转换等也应具有足
够的额定压力值。

4.5.3.2.4 控制和检测

4.5.3.2.4.1 BOP
至少应连接两个控制面板。所有控制面板应相互独立地直接连接到控制系统。控制

面板至少应包括但不限于以下控制:

——分流器操作;

——所有 BOP 的闸板、环形 BOP
和节流压井阀的关闭或开启。适用时,包括闸板的机械锁紧。

对于浮式设施用的水下 BOP, 应包括下列附加控制:

— 隔水管连接器的主、辅解脱;

——DP 装置用的应急解脱系统。

4.5.3.2.4.2 应急解脱的启动应以正确顺序开始和完成解脱。该顺序取决于
BOP 的结构和操作方式,

典型的EDS 或 EQD 顺序是:

——剪切钻柱或套管或工作管柱;

——解脱;

——关闭井。

4.5.3.2.4.3 应急解脱设计应考虑解脱要求的总时间。典型的 EDS 或 EQD
顺序取决于:

— 成功机械解脱隔水管的最大偏离角;

— 伸缩节的长度;

— 应急解脱总时间(适用时,包括非成功剪切)。

GB/T 35146—2017

4.5.3.2.4.4 一个控制面板应位于司钻台。

4.5.3.2.4.5
第二个控制面板应与司钻台保持合适的距离,并应易于接近,包括当司钻台的控制面板不
起作用或无法达到时。

4.5.3.2.4.6 控制面板应清晰地指示 BOP
的状态(开或关),应显示各种功能和操作可利用的压力。
注:开或关状态的指示可以通过 BOP
的直接位置指示或通过流量检测等来实现。

4.5.3.2.4.7 控制面板应配备下列情况的视听警报信号: 蓄能器压力低;

— 失去动力供应;

— 控制液贮罐液位低。

4.5.3.2.4.8
当系统启动或重新设定时,正常操作应自动恢复。例如,调压阀宜保持设定值。

4.5.3.2.4.9
对于液压系统,控制系统主装置(包括导向阀)的位置应便于从钻台或下部甲板防护。装
置应易于从钻台接近,也可以从外部接近而不需要通过钻台或下部甲板进入。主装置应按照有效性和
避免任一故障的要求设计。

4.5.3.2.4.10
对于电气或基于计算机的系统,应安装两个相互独立系统。该独立应包括所有设计情况。

4.5.3.2.4.11 地面和水下 BOP 的关闭装置蓄能器应满足 SY/T 5053.2
的能力要求(体积和压力),蓄
能器容量要求应基于4个较大的闸板。蓄能器容量计算应根据 SY/T 5053.2
相应方法进行。

4.5.3.2.4.12 当水下BOP
系统配备辅助解脱系统时,在油井非受控情况下发生主系统故障,应采用以

下方法:

— — 应可能由便携装置启动辅助解脱系统;

— 辅助解脱系统应独立于主系统,包括蓄能器容量;

— — 辅助解脱系统应能执行 BOP
关闭、剪切钻杆和解脱,能使钻井装置移至安全位置。

4.5.3.2.4.13
安装时,辅助解脱系统应配备专用的水下关闭蓄能器装置。该蓄能器装置至少应满足
SY/T 5053.2 的能力要求(体积和压力),如果BOP
配备多个剪切闸板,则体积计算应至少包括两个剪
切闸板,其中一个是套管剪切闸板(适用时)。体积和压力计算应基于下列关闭顺序:关闭两个管子闸
板,关闭套管剪切或超级剪切闸板(如安装),关闭剪切闸板,解脱 LMRP。
蓄能器容量计算应根据 SY/T 5053.2 相应方法进行。

4.5.3.2.4.14 水 下 BOP 组应具有自动剪切和死机系统(详见 SY/T 6868 和
SY/T 5053.2 的规定)。

4.5.3.2.4.15 BOP 控制系统的设计应使每个 BOP
响应时间在可接受的范围内,并符合公认的规范和
标准。从启动到完成关闭功能,对水面 BOP: 通常闸板 BOP 不超过30 s,环 形
BOP 不超过45 s。 对 水 下 BOP: 通常闸板 BOP 不超过45 s,环 形 BOP
不超过60 s,LMRP 解脱不超过45 s。

4.5.3.2.4.16 水 下 BOP 系统应为来自主液压装置的所有 BOP
液压管线配备两个独立的储能器。

4.5.3.2.4.17
为了防止误操作,所有功能的启动应按4.1.5.1的要求。对于浮式设施,隔水管解脱和剪
切闸板的启动装置应具有防止误操作的附加保护。例如,启动按钮前的铰链盖。

4.5.3.3 分流器

4.5.3.3.1 分流器系统的设计宜在井控事件期间安全地从设施分流流体。


在钻井或井控操作期间,很多情况下都可能发生气体意外进入隔水管的情况。

4.5.3.3.2 不准许钻井液返回管线直接从分流器系统到液气分离器。

4.5.3.3.3
如果常规分流器系统不适合安全地从设施分流气体和井中液体,应考虑备用系统。

4.5.3.3.4
分流器系统的设计应考虑操作期间可能的腐蚀。对偏离相关规范的设计,可能要求腐蚀分
析。分流器系统设计的假设应在操作手册中规定。

注:考虑的参数包括管子弯头、粒子含量(g/m³)、流速和作业或排空要求的时间等。

4.5.3.3.5
分流器管道系统应具有足够的长度,以确保气体和井内液体导离设施,分流器管子出口应与

GB/T 35146—2017

潜在的着火源设置安全距离,且不应影响分离器操作期间其他应可操作的系统。分流器管子出口应通

向该设施的另一侧(详见SY/T 6667 的规定)。

4.5.3.3.6 分流器系统的控制和检测应符合下列要求:

a) 分流器系统至少应连接至司钻台附近的手动操作控制面板。

b)
分流器控制系统应装备互锁设备,以确保通向下风侧的分流器管子中的阀在分流器关闭钻井
设备环空前开启,而流出管线关闭。

c)
分流器系统中的阀应能在可预期的最苛刻条件下操作。例如,规定的流量、压力、温度。

d)
分流器控制系统的设计应按照公认的规范和标准要求,响应时间在可接受的范围内。可采用
SY/T 5053.2 规定的:公称通径≤508 mm(20 in)的密封元件,响应时间≤30
s;公称通径>

508 mm(20 in)的密封元件,响应时间≤45 s。

e) 蓄能器能力至少应符合 SY/T 5053.2 或等效标准要求。

f)
应提供必要的备份以确保系统始终可用。例如,单独的蓄能器、气动操作阀的备份供给等。

4.5.3.4 节流和压井

4.5.3.4.1 节流压井管汇高压侧至少应有与BOP 组相同的额定工作压力。

4.5.3.4.2 应能通过节流压井管汇泵送达到 BOP 组额定压力的钻井液。

4.5.3.4.3
应能从节流压井管汇通过安装的液气分离器引导返回。也应能通过排列直接通向平台外面
(平台外管线)的固定管道系统引导返回。管道系统排列通常应引导至设施的另一侧。在证明可接受的
安全水平后,可以接受其他排列。

4.5.3.4.4
平台外管线和相关阀的额定压力不应小于节流管汇缓冲室的额定压力。通过堵塞或超音流
速等,端部敞开的管道系统可以达到全压力。

4.5.3.4.5
缓冲室宜避免意外的压力增大。这可通过液气分离器和平台外管线间的互锁阀预防。

4.5.3.4.6
液气分离器应配备适当的压力检测和液封,以防气体流入在用钻井液系统。气体排出管线
不应与其他系统有连接。由于水合物堵塞的风险,不宜选用调节阀。

排出能力取决于气体排出管线的液封高度和直径,下列推荐作法适用于正常钻井操作[不包括高压

高温(HPHT) 油井等]:

——液封高度不宜小于3 m(10 ft);

— 气体排出管线直径不宜小于0.2 m(8 in)。

U
型管液封宜在管子工作的最高点配备辅助排出管,以避免虹吸效应,并处理可能通过密封的气

体。辅助排出管宜排向合适的场所,且不能进入主排出管。

4.5.3.4.7
节流压井管汇和节流压井管线的布置,应能通过一条管线泵送,同时通过另一侧的管线回流
出节流阀。

4.5.3.4.8 节流压井管汇应按下列配备:

a) 至少3个节流阀,其中1个应允许遥控调节,1个应手动调节;

b) 在管汇使用中,每个节流阀应能隔离和更换;

c) 每个进口和出口管线有一个阀门,以隔离管汇的进出。

4.5.3.4.9 管汇系统中高压和低压交汇区域,应采用2个串联阀。

4.5.3.4.10 大于等于34.5 MPa 的管汇,在每个节流阀前至少应配备2个阀。

4.5.3.4.11 阀的压力应为节流压井管汇的最大工作压力。

4.5.3.4.12 应从 BOP 组提供节流压井管线,并应连接至节流压井管汇。

4.5.3.4.13 节流压井管线的接头、阀等至少应有与 BOP
组相同的额定工作压力。

4.5.3.4.14
节流压井管道系统的设计应避免冲蚀。管道系统中改变方向宜通过大弯管半径弯头和
(或)定向弯头和三通来实现(见 SY/T 6868 的规定)。

GB/T 35146—2017

4.5.3.4.15
在所有节流压井控制台上(遥控和本地),应可得到立管压力和套管压力的清晰指示。此

外,节流阀的节流位置和钻井液的泵速应可在摇控台上得到。

4.5.3.5 海洋隔水管系统

4.5.3.5.1
海洋隔水管的设计应能承受要求水深的组合设计载荷。需评价的相关载荷包括:

—— 波浪;

——海流;

— 隔水管张紧载荷和载荷的变化;

— 平 台 运 动 ;

— 钻井液密度(SG);

——挤毁压力;

——安装载荷。

详见 GB/T 30217.1、SY/T 6913或等效标准的规定。

4.5.3.5.2 如果隔水管用于MPD, 其设计应承受由此产生的额外压力变化。

4.5.4 升沉补偿和张紧系统

4.5.4.1 总则

4.5.4.1.1
4.5.4叙述了浮动式钻井平台运动补偿设备和系统的总要求,包括但不限于以下设备和

系统:

——海洋隔水管张紧器,包括反冲系统;

—— 导向绳张紧器或张力绞车;

——控制缆张紧器或张力绞车;

—— 惰轮;

——升沉运动补偿器;

——空气压力容器(APVs);

——控制和检测。

4.5.4.1.2 防反冲或类似系统(深水应用或 DP
钻井平台)应认为是基本功能。在固定于井底的作业期

间,升沉补偿应认为是基本功能。

如果这样的操作不适用,则该功能可以认为是重要的,但是这将对该操作施加严格的操作限制。

对于半主动系统(即由一个主动和被动升沉补偿系统组成的系统),只要完全独立于被动系统(即系

统主动部分的故障不认为是关键的),则对固定到底部的操作,主动系统也可以认为是重要的。

4.5.4.1.3 单个零部件故障不应导致整个系统故障。例如,
一个蓄能器罐发生泄漏时,其他蓄能器罐宜

完全隔离。

4.5.4.1.4
在补偿器的两个方向应布置限流,以防因钢丝断裂、软管破裂等引起的高速承压流体。这可
通过流量限制阀等方法实现。

4.5.4.1.5 气控盘和蓄能器应配备安全阀。

4.5.4.1.6 安全阀的放气管线应可自排水。

4.5.4.1.7 压缩空气应仅用于不可燃液体。

4.5.4.1.8
液缸的设计应既用于内压载荷,也用于作为构件功能产生的载荷(包括可能的横向载荷)。

4.5.4.1.9
应提供系统检测的必要条件并可在钻井控制台使用,以便检测可能导致严重故障的异常状
况。异常状况时应启动报警。适用时,宜考虑下列检测:

泄漏罐的液面;

GB/T 35146—2017

— 泄漏程度(通过泄漏输送泵上的计量器等);

——液缸活塞位置(即冲程位置)。

4.5.4.1.10
恒定张力或升沉补偿操作期间的动力故障不应导致关键失效。这可通过设备自身的安全
系统或其他方法实现。例如,安全链环、直接作用式张紧装置或对特殊操作特定位置的分析。

4.5.4.1.11 适用时,泄漏输送泵系统应符合4.5.1.7的要求。

4.5.4.2 升沉补偿

4.5.4.2.1
被动升沉补偿系统中的任一故障不应导致整个系统的故障(例如阀门意外关闭)。在正常钻

井操作期间,流量限制阀4.5.4.1.4等的意外锁定通常不归类为关键的。

宜特别注意锁定到底部的操作,在该操作期间,上述阀的意外关闭结果可能是严重的。因此,宜通
过对拥有的锁定主液压阀的打开等,考虑降低概率的措施。宜限制在该操作期间的最大许用操作压力,

并作为该操作端部冲程缓冲的保护措施,最大压力限制宜在设计时规定。

4.5.4.2.2
系统的设计应允许操作期间一定流体的损失。液体或气体蓄能器的流量宜高于液缸的

流量。

4.5.4.2.3 对部分主动系统,主动部分的故障不应导致整个系统故障。

4.5.4.2.4
对任一故障可能导致整个系统故障的完全主动系统,系统或设备配置中应实施附加的安全
方法。这适用于锁定到底部操作所用的主动升沉补偿绞车等,此时,附加安全措施可能是:死绳或串联
张紧装置、隔水管内安全连接链环、在隔水管的伸长极限内限制操作等。

4.5.4.3 隔水管张紧系统

4.5.4.3.1
4.5.4.1.3中任一故障的要求也适用于一条隔水管张力绳去除的情况。

4.5.4.3.2 按照钻井作业的水深,如果需要,DP
装置应配备防反冲系统或等效装置。

4.5.4.3.3
适用时(即深水钻井),系统设计应防止隔水管任何重大的向上运动,否则这可能引起冲击导
致的隔水管、设施或人员的损伤。该系统的控制可以是手动或自动(例如防反冲系统),但在
ESD 后 也 宜可操作。

4.5.5 提升和旋转系统

4.5.5.1 总则

4.5.5.1.1 4.5.5规定了提升和旋转系统的要求,包括下列设备:

a) 提升系统: — 绞车;

——液压提升系统;

— 天车或补偿器结构件;

- — 游车;

——钻井大钩或连接件;

——死绳固定器。

b) 旋转系统:

——旋转水龙头;

— 顶 驱 ;

- 导向小车; —— 转盘。

4.5.5.1.2 提升系统有关的特定功能应认为是基本的(见4.5.5.2.3)。

GB/T 35146—2017

4.5.5.1.3
依靠机械摩擦的刹车应进行保护,以防可能影响刹车性能的污垢或渗漏。应对刹车盘进行
保护,以防制动钳的溢油或钢丝润滑油滴到刹车盘上。

4.5.5.1.4
刹车系统能力的计算应依据机械零部件最苛刻的许用条件。例如摩擦系数、刹车盘间的空
隙。除非经过适当的试验证明,否则,摩擦系数通常不宜大于0.3。

4.5.5.1.5
适用时,应急停车和自动停车不应对该系统施加不可接受的动载荷。应用的设计动载系数
宜符合预期的最大峰值载荷。

4.5.5.2 提升系统

4.5.5.2.1
在相互依存设备的系统中,最大许用工作载荷应是系统最薄弱零部件(例如,绞车、钢丝绳、
大钩、滑轮等)的最大许用工作载荷。

4.5.5.2.2
除非本标准或其他使用的引用规范或标准中有更严格的要求,否则钢丝绳的安全系数应符
合 SY/T6666
或等效标准的规定。钢丝绳的直径、结构和拉伸等级应与设备供应商规定的硬度等级和
槽型尺寸一致。

4.5.5.2.3 下列功能应是提升系统的基本功能:

a) 制动功能;

b) 提升或下放功能[帮助从井中解脱时(例如剪切闸板的成功操作)];

c)
升沉补偿功能[在固定到底部操作期间由提升系统执行时(例如主动升沉补偿绞车或液压提升
系统)]。

4.5.5.2.4 安装时钢丝绳卡应有2个夹紧区域。钢丝绳卡的数量应符合 SY/T
6666 或等效标准规定,

但不应少于3个。

注: 其他夹持装置设计宜符合其他适用的公认规范或标准。

4.5.5.2.5 绞车应配备下列功能:

a) 主刹车或工作刹车系统;

b) 紧急停车系统。

4.5.5.2.6
主刹车或工作刹车系统应具有在最大许用速度时安全制动最大额定载荷的能力,或任何其
他许用载荷或速度的组合。此外,应设计配备控制最大设计载荷的机械操作主刹车。机械操作驻车刹
车设计宜通过辅助刹车盘或滚筒来传递和控制最大设计载荷(见4.5.5.1.4)。

4.5.5.2.7
作为满足主刹车系统能力和性能要求的唯一元件,机械摩擦的绞车刹车应能产生的静扭矩
最小等于或大于200%由滚筒钢丝绳在最大层时为保持最大额定载荷产生的静扭矩。

4.5.5.2.8
提升系统应设置有醒目且易操作的紧急停车系统来应对主刹车故障事件。紧急停车系统应
独立于主刹车系统,并在发生主刹车故障时具有停止、控制和安全降低载荷的操作能力。紧急刹车应具
有大于由200%静载荷引起的扭矩能力,或安全系数取25%的最大惯量和载荷引起的扭矩能力。

注:紧急刹车的设计宜说明旋转机械所用的最大载荷和惯量。

4.5.5.2.9
如果采用塑胶覆盖的钢丝绳,应特别考虑所用钢丝绳夹的数量和类型。

4.5.5.2.10
独立零部件(例如,滑轮、大钩、锚卸扣、钢丝绳吊索、永久附件等)应标记 SWL。

4.5.5.2.11
如果适用的规范或标准没有要求,则非焊接铸铁滑轮通常不要求冲击试验(见4.2.2.5.2)。

4.5.5.2.12 当启动刹车时,最大预期的动载荷不应超过井架设计条件。

4.5.5.2.13
简单圆筒形绞车滚筒的设计,应采用下列方法:滚筒的环向应力不应超过材料屈服应力的

85%,即:

Sh=C · S/(P ·tny) ……………………………… (8)

式中:

Sh—— 滚筒的周向应力;

S 缠绕时钢丝绳的张力;

GB/T 35146—2017

P — 节距或绳槽:在一层中,钢丝绳中心到中心之间的距离;

tay— 滚筒的平均壁厚;

C —
0.85(第一层钢丝绳);1.0(第二层钢丝绳);1.3(第三层钢丝绳);1.75(第四层及以上钢

丝绳)。

注:关于不同C
值的要求可以导致不同的最大钢丝绳张力,这取决于滚筒上缠绕的层数。如果将这纳入绞车操作

极限,应提供检测滚筒上缠绕的钢丝绳实际层数的方法。

4.5.5.2.14
对于有内部加强筋等的其他滚筒设计,宜采用其他公认的计算方法。

4.5.5.2.15
滚筒侧板应按照与缠绕在滚筒端部附近所需的侧向支承对应的外压力设计。除非试验证
明较低的压力合理,否则,假定压力从顶层的零值到底层的最大值是线性增加。

Px=h ·2·tav/(3 ·D) …………………………… (9)

式中:

P:—— 侧板外压力;

D — 滚筒外径。

4.5.5.2.16 环向应力计算应基于滚筒上钢丝绳的最大层数。

4.5.5.2.17 提升系统应按下列要求控制和检测:

a)
必要时应规定下列情况防止操作时主提升设备(游车或顶驱)碰撞天车的方法:

1) 起升和相关操作自动化进行;

2) 操作系统的司钻和其他人员从操作位置不具有充分的操作观察;

3) 涉及的操作速度使操作人员来不及反应。

注:这样的方法可以是防碰系统等。

b) 如果按照4.5.5.2.17
a)叙述安装了防碰系统,当探测到可能的碰撞时,提升系统应自动进入故
障保护模式。

c)
任何关键性系统故障应启动警报,并自动使提升系统返回到与每个特定操作模式相关的故障
保护模式。例如,正常钻井模式时,由热、过载等引起的电机跳闸宜自动启动刹车。

d)
当运动的绞车在操纵手柄没有动作情况下发生故障时,提升和下降应自动停止。但这不适用
于主动绞车。

e) 当应用紧急刹车时,假定电机刹车失效。

f)
应提供系统检测的必要条件,并可在钻井控制台使用,以便检测可能导致关键故障的异常条
件。异常条件应启动警报。适用时,宜考虑下列检测:

1) 防碰;

2) 钢丝绳松弛检测;

3) 起升系统故障;

4) 流体冷却刹车系统的温度、流量和液面;

5) 电磁刹车线圈的电流和接地漏电;

6) 天车和钻台保护启动和状态;

7) 主电源供应状态;

8) 紧急停车的启动。

g) 下列参数应在钻井控制台显示:

1) 提升装置的高度;

2) 钻柱的质量;

3) 机械转速和钻深。

h)
对升沉补偿绞车,除非独立的补偿方法在可接受的时间限制内可以接替该升沉补偿。否则,在
补偿模式操作时,任一故障后绞车仍应操作。

GB/T 35146—2017

4.5.5.3 旋转系统

4.5.5.3.1 旋转速度和扭矩应在司钻制台上监控和显示。

4.5.5.3.2 顶驱电机预期用途和位置的入口保护等级应符合 GB 4208 的 IP44
的要求。

4.5.6 管子、隔水管和 BOP 处理

4.5.6.1 总则

4.5.6.1.1 4.5.6叙述了BOP、管子和隔水管处理系统的要求,包括:

—钻井大钳、夹持器、磁力吊;

4.5.6.3

4.5.6.4

——BOP 处理(见4.5.6.5)。

4.5.6.1.2
夹持器和磁力吊的动作功能应认为是基本功能。为防止动作功能的意外丧失,通常需要:

——
启动打开夹持器或磁力吊停止作用可能要求操作人员发出2次信号,以防止操作者可能的

错误。


计算机可采用4.4的要求,以防止计算机可能的硬件和软件故障。夹持器功能的启动与计算

机无关(硬连接)的情况除外。

4.5.6.1.3 应为在紧急条件下操作每个管子、隔水管或 BOP
处理系统至安全贮存位置规定必要的方

法。除非证明其他方法正确,否则,紧急操作应能在紧急开始的10 min 内完成。

4.5.6.2 钻井大钳、夹持器和磁力吊

4.5.6.2.1 钻井大钳

4.5.6.2.1.1
所有钻井大钳应牢固地连接到井架、桅杆或支柱上,并应由最小断裂强度大于牵引索或牵
引链条的钢丝绳或刚性臂锚固。

4.5.6.2.1.2
钻井大钳应设置安全绳。安全绳另一侧工作绳的最小断裂强度应大于上紧扭矩的力。

4.5.6.2.1.3
所有零件和连接至少应具有其连接的牵引索、钢丝绳或刚性臂的最小断裂强度。牵引索
或钢丝绳不应采用打结来固定。

4.5.6.2.1.4 动力大钳压力系统应装备安全泄压阀。

4.5.6.2.1.5
扭矩传感器的故障不应导致危险情况。例如,使用两个传感器或检测传感器故障。

4.5.6.2.2 夹持器

4.5.6.2.2.1
需要摩擦力以防负载落下的夹持器设计,应在最不利的操作方向通过摩擦力保持相当于
2×SWL
的力。设计计算用的摩擦系数应考虑实际操作表面条件(例如油滑的管子)。抓力应通过试验

验证。

注:夹持器的能力试验宜优先在制造商进行,且不宜与提升设备的载荷试验相混淆。

4.5.6.2.2.2
如果带有相关联的管子或隔水管载荷的夹持器暴露于由向下朝着各自底座操作管子或隔
水管处理系统产生的附加垂直载荷时,夹持器应预防可能发生的潜在破坏性载荷。这可以通过配备有
侧压传感器的管子或隔水管处理系统的联锁垂直运动来处理。

4.5.6.2.2.3
动力故障不应导致夹持器功能的丧失。夹持器宜是弹簧触发关闭或可用液压动力备份。

4.5.6.2.2.4
对于液压操作的夹持器,必要时,应安装软管破裂阀和液压蓄能器或等效装置,以便在软
管破裂情况下保持夹持器功能。对于在软管破裂时保持良好功能的夹持器(例如水平操作的夹持器),
可不要求蓄能器等。

GB/T 35146—2017

4.5.6.2.3 磁力吊

4.5.6.2.3.1
为了确保在所有操作条件下有足够的抓力,正常操作条件下磁力吊的设计应保持3×SWL

的力。

4.5.6.2.3.2
理想条件的抓力取决于材料类型、尺寸(直径或壁厚)和质量。因此,应通过对预期提升的
管子或隔水管中出现的这些参数的每种组合的试验来验证抓力。

4.5.6.2.3.3
为确保与提升的管子或隔水管正确的接触,提升磁力吊应铰接到其连接的磁轭或元件上,
并应确保磁力吊的整齐排列。

4.5.6.2.3.4
必要时,应提供备用电池,并在备用电源丧失时应启动警报。在非永久性磁力吊过热和失
去其抓力前,宜注意与可用时间相关的应急操作要求。

4.5.6.3 水平管子和隔水管处理

4.5.6.3.1
水平管子或隔水管处理设备的结构设计应包括所有相关载荷的考虑,包括钻井平台的运动

(适用时)(见4.1.8所述)。动力系数ψ应在1.3~1.6范围,这取决于设计类型。

对于高架起重机或龙门吊,典型的ψ值是1.6,而对于钢丝绳悬挂型起重机,典型的ψ值是1.3。

水平管子或隔水管处理包括管子甲板或隔水管甲板区域内的运输,以及管子甲板或隔水管甲板区

域和钻台之间的运输。对于夹持器和磁力吊的附加要求见4.5.6.2.2和4.5.6.2.3的要求。

4.5.6.3.2
在设备操作期间,应醒目的限制操作区域的通道。通常包括适当地围挡、视觉和(或)听觉

警告。

注:这对具有自动功能的系统特别重要,例如,输送管子或隔水管后自动返回到"待用"位置。

4.5.6.3.3
如果不能限制通道,以至于该区域必需视为通常载人的(例如由于通道穿过管子处理区域),

则采用4.5.6.4.2垂直管子或隔水管处理所述的安全特征。

4.5.6.4 垂直管子和隔水管处理

4.5.6.4.1 总则

4.5.6.4.1.1
垂直管子或隔水管处理包括二层台、立根提升、立根导向和上、卸扣等设备。对于夹持器
和磁力吊的附加要求见4.5.6.2.2和4.5.6.2.3。

4.5.6.4.1.2 套管扶正台和吊蓝等设备应当做是载人设备(见4.5.10.3)。

4.5.6.4.1.3 结构设计应符合4.5.6.3.1的要求。

4.5.6.4.1.4 应规定钻铤、油管、钻杆和套管的位置。

4.5.6.4.1.5
存放架的设计应防止钻铤、钻杆、隔水管和其他管材从存放架意外解脱。

4.5.6.4.2 安全特征

4.5.6.4.2.1
4.5.6.4.2.2~4.5.6.4.2.4的要求适用于安装的遥控操作的垂直管子或隔水管处理系统。

4.5.6.4.2.2
钻台应认为是永久载人区域,因此,需要特殊的安全特征以在管子或隔水管遥控处理操作
期间保护人员。特别应避免由任一故障导致的潜在意外事故和伤害。宜评估基于系统的计算机硬件的
任一故障,包括传感器、驱动器和相关电缆、计算机软件和操作者错误。

4.5.6.4.2.3
如果意外碰撞可能由自动操作引起,必要时,应采取措施避免顶驱和系管臂等之间的意外
碰撞。例如,通过防碰系统或互锁装置等。

4.5.6.4.2.4
适用时,如果系统发生故障,基于管子或隔水管处理系统的计算机操作应自动停在其原位
或停到安全位置。典型的是定位装置的故障宜导致作业中断,而磁力吊备用电源电池的丧失宜导致立
即手动降低到安全位置。

GB/T 35146—2017

4.5.6.5 BOP 处理系统

4.5.6.5.1 BOP
托架或滑撬的设计应考虑最大操作和生存工况引起的相关载荷,包括安装时的最大静
态倾斜载荷。操作和生存工况期间的锁固装置也应考虑。

4.5.6.5.2 包括钢丝绳导向的BOP 导向系统应考虑操作和意外状况。

4.5.7 散装储存、钻井液循环和混合、固井

4.5.7.1 总则

4.5.7.1.1
4.5.7叙述了散装储存[干散装储存罐(例如,水泥、重晶石、膨润土)和相关的管道系统和阀、
散装输送系统、缓冲罐]、钻井液循环和混合及固井设备和系统的总要求。

4.5.7.1.2
钻井液循环和混合系统用于紧急情况和压井循环及混合钻井液池的液体。通常可通过使用
应急循环固井泵和具有的专用应急输送泵(具有应急电源等),将钻井液从钻井液池输送到水泥泵。但
应急循环也可能使用一个主钻井泵和应急循环专用的相关输送泵进行。

当 DP
装置依靠应急动力运行时,应急循环和混合的要求可能不相关,应根据具体情况评价。

4.5.7.1.3
钻井液混合设备(包括被动钻井液罐)的能力和有效性应适合用于预期的钻井程序,至少

包括:

— 确保在主动系统中钻井液重量快速增加;

—在井内不稳定时,能充分的混合钻井液;

——在失去井屏障及设施的正常电源发生故障时,能够混合钻井液以便保持或重建完整的井控(应

急循环系统的有效性见4.5.7.1.2)。

4.5.7.2 散装储存

4.5.7.2.1
所有散装贮存罐应装备安全阀或破裂膜片,以防止超压事故。开阔区域的散装贮存罐只可
用破裂膜片,或安装通向开阔区域的放喷管线。

4.5.7.2.2 封闭区域散装贮存罐的安全阀应可试验,并应排出到封闭区域外。

4.5.7.2.3
应提供安全阀放喷管线中避免散装材料堵塞的方法。可以通过管线向下倾斜或可能的清洗
装置来实现。

4.5.7.2.4
封闭散装贮存区域应充分地通风,以避免在气体供给系统破裂或泄漏情况下封闭空间超压。

4.5.7.2.5 常压容器设计应考虑安装的排放管或类似连接产生的静压力。

4.5.7.3 钻井液循环和混合

4.5.7.3.1 4.5.7.3叙述了钻井液循环的总要求,包括但不限于:

a) 高压钻井泵和空气包;

b) 钻井液循环管汇、管线和阀门;

c) 灌注泵;

d) 控制和检测。

4.5.7.3.2
应设计和维持钻井液以使钻井液柱施加的压力不会意外超过预期,并验证暴露岩层的钻井
压力窗口。作为井屏障或井屏障元素的钻井液见4.1.2.2.

4.5.7.3.3
除气器和液气分离器应排出至安全位置。液气分离器排出口宜位于尽可能高的位置。如果
与火源没有提供足够的分离,宜考虑其他的排出位置或保护方法。

4.5.7.3.4
高压钻井泵应装备空气包和设定值为系统最大许用压力的安全泄压阀。

4.5.7.3.5 安全阀的钻井液泄压管线应可自排泄。

GB/T 35146—2017

4.5.7.3.6 钻井液循环和混合的控制和检测应:

a)
提供系统检测的必要条件并可在钻井控制台使用,以便发现可能导致关键故障的异常状况。
异常状况时应启动警报。适用时,宜考虑下列检测:

1) 钻井泵排出压力和排量;

2) 井眼进出口钻井液密度;

3) 钻井液容积(指示钻井液的增减);

4)
钻井液返回指示器(表明钻井液排出和返回到装置之间容积的差别)。指示器宜能补偿装
置的运动;

5) 钻井液中气体含量。

b)
当主动钻井液罐容积出现异常情况时应启动警报。例如,循环损失引起的容积损失、循环流入
引起的容积增加、主动罐液位低。

4.5.7.3.7
当固井装置用做应急循环方法时,应提供将钻井液输送到固井系统的设备。这包括钻井液
供给泵、钻井液供给泵的应急电源等。

4.5.7.3.8
在各种操作模式下,钻井液罐容积应满足预期井的容积。可以通过自动或手动输送来保证
足够的容积。宜考虑被动罐输送系统的启动时间和能力。

4.5.7.3.9 当自动输送时,应启动高液位警报。

4.5.7.4 固井系统

应急循环期间需要固井系统时见4.5.7.3.7要求。

4.5.8 控压钻井(MPD)

4.5.8.1 总则

4.5.8.1.1 4.5.8叙述了对 MPD 系统的要求。

4.5.8.1.2 4.5.8规定的 MPD 压力控制系统是基本的。如果 MPD
压力控制系统执行的功能既与井屏
障无关,对安全也不是关键性的,则可以被认为是重要的或非重要的。

4.5.8.1.3 本标准范围内的 MPD
系统应仅用于过平衡钻井,这意味着岩层的液体或气体应持续性的被
阻止进入井内。

注:MPD 不用于欠平衡钻井。 MPD 作为先进技术被引入井压的主动控制,
一个重要的目的就是始终保持井压高

于裸露岩层空隙压力。

4.5.8.2 系统分述

4.5.8.2.1 MPD 压力控制系统是 一 个用于在 MPD
操作期间维持和控制井内流量和压力的系统设备。 每个 MPD 系统应包括 一
个专用的 MPD 压力控制系统。 MPD 压力控制系统可分为四个子系统:MPD

控制器单元(见4.5.8.2.2)、检测系统(见4.5.8.2.3)、动态 MPD
压力控制设备(见4.5.8.2.4)和静态 MPD 压力控制设备(4.5.8.2.5)。

注: 四个子系统所列的设备不一定包含在或适用于所有 MPD
系统。同样,这里没有包括的设备根据不同情况可能

认为是 MPD 压力控制系统的一部分。

4.5.8.2.2 MPD
控制器单元包括但不限于用于执行运算和逻辑操作的控制逻辑单元,包括:

a) 动态和静态 MPD 压力控制设备界面;

b) 模拟井内或设备内的流量、压力和其他参数的液压模式界面;

c)
模拟相关操作参数的机械模式界面(例如,扭矩和刹车、穿透率、岩层条件等);

d) 钻井控制系统界面;

e) 井内检测器系统界面(例如,特殊压力传输系统、流量计、液面发送器等);

GB/T 35146—2017

f) 井外部检测系统界面(例如,底部井眼测量);

g) 其他相关系统界面。

注:因对整个系统全部功能和故障响应特性不能用合理的做法试验,因此,MPD
控制器单元认为是复杂系统。与

几个功能和软件(包括模拟计算和决策支持模块)相关的系统处理应用软件通常认为是复杂的。

4.5.8.2.3 井的检测系统可包括但不限于用于监控井和 MPD
压力控制设备的测量装置或传感器,

包括:

a) 位于隔水管或钻井液返出管线中压力和流量传感器;

b) 井下条件的测量,例如,PWD 或 MWD 数据;

c) 其他安全测量装置或井屏障控制。

注:井的检测系统可与外部检测系统连通。虽然内部检测系统通常是 MPD
系统的一部分,但外部检测系统(例如,

PWD 和 MWD 工具)通常是由服务公司提供。

4.5.8.2.4 动 态 MPD 压力控制设备可以是但不限于:

a) 用于控制环空液体背压和钻井液返出流量的 MPD 节流管汇:
调节钻井液返出流量的可调节流阀。

b) 用于泵送液体或水泥的常规泵:

1) 向井内循环液体的钻井泵;

2) 向隔水管泵送液体的增压泵;

3) 向井内泵送水泥或钻井液的固井装置。

c) 其他与井连接处理钻井液流量的循环系统:

1) 通过手动或自动 MPD 节流管汇维持流量的背压泵;

2) 与井内钻井液混合气体或液体的独立注射管线;

3) 调节钻井液返出流量的水下泵;

4) 引导钻井液返出液流返回地面的独立钻井液返出管线;

5) 引导和控制钻井液返出流量的旁通管线。

d) 用于限制钻柱或井内流量的专用工具:

1) 预防钻柱和井孔之间 U 型管效应的内钻柱阀;

2) 预防钻井液返出管线和井之间 U 型管效应的阀;

3) 减少BHP (环形)摩擦损失影响的当量循环密度(ECD) 降低工具;

4) 动态密封井和维持背压的其他环形 BOP ( 非 BOP 组的部分)。

注:钻井液循环和固井设备(例如,钻井泵和固井装置)的通用要求见4.5.7。

4.5.8.2.5 静态 MPD 压力控制设备可以是但不限于:

a) 关闭井系统(容纳液体)和隔离背压的旋转或非旋转控制装置(RCD/NRCD);

b) 封井和维持背压的专用环形 BOP ( 非 BOP 组的部分);

c) 隔离井内压力的井身结构或钻井设备:

1) 防止钻柱和井孔间非预期流体的钻柱;

2) 钻柱止回阀。

4.5.8.3 系统要求

4.5.8.3.1 应设计、维护和操作4.5.8.2叙述的 MPD
压力控制系统,以使钻井液流动回路压力不超过预
期确定的操作压力极限。典型的包括阀门结构、管道系统和 PSVs 等 。

4.5.8.3.2 如果 一 个或几个 MPD
控制器单元功能故障可以导致井屏障或关键性安全的丧失,则需要安
全系统以便执行安全功能。安全系统将通过安全逻辑单元实现。

注:如果 MPD
压力控制系统用作井屏障或安全的一部分,重要的是识别由安全功能系统执行的某些功能。本标准

推荐的重要原则是在单独(和独立)系统中装置安全和非安全功能原则,这不仅涉及
MPD 控制器装置。

4.5.8.3.3
包括所有零部件或应用程序的安全逻辑单元应依据4.1.2.1.3规定的原则设计。

GB/T 35146—2017

4.5.8.3.4
控制和安全逻辑单元宜优先通过公认的软件集成程序,包括相关的子系统(例如,检测系统)
和系统组件,以及这些系统对钻井过程在功能性、质量、可靠性、实用性、可维护性和安全方面的综合性
能的影响。

4.5.8.3.5 对所有要部署的操作可安全运行的 MPD
系统应形成书面文件,这些操作包括:钻井、井控、
下钻、钻杆连接、套管送入、固井、完井、关井、试井、紧急情况和其他任何相关的作业。应能够从
MPD
模式转换成常规模式(反之亦然)而不增加操作风险。根据实际情况可要求对现有程序或风险评估进行
独立评价。

4.5.8.3.6 应提交用于审查的 MPD
压力控制系统设计基础文件。至少应包括:

a) MPD 压力控制系统的功能叙述,与钻机和其他相关系统的接口或连接;

b)MPD
压力控制系统的主要参数[设备的最大额定压力、最大张紧能力、最大流量、BHP
调节

(△P)的准确度、溢流检测量、最大水深等];

c) 按照相应设计规范设计、制造的相关系统和零部件,包括合理的安全系数;

d) 与其环境相适应的相关系统和零部件;

e) MPD
压力控制设备至少规定承受预期和书面的最大流量和可能暴露于所有相关操作的压差;

f) 控制逻辑单元和(内部)检测系统的限制;

g) 可能影响 MPD 系统完整性的 MPD 压力控制系统的其他相关限制。

4.5.8.3.7
当安全逻辑单元要求时,应提交用于检查的单独设计基础文件。至少应包括:

a) 安全逻辑单元的叙述;

b) 每个安全功能的叙述;

c) 其他相关的书面文件(见4.5.8.3.6)。

4.5.8.3.8 作为井屏障部分的 MPD
压力控制系统的零部件应按照井屏障元件的要求识别和形成书面

文件。

4.5.8.3.9 井控操作应形成书面文件(例如使用 MPD
系统处理井溢流),至少应规定与常规钻井系统相 同的安全级别。

4.5.3.1 。

4.5.8.3.10 当使用 MPD
系统被评估为高风险时,应有降低风险的措施。重要的是它应始终能独立于
井系统恢复井控。对在预期和确定条件下具有必要功能和要求操作可靠性的 MPD
系统应形成书面 文件。

注:这种情况可能包括不能用常规系统钻孔的钻井。对这种情况不宜把MPD
系统与常规钻井系统作比较。

4.5.8.3.11 MPD
压力控制系统部署后应试验,试验至少应包括井屏障元件和认为对安全是关键的其

他零部件或设备。试验的范围和频次应反映所包含的零部件或设备或系统的重要性。

4.5.8.3.12 MPD
操作者应记录所有井屏障元件和对安全认为并规定为关键的其他零部件或设备的维
护和试验。该文件在要求时应可提供。

注: 具有有限的现场经验的MPD
系统需要随时间证明可靠性,对有现场经验的MPD 系统可能扩大应用范围,宜根

据实际情况考虑。

4.5.9 试井和相关的井控系统

4.5.9.1 总则

4.5.9.1.1 排放系统和停机的通用要求按DNVGL-OS-E201 规定。

4.5.9.1.2 4.5.9仅适用于有限时间的试井。延长的试井(EWT) 按
DNVGL-OS-E201 的要求。

注: 通常试井超过一个月认为是延长的试井。

4.5.9.1.3 4.5.9未列出的支持系统要求见本标准的其他相关章节。

GB/T 35146—2017

4.5.9.2 系统要求

4.5.9.2.1
按常压设计或可能操作的装置,应包括防止空气回流到装置,从而可能导致爆炸性混合或发
生回火的设计特征。

4.5.9.2.2
相连的管道系统应为永久固定式安装,同时将连接中的弹性接头减到最少。永久固定式安
装的管道系统在适当的地方应覆盖栅栏,以提供安全工作环境。

4.5.9.2.3
除非采用更严的要求,否则,在海上向船外排放的任何水中所含的碳氢化合物应小于

40 mg/L。 排放的水应取样并测量碳氢化合物含量。

4.5.9.2.4 基本地面设备的分析、设计、安装和测试应按照 SY/T 10033
或等效标准的规定。

4.5.9.2.5
主要处理设备区域应隔离,以防止任何油向专用处理区外泄漏扩散。应采用DNVGL-OS-
E201 中的排放要求。

4.5.9.2.6
在包括改变压力等级(特殊分界)的管道系统安装处,额定值低的管子应充分保护以防超压。
在可行的条件下应安装双隔离阀。

4.5.9.2.7
所有地面承压管道系统和容器的布置和安装,应能从安全区域手动启动设备的排放。

4.5.9.2.8 ESD 系统的警报和切断应可从现场和主控室操作。

4.5.9.2.9 入口应有 ESD 阀,以隔离井与试验设备。

4.5.9.2.10
试井期间所达到的最大关闭压力不应超过相关设备(压力边界)的设计压力。

4.5.9.2.11 ESD 阀应按暴露于火灾设计,并应是故障保护关闭型。

4.5.9.2.12
空气压缩机应适用于《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。

4.5.9.2.13 安装时,主阀应具有 ESD 阀的功能(见4.5.9.2.9)。

4.5.9.2.14 宜在最后流动段(例如,上游蒸汽交换器、分离器)安装止回阀。

4.5.9.2.15 在采用双PSVs 处,每个均应规定100%能力。适用时,该 PSVs
应互锁或开启锁定。

4.5.9.2.16
为避免超压,除非管道系统和蒸汽交换器的最大许用工作压力大于最大关井的油管压力,
否则,在节流管汇和蒸汽交换器之间应安装一个 PSV。

4.5.9.2.17 两个串联阀应安装在减压装置(例如节流阀)允许的旁路。

4.5.9.2.18 热交换器应装备安全阀。

4.5.9.2.19 水龙头和水龙带不应作为试验管线的一部分。

4.5.9.2.20
应至少提供两条完整的火炬管线或可使任何井内液流直接通过的其他装置。这些管线或
装置应延伸到钻井装置的不同侧面。

4.5.9.2.21
节流管汇下游的任何火炬管线或其他管线的内径,不应小于节流管汇中最大管线的内径。

4.5.9.2.22 应采用火炬燃烧器冷却装置。

4.5.9.2.23
火炬燃烧器应位于装置的安全距离,应通过热强度计算证明该距离的合理性。

4.5.9.2.24
采用压缩空气供应燃烧器总成的设计应防止碳氢化合物污染压缩空气系统。

4.5.9.2.25
试井区域消防水或喷淋系统的能力要求按和《海上移动平台入级规范(2016)》第7篇第6
章和《海上固定平台安全规则(2000)》第14章的规定。

4.5.9.2.26 对于 ESD
系统的通用要求见《海上移动平台入级规范(2016)》第7篇第11章的规定。

4.5.9.2.27
海上设施安装试井系统和相关设备前宜充分评价下列方面的适用性: ——
区域分类;

——与进气口、救生艇、控制室等相关的位置评价;

——洪水和主动或被动防火;

排水系统;

——F&G 探测系统;

ESD 和安全原理;

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—— 甲板载荷;

——海上设备固定。

4.5.10 载人设备

4.5.10.1 总则

本标准所用的载人设备包括预期用于人员提升,且下降高度超过3 m
的设备,包括载人绞车、套管

扶正台、载人吊篮等设备。

4.5.10.2 载人设备的一般要求

4.5.10.2.1
载人设备的结构、机械零部件和提升装置(包括吊耳)的所有承载件的安全系数,应是其他
提升设备和提升装置所要求的2倍。

4.5.10.2.2
应考虑所有操作和非操作模式用的全部相关设计载荷。设备设计操作期间的最大环境载
荷应明确的规定。

4.5.10.2.3
可通过下面一种选项获得总垂直动载,应选择最苛刻条件,包括采用的安全系数:

a) 2×S×ψ+Sa×ψG+SM

b) S₁× +SG+SM 式中:

ψ — — 活载荷动载系数;

ψG 自重动载系数;

S₁—— 活载工作载荷;

SG—— 提升设备自重;

SM—— 浮式平台运动引起的惯性载荷。

如果采用实际动载系数(取自实际动力试验的系数),则可采用正常的安全系数。

如果采用计算动载系数,则应采用两倍安全系数。

4.5.10.2.4 所有人员提升机械系统应装备两个独立分开的操作刹车系统。
一旦启动,每个刹车应能停
止和保持载荷。当采用液压缸升降时(折叠或伸缩)应装备液压关闭阀。

4.5.10.2.5
应避免任一故障导致的潜在事故和伤害。宜评估基于计算机系统硬件的任一故障,包括传
感器、驱动器和有关电缆、计算机软件和操作人员错误。对软管破裂可能是危险的管线(例如套管扶正
台),宜装备软管破裂阀或等效装置以防非受控下降。

4.5.10.2.6
平台、梯子和与进入载人装置有关的其他通道路径,应遵守公认的安全标准或规定。

4.5.10.2.7
在钢丝松弛可能是危险的钢丝安装系统处,应在所有操作模式下提供钢丝松弛检测,当松
弛发生时启动自动停机。除非证明其他装置更安全,否则,应仅能在操作者在场时,直接在绞车上停用
该系统,即当操作者不再在绞车现场时,检测系统应自动重新启动。

4.5.10.2.8 依靠机械摩擦的刹车要求见4.5.5.1.3。

4.5.10.3 载人设备控制系统

4.5.10.3.1
控制设备运动应平稳、连续和可重复。当速度超过安全运输人员的最大操作速度时,绞车
应不能操作,例如,通过使用限速装置。最大加速度或减速度和刹车(包括应急刹车)不应对运输人员造
成伤害和危害。

4.5.10.3.2
载人设备控制盘应包括所有设备正常操作必需的装置,包括应急停车。控制盘应位于便利
的位置,清晰标志,并在不操作时,控制手柄或等效装置应自动返回到停止位置。无线遥控操作系统要
4.4.3.4 。

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4.5.10.3.3
不准许发生误操作。这可通过触发动作前的启动功能或同时启动2个装置来实现。

4.5.10.3.4 应安装载荷限制装置,以防止载荷超过提升的 SWL 。
对于液压和气动系统,这可通过供应 管线上的压力控制阀(PCV)
来实现。摩擦耦合器不应用于该目的。

4.5.10.3.5
在所有操作条件期间,液压操作系统的设计应保持安全和稳定状态,包括动力损失和应急

操作。

4.5.10.3.6 应急停车应按照4.5.1.4的规定。

4.5.10.3.7
控制(操纵)位置应位于操作人员可无障碍地观察设备工作范围处。如不能实现,则被提升
的人员应随时准备进入应急停止装置。

4.5.10.3.8
被提升人员应具有操作和超控与在远程操作盘操作相同功能的可能。该要求不适用于载

人绞车。

4.5.10.3.9 应安装通过超控远程操作位置控制本地人员安全返回的装置。

4.5.10.3.10
系统应配备在安全操作范围外自动停止提升的装置。例如,提供限位开关装置等。

4.5.10.3.11
在发生动力故障或其他意外停止时,应允许控制提升装置下降,以确保从提升装置安全逃
生。摩擦耦合器或离合器不应用于应急操作。可以接受其他提升装置逃生的方法,例如,载人绞车逃生
篮或应急攀爬绳。应根据具体情况评价选择的方法。

4.5.10.3.12 在紧急情况下对安全逃生有要求时,应提供应急提升装置。
注:如果在甲板下或开阔海域上操作, 一旦应急下降,撤离的可能性很小。

4.5.10.3.13 应急下降和提升应确保被提升人员在应急开始后的10 min
内安全逃生。下降和提升速 度不宜超过1.0 m/s。

4.5.10.4 载人绞车特定要求

4.5.10.4.1 总则

载人绞车包括底座、滚筒、传动装置、钢丝绳、滑轮装置和连接提升装置的提升工具。

4.5.10.4.2 配置

4.5.10.4.2.1
滑轮装置和绞车之间的钢丝绳重量不应超过滑轮装置另一侧载人绞车和钢丝绳的重量。
可通过平衡重来实现。该平衡重的布置应避免干涉或干扰其他零部件或潜在的人员伤害。

4.5.10.4.2.2
固定到结构物上的滑轮装置应按照与绞车本身相同的原则确定尺寸。几何形状应确保
提升或下放人员的自由通道,并确保不损伤钢丝绳。几何形状应确保钢丝绳和滚筒或滑轮之间的角度
不大于士4°。滑轮装置应安装防护以确保不发生钢丝绳跳槽。滑轮与钢丝绳直径之比应为大于等于
18:1。

4.5.10.4.2.3
载人设备用绞车应设计成上、下固定操作(即,不准许用刹车自由下落)。

4.5.10.4.2.4 用载人皮带提升一个人的载人绞车设计应具有最大150 kg 的
SWL。

4.5.10.4.3 滚筒和钢丝绳

4.5.10.4.3.1
必要时应安装排绳装置,以确保钢丝绳良好的缠绕,并防止钢丝绳跳槽。

4.5.10.4.3.2 滚筒与钢丝绳直径之比应大于或等于18:1。

4.5.10.4.3.3 钢丝绳应具有最小10×SWL
的破断强度,并应符合其他预期使用的公认适用标准。钢 丝绳直径应不小于10
mm。

4.5.10.4.3.4
在提升装置可能的最低操作位置,滚筒上应至少保持3圈钢丝绳。

4.5.10.4.4 刹车

4.5.10.4.4.1
绞车应装备两个机械式且功能独立的刹车系统,其中一个作为驻车刹车,
一个作为工作

GB/T 35146—2017

刹车。 一旦触发后,每个刹车均应具有制动和保持载荷的能力。

如果额定量不超过提升载荷额定量的50%,则液压节流可以考虑作为所要求的两种刹车之一
。液

压节流用于刹车时适用于下列要求:

— —
液压马达应有一个直接与高压(载荷)连接的隔离阀(之间不用管子或软管连接);

— —
在低压连接(下降时的输入连接)压力损失时隔离阀应关闭。该功能应直接通过隔离阀和低压

连接之间的孔或管道完成;

——
液压马达应始终确保有足够的工作液,即使在发生电源故障时(即重力输送时)。

4.5.10.4.4.2
一旦发生应急停车、动力损失或其他相关的能量故障(例如,液压蓄能器、弹簧等),每个
刹车应自动啮合。正常操作期间,驻车刹车可手动操作。

4.5.10.4.4.3 每个刹车应能够保持1.8×SWL 的静载荷。

4.5.10.4.4.4
刹车宜优先直接安装在滚筒上。如不可行,传递刹车力的所有零部件应按刹车本身确定

尺寸。

4.5.10.4.4.5 刹车的设计应避免意外放松。

注: 例如,由返回管线节流等引起的意外压力增大超过预置的最大返回压力时,通常可导致驻车刹车的放松。可利

用警报检测返回压力超过预置的最大返回压力,或考虑专用返回管线。

4.5.10.5 其他载人设备的附加要求

4.5.10.5.1
套管扶正台应装备附加机械锁定装置,在主提升系统发生故障时,该装置将安全停机和固
定套管扶正台。

4.5.10.5.2 载人平台或台车的滚轮或轮子故障不应危及所乘人员的安全。

4.5.10.5.3
套管扶正台、检修篮等应分别在平台或篮子处和适当的远程位置提供控制面板。

4.5.11 其他系统

4.5.11.1

4.5.11.1.1
4.5.11.1适用于钻井区域内除载人用绞车(4.5.10)外的所有绞车,包括通用绞车。

4.5.11.1.2
通常位于载人区域的所有绞车应防护以保护人员,并标志最大许用 SWL。

4.5.11.1.3
绞车应通过操作手柄或等效装置(例如按钮)操作,当不操作时手柄将自动返回到停止位
置。停止位置应清晰标志。

4.5.11.1.4
绞车应具有一旦发生动力供应故障即开始操作的自动刹车。该刹车应能制动以高速下放
最大载荷时的绞车。

4.5.11.1.5
在发生动力故障或其他意外停车时,应允许受控下放提升装置。摩擦耦合器或离合器不应
用于应急操作。

4.5.11.1.6
绞车刹车宜优先直接安装在滚筒上。如不可行,传递刹车力的所有零部件应按刹车本身确

定尺寸。

4.5.11.1.7 气动绞车的气源压力不应超过 SWL 所需的压力。

4.5.11.1.8 刹车应能够保持1.8×SWL 的静态载荷。

4.5.11.1.9
包括传递刹车力的所有绞车承载件,通常应提供可追溯的材料合格证(见4.2.4)。

4.5.11.1.10 安装机械摩擦的刹车要求见4.5.5.1.3。

4.5.11.1.11 绞车操作者不能直接看到排绳操作时,宜考虑安装排绳装置。

4.5.11.2 齿轮传动

关键应用传递刹车力的非冗余齿轮装置,应有基于公认规范和相关载荷谱(即载荷时间特性)的机

械强度书面文件。载荷谱应包括操作载荷和允许的刹车载荷。

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非关键应用的齿轮传动(例如用于非提升目的的装置)可以没有上述设计文件。

4.6 修井系统和设备

4.6.1 概述

4.6.1.1 目的

4.6的要求旨在确保修井系统和设备的安全设计和使用,包括修井系统和设备的具体项目要求(例

如完井、修井系统)。

4.6.1.2 范围和应用

应在所述的每个修井系统内规定可以随设施型式(固定式、浮动式、永久系泊、DP
操作等)改变要

求的系统。

本标准不包括对其他非修井系统的影响,相关内容见所述系统的其他相关海洋学科标准(例如将永

久系泊设施的被动或主动防火要求与动力定位船对比)。

4.6.1.3 控制和检测

控制和检测的要求尽可能集中在各系统下。系统应符合4.6的通用系统要求和4.1和4.4
中所有

系统和零部件的一般要求。

4.6.1.4 液压和气动系统

液压和气动系统按4.5.1.4的规定。

4.6.1.5 机电设备的防火

4.6.1.5.1 安装在危险区域的修井操作(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CCS GD 02—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(如绞车的刹车系统)、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。

4.6.1.5.2 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EDP 或LRP
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。

4.6.1.6 应急停车

应急停车按4.5.1.6的规定。

4.6.1.7 自启动泵

泵的自动启动按4.5.1.7的规定。

4.6.2 修井相关结构

修井相关结构的技术要求见表9。

GB/T 35146—2017

9 修井相关结构技术要求

技术要求

章条号

技术要求

章条号

总则

4.5.2.1

底座

4.5.2.4

修井结构

4.5.2.2

钻井或试井设备的支承结构

4.5.2.5

钻台

4.5.2.3

提升设备

4.5.2.6

4.6.3 井控系统

4.6.3.1 总则

4.6.3.1.1 井控系统通常包括下列系统: ——无隔水管系统,通常包括:

● 压力控制头(包括填料盒、润滑脂注入);

● 润滑脂注入;

● 润滑器部分;

● BOP 部分(EDP,LRP);

● 节流和压井系统。

——开阔海域修井隔水管系统,通常包括:

● 水面出油采油树;

● 隔水管系统;

● BOP 部分(EDP,LRP);

● 节流和压井系统。

——修井隔水管、海水隔管和钻井 BOP 系统,通常包括:

● 钻井控制系统(见4.5.3.1);

● 水面出油采油树;

● 修井隔水管或送入管柱(通过隔水管内送入);

● 水下测试树(BOP 内送入)。

4.6.3.1.2
4.6.3规定的井控系统或零部件按照安全系统或基本功能分类。修井系统应为"故障安全

型"。

4.6.3.1.3 不应有任一故障导致整个系统故障或井控失效。

4.6.3.1.4 设计系统时宜使用双重防护。

4.6.3.1.5 修井 BOP 部分通常至少应包括以下部分,钻井 BOP
的要求见4.5.3.1.10。 EDP 组,通常包括:

● 应急隔水管连接器;

● 隔水管隔离(止回)阀;

● 环空隔离(止回)阀;

● 主孔和环空间的单独隔离。

—LRP 组,通常包括;

● 主孔和环境间串联的两个隔离阀;

● 环空和环境间串联的两个隔离阀;

● 主孔和环空间串联的两个隔离阀(从下往上看,例如采油树);

● 用于连续油管或钢丝绳的一个剪切闸板。

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— 采油树连接器;

— 必要的控制设备。

4.6.3.1.6
修井隔水管系统和零部件的设计应根据4.1.9设计计算。除非引用的规范或标准已涵盖,否

则,机械零部件应满足 ISO13628-7 的要求。

4.6.3.2 BOP

4.6.3.2.1 BOP 组(EDP,LRP)

4.6.3.2.1.1 BOP 组(EDP 、LRP)
的设计应能将液体和气体导出系统,并能将液体泵入系统。

4.6.3.2.1.2 每条节流压井管线(环空管线)的BOP
组附近应串联安装两个阀。阀应提供远程控制,并
应是故障保护关闭型。阀的设置应防止落物的损伤。

4.6.3.2.1.3
剪切闸板应能剪切规定钢丝绳、连续油管、工具、松弛导线的最粗部分或与 BOP
一起使用
的连顶管柱剪切接头。如果不能剪切,则须安装两套剪切闸板,或在所有操作模式(包括应急操作)下主
提升系统应能提升或下放。

对证明难以切割或提升、下放的较长部分(如油管、衬管、射孔枪等),应在转盘区域提供机械脱开

装置。

4.6.3.2.1.4
管子闸板的设计应能承受所有的悬挂载荷。如果使用卡瓦闸板,则卡瓦闸板应能承受所
有的悬挂载荷。

4.6.3.2.1.5 阀和闸板应能在最大压力下打开和关闭。

4.6.3.2.1.6 BOP
部分的本体应按最大作业载荷设计,例如,张力、弯矩、内外压力和环境载荷。

4.6.3.2.1.7 剪切闸板、全封闸板和管子闸板应装备机械锁紧装置。

4.6.3.2.1.8 柔性管线应符合4.3.2.3或 ISO13628-7 的要求。

4.6.3.2.2 隔水管和采油树连接器

4.6.3.2.2.1 隔水管连接器、EDP 或 LMRP
的应急操作应可以从正常操作的其他位置进行。其他控制
位置的选择应至少有一个控制点在应急事件时可以接近。

4.6.3.2.2.2 液压操作的采油树和隔水管(EDP 或 LMRP)
连接器应具有解锁和断开的冗余机构。辅助
解锁机构可以是液压或机械的,但操作应独立于主解锁机构。

4.6.3.2.2.3 应规定隔水管(EDP 或 LMRP) 连接器机械释放的最大倾斜角。

4.6.3.2.2.4
应采用键锁、防护盖或控制系统内的互锁装置保护隔水管连接器(EDP 或 LMRP)
、剪切闸 板和采油树连接器的启动。

4.6.3.2.3 控制和检测

4.6.3.2.3.1
修井控制系统至少应配备两个相互独立的控制面板,即分别直接与控制系统连接。控制

面板至少应包括但不限于下列控制:

——关闭或打开隔水管系统中的所有闸板、阀和连接器。

—— 隔水管连接器(EDP 或 LMRP) 的断开操作(浮动式设施的水下 BOP 部分);

— 紧急断开程序(浮动式设施的水下 BOP 部分)。

4.6.3.2.3.2 井控系统通常应能完成:

——工艺关断(隔离井控系统与浮式平台工艺设备);

——应急关断(关闭井屏障元件,使井处于安全状态);

— 应急断开:

● 关闭井屏障元件(使井处于安全状态);

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● 断开隔水管连接器、EDP 或 LMRP。

4.6.3.2.3.3
对电气或基于计算机的水下系统,紧急断开的启动应以正确程序启动并完成断开。

4.6.3.2.3.4 紧急断开系统的设计应考虑执行该程序所需的总时间。

4.6.3.2.3.5 在主控台应设置一个用于修井系统操作的控制面板。

4.6.3.2.3.6 在离主控台适当距离处应设置另一个控制面板,且应易于接近。

4.6.3.2.3.7 控制面板应清晰指示 BOP
的状态(即打开或关闭),并应显示各种功能和操作的可用压力。

4.6.3.2.3.8 控制面板应配备下列情形的视听警报信号: —
储能器压力低;

— — 失去动力供应;

——控制液储罐液位低。

4.6.3.2.3.9
当系统启动或重设时应自动恢复至正常操作。例如,调节器宜能回到设定值。

4.6.3.2.3.10
对于液压系统,包括导阀在内的控制系统主要部件应与钻台或井口甲板隔离。该主要部
件应易于从钻台接近,也可以从外面接近而不需要经由钻台或井口甲板。主要部件的设计应承受任何
任一故障。

4.6.3.2.3.11
对于电气或基于系统的计算机,应安装两个相互独立的系统。该独立性应包括所有的设

计事件。

4.6.3.2.3.12 关闭装置的蓄能器至少应满足 ISO13628-7
或等效标准的能力要求。

4.6.3.2.3.13 配备有辅助断开系统的水下 BOP 或 LRP,
在非井控期间主系统发生故障时,应适用于: — 应能从便携装置启动系统;

— 包括蓄能器能力的辅助断开系统应独立于主系统;

— 系统应能执行 BOP
关闭、连续油管、钢丝绳、连顶管柱剪切接头的切断和断开,以使装置能转

移到安全地方。

4.6.3.2.3.14
安装时,辅助断开系统应配备专用水下关闭蓄能器装置。当泵不起作用时,该蓄能器装
置应具有足够的能力(容量和压力)按规定的程序,关闭-打开-关闭一个管子闸板
BOP 或隔离阀、关闭 剪切闸板和打开隔水管连接器(EDP 或 LMRP)。

4.6.3.2.3.15 修井控制系统的设计应使每台BOP
的响应时间在允许的范围内,并符合公认的规范和

标准。

对水面 BOP, 通常闸板 BOP≤30 s(从启动到完成关闭功能),环形 BOP≤45 s。

对水下 BOP 和 LRPs, 通常闸板 BOP≤45 s,环形 BOP≤60 s。

4.6.3.2.3.16
为防止误操作,所有功能的启动应按照4.1.5.1的要求布置。此外,对于浮动式设施,隔水
管断开和剪切闸板的启动装置应具有附加的防误操作保护。例如,启动按钮前面的铰链盖。

4.6.3.2.3.17 电液和复合 EDP/LRP 系统应配备两个独立的控制器。

4.6.3.2.3.18
只要在脐带缆内保持允余,且系统是故障保护关闭型的,则只需一条脐带缆即可。

4.6.3.3 分流器

4.5.3.3 的要求。

4.6.3.4 节流和压井

4.6.3.4.1 按4.5.3.4的要求。

注: 对于4.6.3.4涵盖的节流和压井系统,如果能书面证明所提供功能可保证所要求的安全级别,则部分引用要求的

偏差是可接受的,应根据具体情况加以考虑。

4.6.3.4.2
如果隔水管环空管线将用于压井作业,则应按相应的规格制造(即泵速率和压力)。

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4.6.3.5 修井隔水管系统

4.6.3.5.1 修井隔水管系统的设计应符合 ISO 13628-7 的规定。

4.6.3.5.2
修井隔水管的设计应承受所要求水深用的相应组合设计载荷。评估的相关载荷包括:
——波浪;

— — 海流;

隔水管张紧载荷和载荷变化;

浮式平台的运动;

——循环液密度;

——挤毁压力;

—— 内压力;

— 处 理 载 荷 。

进一步的指南见 ISO13628-7 或等效标准。

4.6.3.5.3 隔水管系统设计中对特意引入系统薄弱环节的需求应评估。

注:引入薄弱环节以防止零部件遭受偶然载荷,例如,驱离、漂离或张紧系统故障。

4.6.4 升沉补偿和张紧系统

升沉补偿和张紧系统要求见4.5.4。

4.6.5 提升系统

提升系统要求见4.5.5。

4.6.6 处理设备

处理设备要求见4.5.6。

4.6.7 散装储存、钻井液循环和混合、固井和增产液

散装储存、钻井液循环和混合、固井和增产液要求见4.5.7。

4.6.8 试井和相关的井控系统

试井和相关的井控系统要求见4.5.9。

4.6.9 载人设备

载人设备要求见4.5.10。

4.6.10 其他系统

其他系统要求见4.5.11。

5 制造、工艺和试验

5.1 概述

5.1.1 应用

5.1.1.1
本章包括在平台上制造、安装和最终试验时的设备、结构和系统。

GB/T 35146—2017

5.1.1.2
设备、结构和系统应按照本章和适用的规范和标准制造、检查和试验。

5.1.2 质量保证和质量控制

制造商应采用必要的生产设备、资格鉴定、程序和人员,以确保产品按规定要求制造。

5.1.3 标志

所有设备应清晰地标志可追溯至证明书和制造文件的标识和序列号。某些材料可能要求低应力打

印。可接受油漆标志,但在搬运和贮存期间应注意保护。

5.2 制造

5.2.1 焊工资格

5.2.1.1
承压件、管道系统、承载设备和结构的焊接应由有资格的焊工进行。

5.2.1.2 焊工资格应按 AWS D1. 1/D1. 1M 、ASME
锅炉和压力容器规范,第IX 卷或适用的设计规范 评定。

5.2.1.3
制造商应给每一个焊工提供标识号或符号,以便能够识别每个特定焊工所进行的工作。

5.2.2 焊接

5.2.2.1 所有焊接应按照焊接工艺规程(WPS进行。钻井和修井设备用 WPS 评定试验应符合

GB/T 19869.1 或其他等效标准的要求。

除主要和基本钢结构外,资格鉴定应包括焊接主要和基本钢结构的结构类辅助钢结构。堆焊或复

合焊接和宽间隙焊接应按照AWS D1.1/D1.1M、ASME
锅炉和压力容器规范,第IX卷或适用的设计规

范取得资格。

注: 本标准涵盖的钻井和修井设备范围包括井架或起重塔本身,通常到井架大腿与钻台结合的法兰,或到塔腿与塔

腿基础的焊接(连接基础的焊接属于船身结构)。 AWS
D1.1/D1.1M适用于井架底座和基础焊接工艺的鉴定。

5.2.2.2 所有焊接操作应按照5.2.2. 1规定并经批准的
WPS 进行。在工作开始前应协商焊接工艺

范围。

5.2.2.3 必要时,应规定制作焊接产品试验(WPT以验证产品焊缝质量是合格的。

5.2.2.4 钻井井架和火炬臂的焊接应符合 AWS D1.
1/D1. 1M 的相关内容。

5.2.2.5
对接焊接头应是全熔透型。应采用特殊措施以确保高质量的焊根。

5.2.2.6
如果支座和类似的非压力件直接与承压件焊接,应采用承压件的焊接要求。

5.2.2.7 焊接修理应按经鉴定和批准的修理程序进行。

5.2.3 热处理

5.2.3.1
如果采用的规范或标准有要求,或需保持缺口韧性和避免氢致开裂,则成形和(或)焊接后的构
件应热处理。

5.2.3.2
热处理文件应包括热处理温度、热处理保温时间和冷却介质。

5.2.3.3
除非热成形过程在合理的温度范围、持续时间和冷却速率范围内进行,否则,热成形件应采用
正火热处理。

5.2.3.4
冷加工材料的热处理应根据材料塑性变形程度进行选择。

5.2.3.5
当尺寸和材料成分要求时应采用预热和(或)PWHT。

5.2.3.6 PWHT
通常应在全封闭炉内进行。当遵循合格程序时,在简单接头上可以进行局部
PWHT。

5.2.3.7
在热处理后出现缺陷时,通常在缺陷补焊后应进行新的热处理。

5.2.3.8
对所用的规范或标准中没有涵盖与成形和(或)焊接有关的热处理程序应进行严格的评审。

GB/T 35146—2017

5.2.4 管子弯曲

5.2.4.1
弯曲程序应保证管子横截面变平和壁厚变薄在应用的规范和标准规定的可接受的公差范

围内。

5.2.4.2
如果所应用的规范或标准没有涵盖,则与管子弯曲有关的热处理程序应单独评审。

5.3 无损检测(NDT)

5.3.1 NDT 的范围应符合相关的规范、标准或经协商的规范。在没有规定 NDT
的范围处应按照表10 和表11的规定。 NDT 程序应按 NB/T 47013.2 、NB/T
47013.3 、NB/T 47013.4 和 NB/T 47013.5 的 规
定或其他等效规范、标准进行,验收准则应符合相关的规范、标准或其他单独协商的规范。

5.3.2 NDT 人员应由经过培训取得资格的操作者进行,该培训程序应基于 GB/T
9445 或等效的规定

要求建立。

5.3.3 当要求焊后热处理时,最终的 NDT 应在热处理后进行。

5.3.4 最 终 NDT 应在任何可能使要求的 NDT
不能进行或可能引起错误结果(例如,表面涂层)的过程 前进行。

5.3.5 如果 NDT
检测显示的缺陷需要修补,除非有其他理由,否则,附加试验应按所采用的规范或标
准进行。

5.3.6 所有进行的检测和结果应系统地记录和全面地追踪。

5.3.7 除上述外,如果实际材料的碳当量(Ce) 符合下式时,要求磁粉检测:

style="width:5.93996in;height:0.59994in" /> …………………… (10)

为验证没有表面裂纹,在初始生产阶段应100%进行磁粉检测试验。

5.4 试 验

5.4.1 焊接试样试验

焊接件的机械性能试验应由有资格的人员进行,并应符合 AWS D1. 1/D1. 1M
或适用的规范或

标准。

5.4.2 压力试验

5.4.2.1
承压管道系统和零部件应按照适用的规范和标准要求进行静水压试验。

表 1 0 承压件和管道焊接的 NDT 范围

界限

焊缝

射线照相"

磁粉

P≥5

t≥38

T≥400

Rm≥520

L

100%

100%

C

100%

100%

B

100%

1<P<5

16<t<38

T>150(易燃或有毒液体)

T>220(其他液体)

Rm>460

L

20%

20%

C

10%

10%

L+C

20%

B

100%

GB/T 35146—2017

表10 (续)

界限

焊缝

射线照相"

磁粉b

P≤1

Rm≤460

和易燃或有毒或压缩空气

L

10%

10%

C

5%

5%

L+C

10%

B

100%

说 明 :

P —压力,单位为兆帕(MPa); t—-厚度,单位为毫米(mm);T——温度,单位为摄氏度(℃);

Rm —拉伸强度,单位为兆帕(MPa); L—— 纵向; C — — 圆周;

L+C—— 纵向和圆周间的交叉; B—— 分枝和加强环。

注:"一"不要求。

可行时及射线照相不能给出确切结果时,可采用超声波方法。

首选磁粉法。液体渗透法可作为选择。对非磁性材料应采用液体渗透法。

1 1 结构焊缝的最低 NDT

构件类别

连接类型

试验方法

目视检验

磁粉"

射线照相⁶

超声波

特殊或非冗余

对接焊缝

100%

100%

100%

十字和T型接头,全熔透焊缝

100%

100%

100%

十字和T型接头,局部熔透和角焊缝

100%

100%

主要的

对接焊缝

100%

20%

20%

十字和T型接头,全熔透焊缝

100%

20%

——

20%

十字和T型接头,局部熔透和角焊缝

100%

20%

——

辅助的

对接焊缝

100%

少量

少量

十字和T型接头,全熔透焊缝

100%

少量

少量

十字和T型接头,局部熔透和角焊缝

100%

少量

"一"不要求。

非铁磁性材料采用液体渗透检测。

根据协议可以部分或全部用超声波检测代替。

大约2%~5%。

5.4.2.2
试验压力应由工作压力确定。如果适用的规范和标准中没有另外规定,则试验压力最低应是

1.5倍的最大工作压力。


如果根据具体情况经评审证明合理,则对于仪器仪表等小口径管道系统可以不采用该要求。需要考虑的情况

是最大操作压力与设计压力的比较及经验与工艺。

5.4.2.3 保压时间至少应是15 min,
并至少应有足够长的时间以允许在稳压后进行彻底的目视检查。
很小的零部件可以按照公认的标准考虑较短的保压时间。

5.4.2.4
压力和保压时间结果应系统记录并形成文件,以便全面追踪。

GB/T 35146—2017

5.4.2.5
如果管道系统静水压试验出现特殊问题,适用时,在证明合理条件下可采用适用的替代试验

方法。

5.4.3 载荷试验

5.4.3.1
首次使用前,所有提升设备应按“已安装”状态试验。

5.4.3.2 提升设备施加的试验载荷应超过该设备的 SWL,
见表12所示。

如果GB/T19190
或其他适用的公认规范或标准证明合理,则独立设计和制造验证的钻井提升设

备(主提升机)接收时,可不再进行载荷验证试验。

5.4.3.3
载人设备(扶正台、载人绞车等)应按下列方法进行载荷试验:

——所有刹车同时操作时的静态刹车能力试验按2×SWL 进行;

——每个刹车单独操作时的静态刹车能力试验按1.8×SWL 进行;

——每个刹车单独操作时的动态刹车能力试验按1.25×SWL 进行。

注:动态刹车能力试验通常和全面降低速度和急停(例如,快速释放控制或按下紧急停止)一起进行。

表12 提升设备的试验载荷 单位为千牛

SWL

试验载荷

SWL≤200

1.25×SWL

200<SWL≤500

SWL+50

>500

1.1×SWL

载人设备

2×SWL

5.4.3.4
对所述的载荷试验设备,适用时,在整个操作范围内提升装置应低速提升、旋转和摆动。

5.4.3.5
门式和移动式起重机及其小车(如适用),应在其整个轨道全长内往返移动。其他轨道提升设
备(例如,排管器、扶正机械手、排放系统等)也应执行本要求。

5.4.3.6 SWL
随操作半径变化的提升设备,通常应分别在最小半径、中间半径和最大半径处采用合适
的试验载荷进行试验。

5.4.3.7 SWL>5kN
且没有进行设计评审的各个单件零部件和附件(例如,锚卸扣、滑轮组和大钩等),

应按200%的 SWL 进行验证载荷试验,并在使用前充分检查。

5.4.3.8
火炬臂应按燃烧器和横柱所需重量的25%过载进行试验。该过载试验应证明火炬臂有进行
相关运动的能力,例如,回转、提升等。

5.4.3.9
载荷试验时可能已断开的过载保护系统应重新连接,并在试验后调整安全阀和(或)电路断路
器。检验员应验证和锁定设定值。

5.4.4 功能试验或集成试验

5.4.4.1
包括相关控制、检测和安全系统的所有系统,应尽可能在实际钻井操作开始前进行试验。

5.4.4.2
系统应在工作条件下按照许可的试验程序进行功能试验,包括所有的安全功能试验。对于不
进行过载试验的设备,功能试验通常按额定载荷进行。

5.4.4.3
试验至少应包括控制器的校准调整、传感器和报警器的校准、保护系统的功能和系统试验。

5.4.4.4
试验情况应以可审核的方式记录,并应确定系统纠正和扫尾工作控制情况。

5.4.4.5 带有控制系统的BOP
应试验其能力和性能。剪切闸板的试验应表明其能够剪切所要使用的
最重和最强韧的钻杆(见4.5.3.2.1的特定要求)。

5.4.4.6
应通过打开或关闭电源对提升用磁力吊进行试验,以防止管子的意外掉落。

GB/T 35146—2017

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