GB∕T 17744-2015 （代替 GB∕T 17744-2008）石油天然气工业 钻井和修井设备.pdf

I C S7 5.1 8 0.1 0E9 2中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准G B/T1 7 7 4 42 0 1 5代替G B/T1 7 7 4 42 0 0 8石油天然气工业 钻井和修井设备P e t r o l e u ma n dn a t u r a l g a s i n d u s t r i e sD r i l l i n ga n dw e l l s e r v i c i n ge q u i p m e n t2 0 1 5-1 2-3 1发布2 0 1 6-0 4-0 1实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会发 布目 次前言1 范围12 规范性引用文件13 术语、定义及缩略语3 3.1 术语和定义3 3.2 缩略语74 设计8 4.1 设计条件8 4.2 强度分析8 4.3 尺寸级别代号9 4.4 额定值9 4.5 额定载荷值依据9 4.6 设计安全系数1 0 4.7 剪切强度1 0 4.8 特定设备1 0 4.9 设计文件1 05 设计验证1 1 5.1 总则1 1 5.2 设计验证功能试验1 1 5.3 设计验证压力试验1 1 5.4 设计验证载荷试验1 2 5.5 额定载荷的确定1 3 5.6 另一种设计验证试验程序和额定值计算1 3 5.7 载荷试验装置1 3 5.8 设计更改1 3 5.9 记录1 36 材料要求1 4 6.1 总则1 4 6.2 书面规范1 4 6.3 力学性能1 4 6.4 材料鉴定1 4 6.5 制造1 7 6.6 化学成分1 77 焊接要求1 7 7.1 总则1 7 7.2 焊接评定1 7G B/T1 7 7 4 42 0 1 5 7.3 书面文件1 8 7.4 焊料控制1 8 7.5 焊缝性能1 8 7.6 焊后热处理(PWHT)1 8 7.7 质量控制要求1 8 7.8 特定要求 组焊1 8 7.9 特定要求 补焊1 88 质量控制1 9 8.1 总则1 9 8.2 质量控制人员资格1 9 8.3 测试设备1 9 8.4 特定设备和零部件的质量控制1 9 8.5 尺寸验证2 3 8.6 验证载荷试验2 3 8.7 静水压试验2 3 8.8 功能试验2 49 设备2 4 9.1 总则2 4 9.2 转盘2 4 9.3 转盘补心3 0 9.4 标准转盘卡瓦3 1 9.5 非标准转盘卡瓦3 1 9.6 高压泥浆软管和水泥软管3 1 9.7 活塞钻井泵零部件3 9 9.8 绞车零部件4 5 9.9 使用标准转盘卡瓦的手动卡盘4 5 9.1 0 使用非标准转盘卡瓦的手动卡盘4 6 9.1 1 安装在大方补心和(或)转盘之上的弹簧、气动或液压卡盘4 7 9.1 2 安装或部分安装在转盘内的弹簧、气动或液压卡盘4 7 9.1 3 手动大钳4 8 9.1 4 不用作提升装置的安全卡瓦4 9 9.1 5 动力大钳4 9 9.1 6 防喷器(B O P)搬运系统和设备4 9 9.1 7 高压钻井液循环系统减压装置5 6 9.1 8 手动大钳和动力大钳尾绳5 8 9.1 9 滚动轴承5 91 0 标志5 9 1 0.1 产品标志5 9 1 0.2 标志方法5 91 1 文件5 9 1 1.1 记录保存5 9 1 1.2 制造商保存的文件6 0G B/T1 7 7 4 42 0 1 5 1 1.3 设备携带的随机文件6 0附录A(规范性附录)附加要求6 1附录B(资料性附录)热处理设备鉴定指南6 3附录C(资料性附录)推荐的活塞钻井泵术语6 5附录D(资料性附录)本标准与G B/T1 7 7 4 42 0 0 8章条对照及技术差异7 0参考文献7 1G B/T1 7 7 4 42 0 1 5前 言 本标准按照G B/T1.12 0 0 9给出的规则起草。本标准代替G B/T1 7 7 4 42 0 0 8 石油天然气工业 钻井和修井设备。与G B/T1 7 7 4 42 0 0 8相比主要技术变化如下:第1章“范围”中增加了4项设备的内容;规范性引用标准中增加了G B/T1 5 1 6 9和S Y/T6 7 2 7两项标准;增加了两个术语(见3.1.9、3.1.4 1);对铸件的超声波检测有了更详细的要求(见8.4.8.3.3);增加了非标准转盘卡瓦的内容(见9.5);活塞杆和活塞芯孔表中增加S A-3和S A-5两个规格(见表1 0);增加了与非标准转盘卡瓦对应的卡盘内容(见9.1 0);增加了公制缸套孔径系列表和英制缸套孔径系列表(见表1 2和表1 3);增加了盘式刹车的内容(见9.8.3.3);细化了使用卡盘的内容(见9.9、9.1 1、9.1 2);增加了高压钻井液循环系统减压装置的内容(见9.1 7);增加了手动大钳和动力大钳尾绳的内容(见9.1 8)。为便于对照,附录D中列出了本标准与G B/T1 7 7 4 42 0 0 8章条对照及技术差异一览表。本标准修改采用A P IS p e c7 K,2 0 1 0 钻井和修井设备(第5版)。本标准由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会(S A C/T C9 6)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、南阳二机石油装备(集团)有限公司、中石化石油工程机械有限公司第四机械厂、石油工业井控装置质量监督检验中心、兰州兰石石油装备工程有限公司、四川宏华石油设备有限公司、中国石油西部钻探工程有限公司。本标准主要起草人:刘红芳、栾苏、孙娟、余利军、徐军、刘炯、廖江、杨西萍、邓怊、刘海密。本标准所代替标准的历次版本发布情况为:G B/T1 7 7 4 41 9 9 9、G B/T1 7 7 4 42 0 0 8。G B/T1 7 7 4 42 0 1 5石油天然气工业 钻井和修井设备1 范围本标准为新的钻井和修井设备及本标准发布后制造的主承载替换件规定了设计、制造和试验的总则和要求。本标准适用于以下设备:a)转盘;b)转盘补心;c)在标准转盘卡瓦座中设计使用的锥度为13(4 i n/f t)的标准转盘卡瓦;d)在列项i)中规定的手动卡盘中使用的锥度不为13(4 i n/f t)的非标准转盘卡瓦;e)高压泥浆和水泥软管;f)活塞钻井泵零部件;g)绞车零部件;h)手动卡盘,使用列项c)中规定的标准转盘卡瓦,不能用作吊卡,安装在大方补心和(或)转盘之上;i)手动卡盘,使用锥度不为13(4 i n/f t)的非标准转盘卡瓦,不能用作吊卡,安装在大方补心和(或)转盘之上;j)弹簧、气动或液压卡盘,具有整体卡瓦,不能用作吊卡,安装在大方补心和(或)转盘之上;k)弹簧、气动或液压卡盘,具有整体卡瓦,不能用作吊卡,安装或部分安装在转盘内;l)手动大钳;m)不用作提升装置的安全卡瓦;n)动力大钳,包括旋转扳手;o)防喷器(B O P)搬运系统;p)高压钻井液循环系统减压装置;q)手动大钳和动力大钳尾绳。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。G B/T2 2 8.1 金 属 材 料 拉 伸 试 验 第1部 分:室 温 拉 伸 试 验 方 法(G B/T2 2 8.12 0 1 0,I S O6 8 9 2-1:2 0 0 9,MO D)G B/T2 2 9 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法(G B/T2 2 92 0 0 7,I S O1 4 8-1:2 0 0 6,MO D)G B/T9 4 4 5 无损检测 人员资格鉴定与认证(G B/T9 4 4 52 0 0 8,I S O9 7 1 2:2 0 0 5,I D T)G B/T1 5 1 6 9 钢熔化焊焊工技能评定(G B/T1 5 1 6 92 0 0 3,I S O/D I S9 6 0 6-1:2 0 0 2,I D T)G B/T2 0 1 7 4 石油天然气工业 钻井和采油设备 钻通设备(G B/T2 0 1 7 42 0 0 6,I S O1 3 5 3 3:2 0 0 1,MO D)G B/T2 2 5 1 3 石油天然气工业 钻井和采油设备 井口装置和采油树(G B/T2 2 5 1 32 0 1 3,I S O1 0 4 2 3:2 0 0 9,MO D)1G B/T1 7 7 4 42 0 1 5S Y/T5 1 7 0 石油天然气工业用钢丝绳(S Y/T5 1 7 02 0 0 8,A P IS p e c9 A:2 0 0 4,MO D)S Y/T6 6 6 6 石油天然气工业用钢丝绳的使用和维护的推荐作法(S Y/T6 6 6 62 0 1 2,A P IR P9 B:2 0 0 5,MO D)S Y/T6 7 2 7 石油钻机液压盘式刹车I S O7 5 0 0-1 金属材料 静力单轴试验机的验证 第1部分:拉力和(或)压力试验机 测力系统的验证和校准(M e t a l l i cm a t e r i a l sV e r i f i c a t i o no fs t a t i cu n i a x i a l t e s t i n gm a c h i n e sP a r t1:T e n s i o n/c o m p r e s s i o nt e s t i n gm a c h i n e sV e r i f i c a t i o na n dc a l i b r a t i o no f t h e f o r c e-m e a s u r i n gs y s t e m)A I S C3 6 0-0 51)结构钢建筑物规范(S p e c i f i c a t i o nf o rS t r u c t u r a lS t e e lB u i l d i n g s)A P IS p e c5 B 套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范A S MEB 1.2 统一英制螺纹用量规和测量(G a g e sa n dG a g i n gf o rU n i f i e dI n c hS c r e wT h r e a d s)A S MEB 1 6.3 4 法兰、螺纹和焊接端连接的阀门(V a l v e sF l a n g e d,T h r e a d e d,a n dW e l d i n gE n d)A S MEB 3 0.9 吊索(S l i n g s)A S MEB 3 1.3 工艺管道(P r o c e s sP i p i n g)A S ME 锅炉和压力容器规范 第卷 无损检测(B o i l e ra n dP r e s s u r eV e s s e lC o d e,S e c t i o nV:N o n d e s t r u c t i v eE x a m i n a t i o n)A S ME 锅炉和压力容器规范 第卷 第1册 高压容器建造规则(B o i l e ra n dP r e s s u r eV e s s e lC o d e,S e c t i o nV I I I,D i v i s i o n1,R u l e s f o rC o n s t r u c t i o no fH i g hP r e s s u r eV e s s e l s)A S ME 锅炉和压力容器规范 第卷 第2册 高压容器建造另一规则(B o i l e ra n dP r e s s u r eV e s s e lC o d e,S e c t i o nV I I I,D i v i s i o n2:R u l e s f o rC o n s t r u c t i o no fH i g hP r e s s u r eV e s s e l sA l t e r n a t i v eR u l e s)A S ME 锅炉和压力容器规范 第卷 焊接和钎焊评定(B o i l e ra n dP r e s s u r eV e s s e lC o d e,S e c-t i o nI X:W e l d i n ga n dB r a z i n gQ u a l i f i c a t i o n s)A S NTS NT-T C-1 A2)无损检测人员资格鉴定推荐作法(R e c o mm e n d e dP r a c t i c ef o rP e r s o n n e lQ u a l i f i c a t i o na n dC e r t i f i c a t i o n i nN o n d e s t r u c t i v eT e s t i n g)A S TM A3 7 03)钢制品力学性能试验的标准试验方法和定义(S t a n d a r dT e s tM e t h o d sa n dD e f i-n i t i o n s f o rM e c h a n i c a lT e s t i n go fS t e e lP r o d u c t s)1)美国钢结构学会。2)美国无损检测协会。3)美国材料和试验协会。A S TM A3 8 8 锻钢件超声波检验的标准方法(S t a n d a r dP r a c t i c ef o rU l t r a s o n i cE x a m i n a t i o no fS t e e lF o r g i n g s)A S TM A4 8 8 铸钢件焊接人员资格鉴定的标准方法(S t a n d a r dP r a c t i c e f o rS t e e lC a s t i n g s,W e l d-i n g,Q u a l i f i c a t i o n so fP r o c e d u r e sa n dP e r s o n n e l)A S TM A7 5 1 钢制品化学分析的标准试验方法、作法和术语(S t a n d a r dT e s tM e t h o d s,P r a c t i c e s,a n dT e r m i n o l o g yf o rC h e m i c a lA n a l y s i so fS t e e lP r o d u c t s)A S TM A7 7 0 特殊用途钢板的全厚度拉伸试验标准规范(S t a n d a r dS p e c i f i c a t i o nf o rT h r o u g hT h i c k n e s sT e n s i o nT e s t i n go fS t e e lP l a t e s f o rS p e c i a lA p p l i c a t i o n s)A S TM E4 测试仪器力验证的标准作法(S t a n d a r dP r a c t i c e sf o rF o r c eV e r i f i c a t i o no fT e s t i n gM a c h i n e s)A S TM E1 2 5 黑色金属铸件磁粉指示的标准参考照片(S t a n d a r dR e f e r e n c eP h o t o g r a p h sf o rM a g n e t i cP a r t i c l e I n d i c a t i o n so nF e r r o u sC a s t i n g s)2G B/T1 7 7 4 42 0 1 5A S TM E1 6 5 液体渗透检验的标准试验方法(S t a n d a r dT e s tM e t h o d f o rL i q u i dP e n e t r a n tE x a m-i n a t i o n)A S TM E1 8 6 壁厚为5 1 mm1 1 4 mm(2i n4 i n)的厚壁铸钢件用标准参考射线照片S t a n d a r dR e f e r e n c eR a d i o g r a p h s f o rH e a v y-W a l l e d2t o4i n(5 1t o1 1 4mm)S t e e lC a s t i n g sA S TM E2 8 0 壁厚为1 1 4mm3 0 5mm(4 i n1 2i n)的厚壁铸钢件用标准参考射线照片S t a n d a r dR e f e r e n c eR a d i o g r a p h s f o rH e a v y-W a l l e d4t o1 2 i n(1 1 4t o3 0 5mm)S t e e lC a s t i n g sA S TM E4 2 8 超声波检验用钢试块的制造和控制标准作法(S t a n d a r dP r a c t i c ef o rF a b r i c a t i o na n dC o n t r o l o fS t e e lR e f e r e n c eB l o c k sU s e d i nU l t r a s o n i cE x a m i n a t i o n)A S TM E4 4 6 壁厚等于和小于5 1mm(2 i n)的铸钢件用标准参考射线照片S t a n d a r dR e f e r e n c eR a d i o g r a p h s f o rS t e e lC a s t i n g sU pt o2 i n(5 1mm)i nT h i c k n e s sA SW D.1.1/D 1.1 M 钢结构焊接规范(S t r u c t u r a lW e l d i n gC o d e-S t e e l)A S TM E7 0 9 磁粉探伤标准指南(S t a n d a r dG u i d e f o rM a g n e t i cP a r t i c l eE x a m i n a t i o n)AWSQ C 1 焊接检验员资格鉴定标准(S t a n d a r df o rAWSC e r t i f i c a t i o no fW e l d i n gI n s p e c t o r s)D NV4)起重设备鉴定规则(R u l e s f o r t h eC e r t i f i c a t i o no fL i f t i n gA p p l i a n c e s)E N2 8 7(所有部分)5)钢件熔焊焊工鉴定试验(Q u a l i f i c a t i o nt e s to fw e l d e r sF u s i o nw e l d i n gS t e e l s)M S SS P-5 36)阀、法兰、管件和其他管件铸钢件和锻件质量标准 磁粉探伤方法(Q u a l i t yS t a n d a r df o rS t e e lC a s t i n g sa n dF o r g i n g sf o rV a l v e s,F l a n g e sa n dF i t t i n g sa n dO t h e rP i p i n gC o m p o n e n t sM a g n e t i cP a r t i c l eE x a m i n a t i o nM e t h o d)M S SS P-5 5 阀、法兰、管件和其他管件铸钢件质量标准 表面缺陷评价的目视方法(Q u a l i t yS t a n d a r df o rS t e e lC a s t i n g sf o rV a l v e s,F l a n g e sa n dF i t t i n g sa n dO t h e rP i p i n gC o m p o n e n t sV i s u a lM e t h o df o rE v a l u a t i o no fS u r f a c e I r r e g u l a r i t i e s)N F P AT 2.1 2.1 0R 17)液压传动系统和产品 试验的一般测量原理和技术的推荐作法(R e c o m-m e n d e dP r a c t i c eH y d r a u l i cF l u i d P o w e rS y s t e m sa n d P r o d u c t sT e s t i n g G e n e r a l M e a s u r e m e n tP r i n c i p l e sa n dT e c h n i q u e s)4)挪威船级社。5)欧洲标准化委员会。6)美国阀门及管件业制造商标准化协会。7)美国国家防火协会。3 术语、定义及缩略语下列术语、定义和缩略语适用于本文件。3.1 术语和定义3.1.1防喷器搬运系统和设备 B O Ph a n d l i n gs y s t e m sa n de q u i p m e n t设计用来贮存、提升、下放和运输钻井和(或)生产设备或钻机上所用防喷器组的设备。3.1.2防喷器组 B O Ps t a c k多个防喷器组装成一整体,包含所有附件。3G B/T1 7 7 4 42 0 1 53.1.3关键区域 c r i t i c a l a r e a主承载件上的高应力区域。3.1.4设计载荷 d e s i g nl o a d设备产生最大许用应力的静载荷与动载荷之和。3.1.5设计安全系数 d e s i g ns a f e t yf a c t o rD S F在材料最大许用应力与规定的最小屈服强度之间考虑一定安全余量的系数。3.1.6设计验证试验 d e s i g nv e r i f i c a t i o nt e s t用来确认所采用的设计计算的完整性而进行的试验。3.1.7钻井液 d r i l l i n g l i q u i d s在高压下通过高压泥浆管路系统、泥浆立管、钻井水龙带、旋转水龙头或顶部驱动装置中心管、钻柱和钻头输送的调节钻井过程的液体溶液(也称为泥浆)。注:在本标准中,钻井液不包括含有各种压缩空气或气体的流体。3.1.8动载荷 d y n a m i c l o a d由于加速效应而施加给设备的载荷。3.1.9端部连接装置 e n dc o n n e c t o r位于软管总成端部的带有管线管螺纹的附件,用来把软管总成连接到管路系统上。示例:G B/T2 2 5 1 3规定的法兰或毂,或对焊的、或与软管接头材料整体制造的锤击式由壬。注1:管线管螺纹规范见A P IS p e c5 B。注2:见图1 1。3.1.1 0等效圆 e q u i v a l e n t r o u n dE R当确定低合金钢和马氏体不锈钢热处理硬化特性时,把各种形状的截面用等效的圆截面表示。3.1.1 1危险区域 h a z a r d o u sa r e ao r z o n e因易燃性气体或蒸气、易燃液体、可燃粉尘、或可燃纤维或飘浮物而可能存在火灾或爆炸危险的场所。3.1.1 2高压 h i g hp r e s s u r e工作压力值,范围从1 0.3MP a 1 0 3.4MP a(15 0 0p s i 1 50 0 0p s i)。3.1.1 3高压水泥软管 h i g h-p r e s s u r e c e m e n th o s e用于在高压下输送水泥的软管。3.1.1 4高压泥浆软管 h i g hp r e s s u r em u dh o s e钻井水龙带、减振软管或跨接软管。4G B/T1 7 7 4 42 0 1 53.1.1 5软管总成 h o s ea s s e m b l y包括软管体和软管接头。注:结构型式见图1 1。3.1.1 6软管体 h o s eb o d y不带软管接头或端部连接附件的平端软管。3.1.1 7软管接头 h o s e c o u p l i n g连接在软管体两端的装配附件。3.1.1 8软管端部接头 h o s e e n dc o n n e c t o r位于软管总成端部的允许软管总成连接在管路系统上的附件,特点是具有A P IS P E C5 B规定的管线管螺纹,或例如G B/T2 2 5 1 3中规定的法兰或毂,或对焊的、或与软管接头材料整体制造的锤击式由壬。注:见图1 1。3.1.1 9软管设计系列 h o s ed e s i g nf a m i l y各种内径和工作压力的软管总成,但加强层数量相同,软管接头连接采用的方法相同,并按相同设计方法和最大许用应力准则设计。3.1.2 0相同设计原理 i d e n t i c a l d e s i g nc o n c e p t一类设备的所有设备在主承载区域均具有相似的几何形状的特性。3.1.2 1跨接软管 j u m p e rh o s e用于输送高压钻井液的柔性软管总成。位于钻井泵排出口和钻台上地面高压泥浆管汇之间的高压泥浆管路系统中的任何位置,以适应其之间的相对运动。3.1.2 2线性指示 l i n e a r i n d i c a t i o n在无损检测中,长度大于三倍宽度的一种指示。3.1.2 3可卸附件 l o o s eg e a r装配时所用的悬挂、固定或提升载荷的现成设备,包括但并不局限于钩环、链、吊钩、连接杆、螺旋扣、结合件、滑轮和旋转接头。3.1.2 4最大许用应力 m a x i m u ma l l o w a b l e s t r e s s规定的最小屈服强度除以设计安全系数。3.1.2 5最大工作温度 m a x i m u mw o r k i n g t e m p e r a t u r e9.6.3规定的温度范围上限。5G B/T1 7 7 4 42 0 1 53.1.2 6最小弯曲半径 m i n i m u mb e n dr a d i u sMB R表9规定的从软管中心线测量的软管最小弯曲半径尺寸。注:见图1 1。3.1.2 7月池导向系统 m o o n p o o l g u i d a n c e s y s t e m在配置和收回防喷器组过程中,防止防喷器组和浮移式海洋钻井装置结构物之间接触所设置的结构。3.1.2 8多载荷路径 m u l t i p l e l o a dp a t h s防喷器搬运系统内安装的同时共同地支承静载荷和动载荷的两个或两个以上独立的主承载机械或结构零部件。3.1.2 9主载荷 p r i m a r y l o a d设备执行其主要的设计功能时设备所承受的载荷。3.1.3 0主承载件 p r i m a r y l o a dc a r r y i n gc o m p o n e n t s设备中承受主要载荷的零部件。3.1.3 1验证载荷试验 p r o o f l o a dt e s t为确认设备完好性所进行的产品载荷试验。3.1.3 2额定载荷 r a t e d l o a d施加于设备的最大工作载荷,包括静载荷和动载荷。注:额定载荷在数值上等于设计载荷。3.1.3 3额定速度 r a t e ds p e e d制造商规定的旋转、运动速度或速率。3.1.3 4修补 r e p a i r制造过程中,通过焊接的方法清除构件或部件的缺陷并进行整修。注:本标准表述的术语“修补”,仅适用于新设备制造期间的材料缺陷的修补。3.1.3 5钻井水龙带 r o t a r yh o s e在泥浆立管顶部和旋转水龙头之间用来输送高压钻井液的柔性软管总成。3.1.3 6圆形指示 r o u n d e d i n d i c a t i o n在无损检测中,长度小于三倍宽度的接近圆形或椭圆形的任何指示。3.1.3 7安全工作载荷 s a f ew o r k i n g l o a d设计载荷减去动载荷。6G B/T1 7 7 4 42 0 1 53.1.3 8尺寸级别 s i z e c l a s s代表本标准中规定的设备的尺寸互换性。3.1.3 9尺寸范围 s i z e r a n g e一个总成所包含的管径范围。3.1.4 0吊索 s l i n g当在载荷和提升机构之间连接时,通常用钢丝绳、链或合成材料制造的用来提升的总成。3.1.4 1大钳尾绳 s n u b-l i n e大钳工作时,钢丝绳的一端固定在管钳手柄连接点的端部,另一端固定以保持大钳平稳。注:大钳尾绳不通过滑轮或弯曲。3.1.4 2特殊过程 s p e c i a l p r o c e s s可以改变或影响设备所用材料力学性能(包括韧性)的工艺方法。3.1.4 3静载荷 s t a t i c l o a d防喷器组静重量施加在防喷器安装系统上的载荷。3.1.4 4试验样机 t e s tu n i t进行设计验证试验的样机。3.1.4 5减振软管 v i b r a t o rh o s e在两个管路系统之间或在钻井泵排出口和高压泥浆管路系统之间用来输送高压钻井液的柔性软管总成,目的是吸收噪声和(或)减振,或补偿不对准和(或)热膨胀。3.1.4 6钢丝绳设计系数 w i r e r o p ed e s i g nf a c t o r形成文件的最低破断强度与钢丝绳和吊索施加的工作载荷极限之间的比率。注:本术语不应与3.1.5规定的设计安全系数混淆。3.1.4 7工作载荷极限 w o r k i n g l o a d l i m i t制造商分配给单件装置的载荷值,是断裂载荷值的若干分之一,在使用防喷器搬运系统和设备期间,不宜超过。3.2 缩略语下列缩略语适用于本文件。B O P防喷器HA Z热影响区MO DU移动式海洋钻井装置N D E无损检测7G B/T1 7 7 4 42 0 1 5PWHT焊后热处理P Q R工艺评定记录T I R总跳动WP S焊接工艺规程4 设计4.1 设计条件钻井设备的设计、制造和试验应在各方面满足其预定的用途。设备应能安全地传递规定的载荷。设备的设计应能保证安全运行。应采用下面的设计条件:a)设计载荷和安全工作载荷按第3章的规定。设备操作人员应负责确定具体操作的安全工作载荷。b)除非有附加要求(见附录A中S R 2和S R 2 A),否则转盘、转盘卡瓦、动力大钳和绞车的设计及最低工作温度为0(3 2)。除非有附加要求,否则安全卡瓦、卡盘和手动大钳的设计及最低工作温度为-2 0(-4)。c)除非在设备的制造中使用了在更低设计温度下具有要求韧性的合适材料(见附录A中S R 2和S R 2 A),否则不推荐在低于上述设计温度时的额定载荷下使用本标准涵盖的设备。4.2 强度分析4.2.1 总则设备的设计分析应着重考虑屈服、疲劳或屈曲等可能的失效模式。强度分析应以弹性理论为基础。另一方面,在设计文件认为合理的地方,也可采用极限强度(塑性)分析。与设计有关的力都应纳入计算。针对于所要考虑的每个横截面,应采用最不利的力的组合、位置和方向。4.2.2 简化假设可以采用有关应力分布和应力集中的简化假设,但假设应符合公认的作法或基于丰富的经验或综合性试验。4.2.3 经验公式只要验证零件内应力的应变仪测试文件记录结果能证明经验关系,那么,就可用经验关系替代分析。当设备或零部件不允许使用应变仪验证其设计时,应按5.6的试验方法来鉴定。4.2.4 等效应力强度分析应以弹性理论为基础。根据冯米塞斯-亨克(V o nM i s e s-H e n c k y)理论,设计载荷引起的名义等效应力,不应超过按式(1)计算的最大许用应力m a x。m a x=Re Lns(1)8G B/T1 7 7 4 42 0 1 5 式中:m a x 最大许用应力;Re L 最小屈服强度;ns 设计安全系数。4.2.5 极限强度(塑性)分析极限强度(塑性)可在下列任一种条件下分析:a)接触区域;b)零件的几何形状所引起的局部高应力集中区域及断面平均应力小于或等于4.2.4中规定的最大许用应力的其他高应力梯度区域。在这些区域,平均应力以下的所有应力值应采用弹性分析法。塑性分析时,按照冯米塞斯-亨克(V o n M i s e s-H e n c h y)理论,等效应力不应超过最大许用应力m a x,按式(2)进行计算。m a x=Rmns(2)式中:m a x 最大许用应力;Rm 最小极限抗拉强度;ns 设计安全系数。4.2.6 稳定性分析稳定性分析应按照公认的弯曲理论进行。4.2.7 疲劳分析除非另有协议,否则,疲劳分析寿命应不少于2 0年。应按照公认的理论进行疲劳分析。可以采用的疲劳分析方法参见参考文献1 3。4.3 尺寸级别代号设备尺寸级别代号表示的尺寸互换性,应符合第9章的要求。4.4 额定值4.4.1 按本标准提供的转盘、卡盘、手动大钳和动力大钳的额定值,应符合本标准规定的要求。4.4.2 主载荷路径内所有轴承的额定静载值,应满足或超过设备的额定载荷。4.4.3 制造商应规定各种结构使用的动力大钳和手动大钳的额定扭矩值。4.5 额定载荷值依据额定载荷值计算应基于:a)4.6中规定的设计安全系数;b)主承载件所用材料规定的最小屈服强度;c)设计计算确定的应力分布和(或)5.6中规定的设计验证载荷试验得出的数据。9G B/T1 7 7 4 42 0 1 54.6 设计安全系数4.6.1 卡盘的设计安全系数应按表1确定。表1 卡盘的设计安全系数额定载荷Pk N(s h o r t t o n s)设计安全系数ns13 3 4(1 5 0)3.0 013 3 4(1 5 0)44 4 8(1 5 05 0 0)3.0 0-0.7 5(P-13 3 4)/31 1 4a3.0 0-0.7 5(P-1 5 0)/3 5 0b44 4 8(5 0 0)2.2 5 a式中P单位为千牛(k N)。b式中P单位为短吨(s h o r t t o n s)。设计安全系数预期作为设计准则,不应在任何情况下解释为允许设备上的载荷超过额定载荷值。4.6.2 转盘主载荷路径内构件的最小设计安全系数应为1.6 7。4.6.3 手动大钳、动力大钳的颚板和大钳尾绳附件的最小设计安全系数应按表2确定。表2 手动大钳、动力大钳的颚板和大钳尾绳附件的最小设计安全系数额定扭矩值Mk Nm(f tl b)设计安全系数ns4 1(3 01 03)3.0 04 1(3 01 03)1 3 6(1 0 01 03)3.0 0-0.7 5(M-4 1)/9 5a3.0 0-0.7 5(M-3 01 03)/(7 01 03)b1 3 6(1 0 01 03)2.2 5 注:原A P IS p e c7 K:2 0 1 0中额定扭矩为“R”。a式中,M值单位为千牛米(k Nm)。b式中,M值单位为英尺磅(f tl b)。4.7 剪切强度当设计计算包含剪切时,则剪切屈服强度与拉伸屈服强度的比值应为0.5 8。4.8 特定设备特定设备设计要求见第9章。4.9 设计文件设计文件应包括方法、假设、计算和设计要求。设计要求至少应包括尺寸、试验和工作压力、材料、环境和规范的要求以及其他有关的设计要求。这些要求也适用于设计更改文件。01G B/T1 7 7 4 42 0 1 55 设计验证5.1 总则为了确保设计的完整性和计算的准确性,应对第9章中有要求的设备进行设计验证试验。设计验证试验应按照形成文件的程序进行。设计验证试验应由对产品的设计和制造没有直接责任且具有进行该工作资格的人员执行或验证。设计验证试验可由本标准特定设备章节要求的一个或多个所列试验组成:a)功能试验;b)压力试验;c)载荷试验。5.2 设计验证功能试验5.2.1 试验抽