SYT5112-1999钻井和采油提升设备规范

ICS7518010E92备塞号30731999SY中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T51121999钻井和采油提升设备规范SPECIFICATIONFORDRILLINGANDPRODUCTIONHOISTINGEQUIPMENT1999一05一17发布1999一12一01实施国家石油和化学工业局发布SY/P51121999目次前言LUAPI前言1V1范围12引用标准23材料要求24额定值和试验35吊卡66旋转水龙头87提升滑轮118接触表面半径129验收、无损检测与责任14附录A标准的附录附加要求17附录B提示的附录引用国外标准溯源。18SY汀51121999前言本标准是在等效采用APISPECSA钻井和采油提升设备规范1992年6月1日第12版的基础上，对SY511286钻井和采油提升设备规范进行修订的。本标准保留了APISPECSA第12版的前言“API前言”，同时考虑到我国的实际需要，删除了原标准中的“政策性声明”和第8章“标记”，以及附录A“API会标的使用”。这样就使我国的钻井和采油提升设备规范与API规范一致。本标准从生效之日起，同时代替SY5112860本标准的附录A是标准的附录。本标准的附录B是提示的附录。本标准由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位宝鸡石油机械厂。本标准主要起草人贺宝锐邢民幸徐安丽SY汀51121999API前言A本规范属API美国石油学会钻并和修井设备标准化委员会管理。B钻井和采油提升设备的新标准APISPEC8C在APISPEC8A基础上提出了两个更高级别的提升设备产品规范。C出版各种API规范是为了对购买标准设备和材料提供帮助，以及向API规范所涉及的设备和材料的制造厂提供指导。这些规范无意排除对可靠的技术的需求，也无意以任何方式阻止任何人按其他规范购买或生产产品。D各种API规范的制定和出版以及API会标使用程序，均无意以任何方式阻止向未经授权使用API会标的公司购买产品。EAPI规范可供愿意采用的任何人采用。为保证其中包含的数据的准确性和可靠性，学会作了不懈的努力，但是本学会不作出保证或担保，对因采用这些规范或因API规范可能与地方法规相抵触而造成的损失或损坏或对因采用任一API规范而侵犯任何一项专利不承担任何法律或道义上的责任。F任何宣称按照某一API规范生产设备或材料的制造厂，均应对符合该规范所有的规定负责。美国石油学会并不表示、保证或担保此类产品确实符合适用的API标准和规范。S本标准以封面卜印刷的日期生效，但自发行之日起可自愿使用。中华人民共和国石油天然气行业标准SYPP51121999钻井和采油提升设备规范代替SY511286SPECIFICATIONFORDRILLINGANDPRODUCTIONHOISTINGEQUIPMENT范围11设计额定值计算依据本标准为用于钻井和采油作业的某些提升设备的主要承载件提供确定如下额定值的依据。111最大载荷额定值这是根据为设备所用材料的最低屈服强度和规定的设计安全因数，计算出的一项最大载荷额定值。这一载荷额定值并不用来确定预期的工作寿命，仅提供合理的安全裕度，以防结构遭受破坏。112轴承额定负荷值用于计算游动滑车和水龙头轴承最大额定负荷值。这项轴承额定值主要在于取得各额定值的一致性，同时，还为这类主轴承在设备额定值范围内承受载荷时提供合理的工作寿命。113设计依据本标准为用于钻井和采油作业的某些提升设备的主要承载件提供额定值的计算方法，它预计到现场正常载荷情况，已考虑下列条件A最大载荷额定值包括设备使用中所遇到的全部静态载荷，也考虑到存在动态载荷，因此，若静态和动态的组合载荷超过最大安全工作载荷最大载荷额定值，则安全因数将会相应减小B设备所用材料的疲劳极限和应力集中效应均应作为设计中的重要因素C本标准所规定的额定值仅限于新产品设计D当对设备进行修改包括焊接会显著降低设备的额定值时，应征得制造厂同意E对低温效应的要求见49012额定值的保证本标准为制造厂提供如下措施，以保证其制造的设备能满足11中所确定的设计载荷额定值。121材料控制制造厂所用材料应符合第3章的规定，以保证设备能满足使用要求。122加工过程控制制造厂应对加工过程予以控制，以保证所制造的设备具有稳定的质量水准和可靠性。123无损检测无损检测和试验控制应按照规定一致的验收方法、验收程序和验收标准进行。13附加要求本标准还包括一些要求附录A标准的附录，可适用于按本标准制造的设备。这些要求是在需要进行附加试验或检查时才使用，并由需方在查询、签约和定货时特别指明。其附加要求详细条款由需方和制造厂共同商定。1“设计安全因数”只作为设计依据，在任何情况下，不得解释为超过本标准所规定的最大载荷额定值的允许载荷。国家石油和化学工业局1999一05一17批准1999一12一01实施SY/T5112199914所适用的设备本标准适用于以下钻井和采油提升设备A提升滑轮B游动滑车C游动滑车至大钩的连接件D提升工具连接件E钻井大钩F油管和抽油杆吊钩9吊环H套管、油管、钻杆吊卡1抽油杆吊卡1旋转水龙头提环连接件K旋转水龙头D卡盘用做提升时M死绳固定器N升沉补偿装置O方钻杆旋扣器用做提升时P水下装卸设备的受拉构件。2引用标准1下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/R925311988石油钻杆接头螺纹GB/R925321999石油天然气工业套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验SY/T61941996套管和油管SY/I64071999旋转钻井钻柱构件规范APIRP9B油田用钢丝绳的应用、维护和使用推荐作法APISPEC8C钻井和采油提升设备规范ASTMA370钢产品力学性能标准方法和说明ASTMA668一般工业用碳素钢和合金钢锻件ASTMA781工业用钢和合金铸件的一般要求ASTMA788钢制锻件的一般要求ASTME4试验机载荷校准方法ASTME165液体渗透检验的标准推荐操作法ASTME709磁粉探伤的推荐规程3材料要求31铸件凡用于制造本标准所适用设备的主要承载件的铸钢件应符合ASTMA781的规定，也可用其他材料规范或符合ASTMA781规定的最低性能要求的专用材料规范。1本章中引用的国外标准溯源见附录B提示的附录。2一SY,T5112199932锻件凡用于制造本标准所适用设备的主要承载件的锻件应符合ASTMA668和ASTMA788的规定，也可用ASTMA788所包括的材料规范或符合ASTMA788规定的最低性能要求的专用材料规范。33钢板、型钢和棒料凡用于制造本标准所适用设备的主要承载件的结构材料应符合相应的ASTM或API有关型钢、钢板、钢棒和钢管的规范，或符合相应的ASTM标准最低性能要求的其他专用材料规范。但结构型钢的最低屈服强度不小于228MPA33000PSI,钢管的最低屈服强度不小于241MPA35000PSIO34其他材料本标准允许使用其他材料制造设备的主要承载件。在使用其他材料时，制造厂应保证符合本标准第I章的要求。4额定值和试验41额定值本标准所适用的提升设备，应根据本章所规定的要求进行计算。这些计算应包括各项设备的最大载荷额定值，以及游动滑车和水龙头主轴承的额定负荷值游动滑车不包括钢丝绳规格和强度。这些额定值应按本章规定进行计算，并在工程上是切实可行的。本章所规定的额定值只适用于新设备。42最大载荷额定值最大载荷额定值以KN为单位。421载荷额定值的等级最大载荷额定值的等级应体现出尺寸的互换性，以及本章所规定的最大额定载荷。推荐的最大载荷额定值的等级分级为455,9010，13515,22525,36040,58565，900100,1350150,2250250,3150350,4500500,5850650,6750750,90001000KNUSTONFO为保证互换性，提升工具接触表面的半径应符合表7的规定。43最大载荷额定值计算依据最大载荷额定值可根据46所规定的设计安全因数和47所规定的材料屈服强度设计计算。44间隔板游动滑车所用间隔板未专门设计成用以支撑滑轮轴，45滑轮轴因此，在计算游动滑车额定值时不予考虑。在计算各个滑轮负荷传给游动滑车轴时，应按该负荷是均匀分布在等于轴承内圈长度的一段轴上来考虑。若不用内圈时，则可按负荷是均匀分布在同等长的轴上来考虑。46设计安全因数在计算设计安全因数时，应考虑屈服强度设计安全因数与最大载荷额定值的关系，其规定见表1和图TO表1最大载荷额定值与屈服强度设计安全因数的关系最大载荷额定值P卜N屈服强度设计安全因数”5P4500225SY理51121999300275EK25040P,轰225900135022503150450058500000KN150250350500X6501000OSTONF最大毅荷顺定值P,图1设计安全因数与最大载荷额定值的关系47力学性能设计上使用的力学性能为相应的材料规范所允许的最小值，由制造厂根据ASTMA370所规定的试验程序或材料制造厂的产品保证书确定。对于没有屈服点的材料，通常以产生02的残余变形所对应的应力作为屈服强度。48剪切强度为了进行包含剪切在内的各项计算，剪切屈服强度与抗拉屈服强度的比值应取05804，极低温度最大载荷额定值应在室温条件下确定，并应在温度降至一18C0F时也有效。注本标准所适用的设备不推荐在额定载荷下、在一18C00F以下使用，另有附加要求者除外。在低温下使用时，许多钢材承受冲击载荷的性能较低，因此。应特别加以注意。410产品试验为了保证设计计算的一致性，应采用实际产品或其主要受载零件进行试验，它在各方面能代表典型产品。对于设计相同而尺寸或额定值不同的系列产品，只需做一种规格的试验，即可证明计算方法是否正确。若做试验的产品尺寸接近该系列产品的中间尺寸和额定值时，则其试验结果同样可适用于该系列的所有产品。若设计原理或载荷额定值有显著改变，则需做承受载荷试验。411部件试验如果工装模拟的载荷条件适用于组装好的产品上的部件，则产品部件可单独试验。412试验装置试验装置应基本按实际工作状况支承产品总成或零件，并要求承受载荷的接触表面与实际工况基本相同。413试验程序4131试验产品应加载到最大载荷额定值。卸载后检查该产品的使用性能，所有产品零件的使用性能不应被本次载荷所ML弱。4132若试验产品的结构允许时，可在该试验产品预计高应力的各点上，附贴应变片进行测试。应变片应牢靠地固定在合适的位置上，建议使用有限元分析法、模型和脆性涂漆等方法确定应变片的合适位置，同时还建议在要害部位使用三维应变片来确定剪切应力，以消除应变片对严格的方向性的要求。4133试验产品上需施加的最大试验载荷应按式1确定。一PT08PN9SY理51121999式中P,最大试验载荷，但不得小于2P,KNP计算所得的最大载荷额定值，KN。，屈服强度设计安全因数见46A4134在试验产品上加载至最大试验载荷的过程中，应一边缓慢加载，一边读取应变值，观察是否有屈服变形。试验产品可视需要多次加载，直至获得合适的试验数据为止。4135卸载后产品应解体，并仔细检查每个零件是否有屈服变形。414最大载荷额定值的确定最大载荷额定值既可根据设计和应力分布计算值来确定，也可根据按照4巧规定的载荷试验所得到的数据来确定。只有通过对部分同样设计的系列产品进行载荷试验，并且证明分析结果符合可接受的工程许用值时，应力分布计算数据方可用于确定设备的最大载荷额定值。此时，计算所得的应力值，不得超过47规定的许用值，但在接触区可允许出现局部屈服变形。对已接受载荷试验的产品，由应变仪或其他适当的方法所确定的残余应变不应超过02。若非接触区应力值超过许用值，则受影响的一个零件或几个零件须经修正，以获得所需的额定值。在此重申只有通过对部分同样设计的系列产品进行载荷试验，并且证明分析结果符合可接受的工程许用值时，应力分布计算值方可用于确定设备的载荷额定值。415可供选择的最大载荷额定值的试验计算方法若设备所用材料的屈服强度和抗拉强度已确定，则可进行破坏性试验。屈强比可通过实际试样的拉伸试验所获得的屈服强度和抗拉强度来确定。应用屈强比，通过式2确定设备的最大载荷额定值。一玉PR刀S式中N屈服强度设计安全因数AS屈服强度，MPAA6抗拉强度，MPAPS破坏载荷，KNP最大载荷额定值，KNO416载荷试验装置用来模拟试验产品上工作载荷的加载装置必须按照ASTME4的要求进行校验，以保证获得规定的试验载荷。对于载荷大于3600KN400USTONF者，其载荷试验装置可采用相当于A种方法进行校验，其误差应小于25。试验装置必须以同实际操作基本相同的方式对产品或零件进行加载，载荷的作用面应与实际操作时的接触面基本相同。所有用来对产品或零件进行加载的设备必须就其完成该试验的能力进行验证。417游动滑车轴承额定负荷值游动滑车轴承的额定负荷应按式3确定WB式中WB游动滑车轴承额定负荷计算值，N游动滑车上的滑轮数NW,357KNWR单个滑轮轴承额定负荷，指在转速为100R/MIN时，390的轴承最短使用寿命为3000H一5一SY/P51121999的负荷，NO418水龙头主轴承额定负荷值水龙头主轴承的额定负荷应按式4确定。一丛800一W式中WS水龙头主推力轴承额定负荷计算值，KNW,主推力轴承额定负荷，指在转速为100R/MIN时，90的轴承最短使用寿命为3000H的负荷，NA419滚动轴承作为承受主负荷的滚动轴承应按照公认的轴承工业准则或标准进行设计和制造。滚动轴承不适用本标准中第3章和第4章的要求。420游动滑车顶孔处承载额定值载荷等于或大于4500KN的游动滑车顶部装卸承载件，对其开孔应进行校核，静载荷额定值应按照46所规定的安全因数来确定。421设计变更当材料、尺寸或结构发生变更，有可能降低所计算的设计载荷或轴承负荷值时，这台有变更的设备应重新计算，必要时还应重新做试验。若改变设计后，设备未变动的零件不必再做试验并不影响变更零件的试验结果时，则未变动零件不必再做试验。422记录所有计算和试验的全部记录应由制造厂保存。在需方或用户查询时，制造厂应提供有关的计算、图样、试验和证实符合本标准所必需的其他技术保证数据的详细检查资料。吊卡51钻杆吊卡带锥形台肩和直角台肩的对焊接头的钻杆吊卡，应符合表2所规定的孔径尺寸。52套管吊卡见图2和油管吊卡见图3套管吊卡和油管吊卡应适合同按照SY/T6194制造的套管和油管一起使用，并且孔径尺寸应符合表3和表4的规定。注紧挨着油管加厚端的允许外径公差可能引起卡瓦式吊卡的一些问题。图2套管吊卡SY/T51121999卜RU婚平峪EW次R勺W次W次AWA咨AWWA二W次了W次、O嗒羞名她平鉴贬N工拟A暇坦耀A7粤00升活丈半卜乙眼。长ZR萎。29AB外加厚油管C油管吊卡图3油管和油管吊卡表3套管吊卡孔径尺寸套管吊卡孔径外径D顶径TB底径BB士0礴0士1/64079040十/T2一跪NU门1TNNVNI。一NUNIIN114304万116694594116694594127阅513018一5125130185125139705万14288562514288一562516828一6Y17145I675017145一675017780一18098712518098一7125193687197647781197647781196857200817906一20081790621908一I822304878122304878124448924844978124844978127305一1027783一10938277831093829845一11/,3032311938303231193833973一13/E34450一135633445013563406401641196162194119616219473081847943188754794318875508的20515142028151514一20281注吊卡设计允许无底径“BB6旋转水龙头61水龙头压力试验611样机试验每种型号的水龙头必须对样机进行静水压试验，以检查密封性和强度。612铸件SY/P51121999枷澳殴具曰老卜国闰恻馒M弓NAODHNPONNNNMMMVO9V4跷_。坦声矍喇E矍侧帜葬法K枷卞T洲处平具、雪KNNOO昌NBM0OVVN鸽忍MW9OAM口卜哪肾子目N签呈ONONNMHCNAMV00A0VO9NOWAAHBM00OQNRONV甘O匆众醚月日1M签呈NHNMHMNVHV昌MMMOVHWBHWNAHROHNA卒太裸泌目O赛NNMMAHHH昌ONVNAWHBA0ORP0MGRK枷澳处具FF田闰0矍“4F弓HRN圣VNANMOAHVROOI昌V1WNMHMOMOMBORWHMO蓬F哪昌子弓N赛R奎VNNHMOVHV0V0EAOMHM葵导MMON邻民HMO霎3恻司盆A操渊日MM圣ONNNSM季HVON昌ICM1BVHWORWROIOOM枷自必TACOOM圣呈NNM寸CENN0MV馨MOR9路O0TI乍国哪术平叱枷用寸邢SY/T51121999水龙头的所有承压铸件，在生产时应做静水压试验。其试验压力应在铸件上或铭牌上注明。613试验压力工作压力小于或等于35MPA5000PSI时，试验压力是工作压力的2倍工作压力大于35MPA时，试验压力是工作压力的15倍。62水龙头鹅颈管接头621尺寸鹅颈管中心线与其垂直线之间的角度应为150。水龙头鹅颈管接头螺纹规格为2,2写，3,3,4和5IN的管线管内螺纹，由订货单规定见图40用户注意11JK191,IB1319黔1112T17KCIJALT腻燕黔猛粼。管线管内螺纹GB/T92532上部分连接符合SY/T5112下部分连接符合SY/T6401IFTALNGB/T3FW9253钻井水龙带92531标准旋转连接左旋水龙头转换接头标准旋转连接左旋图4旋转水龙头接头SY/T51121999622螺纹鹅颈管接头的螺纹应为管线管内螺纹，并符合GB/I92532的规定。63水龙头转换接头631水龙头下端转换接头螺纹的测量应按SY/I64071999第10章的规定执行，并作出标记，且与SY/I64071999第5章规定的接头互换。632接头应符合SY/16407的规定包括测量和标记。64钻井水龙带保险链条连接641有2IN或更大尺寸的鹅颈管接头的水龙头，应配一个吊耳吊耳孔径为29NUN以与链条的挂环相配合，该链条的破断拉力为7AN1600016。吊耳位置由制造厂确定。7提升滑轮71滑轮直径滑轮外圆直径为D，如图5所示。不论在何处使用，滑轮直径应按APIRP9B中表31确定。72钻井和下套管钢丝绳用滑轮钻井和下套管钢丝绳用滑轮的绳槽应按需方指定的钢丝绳规格制作，槽底半径R见表5所对弧角为1500,槽两侧与弧底相切，槽总深度最小值为133D，最大值为175D，其中D为钢丝绳标称直径1，如图5中详图A所示。73捞砂钢丝绳用滑轮捞砂钢丝绳用滑轮的绳槽应按需方指定的钢丝绳规格制作。槽底半径R见表5所对弧角为1500,槽两侧与弧底相切，槽总深度最小值为175D，最大值为300D，其中D为钢丝绳标称直径，如图5中详图B所示。74已磨损的滑轮当滑轮槽底半径减小到表6所示数值以下时，滑轮应更换或重新加工。表5新的和修复的滑轮槽底半径I一1ZZ钢丝绳标称直径D槽底半径R卜丝绳标称直径槽底半径R卜丝”标称直”“槽底半径R11】NINNUNRNRIUNR口RNIN一NNLM们NN1M65348013742122250876一3姗459018078臻4240167一II451238509391OO3474718699551102014812548一100335072199711兀594一023452一2一2718107010345433213913/Z6880271一542万2888一1137II1094Y457512264145丸7700303582/A30731210111154Y608623961684803346023233127312243/A643625341910190401642/Z339913381285676426632211890468672356614041355万7122280426113790543712376214811415/Z74402929291拓巧3706057423922154414857808I3074321/A1699066977340821607一15468123319835118690736803蜷4227166438一1/Z20400803833一4397一1731一一一1表5中钢丝绳直径D公制尺寸按照APISPEC8C表71相应尺寸给出。SY/T5112199975D最大300D最大详图A钻井和下套管栩丝绳用滑轮详图日捞砂钥丝绳用滑轮图5滑轮槽表6已磨损滑轮和滚筒的最小槽底半径1一一2一2钢丝绳标称直径D槽底半径一卜丝绳标称直”“槽底半径R卜LK”称直径“槽底半径R1LLNLTNMN，IN一MMM】1刀11M一TNINTOMMM65万328012942121160833863439417308406016045127780897一903/S45571794954830190一481/A24360959963叉4872191811兄559022052225881019一10345207205013万6500256542耳274110791094/55322178145咒732。28858229291153115458372298168130320一60230911217I一122461822434199650380一642月32491279一12856495255722万1118044067234011339一一，355万683526912611303一051371235791409一1415/Z71552817291/S374114731485对748529473211623063977339071538一15467811307535117750699803/S40591598381耳1928075983342111658一75滑轮量规图6表示了滑轮量规的使用方法，详图A表示具有最小槽半径的滑轮，详图B表示滑轮的槽过紧。S接触表面半径81图7、图8、图9和表7表示提升工具接触表面半径。这些推荐半径用于钻井用提升工具和油管吊钩，而不用于其他修井工具。一12一SY/T51121999详圈A图6详图B滑轮量规的用法图7游动滑车挂环和大钩提环接触表面半径琳图8大钩和水龙头提环接触表面半径SY/T51121999耳几、川|岁/接/、于|/了了|连T1TF护1申|十|1钩厂、1大/R川|、吊环上耳州曰必图9吊环与大钩、吊卡连接耳接触表面半径9验收、无损检测与责任91验收在合同产品生产过程中，需方验收人员可根据合同规定，出人制造该产品的有关车间。除另有规定外，发货前的验收工作应在制造厂进行，但不得影响车间的正常作业和生产程序。，2无损检测制造厂应合理地制定无损检测程序，保证按本标准制造的设备满足其使用要求。如果需方验收人员要求观看这些检测过程，则应通知需方验收人员。93责任制造厂有责任遵守本标准所有条款。SY/T51121999即升种把名阿粥奚巡欧日嗽拟卜粥15SY/P51121999二尸，C卜田R、洲叶洲朋平吧吴防卜冷咚4GMR口NNNNNNM】门U门BE2OOOWOBWBNNNRH霭已NNNM甘1妞、B写套OWMHRNR口47WW弓资咨R刀NNNN昌ANNANOWCI1BCOWOMMOR益弓叁曹艺资NNN艺墓N00N0RN1VH7A口产协圈C、产时邪州尽杖吴防州愉呀40三NN117咨咨资咨咨NN昌NNMN卖羹MMBVICOMB霭口资咨咨咨咨荟NNNR勺创昌RMRMOO6MO6MVVR岌OBOR霭C咨NNN寸，宁A咨了】厂昌WMMOBOBOBOOMOOONBOONO益C咨NNN，宁寸寸寸寸咨日昌OO6OOOBOMOBOBBOBOO健摇侧娜吕买口ON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