SY∕T 7603-2020 石油天然气钻采设备 井口安全控制系统(石油天然气).pdf

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1、ICS 75.180.10 E 92 中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 7603-2020 石油天然气钻采设备井口安全控制系统Petroleum drilling and production equipment-Wellhead safety control system 2020-10-23发布2021-02-01实施国家能源局发布SY/T 7603-2020 目次前言.rn 1 范围-2 规范性引用文件.3 术语和定义4 系统组成和分类.24.1 系统组成2 4.2分类.2 4.3 代号及型号表示方法.2 5 技术要求.4 5.1 系统要求 45.2 使用环境要求.55.3 防护

2、等级要求 55.4 防爆等级要求55.5 系统逻辑功能要求.5 5.6 关断功能响应时间5.7 主要零部件技术要求6 试验方法86.1 防护等级试验 86.2 防爆等级试验 86.3 密封试验86.4 功能试验.8 6.5 高温环境试验.96.6 低温环境试验.106.7 可靠性试验.10 7 检验规则107.1 出检验.107.2 型式试验.118 标识、包装、运输、贮存.11 8.1 标识118.2 包装118.3 运输.128.4 贮存.12 SY/T 7603-2020 目IJ1=1 本标准按照GB/T1.1-2009 标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写给出的规则起草。本标准由全

3、国石油钻采设备和工具标准化技术委员会(SAC/TC96)提出并归口。本标准起草单位:中石油江汉机械研究所有限公司、成都中寰流体控制设备股份有限公司、深圳市亿威仕流体控制有限公司、江苏宏泰石化机械有限公司、江苏雄越石油机械设备制造有限公司、重庆新泰机械有限责任公司、胜利油田胜机石油装备有限公司、维特力(深圳)流体工程有限公司。本标准主要起草人:播建武、肖莉、陈亮、别情超、姜玉虎、徐向永、李朝明、曹佳、刘洪翠、沈君芳、孙爽、彭起栋、董明明。本标准为首次制定。III SY/T 7603-2020 石油天然气钻采设备井口安全控制系统1 范围本标准规定了井口安全控制系统的术1吾租定义，系统组成和分类，技

4、术要求，试验方法，检验规则，标识、包装、运输、t营的要求。飞本标准适用于海上平台加屯的田用井口安全控制就甘甜甜下井口配套的井口安全控制系统。2 规范性引用文件下列文件对于本文件咱应用是必不可少的。，.t霆注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用丈件，其最新版(包括所有的修改单)适用于本文件。GBrr 150(所有部分压力在器GBrr 191 包装储运囱运标幸(GB厅191-2008，ISO 780:1997,MOD)GBrr 1220 不锈钢前GBrr 3280 不锈钢岭;辛蝴板和钢带GB 3脱1爆炸性在境第1部分1:是备通用要求(GB38事1-2010，配60079-

5、0:2007,MOD)GB 3836.2爆炸性问:境第L部z分J由隔爆外E亮_d保护的设备(GB3836.2-2010,IEC 60079-1:2007,MOP)GBrr 4208 外壳防叶等级(IPflj码)WB厅4208卡201，IEC 6052:2013,IDT)GBrr 14976 流体输送用不锈钢非缝钢户GB 50054 低压配电设计规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1 井口安全控制系统welU!ead safety control sytem 由液压或者气压流体控制回路组成，配备压力、温度感应等装置，用于控制地面安全阀和(或)井下安全阀的控制系统。具有火灾白动保护、

6、生产管线超压或欠压、人工紧急关断和远程紧急关断的控制功能。3.2 紧急关断emergency shutdown(ESD)在紧急情况下，通过切断动力源实现紧急关问功能。3.3 地面安全阀surface safety valve(SSV)SY/T 7603-2020 一且失去动力源就会自动关闭的井口装置阀门总成，通常分为主安全阀(MSSV)和翼安全问(WSSV)。3.4 3.5 3.6 注:安装在井口装置和采油树主通径上的为主安全间，安装在井口装置和采油树旁通径上的为翼安全闹。井下安全阀subsurface safety valve(SSSV)一种安装在井口以下油井中，处于关闭状态时具有防止井喷功

7、能的装置。导阀pressure sensor 一种带压力感应元件的开关装置。注:通常安装在井叫，当其感应端叫接收到来自工艺管道介质的超压或欠压信号时，能够自动切换其内部控制压力源通道，从而关闭地面安全阅。易熔塞fusible plug 一种能够在高温状态下迅速熔化释放管道内压力的热敏装置。注:通常安装在管道上，位于井口最上端。4 系统组成和分类4.1 系统组成典型井口安全控制系统组成如图I所示。4.2分类4.2.1 按控制井口数量可分为:a)单井安全控制系统:用于控制单井安全阀开关的控制系统。b)多井安全控制系统:用于控制两口及以上数量井口安全阀开关的控制系统。4.2.2 按动力源驱动方式可分

8、为:a)气动井口安全控制系统。b)于动液压井口安全控制系统。c)气液混控井口安全控制系统。d)电动液压井口安全控制系统。4.3 代号及型号表示方法4.3.1 驱动方式代号驱动方式和代号为:a)气体驱动方式:Q。b)子动液压驱动方式:Y。c)气液混控驱动方式:QY。d)电动液压驱动方式:DY。4.3.2 控制对象代号用阿拉伯数字(I，2,.)表示控制井口数量，如有需要，可增加以下基本信息:2 SY/T 7603-2020 a)翼安全阀:W。b)主安全阀:M。c)井下安全阀:S。控制类型代号控制类型和代号为:a)自动控制:A。b)于动控制:Ho c)远程控制:R。4.3.3-E E-咱-h mE

9、a 凰咱.E F Ez-l咱la la-副.t.画、A唱EE,四.,国咱F副-VF Ara 面咱J E F-av-A m.国-ES-E Hhh m画zt祖国-EV Mwt阳-c3ham-v,.帽柜站:制ggp制塞控器源机控熔阀口能箱力压D易导井蓄油动空目叫一一一一一一一、fuve-7-qJA斗乓J/O叮/00典型井口安全控制系统组成图1额定压力等级表示井口控制系统的额定输出能力。当有多种输出压力等级时，取最大额定压力等级。额定压力等级见表103 4.3.4 SY/T 7603-2020 表1井口安全控制系统额定工作压力与压力等级对应表额定压力等级肌1Pal 21 35 42 70 105 14

10、0 210 4.3.5 型号表示方法JK口口口口l|一控制类型代号控制对象代号驱动方式代号额定工作压力MPa(psi)1.0(145)20.7(3000)34.5(5000)41.4(6000)69.0(10000)103.5(15000)138.0(20000)207.0(30000)井口安全控制系统代号示例JK-DY-1WMS-AH-70表示电液井口安全控制系统，控制类型为自动和手动控制，控制对象为1口井，包含翼安全阅、主安全间和井下安全阀控制，额定输出压力等级为70MPao5 技术要求5.1 系统要求5.1.1 密封性能在额定工作压力下，应无任何可见渗漏。额定工作压力值见表1。5.1.2

11、 关闭性能阀门开启I关闭的设计使用寿命次数不应少于200次。5.1.3 仪表显示功能具有ssv和sssv阀门开关状态指示功能，包含就地指示和(或)阀位远传功能。控制面板上应能显示系统各级压力值。系统配备的压力表应采用不锈钢耐震压力表，且保证正常工作时压力显示在1/3 2/3量程之间。具有远传功能的压力系统应配置压力变送器，电流输出信号应为4mA 20mA或根据实际情况进行选择。4 SY/T 7603-2020 5.2 使用环境要求井口安全控制系统应能够适应室内外全天候连续运行和操作，能够在一40C 70C由度范围内正常工作。5.3 防护等级要求井口控制柜的防护等手阳低于GB/T创8中IP65等

12、级要求，其配套电气接线箱防护等级不应低于IP65等级要求或根据协议易何规定。5.4 防爆等级要求用于具有潜在防爆内险区域的井口安全控古主统，其元件防爆等级应符合GB3836.1中Exd II BT4 Gb的等级要求。才F防嘎区域使用的防爆等级可根据协议另行平定。飞E5.5 系统逻辑功能要求/典型井口安全控制系统逻辑工能要求见表2。表2./十地控型/.控制对象丛SSSV MSSL VF WSSV ESD 关断阀关夭断町问-羔断闹-一英断犬断生-.:断WSSV fx I MSSV v SSSV 飞/注:表示打开:寸表示关闭。|控制方式远程控制异常关断SSSV MSSV WSSV 远程易熔塞高低压

13、电夭磁断间电磁间电关眩盹间ESD 熔化导问生-.:断犬断去;断犬断X X、/X t-、/时X才知而:先tsssv中ssl最后叫V;1fitJX叫lYif:先天WSSV，.flA MSSV 最后关SSSVoU,J 5.7.1 井口控制柜柜体井口控制柜柜体应采用不小于2.5mm厚度的不锈钢钢板制作，不锈钢钢板尺寸及允许偏差、外形应符合GB/T3280的要求。不锈钢钢板可选用06Cr19Ni10、06Cr17Ni 12Mo2或022Cr17Ni12Mo2 等材料，化学成分应符合GB/T3280的要求。内部支撑和紧固件的材质应与柜体保持一致。井口控制柜柜体可采用整体箱式或箱式加安装支架的结构，箱门打开

14、方式可为前开、后开或侧开方式。柜体对接、角接、油箱、接管等焊缝应采用连续焊焊接方式，焊脚为4mm。其余焊缝可采用间断焊接，焊缝长度为50mm，焊缝间隔为50mmo长度不足50mm的焊缝应采用连续焊焊接方式。5 SY/T 7603-2020 所有焊缝应打磨平整、过渡圆滑，表面无肉眼可见缺陷。焊接后的柜体表面应平整、无划痕、无明显的焊接变形。柜体顶部或底部应设置吊装点。柜体对外连接的接口应采用穿板接头并设置在柜体外侧。用于沙漠或多雨环境的控制柜柜体应具备遮阳功能或防雨功能。表3井口安全控制系统美断功能晌应时间气功型SSV液动型SSV序号项目含安全间关闭时间系统响应时间含安全阀关闭时间系统响应时间S

15、 吕S 吕本地控制关断SSV时间2 远程控制关断SSV时间3 远程ESD关断SSV时间.;:;12.;:;3.;:;8 3 4 易熔塞熔化关断SSV时间5 导间超压关断SSV时间6 导阀欠压关断SSV时间7 SSSV延时关断时间10 120 关断响应时间测试点(模拟SSV的位置)到控制柜的距离不应少于10mo5.7.2 管件及阀|丁5.7.2.1 管件管件应选用高级冷拔铜管，外径和壁厚应符合GBrr14976的要求。管件可选用06Crl7Ni 12Mo2 或022Crl7Ni12Mo2等材料，化学成分和力学性能应符合GB/T14976的要求。管件表面应光洁、无划痕。对于铺设长度大于6m的管件，

16、宜采用盘管铺设方式，不宜采用中间接头或焊接的方式进行连接。5.7.2.2 阀门阀门主要包括球阀、针阀、止回阀、安全阀、中继阀、快排阀、导阀、电磁阀和调压阀等。阀门可选用06Crl7Ni 12Mo2或022Crl7Ni12Mo2等材料，化学成分和力学性能应符合GB/T1220的要求。阀件应开关灵活，无卡阻现象。阅门的额定工作压力不应低于系统额定工作压力。安全阀应采用弹簧式结构，其开启压力应根据回路额定工作压力进行设定。中继阀应具备实现开关功能的本地操作子柄，需要时，能锁定打开地面安全阀。快排阀的排量应满足关阀速度要求。高低导阀设定值应保i正在现场能够调整，其动作精度不应低于士1%的设定值。电磁阀

17、应选用低功耗型，工作电压为直流24V。气动回路电磁阀的功率不应超过4W，夜动回路电磁阀功率不应超过lOW。电磁阔的防爆等级不应低于ExdII BT4 Gb，防护等级不应低于IP65。调压阀宜采用自动泄压型，且调压于柄能够实现脱开或保护功能。5.7.2.3 管件与阀门连接及安装要求当额定压力等级小于70MPa时，管件与阀门连接宜采用NPT辉、纹(美国标准锥管螺纹)或双卡6 SY/T 7603-2020 套，铜管与接头间连接宜采用双卡套。当额定压力等级大于70MPa时，管件与阀门连接宜采用UNF螺纹(美国标准细牙螺纹)，钢管与接头间连接宜采用铜管端部UNF反螺纹套丝加垫圄连接，不应采用焊接方法连接

18、。管牛卡套和螺纹连接应在常压下进行锁紧，与阀门连接应牢固可靠，密封性能良好，无任何泄漏。管f牛在装配前应去除毛刺并清理干净。管件应进行支撑，防止运行时震动。管件布局应横平竖直不应影响阀门和其他7吨的操作与维修保养。5.7.3 液压动力站5.7.3.1 总则液压动力站配置泵的数量晴是实际情况的需要。液压韧南阳勤应保证稳定，不应受到环境温度的影响。液压动力站回路系统应配备压力表。飞气液j昆控型和电动液压型液压动力斗卢均应配置手动液压泵作为备用泵d./5.7.3.2 手动液压泵于动液压泵输出压力不应小于井口安全控制J系统的额定工作压力(当井口安全控制系统各回路有不同额定工作压力时，以在高额定工作压耐

19、住)。H FF 于动液压泵应选用柱莘式;呼泵，应保证在川内打开SSV或SSSVo于动液压泵出口应安装止回阀。5.7.3.3 电动液压泵电动液压泵由电机和液泵组成，输出应力东应小于井口安全控制系统的额定工作压力(当井口安f/-L.A.J-1,/-.1.1 全控制系统各回路有不同年定工作压力时，I Q人较高额定工作F力为准)。电动液压泵应选用柱塞式液压泵，f初始到压时间不应过.15min。电动液压泵的眼油口嘻低于油箱篱低报穹液位，并寺装过陈器及截止归。电动液压泵出口应安装泄压阀和止回阀。为了防止电动液压泵丰运行中产4剧烈舍动，安装F应采严防震措施l电机与液泵轴向连接时应采用柔性联轴器进行连接i连接

20、同袖5.7.3.4 气动液压泵气动液压泵由气液比例泵组成，气源压力应为O.4.MP-1.0MPa。气勃液压泵的输出压力不应小于井口安全控制系统的呵工作压力(当井口安全控，统各回路有不同班工作压力时，以较高额定工作压力为准)，其补压时间不应超过15min.气功液压泵的吸油口应低节由精仿报警阳f，井去黯滤器及有l1:司。气功液压泵出口应安装泄压阀和止回阀。5.7.4 油箱油箱可选用06Cr19NilO、06Cr17Ni 12Mo2或022Cr17Ni 12Mo2等材料，化学成分应符合GB/T3280的要求。油箱容积不应小于两借用油总量，具备现场液位指示功能和(或)液位远传功能。油箱顶部应具有防雨、

21、防虫、防杂质等进入的功能呼吸口，油箱底部应安装排放闷。油箱应有清洗通孔。7 SY/T 7603-2020 油箱出口或因油口应安装过滤器以防止杂质进入控制系统。5.7.5 蓄能器蓄能器应满足GB/T150的要求。具有动力液压站系统的蓄能器容量应保证充压后所有安全阀至少能开关动作一次。蓄能器人口应安装截止阀和泄压阀，同时具备于动泄压的功能。蓄能器应能使用充氮装置进行充气。5.7.6 气压动力站储气罐(氮气瓶)应满足GBIT150的要求。气压动力站的储气罐(氮气瓶)的一次充容量应保证安全阀能够连续开关动作三次。气压动力站氮气或压缩空气的输出压力不应大于lMPa，人口应安装截止阀，出口应安装泄放阀，同

22、时具备手动放空和排污的功能。5.7.7 空压机空压机输出压力不应小于气压系统的额定工作压力，补压时间不应超过15min，吸人口应安装空气过滤器，出口应安装泄压阀。空压机应安装压力开关或变送器以实现自动启停的功能。空压机与控制柜应分开安装，并应采取防震措施。5.7.8 电气系统电气系统应满足GB50054的要求。电气系统控制柜应设置内部撞地和外部接地装置，仪表和电气应分开接地，接地电阻不应大于40。6 试验方法6.1 防护等级试验防护等级试验应按GB/T4208的相关规定进行。6.2 防爆等级试验防爆等级试验应按GB3836.1和GB3836.2的相关规定进行。6.3 密封试验根据不同额定工作压

23、力，按表4的要求进行相应的密封试验。密封试验结束后系统应无任何可见泄漏，系统外观应无变形和裂纹。6.4 功能试验6.4.1 本地控制功能试验8 在操作面板上应能实现各路安全阀的开启/关闭功能，试验方法如下:a)于动按下阀门开启按钮或转动开启于柄，安全阀自动打开。b)手动按下阀门关闭按钮或转动关闭子柄，安全问自动关闭。SY/T 7603-2020 重复以上步骤，进行三次试验，每次安全阀均能自动打开和关问为合格，系统响应时间应符合表3的要求。表4密封试验要求额定压力1.0 MPa(psi)(145)保压时间12 h 允许压降0.2 MPa 试验介质压缩空气/液压泊6.4.2 远程控制功能试验在远程

24、控制室(模拟)应能实现去爱阀的远程关闭功能，试验方法如F:a)将安全阀处于开启状态./b)操作远程控制，切收据电磁阀电源，安全阀自动关闭。,.,207.0(30000)1.5 液压油重复以上步骤，进行立次试验，每次安阀均能自动关闭为合格，系统响应时间应符合表3的-r-I./.，v._ 要求。6.4.3 易熔塞熔化和美断4能就验模拟易熔塞遇热熔化，陈实现肝娃J喃地面安驯的)1肺关|、七式验方法如下:a)易熔塞遇热熔化试验:把易熔塞加热至熔化温度，观察易熔塞是古熔化。b)关断功能试验:在肿 口安全控制系军向易熔塞回路上连接一只球阀替代易熔塞，开启安全闷。然后开启球阀(模严易熔塞熔牛后回申泄压)，安

25、全国自动关阅。l重复以上步骤，进行手次试验，年次安舍阅均能自严关|洞为合格，系统响应时间应符合表3的要求。当高压导阀和低压导咱接收到压斗传、!信号时，应FB实现1安全阔的关阳功能，试验方法如下:a)导阀超压关闭功试验:将高ffi导阀压力设定:井口高压控制压力，开启安全阀。逐渐将高压导阀感应端口压切加压至超压状态，安全阀白功关闭。重复以上步骤，进行次试验，每次安全阀均自自各关闭为合格，平统响应时间应符合表3的要求。b)导阀欠压关闭功能垃验z将低压导阀压力二度是d井口低压控制压乱，先将低压导阀感应端口压力升至正常工作压力范围，开启安全闷。逐渐将低压导阀感应端口压力降压至欠压状态，安全阀应能够自动关

26、闭。重复以上步骤，进行二次试验，每次安全阀均能自动关闭为合格，系统响应时间应符合表3的要求。6.5 高温环境试验在最高环境温度下进行6.3，6.4规定的试验，各项功能试验次数见表5。密封试验应在功能试验后进行。9 SY/T 7603-2020 表5型式试验各项功能试验次数试验环境序号功能试验常温高温低温本地控制功能试验2 远程控制功能试验3 易熔塞熔化夭断功能试验160 20 20 4 导间超压关闭功能试验5 导间欠压关闭功能试验6.6 低温环境试验在最低环境温度下进行6.3、6.4规定的试验，各项功能试验次数见表5。密封试验应在功能试验后进行。6.7 可靠性试验按6.4规定的试验方法进行功能

27、试验，各项功能试验次数见表5。可靠性试验完成后按6.3的要求进行密封试验。井口安全控制系统在可靠性试验期间，功能应保持正常，密封试验结果应符合6.3的要求。7 检验规则7.1 出厂检验井口安全控制系统应逐台进行出厂检验，检验合格后才能出厂。出厂检验项目、技术要求和检验方法按表6的规定执行。表6检验项目、技术要求和检验方法检验项目出厂检验型式试验技术要求检验力法防护等级v 5.3 6.1 防爆t!:能、/5.4 6.2 密封试验v、/5.1.1 6.3 本地控制功能试验v、/5.5,5.6 6.4.1 远程控制功能试验v、/5.5,5.6 6.4.2 易熔塞遇热熔化试验、/5.5,5.6 6.4

28、.3 易:熔塞熔化关断功能试验、/飞/5.5,5.6 6.4.3 导阀超压关闭功能试验、/飞/5.5,5.6 6.4.4 导阅欠压夭闭功能试验、/飞/5.5,5.6 6.4.4 高温环境试验、/5.2 6.5 低温环境试验飞/5.2 6.6 可靠性试验v 5.1.2 6.7 标识和包装、/、/8.1,8.2 目测注、川。1 7.2 型式试验若存在以下情况之一时，应进行型式试验:a)新产品试制定型鉴定时。b)正式生产时，定期或积累一定产量后应周期性进行一次检验时。c)正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时。d)产品长期停产后恢复生产时。e)出厂检验结果与上岗吨验有较大差异时

29、。f)国家产品质量监督检验部门提出型式试验要求时。SY/T 7603-2020 进行型式试验时，试企样品应采用n样的方式进行，抽样应在生产线的终端且经检验合格的产品中随机抽取，每一种规时品应抽取两套。型式试验的检验项目、吾与快要求和检验方法按表b的规寇执;q。8 析、识、包装、运输、贮存8.1 标识8.1.1 铭牌产品应安装铭牌，铭噜内容应包声以可信息:a)产品名称。b)产品型号。c)低压和高压回路压伊情国指嗣啕额定二盹压力时磊耍标斟d)功率(可选)。e)易熔塞熔化温度。f)出厂编号。g)产品井号或位号(阳选)。h)出厂日期。i)制造商信息。8.1.2 外部标牌产品进出口接头及操1i面板应安费

30、对自F的外部标8.1.3 内部标牌及流程图Lv+r.bftic:;:1!I 1 m;.:r.+.l.JIc 1 Jv+;m+0:0:+.!fl:1.:;:J 产品内部泄压阀应安装对应的标牌，以便于操作产员对泄压压力进行设定。控制柜内应粘贴控制I 流程图，便于操作人员进行准确的安装、操作与维护(8.1.4 警示牌为了提示操作人员注意安全，应在产品内部与外部安装安全警示牌。8.2 包装产品在完成表面清洁处理后，应使用拉伸膜进行封装。产品外包装应为带托盘的木箱包装形式，每个包装箱内应有详细的装箱清单，包装箱上的储运图示标志应符合GB/T191的规定。包装箱上应注明以下内容:11 SY/T 7603-

31、2020 a)收货单位及地址。b)产品数量及毛重。c)发货单位及地址。d)运输防护标志向上怕雨禁止翻夜堆码层数等包装储运团示标志。井口控制中巨外按预留接口应有防护措施。包装应牢固、防潮、整洁、美观、无异味，便于装卸、仓储和运输。8.3 运输产品运输工具应清洁无污染，运输产品时应避免SS西、雨淋，不应与有毒、有害、有异味或影响产品质量的物品混装混运。搬运时应轻拿轻放，严禁扔摔、撞击、挤压。8.4 贮存产品应贮存在阴凉、通风、干燥的成品库中，离地离墙存放。不应与有毒、有害、有异昧、易挥发、易腐蚀的物品进行i昆储。12 笃笃-g旨电医中华人民共和国石油天然气行业标准石油天然气钻采设备井口安全控制系统SY/T 7603一-2020石汕工业出版丰十出版(北京安定门外安华里二区一号楼)北京巾石油彩色印刷有限责任公司排版印刷新华书店北京发行所发行880 x 1230毫米16开本1.25印张30千字印1-4002021年1月北京第1版2021年1月北京第1次印刷书号:155021.R230 定价:25.00元版权专有不得翻印