【石油天然气行业标准(SY)】 钻井井口控制设备及分流设备控制系统规范

ICS75.180.10
备案号：22007—2007
中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5053.22007
代替SY/T505322001
钻并并口控制设备及
分流设备控制系统规范
Specification for control systems for drilling well control equipmentand control systemsfordiverterequipment(APISpec 16D:2004,IDT)
2007—10—08发布
国家发展和改革委员会
2008一03一01实施
SY/T5053.2—2007
1.1概述
2规范性引用文件
3术语、定义与缩略语
4控制系统设计要求
4.1概述
设计评审·
设备设计规范·
5控制系统应用的分类
5.1水上防喷器组控制系统
5.2水下防喷器组控制系统（公共单元）5.3水下防喷器组分离式液压控制系统·目
5.4水下防喷器电液复合式（MUX）控制系统5.5
分流器控制系统
辅助设备控制系统功能与连接接口5.6
紧急脱开系统（EDS）（可选）
备用控制系统（可选）
专用于深水和恶劣坏境的部件（可选）定期检查和保养程序
质量控制记录
7.3制造文件·
7.4试验程序.
7.5证明·
8制造过程·
8.1结构钢·
8.2钢组别
8.3结构形状与板材规格
8.4焊接
8.5阴极保护
8.6涂漆
9采购物品
9.1概述·
9.2承压部件
电子和电器设备与安装
机械设备
9.5控制液与润滑剂·
10试验
10)1鉴定试验
102出厂试验
11标志
111临时标志
112永久性标志
可追溯性标志的方法
114制造厂标志
115设备铭牌
116其他标志
12存和运输
121防护和保存
122包装
123标志
124安装、操作与维护文件
附录A（资料性附录）水上控制系统操作表格汇总附录B（资料性附录）水下控制系统操作表格汇总附录C（资料性附录）示例
附录D（资料性附录）允许标志API会标的控制系统及要求附录VA（资料性附录）型号编制方法：SY/T5053.2—2007
SY/T5053.2—2007
本标准等同采用APISpec16D：2004《钻井井口控制设备及分流设备控制系统》（英文版：第二版）。
本标准等同翻译APISpec16D：2004（英文版）。为便于使用，本标准做了下列编辑性修改：“本规范”一词改为“本标准”；用小数点“”代替作为小数点的逗号“，”；用国际单位制代替英制单位，同时将英制单位并列其后；删除了APISpec16D：2004（英文版）的特别声明及前言；增加了资料性附录NA“型号编制方法”，以指导使用；对于APISpec16D：2004（英文版）引用的其他国际标准中有被等同采用为我国标准的，本标准引用我国的国家标准或行业标准代替对应的国际标准或国外先进标准，其余未有等同采用为我国标准的国际标准或国外先进标准，在本标准中均被直接引用（见本标准第2章）。本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录NA为资料性附录。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：北京石油机械厂、石油工业井控装置质量监督检验中心。本标准主要起草人：张立刚、范育昭、陶诗凯、张斌、刘雪梅、何伟红、聂海滨。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：SY5053—1984,SY5053.2—1991,SY/T5053.2-20011范围
1.1概述
SY/T5053.2—2007
钻并并口控制设备及分流设备控制系统规范本标准确立了控制系统的设计标准。该控制系统用于控制防喷器（BOP）以及在钻并过程中控制井口压力的相关阀件。本标准适用于子系统及部件，不包括原材料选择和生产过程的控制，但可以作为采购时参考。虽然分流器不作为钻井控制装置，但是经常把它们作为防喷器控制系统的一部分来使用。因此，分流器控制系统也包含在本标准中。钻井控制设备的控制系统通常以加压液压液（动力液）的形式储存能量，控制防喷器组开和关。对防喷器或其他井控部件的每一个操作都称为一个控制功能。控制系统设备及电路一般随用途和环境的不同而变化。因此，本标准描述了以下控制系统类别：a）水上防喷器组控制系统。该系统通常为液压液返回油箱式液压控制系统。它由液压液箱、液压泵、蓄能器以及输送控制液进行防喷器组操作的管汇、管线和控制阀组成。b）水下防喷器组控制系统（公共单元）。海底防喷器的远程控制需要特殊的设备。实际上某些控制系统的控制单元为所有水下控制系统所共有，这些控制单元不考虑信号传输的功能。c）水下防喷器组分离式液压控制系统。水下分离式控制系统除了有水上控制系统要求的设备外，还使用软管束为水下输送液压控制信号，同时也使用了在水下隔水管总成（LMRP）上的双：重水下控制箱，其中先导阀将动力液输送至防喷器组进行动作。使用过的水基液压液一般在海底排放。软管卷简用于收放软管束。使用双重水下控制箱和连接软管是为了双重保险。d）水下防喷器组电一液复合式控制系统。在深水条件下，水下电信号比液压信号的响应时间更短。电一液系统利用多芯传导电缆，每个动作都由一对电缆来传递给电磁阀，电磁阀再将液压信号传递给控制防喷器组动作的液压阀。复合式控制系统使用一系列电子信号，由共同的传导系统传递。为了保证离散信号、串音或短路电流不致造成误操作，系统对电子数据进行处理和传输，从而保证信号和指令信号的安全。e）分流器控制系统。水上安装的分流器系统通常直接采用液压方式控制。相关阀件可以由液压或气动控制。
f）辅助设备控制系统与连接接口。对于浮式钻并操作，需要使用控制系统来操作各种辅助功能元件，诸如伸缩接头封隔器、762mm（30in）锁销和隔水管环空气控设备等。虽然本标准没有对这些辅助设备的控制作特别说明，但是它们应遵从本标准提及的相关规范和类似设备的有关要求。
g）紧急脱开系统（EDS)。当浮式钻井船发生特殊而紧急情况时，紧急脱开系统（可选的）可以使水下隔水管总成自动脱扣。虽然本标准没有对这些控制作特别说明，但是它们应遵从本标准提及的相关规范和类似设备的有关要求。h）备用系统（可选的）。当水下控制系统失灵时，可能会用到一个单独的控制系统，用其来操作已选择的井控进行断开和恢复功能。它们包括声控系统、遥控潜水器（ROV）操作控制系统和水下隔水管总成（LMRP）恢复系统。对于水上控制系统，当失去泵系统的动力源时，备用的压缩氮气可以作为备用装置来实现功能元件的操作。虽然本标准没有对这些控制作特别说明，但是它们应遵从本标准提及的相关规范和类似设备的有关要求。i）专用于深水和恶劣环境的部件（可选）。对于深水和恶劣环境下的操作，特别是在使用复合式防喷器控制和钻井船动力定位的情况下，可能会采用专用的特殊控制系统部件。虽然本标准1
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没有对这些控制作特别说明，但是它们应遵从本标准提及的相关规范和类似设备的有关要求。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T20172石油天然气工业，设备可靠性和维修数据的采集与交换（GB/T20172-2006，ISO142241999IDT)
海上采油平台电气系统的设计、安装的推荐作法（SY/T10010一1996，1dtAPISY/T10010
RP14F:1991)
SY/T10041石油设施电气设备安装一级一类和二类区域划分的推荐作法（SY/T100412002，APIRP500:1997，IDT)
ISO1219液压系统和元件
ISO13628-8/APIRP17H石油天然气工业水下采油系统的设计和操作第8部分：水下生产系统上的遥控运载工具接口
外壳防护等级
IEC60529
美国船级社规则：CDS钻井系统规范ANSIY3210液压气动图形符号
ASMEB311动力管道
ASMEB313工艺管道
ASME锅炉及压力容器规范
AWSA24-86焊接及无损检测符号
AWSD11钢结构焊接规范
NACERP0176与采油相关的海上钢结构腐蚀控制其他标准：
BS-PD5500非燃式熔化焊接锅炉规范（英国设计规程）DOTSpec3AA2015焊接、切割和钎焊AD-Merkblaetter压力容器建造规范（德国设计规程）”NEMA250最大电压1000V的电器装置防护壳3术语、定义与缩略语
下列术语、定义与缩略语适用于本标准。3.1
蓄能器
accumulator
一种预充了情性气体或不起反应的气体的压力容器，用于在压力下储存液压液以控制防喷器。3.2
蓄能器组accumulatorbank
通过一个公用管汇把多个蓄能器组在一起的总成。3.3
蓄能器预充压力
accumulatorprecharge
*原文引用标准“IEC529外壳防护等级”，经查“IEC529”应为“IEC60529”。*原文引用标准“NEMA4X”，经查“NEMA4X”不是标准代号，因此应为“NEMA250\。2
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对蕃能器预先充人一定压力的惰性气体，当液压液被泵人蓄能器时气体进一步压缩，从而储存潜在的能量。
声控系统acousticcontrolsystem利用带编码的声控信号进行通讯的水下控制系统，通常用在带有关键控制功能的紧急备用系统中。
气泵或气动泵airpump/air-poweredpump气体驱动的液压活塞泵。
环形防喷器
annularBOP
以环形胶芯为密封元件，通过液压推动活塞来挤压环形胶芯，密封井内不同尺寸和形状的管柱之间环形空间的装置。当井口无管柱时，也可全封并口。3.7
待命arm
实现关键功能的操作。
备用backup
在原有元件或系统失效时使用的一种元件或系统，3.9
全封闸板防喷器blindramBOP
一种带有密封闸板副的防喷器，在无钻杆时用来封闭井口。3.10
封闭位置blockposition
三位控制阀的中位。
井喷blowout
并内高压流体不受控制的流动。3.12
防喷器BOP（blowoutpreventer）一种能封住并口并控制并内并液的装置。3.13
BOPclosingratio(ramBOP)
防喷器关井比（闸板防喷器）
一个无量纲的系数，等于活塞工作面积除以闸板活塞杆的面积。3.14
防喷器控制系统
BOPcontrolsystem
操作防喷器组开关的控制设备，它由泵、阀、蓄能器、液箱和混合设备、管汇、管线、软管、控制面板以及液压系统所必备的其他部件组成。3.15
防喷器组BOPstack
并控设备的组合，包括防喷器、四通、阀和井口连接器。3.16
防喷器组最大额定井筒压力BOPstackmaximumratedwellborepressure3
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防喷器组中闸板防喷器所能承受的压力额定值注：如果出现多个闸板防喷器有不同的额定压力时，防喷器组的最大额定井简压力等于闸板防喷器中最低额定压力。当防喷器组中不含有闸板防喷器时，防喷器组的最大额定并筒压力等于防喷器中最低额定压力、3.17
中央控制台(CCU)
centralcontrolunit(CCU)
控制和监控系统功能和通讯的中央控制站。3.18
单向阀checkvalve
只充许流体单向通过的阀。
节流管线chokeline
连接在防喷器下部的高压管线，用于并控操作时使并内流体流至节流管汇。3.20
节流和压井阀chokeandkillvalves连接在防喷器的下部且作为防喷器组的一个部件的阀，可实现井口节流或压井操作。3.21
关闭装置（关闭系统）closingunit（closingsystem）见314。
采购物品commodityitem
控制系统制造厂购买的用于钻并并口控制设备控制系统结构中的产品。3.23
控制液controlfluid
具有一定压力的液压油、水基液或气体，通过它们对控制阀进行先导操作或直接操作功能元件。3.24
controlhosebundle
控制软管束
一组被捆成一束并带有保护套的软管，用它来实现先导、输送及控制功能。3.25
控制管线control line
用于输送控制液的柔性软管或硬管线。3.26
控制管汇controlmanifold
由转阀、调压阀、压力表和管线组成的组件，用来调节压力以及控制液压动力液的流向，从而实现系统的各种功能。
控制面板controlpanel
装有开关、按钮、指示灯、阀、压力表、仪表的面板总成，供控制及监视系统之用。控制板的类型又分为分流器面板、钻台面板、主控面板，以及小型或辅助控制遥控面板。所有这些面板都远离主液压管汇，根据动力的不同分为气动、电动或液动。1）分流器面板：用于操作分流器和管路系统的面板。2）司钻控制台（钻台面板）：安装在钻台上靠近司钻位置的防喷器控制面板。3）主控面板（液动或电动)：安装在紧靠主动力液源处，其所有的控制功能可以通过此面板进行操作，包括所有的调压阀、压力表、仪表、声音报警和可视报警4
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4）小型或辅助遥控面板（队长面板）：作为紧急情况时备用的一种安装在较远位置的具有全部或部分操作功能的面板。
控制盒controlpod
装有各种阀和调压阀的盒子，其对控制信号做出回应，引导动力液通过指定的端口来操作功能元件。
控制阀（水上控制系统）controlvalve（surfacecontrolsystem）安装在液压管汇上的阀，用以引导动力液通往指定的功能元件（如环形防喷器的关闭腔），同时对功能元件的反相进行排空（如环形防喷器开启腔）。3.30
控制阀(水下控制系统）
controlvalve(subseacontrol system)水下控制箱内的先导阀，用以引导动力液实现某一操作功能3.31
专用dedicated
用于特殊目的的元件或系统。
解除待命disarm
解除关键功能的操作。
断开disconnectbZxz.net
1）将LMRP连接器从其心轴上拆下。2）将防喷器组连接器从并口拆下3.34
分离式液压控制系统discretehydrauliccontrolsystem使用控制软管传送液压信号以激活先导阀来操作指定功能元件的系统。3.35
分流器diverter
个安装在井口或隔水管顶部的装置，用来关闭垂直流道并引导井液（一般为浅层气）流进排出管线，从而使井液远离钻机。
漂移drift-off
动态定位浮式平台出现非预期的侧向移动，移离了相对于井口的预定的位置，这种移动通常是由于失去定位控制或推动力而引起的3.37
驱动偏移drive-off
由于动态定位浮式平台的主推动力或定位推进力使其出现非预期的侧向移动。3.38
“漫式”传感器
“dunking\transducer
一种便携式水下测声仪。
dynamic positioning (automatic station keeping)动态定位（自动定位）
通过计算机处理来控制驱动推进器以保持浮式平台定位在某一位置，5
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电动泵electricpump
电力驱动的液压泵，通常是一种三柱塞泵（三缸泵）。3.41
电液（EH）控制系统electro-hydraulic（EH）controlsystem利用铠装水下控制电缆将指令信号传给电磁阀，电磁阀再依次激活先导阀控制各个功能的系统。注：每个功能使用一对电缆线，3.42
工厂验收试验factoryacceptancetesting制造厂对特定产品进行的试验，以确认产品的性能符合规范的要求。3.43
功能function
防喷器、节流阀、压井阀或其他部件在某个方向的动作（例如，关闭全封闸板是一个功能，打开全封闸板又是另一个功能）。
软管束hosebundle
见324。
液压导管hydraulicconduit
海洋钻井隔水导管上的辅助管线，用于在水上和水下防喷器组之间输送控制液。3.46
液力连接器hydraulicconnecton一种液压操作的机械连接器，用来将防喷器组连接到井口或者将LMRP连接到防喷器组。3.47
水下测声仪hydrophone
可将声能转换成电信号，或者将电信号转换成声能的仪器，用它来监听并传递声音。3.48
内泄漏interflow
控制阀的阀芯在换向过程中，因其入口与出口出现短时连通而流失控制液。3.49
跨接线jumper
用于将两个部件，如软管卷筒接线盒与控制管汇之间，连接在一起的一段软管或电缆。3.50
接线盒（J-box）（电气）junctionbox（J-box）（electrical）用于接线和安装系统操作所需电器元件的盒子。3.51
接线板（J-box）（液压或气动）junctionbox（J一box）（hydraulicorpneumatic）是一种用螺钉固定的平板，带有多个插入式接头，可快速将多头软管束连接到其他控制盒、软管卷简或管汇上。
压井管线kill line
连接钻井泵至防喷器下部的高压管线，在实施井控操作时，可在防喷器关闭的情况下通过它将液体泵人井内或环空中。
水下隔水管总成（LMRP）LMRP（lowermarineriserpackage）SY/T5053.2—2007
水下防喷器组的上半部分，由液压连接器、环形防喷器、柔性或球形接头、隔水管接头、柔性节流和压井管线、水下控制盒组成。注：LMRP与水下防喷器组的下部相连。3.54
限位开关limitswitch
可以指示设备运动或位置的一种液压、气动或电动开关。3.55
管汇manifold
集管路、阀和接头于一体的总成，源于一处或多处的流体通过它可流向不同的系统或元件。3.56
混合系统mixingsystem
将水、水基可溶性润滑剂、乙二醇按一定比例混合后输送到液箱的系统。3.57
复合控制系统（MUX）multiplex（MUX）controlsystem利用铠装水下控制电缆或光缆传输控制指令以操作各种功能的系统。注：电磁阀依次激活控制功能元件的先导操作阀。3.58
不可收回式控制盒non-retrievablecontrolpod固定在水下隔水管总成上的控制盒，不能单独收回。3.59
页面切换paging
计算机显示的一种方式，通过显示屏的切换可实现多个显示界面（非同时显示），以增加信息量或功能。
先导液pilotfluid
专门用于先导控制的控制液。
先导管线pilotline
输送先导液来操作控制阀的管线。3.62
管子闸板防喷器piperamBOP
通过液压推动活塞和管子闸板，向内移动，封住管柱之间的环形空间的防喷器。3.63
管子闸板piperams
尺寸与管子外径相配合，能环抱管子以封闭管柱环形空间的闸板副。3.64
盒pod
见3.28。
弹出式对话框pop-updisplay/controldialogbox出现在计算机屏幕上的一种显示或控制，通过该对话框可更多地进入各种控制项目。作为一种补SY/T5053.2—2007
充显示，它可显示各种数据、信息或附加的操作要求。这些显示信息既可以是操作者向控制系统发出指令的结果，也可以是系统报警信息。3.66
饮用水potablewater
可供人类消费的纯净水源。
注：在海洋钻井设备上，饮用水通常由海水淡化装置来生产，用作水下控制系统中混合控制液的水源。3.67
动力液powerfluid
带压流体，用于直接对功能部件进行操作。3.68
工艺评定记录（procedurequalificationrecord）的缩写。3.69
预充压precharge
见33。
偏压控制系统pressurebiasedcontrol system一种专用的液压控制系统，在先导控制管线上采用某种方式使其保持在高压状态（低于控制阀压力），以此缩短液压信号的传送时间。3.71
pressurevessel
压力容器
对于防喷器控制系统，它是一种能承受内部流体压力的容器。3.72
型式试验
qualificationtest
对新设计的或重新设计的控制系统或元件（样机）进行试验的程序，以确认其符合设计规范。3.73
闸板防喷器ramBOP
以闸板为密封部件来封住井简内压力的防喷器。3.74
rapid dischargeaccumulators
快速卸荷蕾能器
能在3min内提供满足功能需求液量的蓄能器。它包括专用剪切蓄能器（水上和水下）、紧急系统蓄能器、自动剪切蓄能器、某些声学和特殊用途蓄能器。3.75
额定压力ratedworkingpressure设计设备时，所规定的能在正常工作条件下长期安全运行的最大压力。3.76
反应时间reactiontime
从指令发出到功能结束的实际时间。3.77
readback
遥控状况的显示。
卷筒（软管或电缆）
reel (hose or cable)
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