首页 > 新闻中心 > 行业知识 > 特种设备许可证办理，井口装置和采油树（元件组合）产品设计规范生产资质：特种设备许可证办理，井口装置和采油树（元件组合）产品设计规范
井口装置和采油树属于压力管道元件组合装置的范畴，生产厂家应办理特种设备生产许可证资质
1 性能要求—总则
所有 表1 单个管线阀和采油树的通径尺寸括载荷能力、周期操作力或操作扭矩。性能要求分PR1和PR2两级。后者代表更严格的要求。
2 工作条件
2.1压力额定值
a、总则 按照下列最高额定工作压力进行设备设计：
psi MPa
2000 13.8
3000 20.7
5000 34.5
10000 69.0
15000 103.4
20000 138.0
b、螺纹式设备的限制 设计带有内螺纹式端部和出口连接的设备应按表2所限定的螺纹尺寸和额定工作压力。额定值不涉及油管县挂器和套管悬挂器。
c、设计考虑 设计应将所承受的压力所引起的其它载荷计算在内，特殊条件也应予考虑。
2.2温度额定值
a总则 设备应设计成表3所示的一种或多种温度等级的最低和最高温度额定值。最低温度是设备可承受的最低环境温度。最高温度是设备可直接接触到的流体最高温度。
b设计考虑 设计应考虑设备在使用中会经历到的，由于温度变化和温度梯度所引起的差热、膨胀。
2.3材料级别额定值
a总则 设备所用的材料，包括金属材料，应满足表1规定的要求。在满足力学性能的条件下，不锈钢可代替碳钢和低合金钢，抗腐蚀合金可用于代替不锈钢。
b材料级别 选定材料级别是用户的首要责任。在决定这些选择时，用户应按不同环境因素和生产变量进行研究。
3设计方法
3.1法兰
API法兰应按API阀门和井口设备标准委员会制定的设计准则和方法设计。
3.2套管悬挂器、油管悬挂器、锁紧螺钉和杆
套管悬挂器、油管悬挂器、锁紧螺钉和杆的设计应满足公司按2条款中规定的性能特性和使用条件，公司应规定符合被认可的工程实践的设计方法。
3.3其它端部接头、本体和盖
其它端部接头、本体和盖应按下列的一种或多种方法设计。
3.3.1 ASME ASME锅炉和压力容器规范第Ⅷ卷第2册附录4所叙述的设计方法可用于承压设备的设计计算。设计许用应力受下列准则限制：
ST=0.83SY和Sm=2/3SY
式中:
Sm=额定工作压力下的设计应力强度
ST=静水压试验压力下的最大许用的主薄膜应力强度
SY=材料规定的最低屈服强度
3.3.2变形能理论
变形能理论可用于承压设备的设计计算。
Se=Sy
Se=在压容器壁内最高承受应力距离情况下的最大许用当量应力，按变形能理论方法计算
Sy=材料规定的最小屈服强度
3.3.3试验应力分析
按ASME锅炉和压力容器规范第Ⅷ卷第2册附录6的规定进行实验应力分析，可作为一种替代方法。
3.3.4验证试验鉴定设计
作为上述分析方法的替代，设备的压力额定值应按下列程序采用提高压力的静水压试验来确定。
3.3.4.1试验容器
待确定最大允许工作压力的容器零件，在事前不应施以大于要求的可预期的最大容许工作压力的1 1/2倍的压力。
3.3.4.2屈服强度的确定
a方法 试验材料的屈服强度应按照相应材料规范中规定的方法确定。
b试样 这样确定的屈服强度，应在完成试验后，从试验零件上切取三个或四个试样进行试验后以平均值确定。试样应在试验时应力未超过其屈服强度处切取。试样不应用火焰切割取，因为这样会影响材料的强度。
c代替试样式 当试验的同一材料上有余料并已按该压力零件进行同样的热处理时，该试样可以从一余料中切取，不应用火焰切取或热足以影响性能的任何其它方法切取。
d豁免 试样不能确定强度时，用3.3.4.3验证试验结果评价的代替方法决 定最大容许工作压力。
3.3.4.3试验程序
a装置 应变应尽可能接近实际的最高应力处，沿最大应力方向，以能指示变到0.00005in/in,50微应变(μ δ) (0.005%)任何类型的应变计测量。本公司应记录用于确定测量应变部位的程序，与补偿温度和静水压对应变计作用的方法。
b加压 在容器或容器零件内的静水压力应逐渐地升高到接近预期工作压力的一半。而后，该试验压力应以近于额定工作压力的十分之一或更少的分档增加，直到试验程序要求的压力。
c观测 达到每一个压力阶段后，应收集并记录应变计和静水压的读数。而后应释放该压力，并应确定每一应变计在每次增压后的任何永欠应变，每一压力增量只需要进行一次。
d记录 试验中应对每个应变片的应变与试验压力的关系绘制两条曲线，一条表示在压力下的应变，一条表示去除压力后的永欠应变。试验可在试验压力达到公式计算的（理想工作压力）H值时停止，但不应超过最高应变线达到0.2%的应变的应力。
e结果计算 零件按本条试验取得最大许用工作压力应按下列公式之一计算：
按4.3.4.2确定平均屈服强度时：
P=0.5H (Ys/Ya)
不按试样确定的实际平均屈服强度时:
P=0.4H
式中:
H=按3.3.4.3b试验停止时静水压试验压力
Ys=规定的最小屈服强度
Ya=按试样确定的实际平均屈服强度
3.4封闭螺栓
封闭螺栓的最大许用抗拉应力应按螺栓预紧、额定工作压力和静水压试验压力等情况确定。根据螺栓的小径面积，其应力应不超过下列极限：
SA=0.83SY
式中:
SA=最大许用抗拉应力
SY=螺栓材料规定的最小屈服强度
螺栓应力应考虑封闭面积人的全部载荷,包括密封面积上的载荷、垫环载荷和任何附加的机械和热载荷确定。
3.5其它零件
所有承压件和控压件的设计应满足公司文件规定的性能和2的工作条件。公司应规定符合被认可的工程实践的设计方法。
3.6特殊设备
参见API Spec 6A第10章特殊设备要求各部分增加的设计要求。
4 其它设计资料
4.1总则
端部和出口连接应是其本体的整体部分或采用符合《井口装置和采油树焊接规范》文件规定要求焊接上的。PSL4设备设计不得采用组焊。
4.2螺栓
4.2.1 API端部和出口螺栓
a、孔排列 API法兰用的端部和出口螺栓孔应等距分布并应跨在共同的中心线上。
b、螺栓螺纹的旋合 API螺柱法兰旋入本体螺纹的长度，最小应为螺柱大径的一倍。
4.2.2其它螺栓
用于固定的螺栓螺纹应设计成能承受通过完全旋入的螺母传递给螺柱的抗拉载荷。
4.3试验、排放、注入和仪表连接
4.3.1密封
所有试验、排放、注入和量器连接，均应保证设备在静水压试验压加力下防漏紧密密封。
4.3.2试验和仪表连接口
a、低于和等于10，000psi(69.0Mpa)低于和等于10，000psi(69.0Mpa) 工作压力用的试验和量器连接零件，应符合10.2规定的内螺纹加工方法，且应不小于1/2in的API普通管线管。也可使用4.3.2b述及的高压连接。
b、15，000和20，000psi(103.4和138.0Mpa) 15,000和20,000psi(103.4和138.0Mpa)工作压力用的试验和仪表连接应符合10.11。
4.3.3排放孔和注入孔
排放孔和注入孔应符合公司的规范要求。
5 设计文件
设计文件应包括方法、假设、计算和设计要求。设计要求应包括但不限于尺寸、试验和工作压力、材料、环境和API规范要求，他还应包括其他作为设计依据的恰当要求。设计文件编排应清晰、明了、可复制和可检索，设计文件从该型号、规格和额定工作压力的最后一台产品制造完成后，至少应保存五年。
6 设计审查
设计文件应通过原设计人员以外的合格人员审核与审定。
7 设计验证
公司应记录其验证程序和设计的性能验证结果。
8 设备特殊要求
8.1套管头
8.1.1套管头本体和四通：套管头本体接于表层套管的最上端。套管头四通接于本体或其它四通的顶部接头上。应设计成能容纳悬挂和封隔机构。
8.1.2设计
设计套管头时，应考虑下列载荷
a) 悬挂管衬栽荷；
b) 管材热栽荷；
c) 来自防喷器试验和现场对悬挂器的封隔机构进行压力试验的压力栽荷；
d) 与套管头各端部接头性能相一致的外部轴向和弯曲栽荷。
8.1.2 材料
a)本体、法兰和其他接头：用于本体、法兰和其他接头的材料应符合《井口装置和采油树规范》；
b)其他零件：锁紧螺钉和其他零件用的材料应符合《井口装置和采油树规范》。
8.1.3 制造套管头底座（套管头本体）套管头本体用的底座应按公司的书面规范连接在本体上。套管头底座不属于本规范。
8.1.4 试验应成功完成《井口装置和采油树试验规范》要求和提及的试验。
8.1.5 标记
a) 总则：所有套管头均应按《产品标识管理规定》执行；
b) 转换四通：所有用于转换四通的套管头四通均应按《产品标识管理规定》增加标记。
8.1.6 贮存和搬运：所有套管头应按要求执行。
8.2 套管悬挂器和油管悬挂器
8.2.1 卡瓦悬挂器
承载能力应符合API 6A 表10.35的规定
8.2.2 心轴式悬挂器
承载能力应符合API 6A 表10.36的规定。在额定承载能力下，应能密封最大额定内压力。
8.2.3 设计
设计任何悬挂器时，应考虑下列载荷
a) 锥形定位台肩对悬挂器本体的任何载荷；
b) 悬挂的管材重量通过悬挂器本体产生的拉伸载荷；
c) 现场压力试验对悬挂器造成的载荷。
