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GBT 21412.4-2013 石油天然气工业 水下生产系统的设计与操作 第4部分：水下井口装置和采油树设备.pdf简介：

GBT 21412.4-2013是中国国家标准中的一个部分，它属于石油与天然气工业技术领域，具体规定了水下生产系统的设计与操作，特别是关于水下井口装置和采油树设备。该标准详细阐述了这些关键设备的技术要求、功能、设计参数、安装、运行和维护等方面的规定，旨在确保水下生产系统的安全、高效和可靠性。

水下井口装置（Underwater Wellhead Assembly, UWHA）是指安装在海洋或深水环境中的井口设施，用于连接地面和水下生产设施，如油井、气井或水井。采油树设备（Production Tree, PT）则是用于控制和监测油井生产过程的关键设备，包括阀门、压力表、流量计等，能够帮助管理和调节井的产出，防止压力过高或过低，以及保护设备和环境。

遵循GB/T 21412.4-2013，有助于确保这些设备在极端海洋条件下稳定运行，防止意外泄漏，保障石油和天然气的开采活动安全进行。同时，也对维护人员的操作提供了专业指导，以确保水下生产系统的长期有效运行。

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5.1.4.3端部和出口螺栓连接

5.1.4.3.1孔排列

IS0法兰用的端部和出口螺栓孔应等距分布并跨在共同的中心线上，见表7。

5.1.4.3.2螺柱螺纹的旋合

【五层】15000平方米框架教学楼（计算书、部分建筑、结构图）5.1.4.4其他螺栓连接

5.1.4.5试验、排放、注入和仪表连接

5.1.4.5.1密封

所有试验、排放、注入和仪表连接.应保证在其安装设备的试验压力下密封不泄蒲 所提供的方法应保证在试验、排放、注人或仪表连接装置拆开之前，可以安全地排放在其之下的任 何力。

5.1.4.5.2试验和仪表连接接口

5.1.4.6外部防腐蚀程序

应通过选择适当的材料、涂层系统和阴极保护，为水下采油树设备和井口装置提供外部防离。防履 程序是由试验、监视、更换报废设备组成的一项连续工作。防腐程序的实施不在本部分的范围之内。

5.1.4.7表面涂层

5.1.4.7.1方法

5.1.4.7.2记录保存

5.1.4.7.3颜色选择

5.1.4.8阴极保护

局限于尺寸、试验和工作压力、材料、环境要求和其他作为设计依据的有关要求。设计文件的媒介应清 析、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。在反映本部分要求、采购方的技术要求或制造商白已要求的制造商规范中，应记录所有设 计要求。制造商的规范可以由文本、图形、电子文件等组成，

计文件应由原设计人员之外的其他有资格的人员

5.1.7设计确认试验

5. 1.7.2 总则

采用这些确认程序来鉴定设计的原型设备（或首件制品）和装置.应能在设计、生产尺寸或公差、预 期制造过程、偏差和材料方面代表生产样机。如果产品设计在配合、型式、功能或材料方面有任何更改， 制造商应将相应更改对产品性能的影响形成文件。有实质性更改的设计应当作为一种新设计.要求重 新试验。设计的实质性更改影响预期使用条件下的产品的性能。实质性更改被认为是会影响产品或预 期使用性能的对以前鉴定的结构或材料选择的任何更改。设计的实质性更改应予以记录，制造商应有 充分理由证明是否需要重新鉴定。这可以包括配合、型式、功能或材料方面的更改。如果新材料的适用 性可用其他方法证实，那么.材料的更改可不必重新试验 注：当"配合"定义为零件之间的几何关系时·配合包括零作和配合件设计期间使用的公差准则：当"配合定义为 种适应或成形的状态时.配合包括密封件及其配合件设计期间使用的公差准则。 当产品具有主次独立密封机构时.密封机构应单独地进行验证。除非设备使用时或设备用在密封

2）原文为3.5.1.7.似模

5.1.7.3试验介质

制造商可以选择用气密性试验代替某些或所有要求的压力设计确认试验。设计确认试验程序和验 收准则应满足5.4的要求

5.1.7.4压力循环试验

表3列出了模拟现场长期作业中出现的启动和关断压力循环应反复承受静水压（或气压，如适用 循环试验的设备。在这些静水压循环试验时，在达到规定的压力循环数之前.设备应交替地加压到满额 定工作压力.然后充分地泄压。每一个压力循环均不要求保压期。在静水压循环试验前后，应进行标准 静水压（或气压，如适用）试验（见5.4）

5.1.7.5载荷试验

程分析予以验证。设备在试 捡时.在满足其他任何性能要求的条件下（除非另有规定），应按表3的循环数加载到额定能力而不变 形。工程分析应采用符合形成文件的工业作法的技术和程序进行分析。 控压件的载荷试验见5.1.3.3.主构件的载荷试验见5.1.3.6

5.1.7.6温度循环试验

设计确认试验应在RWP或载荷条件下，在试验温度或超出额定T作温度类别范围之外的温度 进行。 表3列出了模拟现场长期作业中出现的启动和关闭应反复承受温度循环试验的设备。进行这些温 度循环试验时，设备应交替加热和冷却至按5.1.2.2确定的额定T.作温度类别的上限和下限。在温度循 环期间，设备应在温度极限施加额定.T.作压力，而无超出IS(）10423中验收准则的泄漏。作为试验的一 种替代方法，制造商应提供符合形成文件的T.业作法的其他客观证据.证实设备在温度上限和温度下限 时满足性能要求

5.1.7.7寿命周期或耐久性试验

寿命周期或耐久性试验（例如连接装置上装配拆卸试验和阀、节流阀和驱动器操作试验）自的是评 价所试验设备的长期磨损特性。该试验可在制造商规定的某一温度下进行，当对该产品和额定值适当 时可形成文件。表3列出了模拟现场长期作业应进行持久寿命周期或耐久性试验的设备。在这些寿 命周期或耐久性试验时.设备的T.作循环应按照制造商的性能规范[即按满扭矩装配或拆卸.在满额定 工作压力下开启和（或)关闭」。包含对扣器的连接装置，满载拆或卸应作为循环的一部分。表3列出了 零部件的寿命周期或耐久性试验的附加技术要求，见涵盖这些零部件的特定设备章节（第6章～第11 章）。该试验应包括辅助功能.例如连接器辅助解锁。如果能够证明在耐久性循环试验规定的条件下， 压力和（或）温度试验给构件或总成加载的方式类似，则在耐久性循环试验规定的总循环数中，可以累计 那些循环。例如.某一阀试验用的200次压力循环和3次温度循环，可以作为203个循环累计到耐久性 循环要求的600个总循环数中

表3最低设计确认试验要求

5.1.7.8产品系列的确认

品系列中的其他尺寸的产品： a）产品系列指设计原则、实际结构和功能操作相同，但尺寸不同的一组产品； b）产品几何尺寸参数应化，为了通过这一方法验证设计.针对产品系列的所有产品.与材料 力学性能有关的设计应力水平和偏差基于同一准则； 可以按照IS）10423的附录F.采用缩放比例验证某一产品系列的产品，

设计确认试验 的文件要求应与5.1.5中的设计文件要求相同，此外.文件应识别试验的实施人员和见证人员及试验的 时间和地点。

本部分规定的所有承压和控压件的材料性能、材料加工处理和材料成分要求应符合IS10423的 规定。在此引用中.水下井口装置和油管头应视为本体

5.2.3产品规范级别

本部分涵盖的设备所用的承压和控压材料.应符合IS0）10423的PSL2或PSL3/3G的要求。 有其他构件宜符合制造商的书面规范

5.2.4腐蚀考虑因素

2.4.1滞留流体所引起的

考虑井眼流体腐蚀时.应按照5.1.2.3选择材料

5.2.4.2海洋环境所引起的腐蚀

考虑海洋环境引起的腐蚀时，材料选择至少应考虑以下方面： 外部流体； 内部流体； 焊接性能； 隙间腐蚀： 不同金属间的影响： 阴极保护影响：

5.3.1承压或控压件

构件焊缝应视为非承压焊缝.并应符合IS(）10423或形成文件的构件焊接规范（例如AWSD1.1） 的规定。承载应力超过焊缝或母材屈服强度50%的焊缝位置和焊接提升耳板的焊缝，应识别为“关键 焊缝”,并应按 5.3. 1 的 PSI, 3 3G 处理

抗腐蚀堆焊应符合IS(）10423及下列要求： a）抗腐蚀和（或）表面硬化和其他材料表面性能控制时的堆焊焊接要求： b）焊接的质量要求符合5.3.3.2~5.3.3.5

环槽的堆焊应符合IS(）10423的相成要求及下列要求： a）IS(）10423抗腐蚀环槽堆焊要求： b）IS(）10423焊缝金属堆焊的质量要求（环槽、阀杆、阀孔密封机构和节流阀调节件） 主：通常环槽的堆焊预期只提供抗腐蚀

5.3.3.3阀杆、阀孔密封机构和节流阀调节件

阀杆、阀孔密封机构（VBSM)和节流阀调节件的堆焊应符合IS）10423的相应要求及下列要求 a）IS(）10423其他抗腐蚀堆焊层的堆焊要求； b）IS0）10423焊缝金属堆焊的质量要求（环槽、阀杆、阀孔密封机构和节流阀调节件）。 注：通常.阀杆、阀孔密封机构和节流 阀调节件的堆焊预期提供抗腐蚀和耐磨性

5.3.3.4承压件润湿面CRM堆焊

承压件润湿面堆焊应符合IS）10423的相应要求及下列要求： a IS(）10423其他抗腐蚀堆焊层的堆焊要求； b）IS(）10423焊缝金属抗腐蚀合金堆焊的质量要求（本体、盖、端部和出口连接）。 注：通常.承压件润湿面（CRM堆焊预期满足1S(）10423材料级别HH和（或）对海水和滞留流体耐腐蚀性高的要 求。这一类别不包括仅用于密封面的局部（RM堆焊

5.3.3.5密封面的其他抗腐蚀堆焊

《平板玻璃工厂设计规范 GB 50435-2016》承压和控压件密封面堆焊应符合IS0）10423的相应要求及下列要求： a IS(10423其他抗腐蚀堆焊层的堆焊要求； b 质量要求应由制造商规定.并至少应符合IS(）10423焊缝金属堆焊的要求（环槽、阀杆、阀孔密 封机构和节流阀调节件）。 注：通常.承压或控压件密封面局部（RM堆焊.预期提高关键密封界面的抗腐蚀性。这与满足材料级别要求的润 湿面的整体CRM堆焊是有区别的 制造商确定的要求应包括对堆焊层设计要求的考虑

部分所规定设备的质量控制要求应符合IS(）10

5.4.2产品规范级别

本部分所涵盖的承压和控压件质量控制和试验应符合ISO10423中所规定的PSL.2或PLS3的要 求。PSL3G的质量控制与PSIL.3相同.但压力试验应符合5.4.6。其他构件的要求应符合制造商的书 面规范。

构件焊接的质量控制和试验，应按非承压焊缝的规定，并应符合IS0）10423或形成文件的结构焊接 规范，例如AWSD1.1。关键焊缝”应视为控压焊缝，并应符合IS(）10423的PSL3，但不包括体积 NDE检测

提升耳板的指南见附录K。 此外.焊接连接的耳板和其他提升装置上的焊缝.应按照5.3.2和5.4.3中规定的焊缝要求。所有 耳板和提升装置焊缝应指定为"关键焊缝”。提升耳板也应至少按文件规定的单个耳板的安全工作载荷 SWL./耳板数量）的2.5倍进行验证载荷试验。在验证载荷试验之后，耳板应采用磁粉和（或）着色渗透 进行检测。在投人使用之前进行重大修理或修改之后.应重复进行验证载荷试验。耳板和其他提升装 置的基体金属和焊缝应满足PSL.3的要求

2019年一级建造师工程经济考试真题答案解析5.4.5PSL2和PSL3设备的试验