钻钻 通通 设设 备备 规规 范范 ANSI/API Spec 16AANSI/API Spec 16A 第三版，第三版，20042004 年年 6 6 月月 生效日期：生效日期：20042004 年年 1212 月月 ISO 13533:2002ISO 13533:2002，（修改采用），（修改采用） 石油和天然气工业石油和天然气工业钻井和采油设备钻井和采油设备钻通设备钻通设备 API Spec 16A/ISO 13533 I 特别说明特别说明 API 出版物涉及的是一般性问题。对于具体情况，应研究当地的、州的和联邦的法律和法规。 API 不承担雇主、制造商和供应商对其雇员及其他人员关于健康、安全和防护等事项的告诫、培训 和装备的责任，也不承担他们对当地、州和联邦法律的责任。 针对具体的材料和情况，关于安全、健康和防护等事项的信息，应由雇主、制造商或供应商提供或 从材料安全数据表中获得。 任何 API 出版物所含的内容，都不能根据其含意或其它方式解释为被授权可以制造、销售或使用 受专利权保护的方法，设备和产品，也不能解释为担保任何人侵犯专利权而不承担法律责任。 通常，API 标准至少每五年进行一次复审和修订、确订或废止。有时，这个复审周期可作一次最多 两年的延长。作为一个现行的 API 标准，此出版物从出版之日起，有效期不超过五年，除非再版延长 其有效期。人们可从 API 标准部电话（202）6828000了解出版情况。API 出版物、纲要和服务目 录每年由 API 出版，每半年更新一次。可从以下地址获得： Global Engineering Documents, 15 Inverness Way East, M/S C303B, Englewood, CO 80112-5776. 本美国国家标准是按 API 标准化程序制定的，以保证在对其完善过程中适时的发布和共享，至直 它成为一个 API 标准。关于对本美国国家标准的解释的问题或其完善的过程意见问题和可直接见信给 上级部门总经理， 地址为： American Petroleum Institute， 1220L Street， N W， Washington， D C 20005。 关于在此提到所有或任何材料的部件的仿制成改造的允可要求也应致函商用业务经理。 API 标准的出版是为了便于推广已验证的、可靠的工程和操作方法。API 标准无意排除“应在何时 何地使用 API 标准” 而需要作出的正确工程判断， API 标准的制定和出版也无意禁止任何人使用任何其 它作法。 任何使用 API 标准规定的标记要求标记设备或材料的制造商，有责任遵守本美国国家标准的全部 相应条款。美国石油学会不代表、不保证和不担保这些产品是否符合相应的 API 标准。 API Spec 16A/ISO 13533 II 目 次 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 4 4 缩略语 . 10 5 设计要求 . 11 5.1 尺寸规定 . 11 5.2 工作条件 . 11 5.3 设备规格的设计要求 . 12 5.4 设计方法 . 25 5.5 设计验证试验 . 26 5.6 文件 . 27 5.7 BOP和液压连接器工作性能试验 27 5.8 非金属密封材料及 模压密封总成的设计温度验证 . 30 5.9 操作手册要求 . 31 6 材料要求 . 31 6.1 总则 . 31 6.2 书面规范 . 32 6.3 承压件 . 32 7 焊接要求 . 37 7.1 总则 . 37 7.2 焊缝设计及结构 . 37 7.3 焊接控制 . 41 7.4 焊接工艺及性能鉴定 . 41 7.5 其它要求 . 42 8 质量控制要求 . 44 8.1 总则 . 44 8.2 测量和试验设备 . 44 8.3 质量控制人员资格鉴定 45 8.4 设备及零件的质量控制要求 . 45 8.5 特殊设备及零件的质量控制要求 . 45 8.6 质量控制记录要求 . 53 9 标记要求 . 55 9.1 总则 . 55 9.2 识别标记类型 . 55 9.3 设备的特殊编码要求 . 55 9.4 产品代码（PDC） 58 10 贮存与运输 59 10.1 30 天以上的贮存 59 10.2 运输 60 附录A（规范性附录）热处理设备的鉴定 61 附录B（规范性附录）修理和修复的要求 63 API Spec 16A/ISO 13533 III 附录C（资料性附录）操作性能试验程序 66 附录D（资料性附录）验证设计温度的试验程序 72 附录E（资料性附录）采购指南 75 附录F（资料性附录）失效报告 76 附录G（资料性附录）美国惯用单位与国际单位制（公制）的换算 77 附录H（资料性附录）文中适用的国家/区域标准 . 81 参考文献 . 82 API Spec 16A/ISO 13533 1 石油和天然气工业 钻井和采油设备 钻通设备 1 范围 本美国国家标准规定了用于油气井的钻通设备的性能、设计、材料、试验和检验、焊接、标记、 搬运、贮存和运输的要求。同时对本美国国家标准提到的设备的工作条件，如压力、温度和井内流体 等也进行了规定。 本美国国家标准适用于以下设备： a) 闸板防喷器； b) 闸板、闸板胶芯和顶部密封件； c) 环形防喷器； d) 环形防喷器密封胶芯； e) 液压连接器； f) 钻井四通； g) 转换接头； h) 单件连接； i) 卡箍。 尺寸互换性仅限于端部和出口连接。 本美国国家标准提到的典型设备如图 1 和图 2 所示；关于失效报告的建议参见附录 F。 本美国国家标准不适用于钻通设备的现场使用和现场试验。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本美国国家标准的引用而成为本美国国家标准的条款。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美国国家标准，然而，鼓励 根据本美国国家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美国国家标准。IEC 和 ISO 成员主张使用包括现行有效的国际标准。 ISO 2859-1:1989 计数抽样检验程序 第 1 部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划 ISO 6506-1 金属布氏硬度试验 第 1 部分：试验方法 ISO 6507-1 金属维氏硬度试验 第 1 部分：试验方法 ISO 6508-1 金属洛氏硬度试验 第 1 部分：试验方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T 标尺） ISO 6892 金属材料 室温拉伸试验方法 ISO 10423:2001 石油和天然气工业 钻井和采油设备 井口装置和采油树 ISO 11961:1996 石油和天然气工业用钻杆 ISO 13665 承压用无缝钢管和焊接钢管 管体表面缺陷的磁粉探伤方法 API Bull 6AF 复合负载下的 API 法兰性能 ASME 锅炉及压力容器规范 第 卷 第 5 章 材料和制造用超声检验方法 ASME 锅炉及压力容器规范 第 卷 第 1 册 附录 4：用射线照相法测定焊缝中圆形指示的圆 形指示图的验收标准 ASME 锅炉及压力容器规范 第 卷 第 2 册 压力容器建造另一规则 附录 4： 以应力分析方法 为基础的设计 API Spec 16A/ISO 13533 2 91011 1 2 3 4 5 6 7 8 1ISO 10423 密封垫环； 7井口装置； 2环形防喷器； 8 套管； 3卡箍； 9 端部和出口连接； 4闸板防喷器； 10ISO 13533 钻通设备； 5钻井四通； 11ISO 10423 井口装置设备。 6ISO 10423 阀； 图1 典型的地面钻通设备 API Spec 16A/ISO 13533 3 111210 7 6 5 9 8 4 3 2 1 1隔水管连接器； 5转换接头； 9井口装置； 2柔性/球型接头； 6闸板防喷器； 10隔水管设备； 3环形防喷器； 7ISO 10423 阀； 11ISO 13533 钻通设备； 4液压连接器； 8液压连接器； 12ISO 10423 井口装置设备。 图2 典型的水下钻通设备 API Spec 16A/ISO 13533 4 ASME 锅炉及压力容器规范 第卷 第 2 册 压力容器建造另一规则 附录 6：实验应力分析 ASME 锅炉及压力容器规范 第卷 第 、 、 章 ASTM A 193:1999 高温用合金钢和不锈钢栓接材料规范 ASTM A 320:1999 低温用合金钢栓接材料规范 ASTM A 370:1997 钢制品力学性能试验方法与定义 ASTM A 453:1999 膨胀系数与奥氏体钢相近、屈服强度为 345 MPa 至 827 MPa (50 ksi 至 120 ksi) 的高温用栓接材料规范 ASTM D 395:1998 橡胶压缩变形性能的标准试验方法 ASTM D 412:1998 硫化橡胶和热塑性弹性体拉伸性能的试验方法 ASTM D 471:1998 液体对橡胶性能影响的标准试验方法 ASTM D 1414:1994 O 型橡胶圈的标准试验方法 ASTM D 1415:1994 橡胶性能 国际硬度的标准试验方法 ASTM D 1418:1999 橡胶及橡胶乳液命名的标准作法 ASTM D 2240:1997 橡胶性能 硬度计硬度的标准试验方法 ASTM E 94:1993 射线照相检验的标准指南 ASTM E 140:1999 金属硬度换算表 ASTM E 165:1995 液体渗透检验的标准试验方法 ASTM E 569:1997 模拟受控环境下对构件的声发射监测的标准作法 ASTM E 747:1997 射线照相用线型像质指示器的设计、制造和材料分类的标准作法 ASNT-SNT-TC-1A:1992 无损检测人员的资格鉴定 NACE MR 0175:2003 油田设备用抗硫化物应力腐蚀开裂的金属材料 SAE AMS-H-6875 A:1998 钢材原料的热处理 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本美国国家标准。 3.1 验收准则 acceptance criteria 对材料、产品或服务性能确定的限制条件。 3.2 转换接头 adapter 具有不同公称尺寸和(或)额定压力的端部连接装置的承压部件。 3.3 环形防喷器 annular blowout preventer 用成型的橡胶密封元件来密封管柱与井口之间的环形空间或整个井筒的防喷器。 3.4 盲板连接 blind connection 不带中心孔的端部或出口连接，用来完全封堵一个连接。 3.5 全封-剪切闸板 blind-shear ram 闸板防喷器的关闭和密封部件。它在剪断井筒中的管柱后密封井筒，或者在井筒中没有管柱时， 起全封闸板的作用。 3.6 全封闸板 blind ram 闸板防喷器中用来密封整个井筒的关闭和密封部件。 API Spec 16A/ISO 13533 5 3.7 防喷器 BOP 在钻井、完井、测井或修井作业中，安装在井口装置上，用来承受套管和油管间环形空间或空井 压力的设备或阀。 3.8 本体 body 端部连接之间带或不带内部零件，并承受井内压力的装置的任何部分。 3.9 螺栓 bolt 用来连接端部或出口端连接的螺纹紧固件。 3.10 校准 calibration 与一个已知准确度的标准进行的比较和调整