ICS 75.180.10 E 94
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 7442—2019
水下安全系统分析、设计、安装和测试
推荐做法
Recommended practice for analysis, design, installation and testing
of subsea safety system
2019-1104发布
202005-01实施
国家能源局 发布 SY/T 7442-2019
目 次
前言范围
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1.1 概述 1.2内容编排 1.3政府法规、制度及条例 2规范性引用文件 3术语、定义及缩略语
3.1 安全装置符号标记和标识 3.2术语和定义 3.3缩略语 4安全分析和系统设计简介 4.1目的和目标 4.2安全流程图 4.3安全系统的操作 5保护概念和安全分析 5.1简介 5.2 保护概念 5.3安全分析 5.4分析和设计程序总结附录A（规范性附录） 工艺设备分析附录B（规范性附录） 支持系统附录C（规范性附录） 测试和报告程序参考文献·
10
*10 .11 .· 16 17
-
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.45
50 SY/T7442-2019
前言
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。
本标准由海洋石油工程专业标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：中海油研究总院有限责任公司。 本标准主要起草人：洪毅、闫嘉钰、田佳。
I SY/T 7442-2019
水下安全系统分析、设计、安装和测试推荐做法
1范围 1.1概述
本标准为应用于水下的过程安全系统设计、安装、测试提供推荐做法。本标准内容包括水下安全系统的基本概念、系统保护方式及要求。
本标准中的“水下系统”包含从井口【含地面控制井下安全阀（SCSSV)】到登平台关断阀之前的所有工艺设备，既包括注气系统、注水系统和气举系统。也包括关断阀。此外“水下系统”还包括化学药剂注人系统，如图1所示。
ESS
DCS
CIU
PSHL BSDV
DCS节点或MCS
HPU
GLSDV GISDV WISDV
EPL
SH
生产管线
TUTA
水面
脐带缆
生产管汇增压分离压缩 HIPPS SSIV
注人管线
生产树
ALLIdY
飞线飞线飞线
跨接管
SUTA
飞线 Mudline
注人树 跨接管 注人管汇
Xscssv
XsCSSV
油藏
图1标准涵盖范围
本标准同APIRP14C的作用相似，APIRP14C为海上油气田上部生产设施的安全系统设计提供指导。本标准的部分章节参考了APIRP14C的安全系统方法和程序，阐述了如何利用系统分析方
1 SY/T 7442—2019
法确定工艺设备的安全保护要求。关键设备的分析需满足：无论何时在工艺系统中使用设备，所确定的安全保护要求都是适用的。然后整合单个工艺设备的安全要求来构成完整的水下安全系统。分析过程还包括记录和验证系统完整性的方法。本标准采用APIRP14C中对安全系统进行识别和标识的统一方法。
本标准中水下系统包括：一水下采油树（生产和注人）、过油气管道及SCSSV；
化学药剂注人管道： —管汇系统：
水下分离系统；水下增压系统；水下压缩系统：
—海管；
气举系统；一高完整性压力保护系统（HIPPS）：
-水下隔离阀：
一立管； —液压动力单元。 安全系统包含阀门和生产系统中的流体控制器件，还包括安装在生产系统上的传感器，这些传感
器用于检测异常工况，以便采取校正措施（手动或自动均可）。
本标准旨在设计满足IEC61511要求的水下安全系统；并对IEC61511中的要求进行了补充。 本标准提出了常用安全器件的测试程序，包括推荐的测试数据，测试频率，以及可接受的测试
误差。
本标准不涉及仪表逻辑电路，因为在满足安全功能的前提下，相应的仪表逻辑电路由设计者自行决定。当旋转设备接入水下安全系统时，本标准将其作为成套工艺设备。当旋转设备（如泵或压缩机）是由多个工艺设备安装而成的组合单元时，可使用本标准对每个设备进行安全分析。
1.2内容编排
本标准的内容编排如下：第2章：本标准的规范性引用文件列表。 第3章：本标准用到的术语、定义、缩略语和符号汇编，包括安全装置的推荐标准符号和缩略
语，以及工艺设备标识。
第4章：水下安全系统分析和设计的常规目标、功能要求和基本前提。 第5章：推荐安全分析技术的详细论述，包括安全保护对象的概念，以及逐步分析和建立水下安
全系统设计准则的步骤和程序。
附录A：生产过程通用工艺设备的安全性分析，包括特殊工艺设备的附加标准列表。 附录B：阐述水下设施常用的具有特定安全功能的支持系统。 附录C：介绍安全系统测试程序和测试数据报告编制方法，以便进行操作分析，以及满足系统监
管机构要求。
1.3政府法规。制度及条例
监管机构对水下生产设施的设计、安装和运行制定的一系列规章制度。 地方政府的相关规定。
2 SY/T 7442—2019
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
API6A/ISO10423井口和采油树设备规范（Specificationforwellheadandchristmastreeequip ment)
API6AV1海洋作业中的井口安全阀和水下安全阀校验规范（Specificationforvalidation of wellhead surface safety valves and underwater safety valves for offshore service)
API14A/ISO 10432井下安全阀规范（Specification for subsurface safety valve equipment） APIRP14B/ISO10417井下安全阀门系统的设计、安装、维修和操作标准（Design，
installation, operation, test, and redress of subsurface safety valve systems)
APIRP14C海上平台基本表面安全系统的分析、设计、安装和测试标准（Analysis，design， installation, and testing of safety systems for offshore production facilities)
APIRP14H平台基本表面安全系统和井下安全阀的安装、维护和维修标准（Recommended practice for installation, maintenance and repair of surface safety valves and underwater safety valves offshore)
APIRP14J海洋油气生产设施的设计和危险性分析（Recommendedpracticefordesignand hazards analysis for offshore production facilities)
API17D水下生产系统水下井口和采油树设备的设计操作指南（Designandoperationof subsea production systems—-Subsea wellhead and tree equipment)
APIRP17O水下高完整性压力保护系统（HIPPS）推荐做法[Standard forsubseahighintegrity pressure protection systems (HIPPs)]
APITR6AFAPI法兰组合荷载能力技术报告（Technicalreportoncapabilities ofAPIflanges under combinations of load)
IEC61511功能安全流程工业领域的安全仪表系统（Functional safety-Safety instrumented systems for the process industry sector)
3术语、定义及缩略语
下列定义适用于本文件。 3.1安全装置符号标记和标识
在描述安全系统时，对单个安全器件进行统一标识，缩写及符号标记的方法非常必要，可增强其唯一性，便于在报告和流程图中统一标注，便于识别出特定安全装置。功能设备的标识，使用符号标记、器件的标识以及标识的示例参考APIRP14C。 3.2术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.2.1
异常运行工况 abnormal operating condition 工艺设备的参数超出其正常运行范围的工况。
3 SY/T 7442—2019
3.2.2
温度异常 abnormal temperature 运行温度超出工艺设备允许的温度范围。
3.2.3
逆流backflow 工艺设备中流体的流向与正常流向相反。
3.2.4
屏障barrier 构成部分承压边界的组成要素，用于防止生产或注人流体非预期流动，特别是泄漏至外部环境注：更多细节参考APIRP17A。
3.2.5
油嘴choke 控制压力及流速的固定或可调器件。 注1：油嘴不是安全器件。 注2：在本标准中，为清晰表达，可使用图形表示油嘴。
3.2.6
可检测异常工况detectable abnormal condition 可自动检测到的异常运行工况。
3.2.7
紧急关断系统emergency shutdown（ESD）system 被触发后能启动设施关断的手动站系统。 注：紧急关断系统也能被火灾检测设备或其他安全装置自动触发。
3.2.8
故障关闭阀fail closed valve 失去动力介质后，自动切换至关闭位置的阀门。
3.2.9
故障开启阀fail open valve 失去动力介质后，自动切换至开启位置的阀门。
3.2.10
故障failure 器件或设备无法实现其设计功能或设计意图的不正常运行状态。
3.2.11
末端元件 final element 安全仪表系统中执行物理动作使系统达到安全状态的元件。
3.2.12
海管flowline 将井口物流输送到海上平台或陆地终端的管道。
3.2.13
止回阀 flow safety valve 系统中最大限度减少逆流的阀门。
3.2.14
管段 flowline segment 操作压力与同一海管其他部分不同的任意一段海管。
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3.2.15
全压设计fullyrated 系统设计压力大于或等于系统最高许用工作压力。
3.2.16
气体窜漏gasblowby 从工艺设备的液体出口排放出气体。
3.2.17
液位高highliquidlevel 工艺设备的液位超过其最高操作液位。
3.2.18
压力高highpressure 工艺设备的压力超过其最高操作压力，但低于最高许用工作压力（MAWP），对海管而言，指最
高许用操作压力。 3.2.19
温度高hightemperature 工艺设备的温度超过其设计操作温度。
3.2.20
本质安全设计 inherently safe design 避免危险而不是控制危险的影响，特别是减少使用危险材料及降低危险操作次数的设计。
3.2.21
互锁interlock 当满足某些特定条件时，阻止某种动作的功能。
3.2.22
内漏leak 工艺流程中由于设备（如阀门）密封失效产生的内部泄漏。
3.2.23
流体溢流liquidoverflow 工艺设备中的液体因过多从气体出口溢出。
3.2.24
逻辑运算器logic solver 安全系统中执行一个或多个逻辑运算功能的部件。
3.2.25
外漏 loss of containment 工艺设备中的流体泄漏到周围环境中，或者周围环境的流体进人到承压系统的工艺流程。
3.2.26
流速低lowflow 工艺设备中的流速低于其最低操作流速。
3.2.27
液位低low liquidlevel 工艺设备中的液位低于其最低操作液位。
3.2.28
压力低 low pressure 工艺设备中的压力低于其最低操作液压力。
力