ICS 75.180.10 E 94 备案号：53477—2016
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 7061-2016
水下高完整性压力保护系统 （HIPPS)
推荐作法
Recommended practice for subsea high integrity
pressure protection system (HIPPS)
2016—06—01实施
2016-01-07发布
国家能源局 发布 SY/T7061—2016
目 次
前言
范围规范性引用文件
1
2
3术语、定义和缩略语 3.1术语和定义 3.2 缩略语和符号系统考虑因素
-
4
.
4. 1 概述 4.2 产出物特性 4.3 出油（气）管线断裂考虑因素 4.4 过程危害和风险分析 4. 5 SIL等级的选择和确定 4. 6 安全要求规格书（SRS）设计 5. 1 设计基础要求 5. 2 失效模式· 5. 3 温度 5. 4 压力· 5. 5 控制系统 5. 6 材料等级· 5.7 外部静水压力 5. 8 运输和安装条件 5.9 设备设计 5.10 控制系统材料
5
12 12 13 13 13 15 15 15
18
6
6.1 HIPPS系统终端元件设备 6.2 HIPPS控制系统及安装在终端元件上的控制装置 6.3 焊接· 6.4 外涂装 7 质量控制- 7. 1 概述· 7. 2 HIPPS系统关断装置 PSL 7. 3 结构部件 7. 4 吊装设备· 7. 5 阴极保护
18 20 20 21
21
21 21 23 23 23 SY/T7061—2016
7.6 储存和运输 8 设备标识 8.1 概述· 8. 2 吊耳与吊点验证
23 23 23 23 24 24 24 25 25 25 26 26 27 27 27 28 29 31
9
9. 1 概述 9. 2 HIPPS系统关断装置（隔离阀）与执行器的验证 9.3 监测/泄放阀、旁通阀、注人阀的验证 9. 4 DCV的验证 9. 5 传感器、逻辑运算器和控制系统装置的验证 9.6 HIPPS系统终端元件的验证 9.7 HIPPS系统终端元件的SIL估值 10 安装与调试
10.1 概述 10.2 计划 10.3 安装 10.4 调试参考文献
Ⅱ SY/T7061—2016
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。
本标准等同采用APIRP17O：2009Recommended practice for subsea high integrity pressure protection systems（HIPPS）（第1版）。
为便于使用，本标准做了下列编辑性修改：
删除APIRP17O：2009的特别声明和API前言；删除APIRP17O：2009的订购表和通信地址页；用“本标准”代替“本推荐作法”。
为便于使用者查阅，本标准章节的编排与原文保持一致，未作改动。 在海洋石油、天然气开发工程设计、建造和使用中涉及原标准所在国政府和其他主管当局的法
令、法规和规定时，应按中华人民共和国政府或政府主管部门颁布的相应法令、法规和规定执行。
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。 本标准起草人员：郭宏、闫嘉钰、郑利军、许文虎、王珏、李博。
II SY/T7061—2016
水下高完整性压力保护系统（HIPPS）推荐作法
1范围
本标准介绍了高完整性压力保护系统（HIPPS）水下应用的使用要求。API14C，IEC61508，以及IEC61511规定了陆上、上部设施和水下安全仪表系统（SIS）的要求，适用于HIPPS系统。 HIPPS系统设计用来自动对下游设施和超压源进行隔离。本标准综合了相关要求以解决水下生产的特定需求，这些要求包括HIPPS系统压力传感器、逻辑运算器、关断阀以及包括测试、通信、监控子系统在内的辅助装置。
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。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
APISpec6A/ISO10423井口和采油树设备规范（Specification forwellheadand christmastree equipment)
APIRP6HT热处理及大断面和关键部件测试（Heal treatmentandtesting of largecross section and critical section components)
APIRP17A/ISO13628-1水下生产系统的设计与操作一般要求和推荐做法（Dcsignand opcration of subsca production systems-General requirements and recommendations)
APIRP17C/ISO13628-3过出油管（TFL）系统推荐做法［RecommendedpracticeonTFL (through flowline) systems)
APISpec17D/ISO13628-4水下井口装置和采油树设备（Subseawellheadandchristmastree equipment)
APISpec17F/ISO13628-6水下生产控制系统（Specificationforsubsea productioncontrol systems)
APIRP17H/ISO13628－8水下生产系统的水下机器人（ROV）接口推荐做法 [Recommended practice for remotely operated vehicle (ROV) interfaces on subsea production sys- tems]
注：ISO13628-13出版后将替代ISO13628-8。ISO13628-13出版并生效后，本标准中对13628-8的引用应
由ISO13628-13代替。 ANSI/ASMEB31.3工艺管道（Processpiping) ANSI/ASMEB31.8天然气运输和分配管道系统（Gas transmission and distribution piping
systems)
AWSD1.1结构焊接规范钢铁（Structuralweldingcode一Steel） IEC61508－1～4电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全（Functionalsafetyof
electrical/electronic/programmable electronic safety - related systems)
IEC61511－1过程工业用功能能安全仪表系统（Functionalsafety一Safetyinstrumented systems for theprocess industry sector)
1 SY/T7061—2016
ANSI/SAEJ343SAE100R系列也压软管及软管总成测试及测试程序（Testandtest procedures for SAE 100R series hydraulic hose and hose assemblies)
ANSI/SAEJ517液压软管（Hydraulichose） SAEAS4059航空航天流体动力液压油清洁度分级（Aerospacefluidpower一Cleanliness
classification for hydraulic fluids)
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1
等效压力源 原alternative pressure source 阀门密封测试时使用的注人流体，在HIPPS系统额定水深条件下，其压力不超过额定工作压力
(RWP)。
注：注人流体指能引人系统的任何流体。可用于测试，也可用于冲洗或防止产生水合物。 3. 1. 2
调试commissioning 首次运行前对设备和设施功能的确认。
3.1.3
危险故障dangerousfailure 可能使与安全相关的系统处丁危险或失效状态的故障。
3.1.4
终端元件finalelement SIS系统中实施必须的物理动作以实现安全状态的元件。
3.1.5
加强区域 #fortified section 压力等级在关井压力（SIP）（高）和最大允许工作压力（MAWP）（低）之间的管道和设备。
3.1.6
硬件容错hardware fault tolerance （HFT) 出现故障或错误时，功能单元能继续执行所要求功能的能力。 注：在确定HFT时，无需考虑可控制故障影响的其他措施，如诊断等。当某一故障直接导致产生一个或多个后
续故障时，这些故障视为一个单一故障。
3.1.7
高完整性压力保护系统highintegritypressureprotection system（HIPPS）机械和电/液SIS系统，用于保护资产免受高压破环。
3.1.8
最大允许操作压力 maximum allowable operating pressure (MAOP) 稳态条件下系统操作不允许超过的最大压力。
3.1.9
最大操作压力 maximum operating pressure 预测的最大压力，包括正常操作的偏差，如启动/关断、过程变化、控制要求和扰动。
3.1.10
操作压力 operating pressure
2 SY/T7061—2016
稳态条件下运行时设备中的压力，其受到操作参数正常变化的影响。 3.1.11
超压源overpressuresource 产生压力累积，并超过下游设施RWP的单个或多个源的组合。 注：包括油藏、承压或增压设备（如泵/压缩机）管汇或其他流体注人源。
3.1.12
管道pipeline 为输送石油、天然气、硫化物（sulfur）和生产水而安装的管线、立管及配件。
3.1.13
过程风险processhazard 可能导致生命损失、人身伤害、污染或对生产资产造成损坏的过程干扰，如超压和后续的工艺设
备破裂或故障。 3.1.14
额定工作压力ratedworkingpressure（RWP) 设计的设备可承受或控制的最大内压。
3.1.15
可靠性reliability 与安全相关的特定设备在预期时间内保持运行的可能性
3.1.16
风险分析risk analysis 确定事件（如超压）的频率和安全措施（如HIPPS）的能力，以降低事件频率或减轻事件后果，
使其能被接受。 3.1.17
安全故障safefailure 不会使与安全相关的系统处于危险或失效状态的故障。
3.1.18
安全失效比safefailurefraction（SFF）子系统安全故障率和检测到的危险故障率之和的平均值，与组件总平均故障率的比值，如IEC
61508第2部分定义。 3.1.19
安全仪表功能safetyinstrumentedfunction（SIF）具有特定（实现功能安全必需的）安全完整性等级（SIL）的安全功能，既可以是安全仪表保护
功能，也可以是安全仪表控制功能。 3.1.20
安全完整性等级safetyinstrumented function（SIL）离散等级（分四级），用于指定分配给SIS系统的SIF的安全完整性要求。SIL4是最高等级，
SIL1是最低等级。 3.1.21
关井压力shut-inpressure（SIP）高压源被突然隔断时，为保护压力等级分隔点（specbreak）下游低压设备，HIPPS系统应承受
的全部内压。 3.1.22
压力等级分隔点 specification (spec)break
3 SY/T7061-2016
设备压力等级从一个额定工作压力等级向下游较低的额定工作压力等级变化（或反之亦然》 的点。
注：这些位置由许用设计压力较低设备的正常操作条件确定。 3.1.23
水下回接subsea tieback 采用水下采油树在海底通过单井或多井组成的一种海上油气田开发系统。这些井通过出油管道和
脐带缆（电气和液压信号通道）连接，回接到其他地区的生产设施。 3.1.24
系统集成测试 system integration test (SIT) 设备海上安装前，在陆地上完成的一套流程，以验证所有水下设备和相关安装工具接口之间的适
配、连接和功能。 3.1.25
系统故障systematic failure 以确定方式同某种原因相关的故障，其只能通过设计或制造工艺、操作程序、文件或其他相关因
素的变更进行消除。 3.2缩略语和符号
下列缩略语和符号适用于本文件。 Adu：危险的、无法检测到的故障（DangcrousUndetectableFailures） AroT：总失效率（TotalFailureRate) BSDV：登平台关断阀（BoardingShutdownValve） DCS：分布式控制系统（DistributedControlSystem） DCV：换向阀（DirectionalControlValve） EPU：电力单元（ElectrialPowerUnit） ESD：紧急关断（EmergencyShutdown） FAT：工厂接收试验（FactoryAcceptanceTest) FIV：出油（气）管线隔离阀（FlowlineIsolationValve） FMECA：失效模式影响及关键性分析（FailureModeEffectsandCriticalityAnalysis） GOR：气油比（Gas-Oil-Ratio) HFT：硬件容错（HardwareFaultTolerance) HIPPS：高完整性压力保护系统（HighIntegrityPressureProtectionSystem) HPU：液压动力单元（HydraulicPowerUnit） HSCM：HIPPS水下控制模块（HIPPSSubseaContronModule) LOPA：保护层分析（Layerof ProtectionAnalysis) MAOP：最大允许操作压力（MaximumAllowableOperatingPressure) MAWP：最大允许工作压力（MaximumAllowableWorkingPressure) MCS：主控站（(MasterControl Station) MOC：变更管理（ManagerofChange） MTBF：平均故障间隔期（MeanTimeBetweenFailure) MTTF：平均无故障时间（MeanTimeToFailure） NDE：正常失电（NormallyDe-Energized） NE：正常得电（NormallyEnergized） PCS：生产控制系统（ProgrammableControlSystem）
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