ICS 75.180.10 E 92 备案号：65471—2018
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T74212018
石油天然气钻采设备
钻井和修井用管柱自动化处理系统
Petroleum drilling and production equipment-
Automatic pipe handling system of drilling and workover rig
2018-10-29发布
2019一03-01实施
国家能源局 发布 SY/T74212018
目 次
前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义
型式及型号表示方法 4.1 产品型式 4.2 型号表示方法基本参数
4
中
5
6 配置及功能要求 6.1配置要求 6.2功能要求技术要求
7
7.1 总则 7.2 HSE要求 7.3 气控系统要求 7.4 液压系统要求 7.5 电控系统要求 7.6 防腐要求 8 试验和检验 8.1 总则 8.2 出厂试验 8.3 型式试验文件
5
6
C
6
9
8
10标志、包装、运输与贮存· 10.1 标志 10.2 包装 10.3 运输 10.4贮存附录A（资料性附录）管柱自动化处理系统基本配置
S
0O 8
.
10 SY/T74212018
前言
本标准按照GB/T1.1一2009《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。 本标准由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会（SAC/TC96）提出并归口。 本标准起草单位：宝鸡石油机械有限责任公司、四川宏华石油设备有限公司、中国石油物资有限
公司、山东科瑞石油装备有限公司、中石化石油工程机械有限公司第四机械厂、川庆钻探工程公司、 兰州兰石集团有限公司、南阳二机石油装备集团股份有限公司。
本标准主要起草人：高明、王定亚、韩忍之、严小妮、邢广亮、陈崇、祝贺、丁矿、许益民、 高迅，沈凡儿李、王元思，刘辉，康长锋。
II SY/T7421-2018
石油天然气钻采设备
钻并和修并用管柱自动化处理系统
1范围
本标准规定了钻井和修井用管柱自动化处理系统的术语和定义、型式及型号表示方法、基本参数、配置及功能要求、技术要求、试验和检验、文件，以及标志、包装、运输及贮存等要求。
本标准适用于陆地钻机和修井机用管柱自动化处理系统的设计、制造和验收。
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。
GB146.1标准轨距铁路机车车辆限界 GB/T3766液压传动系统及其元件的通用规则和安全要求 GB3836.1爆炸性环境第1部分：设备通用要求 GB3836.2 爆炸性环境第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备 GB3836.3爆炸性环境第3部分：由增安型e”保护的设备 GB/T3836.5 爆炸性环境第5部分：由正压外壳型“p”保护的设备 GB/T4208 外壳防护等级（IP代码） GB/T7932 气动对系统及其元件的一般规则和安全要求 GB/T 8423.5 石油天然气工业术语第5部分：设备与材料 GB/T13306 标牌 GB/T13384 机电产品包装通用技术条件 GB/T15622 液压缸试验方法 SY/T5049 钻井和修井卡瓦 SY/T 6228 油气井钻井及修井作业职业安全的推荐作法 SY/T 6680 石油钻机和修井机出厂验收规范 SY/T 6919 石油钻机和修井机涂装规范 SY/T7332 钻井和修井吊卡 SY/T10041 石油设施电气设备安装一级一类和二类区域划分的推荐作法 ISO4406 液压传动油液固体颗粒污染等级代号
3术语和定义
GB/T8423.5界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
管柱自动化处理系统 E automatic pipe handling system
I SY/T7421-2018
由多个自动化设备在钻井或修井作业中协同完成钻杆、油管、钻链或套管等管柱输送、连接和排放作业的自动化系统，简称“管柱处理系统” 3.2
管柱输送系统pipetransfer system 由多个设备组成、能够在地面排管区与钻台面间相互输送管柱并完成管柱地面排放作业的一种自
动化系统，为管柱自动化处理系统的子系统。 3.3
建立根系统stand building system 由多个设备组成的一种自动化系统，能够将多个单根管柱连接为立根或将立根拆卸为单根，为管
柱自动化处理系统的子系统。 3.4
立根排放系统stand racking system 由多个设备协同完成立根在井口（或鼠洞）与二层台之间移运、排放作业的一种自动化系统，为
管柱自动化处理系统的子系统。 3.5
动力指梁二层台power finger rackingboard 指梁具有自动限位机构的二层台，可配合立根排放系统实现立根自动化存放作业。
3.6
动力泥浆盒power mud bucket 具有动力机构。可在起钻卸扣作业时回收喷溅泥浆的自动化设备。
4型式及型号表示方法 4.1产品型式 4.1.1按单根或立根的排放方式可分为：
a）悬持式，即通过悬吊立根的方式进行立根排放作业： b）推扶式，即通过推拉立根上端及下端的方式进行立根排放作业： c）复合式，即针对不同规格的立根，采用悬吊及推拉立根的方式进行立根排放作业： d）抓举式，即利用管柱输送系统将单根或立根由地面水平状态移运至井口直立状态，或由井口
直立状态移运至地面水平状态。
4.1.2按所处理最长管柱的结构形式可分为：
a）单根。即所处理的管柱为一个单根 b）双根立柱，即所处理的最长管柱由两单根组成 c）三单根立柱，即所处理的最长管柱由三单根组成： d）四单根立柱，即所处理的最长管柱由四单根组成。
4.2型号表示方法
管柱自动化处理系统的型号表示方法如图1所示。
5基本参数
管柱自动化处理系统的总体参数宜符合表1规定。
2 SY/T 7421—2018
GC
单根/立根排放方式：X一悬持式
T-一推扶式 F一复合式 Z一抓举式
最长管柱的结构形式：1一单根
2一双根立柱 3一三单根立柱 4一四单根立柱
管柱最大重量：表示管柱处理系统所处理立根或单根的最大
重量，单位为千牛（kN）
适应最大管径：表示管柱处理系统所处理管柱的最大直径
单位为毫米（mm），圆整至整数
管柱处理系统代号：GC一管柱自动化处理系统
图1 管柱自动化处理系统型号表示方法
示例1 适应最大管柱直径为中508mm，处理立根的最大重量为100kN，适应三单根立柱，立根排放方式为悬持式的管
柱自动化处理系统型号表示为：GC508/100-3X。
示例2：适应最大管柱直径为114mm：处理立根的最大重量为12kN适应双根立柱、立根排放方式为复合式的管柱自
动化处理系统型号表示为：GC114/12-2F。
示例3：适应最大管柱直径为Φ340mm、处理单根的最大重量为30kN仅处理单根管柱、单根排放方式为抓举式的管柱
自动化处理系统型号表示为：GC340/30-1Z
表1管柱自动化处理系统总体参数
1 60~89 2/g~3//2 2/元／～4/2 60元~89
IV
产品级别
I 60～~114
V
Ⅱ
mm in mm in mm in mm in
适应油管管径范围
一
73—114
73~127 27/s~5 127178 5~7 127340 127340 127~508
73~140 27/gs~ 5'/2 27/g~ 65/s 152~203 152~ 248 6~8
73 ~ 168
适应钻杆管径范围
23/起～3'/2 27/g~4/2
适应钻链管径范围
6~ 93/4
适应套管管径范围处理单根管柱最大长度，m 处理单根管柱的最大载荷能力，kN >4
5~133/s
5 ~ 20
5~13/s
8,10,12,-13.7,14.7
≥6 ≥ 12
≥20 ≥35 100,125 100,125,140140,160，200
≥25 ≥> 65
≥35 ≥100
>8
处理立根的最大载荷能力，kN
20,50.75
最大卸扣扭矩，kN-m 11级、Ⅱ级一般用于修井作业，处理钻链或套管范围按买方要求。 对于套管，管柱处理系统仅做输送或上卸扣作业，不进行建立根和二层台排放作业。 。管柱处理系统只处理单根时无此项参数。I级、Ⅱ级、Ⅲ级处理立根的最大载荷能力按双根立柱的重量确定， IV级、V级处理立根的最大载荷能力按三单根立柱的重量确定。所处理立根结构组成不同时此参数应予以增减。
3 SY/T7421—2018
6配置及功能要求 6.1配置要求 6.1.1管柱自动化处理系统通常由管柱输送系统、建立根系统、立根排放系统、控制系统、辅助设备等部分组成（参见附录A）具有6.2所述的功能。 6.1.2管柱输送系统主要包括动力猫道或机械手等管柱输送设备及必需的控制单元，可按需配置管柱缓冲装置、钻杆盒、地面管柱排放设备等。 6.1.3建立根系统主要包括铁钻工，动力吊卡及必需的控制单元，可按需配置动力鼠洞、动力卡瓦等设备。 6.1.4立根排放系统主要包括二层台机械手、动力指梁二层台及必需的控制单元，可按需配置钻台面辅助设备等。 6.1.5控制系统为实现各组成部分之间控制所需的气控、液压或电控制系统，主要包括液压站、液压控制元件、气控元件、控制台、通信系统、控制柜等，可按需配置监视系统。 6.1.6辅助设备主要包括动力泥浆盒、刮泥器等管柱处理过程中的辅助装置，可按需配置。 6.2功能要求 6.2.1管柱处理系统用于实现管柱（包括钻杆、油管、钻链或套管等钻修井管柱）的自动化输送、连接和排放作业，与钻机或修井机其他系统配合可完成钻并或修并过程中接立根单根，起下钻等作业。 6.2.2管柱输送系统用于实现管柱在地面排管区与钻台面间的自动化输送作业，以及在地面排管区的自动化处理作业。 6.2.3建立根系统用于完成多个单根管柱连接为立根或将立根拆卸为单根的作业。 6.2.4立根排放系统用于完成钻杆（油管）和（或）钻立根在井口（或鼠洞）、二层台指梁之间的自动化移运和排放作业。 6.2.5控制系统用于实现各子系统之间的控制及监视。根据需要可实现各设备间的安全互锁。 6.2.6辅助设备用于完成卸扣作业时泥浆防喷、刮泥等管柱处理相关的辅助作业。
7技术要求 7.1总则 7.1.1管柱处理系统应满足钻井或修井作业工艺流程的要求，能够安全地完成所处理范围内全部管柱的输送、连接和排放作业。 7.1.2管柱处理系统应满足设计环境温度的要求。除非特殊说明，管柱处理系统适应环境温度为 -20℃~50℃。 7.1.3原材料、外购件、标准件应符合相关国家标准、行业标准的规定，并应有质量合格证明书。影响安全及整机主要性能的特殊产品和零部件应提供相关的国家或行业认证证书。 7.1.4高空设备应考虑风载等环境附加载荷的影响。钻机或修井机采用绷绳轻便井架时，高空设备最大工作风速应不低于12.7m/s，配套钻修机采用无绷绳轻便井架或塔形井架时，高空设备最大工作风速应不低于16.5m/s。 7.1.5系统及组成设备应符合相关国家标准、行业标准的规定，其中：
a）动力吊卡的设计制造应符合SY/T7332的要求： b）动力卡瓦的设计制造应符合SY/T5049的要求。
7.1.6设备应在显著位置标志其产品的主要性能参数，如额定载荷、扭矩、功率、速度等。 7.1.7产品质量应有可追溯性。 4