
指导性文件
GD25-2020
中国船级社
钻井补偿系统指南
2020
生效日期:2020 年 12 月 1 日
北京
目 录
第 1 章 通则 .................................................................................................................................. 1
第 1 节 一般规定 ........................................................................................................... 1
第 2 节 定义和缩写 ....................................................................................................... 2
第 3 节 接受标准 ........................................................................................................... 3
第 2 章 审图和检验....................................................................................................................... 7
第 1 节 一般规定 ........................................................................................................... 7
第 2 节 设计审查 ........................................................................................................... 7
第 3 节 产品检验 ......................................................................................................... 14
第 4 节 建造厂检验 ..................................................................................................... 22
第 3 章 钻井补偿系统和设备..................................................................................................... 24
第 1 节 一般规定 ......................................................................................................... 24
第 2 节 设计原则 ......................................................................................................... 24
第 3 节 设计载荷条件 ................................................................................................. 26
第 4 节 张紧系统 ......................................................................................................... 28
第 5 节 钻柱补偿系统 ................................................................................................. 29
第 6 节 结构 ................................................................................................................. 32
第 7 节 液压、气压及控制系统 ................................................................................. 32
第 8 节 承压设备 ......................................................................................................... 34
第 9 节 橇装设备 ......................................................................................................... 35
第 1 章 通则
第 1 节 一般规定
1.1.1 一般要求
本指南适用于安装在海上移动平台(包括钻井船)和海上浮动设施上的钻井补偿系统的
设计、制造和检验。下文中将移动平台(包括钻井船)和海上浮动设施统称为平台。
1.1.2 范围
1.1.2.1 本指南涉及钻井补偿系统及设备的构造安全,不涉及钻井补偿系统的操作。
1.1.2.2 本指南涉及的系统和设备包括:
(1)天车式钻柱补偿系统;
(2)游车式钻柱补偿系统;
(3)绞车式钻柱补偿系统
(4)死绳/快绳式钻柱补偿系统;
(5)隔水管张紧系统;
(6)导向绳张紧系统;
(7)导管/防喷器张紧系统;
(8)上述系统的压缩空气系统、液压动力及控制系统。
1.1.3 系统的组成和分类
1.1.3.1 钻井补偿系统包括钻柱补偿系统和张紧系统。
1.1.3.2 按照安装位置,钻柱补偿系统类型分为天车式钻柱补偿系统、游车式钻柱补偿
系统、绞车式钻柱补偿系统和死绳/快绳式偿系统;按照补偿原理,钻柱补偿系统分为主动
补偿系统、被动补偿系统和主被动复合式补偿系统(即半主动补偿系统)。
1.1.3.3 张紧系统(或称张力系统)一般包括隔水管张紧系统、导向绳张紧系统、和导
管/防喷器张紧系统。
1.1.3.4 常用的隔水管张紧系统类型为钢丝绳滑轮式张紧系统和液压缸直接作用张紧系
统。
1
第 2 节 定义和缩写
1.2.1 定义
1.2.1.1 除另有规定外,本指南采用定义如下:
(1)钻井补偿系统:系指钻柱补偿系统和张紧系统的统称。
(2)气-液式钻井补偿系统:系指通过气液系统的作用实现钻井补偿功能的系统,包括
常规的天车式钻柱补偿系统、游车式钻柱补偿系统、死绳/快绳式升沉补偿系统、钢丝绳滑
轮式隔水管张紧系统、液压缸直接作用隔水管张紧系统、导管/防喷器张紧系统、导向绳张
紧系统和水下防喷器控制盒导向绳张紧系统等。
(3)钻柱补偿系统:系指用于减轻平台升沉运动对钻柱运动和受力状态影响的系统,
主要包括气液式钻柱补偿系统和绞车式钻柱补偿系统。
(4)张紧系统:系指为其所服务的设备提供张紧力的系统,主要包括隔水管张紧系统、
导向绳张紧系统、水下防喷器控制盒导向绳张紧系统和导管/防喷器张紧系统。
(5)关键载荷路径:系指钻井补偿系统及设备中承受、传递主要载荷的路径。
1.2.2 缩写
除另有规定外,本指南采用的缩写如下:
Active Heave Compensator
Semi-Active Heave Compensator
主动补偿器/装置
半主动升沉补偿装置
AISC American Institute of Steel Construction inc 美国钢结构协会
American National Standards Institute
American Petroleum Institute
American Society of Mechanical Engineers
Boilers and Pressure Vessels Code
美国国家标准学会
美国石油学会
美国机械工程师协会
锅炉及压力容器规范
CCS China Classification of Society 中国船级社
Direct Acting Tensioner
Deutsches Institut für Normung e.V.
Drill String Compensator
液压缸直接作用张紧器
德国标准化学会
钻柱补偿器/装置
AHC
SAHC
ANSI
API
ASME
BPVC
DAT
DIN
DSC
DSF Design Safety Factor 设计安全系数
HPU Hydraulic Power Unit 液压动力单元
2
International Electrotechnical Commssion
International Organization for Standardization
国际电工技术委员会
国际标准化组织
MRU Motion Reference Unit 运动参考单元
NAS National Aerospace Standard 美国航天标准
Passive Heave Compensator
Society of Automotive Engineers
被动升沉补偿装置
美国汽车工程师协会
IEC
ISO
PHC
SAE
第 3 节 接受标准
1.3.1 一般要求
1.3.1.1 本节 1.3.2 所列标准包括其条款为 CCS 所接受的标准。除经专门同意外,接受
标准中所有适用要求均应加以采用。当接受标准与本指南要求存在不一致时,应以本指南要
求为准。
1.3.1.2 本节所列接受标准以外的其他标准也可使用,条件是应具有与本指南要求相当
或更高的安全水准,并事先经 CCS 同意。
1.3.1.3 任何与设计标准之间的不一致,以及对设计标准要求的免除及更改均应在设计
文件中明文说明,并经业主和 CCS 同意。
1.3.1.4 应采用业主与制造厂/商签订制造合同之日已生效的最新版标准,否则应在合同
中予以明确规定。
1.3.2 接受标准
本指南接受的国际标准、中国国家标准、行业标准和国外标准如下,如无特别说明,以
最新版本为准:
ISO 1219
Fluid power systems andcomponents - Graphicalsymbols and circuit
diagrams
ISO 4406
Hydraulic fluid power – fluids – Method for coding the level of
contamination by solid particles
ISO 6162
Hydraulic fluid power— Flange connectors with split or one-piece flange
clamps and metric or inch screws
ISO 8434
Metallic tube connections for fluid power and general use
3
ISO 11120
Gas cylinders - Refillable seamless steel tubes of water capacity between
150 l and 3000 l - Design, construction and testing
ISO 13534
Petroleum and natural gas industries - Drilling and production equipment -
Inspection, maintenance, repair and remanufacture of hoisting equipment
ISO 13624-1
Petroleum and natural gas industries - Drilling and production equipment -
Part 1: Design and operation of marine drilling riser equipment
ISO 13920
General tolerance for welded constructions
ISO 14693
Petroleum and natural gas industries - Drilling and well servicing equipment
ISO 17776
Guidelines on Tools and Techniques for Hazard Identification and Risk
Assessment
ISO19879
Metallic tube connections for fluid power and general use — Test methods
for hydraulic fluid power connections
IEC 617
Graphical symbols for diagrams
IEC 61508
Functional Safety of Electrical/Electronic/Programmable Electronic
Safety-related Systems
IEC 60079
Explosive Atmospheres
GB 3836
爆炸性气体环境用电气设备通用要求
GB/T 14039
液压传动 油液 固体颗粒污染等级代号
GB/T 14976
流体输送用不锈钢无缝钢管
GB/T 17744
石油天然气工业 钻井和修井设备
GB/T 19190
石油天然气工业 钻井和采油提升设备
GB/T 19832
石油天然气工业 钻井和采油提升设备的检验、维护、修理和修复
GB/T 25428
石油天然气工业 钻井和采油设备 钻井和修井井架、底座
GB/T 31065
钻井平台张紧器用耐火软管及软管组合件
GB/T 150
压力容器
SY/T 5170
石油天然气工业用钢丝绳
SY/T 5532
石油钻井和修井用绞车
SY/T 5676
石油钻采机械产品用高压锻件技术条件
SY/T 6327
石油钻采机械产品型号编制方法
4
SY/T 6367
钻井设备的检验、维护、修理和修复程序
SY/T 6408
钻井和修井井架、底座的检查、维护、修理与使用
SY/T 6727
石油钻机液压盘式刹车
SY/T 6745
端部连接耐火试验规范
SY/T 6776
海上生产设施设计和危险性分析推荐作法
SY/T 6801
石油钻机液压盘式刹车安装、使用与维护
SY/T 6913
海洋钻井隔水管设备规范
SY/T 7460
石油天然气钻采设备 浮式钻井平台钻柱升沉补偿装置
API RP 2A-WSD
Planning , Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms –
Working Stress Design
API Spec 4F
Drilling and Well Servicing Structures
API Spec 7K
Drilling and Well Servicing Equipment
API Spec 8C
Drilling and Production Hoisting Equipment
API Spec 9A
Wire Rope
API RP 9B
Application, Care, and Use of Wire Rope for Oil Field Service
API Spec 16F
Marine Drilling Riser Equipment
API RP 16Q
Design, Selection, Operation and Maintenance of Marine Drilling Riser
Systems
ANSI/ASME
Stainless Steel Pipe
36.19M
ASME BPVC
Sec. Ⅷ Div. 1 Rules for Construction of Pressure Vessels
Div. 2 Alternative Rules for Construction of Pressure Vessels
Div. 3 Rules for Construction of high Pressure Vessels
ASME B31.3
Process Piping
ASTM A143
Standard Practice for Safeguarding Against Embrittlement of Hot-Dip
Galvanized Structural Steel Products and Procedure for Detecting
Embrittlement
ASTM A153
Standard Specification for Zinc Coating (Hot-Dip) on Iron and Steel
Hardware
5
ASTM A384
Standard Practice for Safeguarding Against Warpage and Distortion During
Hot-Dip Galvanizing of Steel Assemblies
ASTM A385
Standard Practice for Providing High-Quality Zinc Coating (Hot-Dip)
ASTM A388
Standard Practice for Ultrasonic Examination of Heavy Steel Forgings
AISC
Manual of Steel Construction
AWS D1.1
Structural Welding Code – Steel
NAS 1638
Cleanliness Requirements of Parts Used in Hydraulic Systems
DIN 2391
Standardapplies seamless precision steel tubes
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第 2 章 审图和检验
第 1 节 一般规定
2.1.1 一般要求
2.1.1.1 本章规定了对钻井补偿系统进行审图和检验的要求。
2.1.1.2 按照本章要求对钻井补偿系统进行的检验,可作为钻井装置入级检验、发证检
验和鉴证检验的一个组成部分。
第 2 节 设计审查
2.2.1 一般要求
2.2.1.1 开工前,检验申请人应将本节规定的图纸资料提交 CCS 审查,必要时,CCS 可
要求扩大送审图纸资料的范围。
2.2.1.2 各种工艺性文件及试验大纲均应提交 CCS 审查。
2.2.1.3 已批准的图纸资料如有原则性的修改或补充,申请人应将修改或补充部分重新
提交审查。
2.2.1.4 提交审查的图纸资料应注明审查所必需的尺寸和有关数据。
2.2.1.5 凡经 CCS 认可的产品,其图纸资料可不必送审。
2.2.2 图纸资料
需要提交审查的图纸资料应符合表 2.2.2 的要求。
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钻井补偿系统送审设计文件汇总表 表 2.2.2
编号 系统 名称 设计文件名称 1 设计文件应包含的内容和信息 2 备注
2.2.2.1 气 -液 式 钻 井 补 偿系统 ①系统布置图 系统布置的位置、尺寸和相关处所标注。
②技术规格书和系统图 1) 钻井补偿系统和相关联设备的技术描述; 2) 承载能力指标或技术描述; 3) 包括额定压力(内/外压)、额定温度(最高/最低)的设计参 数; 4) 设备技术规格书和数据表(如适用); 5) 锁定装置的机械和/或液压详细设计图; 6) 钻井作业过程中测井、正常钻进、应急操作等不同工况下操 作指南; 7) 液压系统和/或气压系统图; 8) 设计参考资料、规范、标准或指南。
③气-液系统计算书 1) 气瓶(包括工作、备用气瓶组)容积计算; 2) 补偿力计算; 3) 液压缸、气液缸结构尺寸计算; 4) 补偿液压缸驱动功率计算; 5) 液压元件选型计算(包括主泵系统、补油系统、插销系统、 储油箱、液压循环系统等); 6) 液压仿真分析报告(如适用)。
③型式试验报告 设计规范要求的型式试验数据。 如适用
④FMEA/FMECA 等风险分析报告及 验证程序 1) 辨识出的失效模式及其影响、安全防护措施; 2) FMEA 表、CA 表或 FMECA 表、验证确认程序。 如适用
⑤机械承载件 见本节 2.2.2.3。
⑥电气系统和设备 见本节 2.2.2.4。
⑦控制系统 见本节 2.2.2.5。
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钻井补偿系统送审设计文件汇总表 表 2.2.2
编号 系统 名称 设计文件名称 1 设计文件应包含的内容和信息 2 备注
2.2.2.1 气 -液 式 钻 井 补 偿系统 ⑧压力容器、蓄能器和液/气压缸 见本节 2.2.2.6。
⑨管路和柔性管/软管 见本节 2.2.2.7 和 2.2.2.8。
⑩制造说明书 见本节表 2.2.2 注 3。
2.2.2.2 绞 车 式 钻 柱 补 偿系统 ①技术规格书 1) 最大快绳拉力; 2) 额定输入功率; 3) 钢丝绳公称直径; 4) 名义钻深范围; 5) 主滚筒尺寸; 6) 缠绳层数; 7) 容绳量。
②设计计算书 1) 绞车补偿能力计算; 2) 绞车刹车系统计算; 3) 钢丝绳校核; 4) 滚筒轴强度计算; 5) 滚筒体筒壁强度计算; 6) 绞车关键焊缝强度计算; 7) 减速器强度计算; 8) 轴承座支座的稳定性分析; 9) 底座主梁的强度计算; 10) 设计参考资料和依据标准。
③ 设计图纸 1) 绞车总装配图 2) 主要承载零部件(如绞车滚筒、绞车轴等)图
④型式试验报告 设计规范要求的型式试验数据。
⑤机械承载件 见本节 2.2.2.3。
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钻井补偿系统送审设计文件汇总表 表 2.2.2
编号 系统 名称 设计文件名称 1 设计文件应包含的内容和信息 2 备注
2.2.2.2 绞 车 式 钻 柱 补 偿系统 ⑥电气系统和设备 见本节 2.2.2.4。
⑦控制系统 见本节 2.2.2.5。
⑧制造说明书 见本节表 2.2.2 注 3。
2.2.2.3 机 械 承 载 设 备 / 部件 ①设计规格书/计算书 1) 设备的规格及相关参数; 2) 设计参数,包括载荷、温度、环境条件等; 3) 设计分析和/或计算(如适用); 4) 设计规范、标准和参考资料。
②设计图纸 装配图、承载件零部件图和制造详细说明。
③材料规格书 材料性能和化学成分(如适用)。
④型式试验报告 设计规范要求的型式试验数据。
2.2.2.4 电 气 系 统 和 设 备 ①电气系统单线图;
②电气系统主供电回路短路电流 计算书
③电气规格书 包括电气装置的规格和技术原理。
2.2.2.5 控 制 系 统 ①控制系统布置图 包括受控单元、仪表和控制装置的位置。
②设计基础 1) 包含主要性能指标的控制仪表和设备的规格书; 2) 控制系统元器件的设定值; 3) 控制系统操作和维护手册。
③控制系统详细设计文件 1) 控制的详细层级:主控制、第二控制、应急控制等(如适用); 2) 控制系统联锁详细设计和说明; 3) 应急断路及报警说明、功能描述和所有特殊阀门、执行机构、 传感器和延时装置的说明; 4) 关断逻辑和/或关断因果关系表;
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钻井补偿系统送审设计文件汇总表 表 2.2.2
编号 系统 名称 设计文件名称 1 设计文件应包含的内容和信息 2 备注
2.2.2.5 控 制 系 统 ③控制系统详细设计文件 5) 主蓄能器和第二控制蓄能器系统的供液量计算; 6) 液压动力单元(HPU)的详细设计与布置,包括泵系统的详细设 计与布置、原动机的详细设计、液压介质储罐的容量和布置; 7) 液压和气动控制系统的原理图逻辑描述,以及所有的联锁、 管路尺寸和材料,包括工作压力和泄压阀设定值; 8) 压力泄放系统的布置、尺寸、材料、背压和泄放量计算; 9) 控制系统响应速度的说明。例如机械锁销、系统增压、系统 减压等操作,从控制系统发出指令到执行机构动作时间; 10) 符合本节表 2.2.2 注 3 的制造说明书。
④设计阶段的风险分析报告 1) 对系统、子系统和设备的控制系统的 FMEA、FMECA 或其他 方法的风险分析报告; 2) 用以证明控制系统具有足够的能力来应对预料发生的非正常 事件(包括突发事件)的技术文件。 如适用
⑤安全仪表完整性水平(SIL)评 估报告 见 CCS《海上钻井装置检验指南》5.2.4.2。 如适用
⑥控制台/盘/面板详细设计文件 1) 控制台/盘/面板布置图 2) 控制和监控系统原理图、逻辑描述和功能说明。
⑦控制系统相关的电缆选型依据 和配线方案 包括额定电压、供电电压和电流等技术指标,以及过载和短路保 护措施。
2.2.2.6 承 压 设 备 ①设备规格书/设计报告 1) 设计规格书,包括设计规范、标准和参考资料; 2) 包括额定压力(内/外压)、额定温度(最低/最高)、载荷等在 内的设计参数; 3) 设计分析和/或计算。
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钻井补偿系统送审设计文件汇总表 表 2.2.2
编号 系统 名称 设计文件名称 1 设计文件应包含的内容和信息 2 备注
2.2.2.6 承 压 设 备 ②设备图纸 包括设备总图和零部件图,表达出设备的形状视图、尺寸、接管 位置、管口规格、零部件组成、零部件执行标准、必要的制造说 明和材料信息。
③材料规格书 材料性能、成分(如适用)指标。
④制造说明书 见本节表 2.2.2 注 3。
2.2.2.7 管 路 系 统 ①P&ID 图 管路及仪表流程图(P&ID)。
②管路系统规格书 1) 管路设计参数,如额定压力、温度(最低/最高); 2) 管路、管路支撑和管路设备的规格和材料信息。
③管路分析设计报告 1) 管路壁厚计算; 2) 冲蚀余量的设计验证; 3) 管路系统清洁度要求。 如适用
④管路元件设计规格书 1) 技术说明; 2) 设计参数,包括设计压力(内/外压)和/或额定压力、设计温 度(最低/最高); 3) 流体介质(特别是酸性介质)性质; 4) 设计规范和标准; 5) 腐蚀/冲蚀余量; 6) 每一管路型号的壁厚; 7) 包括材料性能的材料规格书; 8) 管路接口形式及焊接工艺; 9) 制造说明。 管路元件包括 但 不 限 于 管 子、阀门、软 管、管件、法 兰等。
2.2.2.8 柔 性 管 / 软管 ①柔性管/软管规格书 1) 规格和设计参数,包括额定压力(内/外压)、额定温度(最 低/最高)、管径等; 2) 构造材料详细说明书; 3) 执行的设计标准和规范。
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钻井补偿系统送审设计文件汇总表 表 2.2.2
编号 系统 名称 设计文件名称 1 设计文件应包含的内容和信息 2 备注
2.2.2.8 柔 性 管 / 软管 ②型式试验报告 设计规范要求的型式试验程序和数据 如适用
③端部连接的设计文件 包含应力分析(如适用)、材料规范、型式试验程序和数据以及制 造说明。
注:1. 设计方可以确定设计文件的名称和型式,但送审的设计文件应包含表 2.2.2 中所要求的内容和信息。
2. “设计文件应包含的内容和信息”系指 CCS 设计审查所必需内容和信息,而非对设计文件所应包含全部内容和信息的规定。必要时,CCS 审图工
程师可依据本节 2.2.1.1 的规定要求设计方补充提交设计文件。
3. 制造说明书应包括但不限于:(1)质量方案和说明;(2)焊接工艺规程、工艺评定记录和焊接图;(3)无损检测程序和图纸;(4)检验和试验方
案(ITP),包括系统、子系统、设备或部件在制造、安装、试运行和在役阶段的试验程序;(5)表面涂装和电镀程序,如适用;(6)维护和操作
手册。
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第 3 节 产品检验
2.3.1 一般要求
2.3.1.1 钻井补偿系统及设备应接受检验以确认其符合入级、发证和/或委托方的要求。
2.3.1.2 本指南涉及的产品,如未规定具体的技术要求时,可按本社接受的标准进行设
计、制造、检验和试验。
2.3.1.3 钻井补偿系统产品检验和证书的分类应符合 CCS《海上钻井装置检验指南》第
2 章第 3 节 2.3.2 中对钻井升沉补偿系统和张紧系统的适用要求。
2.3.1.4 钻井补偿系统产品检验程序和工作要求应分别符合 CCS《海上钻井装置检验指
南》第 2 章第 3 节 2.3.4、2.3.5 的要求。
2.3.1.5 钻井补偿系统的型式认可应符合 CCS《钢质海船入级规范》第 1 篇第 3 章对产
品型式认可的要求。
2.3.1.6 钻井补偿系统中禁止使用含有石棉的材料。
2.3.2 制造过程中检验
2.3.2.1 在钻井补偿系统设备的制造过程中,按照部件在系统中的重要程度,应进行下
列检验:
(1)材料
① 按照批准的图纸和材料证书,确认材料的炉号、批号、类型、规格、钢板等级,
对于不能提供 CCS 产品证书的个别材料需进行理化性能检验(机械性能、化学成分)并
提供 CCS 认可。
② 对于主要的材料在切割前进行材料跟踪,确认炉号,钢印转移。
③ 液压缸中与工作介质(如液压油等)接触的所有部件,应采用不受侵蚀、与工作
介质不起化学作用的材料制造。
④ 除非经 CCS 特别批准,活塞杆、销轴不允许采用铸造材料,如配用铰轴,其铰轴
应采用整体锻造。
(2)铸、锻件
① 锻件应按照本指南及接受标准、和批准的设计文件和/或工艺文件的要求进行制造,
其性能应满足预期所使用的要求。
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② 依据接受标准和图纸要求,审查无损检测的结果。
③ 依据技术文件和图纸要求,审查热处理后的材料性能。
④ 铸件应进行热处理以改善其金相组织结构。
(4)设备审查
审查试验设备包括但不限于无损检测设备、焊接设备、量具、试验设备的校定情况。
(5)焊接
① 审查焊接工艺评定记录(PQR)和焊接工艺规程(WPS);
② 审查焊工资格证书;
③ 审查无损检测人员资格证书;
④ 审查焊材、焊剂的存储和发放情况,核查焊材、焊剂证书和储存发放控制程序;
⑤ 审查现场操作对焊接工艺规程的执行情况,以及预热、层间温度和层间清理的情
况;
⑥ 对关键焊缝进行外观检查;
⑦ 审查最终尺寸和加工过程的关键尺寸的控制状况;
⑧ 审查无损检测报告。
(6)组装
① 审查外购件的合格证,尤其是主电机、蓄能器、空气瓶、电缆、液压缸、液压管
线等主要部件是否取得 CCS 证书;
② 检查主要装配尺寸和装配过程中的关键尺寸及清洁度控制状况;
③ 装配完工后,审查设备的整体装配质量。
2.3.2.2 撬块结构的试验
如果设备/部件安装在橇结构上,则应验证此橇块符合经审查过的结构设计,并应至少
进行以下工作:
(1)审查橇块的材料试验报告;
(2)对最终的橇块结构焊缝进行近观检验。
(3)橇块结构起重附件/吊耳或眼板的载荷试验。橇块的试验载荷应不小于 1.25 倍的安
全起重负荷。
(4)在完成橇块结构的载荷试验之后,应进行连接橇块结构与起重附件/吊耳或眼板的
焊缝的表面无损检测。
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(5)检查集油盘的布置。
2.3.2.3 液压缸的检验和试验
(1)材料检验:按照 2.3.2.1 的要求对材料进行检验。
(2)焊接检验:液压缸焊接部分焊缝是否平整均匀,是否有焊渣和漏焊,是否有超过
标准要求的焊接缺陷。
(3)外露连接的保护:液压缸外露部分油口是否有充分的保护措施,在活塞杆外露的
螺纹与其他的连接部分是否加保护套等保护装置。
(4)尺寸检验
① 对活塞杆上密封槽和外径尺寸进行检验,确保尺寸公差都在图纸要求范围内,检
查镀层厚度是否符合设计要求。
② 采用适当的方法测量活塞杆的弯曲度,确认活塞杆的弯曲度在设计要求的范围之
内。
③ 对缸体的长度和内径、外径尺寸进行检验,确认尺寸公差符合图纸要求,检查镀
层厚度是否符合设计要求。
(5)外观检验
① 油漆喷涂检验:核查液压缸及零部件的外观是否符合图纸要求,检查油漆表面喷
涂是否均匀,是否有掉漆,是否有色差,是否有流挂,在油漆表面是否有明显的灰尘及起
泡等。
② 对未喷漆的外观检验:没有喷漆的表面是否生锈,外观是否光滑平整,是否有压
痕、夹痕碰伤、划痕等痕迹。在活塞杆表面是否有光滑的镀层,是否有起皮、起泡和脱落
等缺陷。
③ 在法兰缸的螺栓连接部分,螺栓伸出与安装长度是否一致,螺母和垫片有无缺失,
连接法兰与缸筒是否齐整。
(6)试验
对于液压缸产品组件,应进行下列试验,并由验船师见证:
① 试运转试验:调整系统压力,在无负载的情况下起动被试液压缸,并全程往复运
动数次,排尽缸体内的空气,并在限位端需停留 10s,液压缸应能平稳运行、无异常振动
及爬行等现象。
② 最低起动压力试验:试运转后,在无负载的情况下,调整溢流阀,使工作压力腔
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压力逐渐升高,至液压缸起动时。记录下起动压力,并验证其是否高于设计启动压力。
③ 耐压试验:在被试液压缸最大和最小行程两种情况下,分别向工作腔输入 1.5 倍
公称压力的液压油,保压至少 5min,所有零件不应有破坏或永久变形现象,密封垫及焊
缝不应有渗漏。
④ 耐久性试验1:在额定压力下,将被试液压缸以设计要求最高速度连续运行,一次
连续运行 8h 以上。在试验期间,被试油缸的零件不应进行调整。
⑤ 内泄漏试验:在被试液压缸工作腔输入公称压力的液压油,测定经活塞泄漏至未
加压腔的泄漏量。
⑥ 外泄漏试验:测量活塞杆密封处的泄漏量,其他配合面处不得有渗漏现象。
⑦ 气密试验:对于气-液缸,应对气介质侧在进行气密试验,确认在设计的工况条件
下无可见外漏产生,并验证气侧的介质对液侧的介质泄漏保持在设计允许的范围之内。
⑧ 缓冲试验:调节被试液压缸的试验压力小于公称压力,以设计最高速度运行,考
量缓冲装置的缓冲效果。
2.3.3 气-液式钻井补偿系统试验
对于气-液式钻井补偿系统,试验项目应至少包括试验前的准备工作、密性试验、载荷
试验和补偿性能试验。
2.3.3.1 试验前的准备工作
试验前应进行下列准备工作:
(1)在系统组装完毕后,应对系统部件的完好性、连接的可靠性进行检查,并应对系
统进行清洗,液压油达到本指南 3.7.1.11 规定的清洁度指标。
(2)试验仪表应经过校准。
(3)对于可能造成高压流体伤害的试验,应采取适当的防护措施。
(4)对系统附属电气、软件及其他控制系统进行调试,以确认其符合进行试验的要求。
(5)高压气体的压力、容积应达到气-液钻井补偿器系统试验需要的压力。
(6)对液压动力单元(HPU)进行单机试运转。
2.3.3.2 压力试验和密性试验
(1)应对液压管线按照 1.5 倍的额定工作压力进行压力试验,不出现可见泄漏为合格。
1耐久性试验适用于首制液压缸的试验。
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(2)系统的密性试验应符合下列要求:
① 对于含有气体介质的液压缸应按照 2.3.2.3(6)⑦的要求进行气密试验,以验证其
气密性。
② 应对压缩空气系统进行气密试验,试验压力应不小于系统设计压力。
③ 应对整个液压系统进行油液充填试验,以验证系统密性。
④ 在试验过程中,系统不出现可见泄漏为合格。
2.3.3.3 载荷试验
应对主要载荷路径上的液压缸进行载荷试验,以保证其能够承受其设计载荷,具体要求
如下:
(1)对于钻柱补偿系统,应分别进行额定静载试验和最大补偿载荷试验。
(2)载荷试验后应对各承载部件进行外观检验,必要时进行表面无损检测,以确认载
荷试验是否对系统构成永久性损伤。
2.3.3.4 补偿性能试验
应对系统进行补偿性能试验,以验证其能够实现其预定的设计功能和性能,并符合下列
要求:
(1)验证液压缸位置监视装置测量误差不大于设计值。
(2)验证包括主气阀在内的压缩空气系统功能正常运转,且各个阀门响应速度是否达
到钻井作业各个工况下使用要求。
(3)对于张紧系统,应验证在设计的压缩空气压力下,整个行程中隔水管张力的变化
幅度,确定其与性能曲线的符合性满足设计要求;针对设计的保护工况(保护工况应至少包
括钢丝绳断裂、隔水管故障、隔水管应急解脱),对防反冲装置的性能进行试验或分析,确
认防反冲系统的触发条件、阀门关闭程序及性能符合设计要求。
(4)对于钻柱补偿系统,应在设计允许的最大升沉位移、最大补偿载荷及最大补偿速
度下测试其补偿精度。对于主动和被动复合的补偿系统,应先行对被动部分进行试验,然后
在主动和被动系统同时投用时进行试验,以分别测试两种模式下的补偿精度。此外,还应试
验钻柱断裂、管线破裂等故障状态下的保护功能。
2.3.4 绞车式钻柱补偿系统试验
对于绞车式钻柱补偿系统,试验项目至少应包括试验前准备、空载运转试验、刹车试验、
最大快绳拉力试验和补偿性能试验。
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2.3.4.1 试验前的准备
试验前应进行下列准备工作:
(1)应检查绞车式钻柱补偿系统安装的完整性、基础连接的可靠性和相关软件支持系
统的可用性;
(2)应确认液压介质、润滑介质符合试验要求,相关输送、储存和处理系统处于良好
状态;