井口裝置和採油樹屬於壓力管道元件組合裝置的範疇，生產廠家應辦理特種設備生產許可證資質

1 性能要求—總則

所有 表1 單個管線閥和採油樹的通徑尺寸括載荷能力、週期操作力或操作扭矩。性能要求分PR1和PR2兩級。後者代表更嚴格的要求。

2 工作條件

2.1壓力額定值

a、總則 按照下列最高額定工作壓力進行設備設計：

psi MPa

2000 13.8

3000 20.7

5000 34.5

10000 69.0

15000 103.4

20000 138.0

b、螺紋式設備的限制 設計帶有內螺紋式端部和出口連接的設備應按表2所限定的螺紋尺寸和額定工作壓力。額定值不涉及油管縣掛器和套管懸掛器。

c、設計考慮 設計應將所承受的壓力所引起的其它載荷計算在內，特殊條件也應予考慮。

2.2溫度額定值

a總則 設備應設計成表3所示的一種或多種溫度等級的最低和最高溫度額定值。最低溫度是設備可承受的最低環境溫度。最高溫度是設備可直接接觸到的流體最高溫度。

b設計考慮 設計應考慮設備在使用中會經歷到的，由於溫度變化和溫度梯度所引起的差熱、膨脹。

2.3材料級別額定值

a總則 設備所用的材料，包括金屬材料，應滿足表1規定的要求。在滿足力學性能的條件下，不鏽鋼可代替碳鋼和低合金鋼，抗腐蝕合金可用於代替不鏽鋼。

b材料級別 選定材料級別是用戶的首要責任。在決定這些選擇時，用戶應按不同環境因素和生產變量進行研究。

3設計方法

3.1法蘭

API法蘭應按API閥門和井口設備標準委員會制定的設計準則和方法設計。

3.2套管懸掛器、油管懸掛器、鎖緊螺釘和杆

套管懸掛器、油管懸掛器、鎖緊螺釘和杆的設計應滿足公司按2條款中規定的性能特性和使用條件，公司應規定符合被認可的工程實踐的設計方法。

3.3其它端部接頭、本體和蓋

其它端部接頭、本體和蓋應按下列的一種或多種方法設計。

3.3.1 ASME ASME鍋爐和壓力容器規範第Ⅷ卷第2冊附錄4所敘述的設計方法可用於承壓設備的設計計算。設計許用應力受下列準則限制：

ST=0.83SY和Sm=2/3SY

式中:

Sm=額定工作壓力下的設計應力強度

ST=靜水壓試驗壓力下的最大許用的主薄膜應力強度

SY=材料規定的最低屈服強度

3.3.2變形能理論

變形能理論可用於承壓設備的設計計算。

Se=Sy

Se=在壓容器壁內最高承受應力距離情況下的最大許用當量應力，按變形能理論方法計算

Sy=材料規定的最小屈服強度

3.3.3試驗應力分析

按ASME鍋爐和壓力容器規範第Ⅷ卷第2冊附錄6的規定進行實驗應力分析，可作為一種替代方法。

3.3.4驗證試驗鑑定設計

作為上述分析方法的替代，設備的壓力額定值應按下列程序採用提高壓力的靜水壓試驗來確定。

3.3.4.1試驗容器

待確定最大允許工作壓力的容器零件，在事前不應施以大於要求的可預期的最大容許工作壓力的1 1/2倍的壓力。

3.3.4.2屈服強度的確定

a方法 試驗材料的屈服強度應按照相應材料規範中規定的方法確定。

b試樣 這樣確定的屈服強度，應在完成試驗後，從試驗零件上切取三個或四個試樣進行試驗後以平均值確定。試樣應在試驗時應力未超過其屈服強度處切取。試樣不應用火焰切割取，因為這樣會影響材料的強度。

c代替試樣式 當試驗的同一材料上有餘料並已按該壓力零件進行同樣的熱處理時，該試樣可以從一餘料中切取，不應用火焰切取或熱足以影響性能的任何其它方法切取。

d豁免 試樣不能確定強度時，用3.3.4.3驗證試驗結果評價的代替方法決 定最大容許工作壓力。

3.3.4.3試驗程序

a裝置 應變應儘可能接近實際的最高應力處，沿最大應力方向，以能指示變到0.00005in/in,50微應變(μ δ) (0.005%)任何類型的應變計測量。本公司應記錄用於確定測量應變部位的程序，與補償溫度和靜水壓對應變計作用的方法。

b加壓 在容器或容器零件內的靜水壓力應逐漸地升高到接近預期工作壓力的一半。而後，該試驗壓力應以近於額定工作壓力的十分之一或更少的分檔增加，直到試驗程序要求的壓力。

c觀測 達到每一個壓力階段後，應收集並記錄應變計和靜水壓的讀數。而後應釋放該壓力，並應確定每一應變計在每次增壓後的任何永欠應變，每一壓力增量只需要進行一次。

d記錄 試驗中應對每個應變片的應變與試驗壓力的關係繪製兩條曲線，一條表示在壓力下的應變，一條表示去除壓力後的永欠應變。試驗可在試驗壓力達到公式計算的（理想工作壓力）H值時停止，但不應超過最高應變線達到0.2%的應變的應力。

e結果計算 零件按本條試驗取得最大許用工作壓力應按下列公式之一計算：

按4.3.4.2確定平均屈服強度時：

P=0.5H (Ys/Ya)

不按試樣確定的實際平均屈服強度時:

P=0.4H

式中:

H=按3.3.4.3b試驗停止時靜水壓試驗壓力

Ys=規定的最小屈服強度

Ya=按試樣確定的實際平均屈服強度

3.4封閉螺栓

封閉螺栓的最大許用抗拉應力應按螺栓預緊、額定工作壓力和靜水壓試驗壓力等情況確定。根據螺栓的小徑面積，其應力應不超過下列極限：

SA=0.83SY

式中:

SA=最大許用抗拉應力

SY=螺栓材料規定的最小屈服強度

螺栓應力應考慮封閉面積人的全部載荷,包括密封面積上的載荷、墊環載荷和任何附加的機械和熱載荷確定。

3.5其它零件

所有承壓件和控壓件的設計應滿足公司文件規定的性能和2的工作條件。公司應規定符合被認可的工程實踐的設計方法。

3.6特殊設備

參見API Spec 6A第10章特殊設備要求各部分增加的設計要求。

4 其它設計資料

4.1總則

端部和出口連接應是其本體的整體部分或採用符合《井口裝置和採油樹焊接規範》文件規定要求焊接上的。PSL4設備設計不得采用組焊。

4.2螺栓

4.2.1 API端部和出口螺栓

a、孔排列 API法蘭用的端部和出口螺栓孔應等距分佈並應跨在共同的中心線上。

b、螺栓螺紋的旋合 API螺柱法蘭旋入本體螺紋的長度，最小應為螺柱大徑的一倍。

4.2.2其它螺栓

用於固定的螺栓螺紋應設計成能承受通過完全旋入的螺母傳遞給螺柱的抗拉載荷。

4.3試驗、排放、注入和儀表連接

4.3.1密封

所有試驗、排放、注入和量器連接，均應保證設備在靜水壓試驗壓加力下防漏緊密密封。

4.3.2試驗和儀表連接口

a、低於和等於10，000psi(69.0Mpa)低於和等於10，000psi(69.0Mpa) 工作壓力用的試驗和量器連接零件，應符合10.2規定的內螺紋加工方法，且應不小於1/2in的API普通管線管。也可使用4.3.2b述及的高壓連接。

b、15，000和20，000psi(103.4和138.0Mpa) 15,000和20,000psi(103.4和138.0Mpa)工作壓力用的試驗和儀表連接應符合10.11。

4.3.3排放孔和注入孔

排放孔和注入孔應符合公司的規範要求。

5 設計文件

設計文件應包括方法、假設、計算和設計要求。設計要求應包括但不限於尺寸、試驗和工作壓力、材料、環境和API規範要求，他還應包括其他作為設計依據的恰當要求。設計文件編排應清晰、明瞭、可複製和可檢索，設計文件從該型號、規格和額定工作壓力的最後一臺產品製造完成後，至少應保存五年。

6 設計審查

設計文件應通過原設計人員以外的合格人員審核與審定。

7 設計驗證

公司應記錄其驗證程序和設計的性能驗證結果。

8 設備特殊要求

8.1套管頭

8.1.1套管頭本體和四通：套管頭本體接於表層套管的最上端。套管頭四通接於本體或其它四通的頂部接頭上。應設計成能容納懸掛和封隔機構。

8.1.2設計

設計套管頭時，應考慮下列載荷

a) 懸掛管襯栽荷；

b) 管材熱栽荷；

c) 來自防噴器試驗和現場對懸掛器的封隔機構進行壓力試驗的壓力栽荷；

d) 與套管頭各端部接頭性能相一致的外部軸向和彎曲栽荷。

8.1.2 材料

a)本體、法蘭和其他接頭：用於本體、法蘭和其他接頭的材料應符合《井口裝置和採油樹規範》；

b)其他零件：鎖緊螺釘和其他零件用的材料應符合《井口裝置和採油樹規範》。

8.1.3 製造套管頭底座（套管頭本體）套管頭本體用的底座應按公司的書面規範連接在本體上。套管頭底座不屬於本規範。

8.1.4 試驗應成功完成《井口裝置和採油樹試驗規範》要求和提及的試驗。

8.1.5 標記

a) 總則：所有套管頭均應按《產品標識管理規定》執行；

b) 轉換四通：所有用於轉換四通的套管頭四通均應按《產品標識管理規定》增加標記。

8.1.6 貯存和搬運：所有套管頭應按要求執行。

8.2 套管懸掛器和油管懸掛器

8.2.1 卡瓦懸掛器

承載能力應符合API 6A 表10.35的規定

8.2.2 心軸式懸掛器

承載能力應符合API 6A 表10.36的規定。在額定承載能力下，應能密封最大額定內壓力。

8.2.3 設計

設計任何懸掛器時，應考慮下列載荷

a) 錐形定位臺肩對懸掛器本體的任何載荷；

b) 懸掛的管材重量通過懸掛器本體產生的拉伸載荷；

c) 現場壓力試驗對懸掛器造成的載荷。