API SPEC 8C CHINESE-2012 Drilling and Production Hoisting Equipment (PSL 1 and PSL 2) (Fifth Edition)《钻孔和生产提升设备(PSL 1和PSL 2)》.pdf

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1、 石油工业标准化研究所翻译出版钻井和采油提升设备规范 （ PSL1 和 PSL2） API Spec 8C 第 5 版， 2012 年 4 月 2012 年 10 月 1 日实施 石油工业标准化研究所翻译出版Drilling and Production Hoisting Equipment (PSL 1 and PSL 2) Upstream Segment API SPECIFICATION 8C FIFTH EDITION, APRIL 2012 EFFECTIVE DATE: OCTOBER 1, 2012 API 标准翻译出版委员会 主 任：杨 果 副主任：高圣平 万战翔 付 伟 邢

2、 公 委 员： （按姓氏拼音为序） 陈俊峰 陈效红 崔 毅 杜德林 范亚民 方 伟 郭 东 韩义萍 何保生 李树生 刘雪梅 马开华 秦长毅 单宏祥 孙 娟 王 慧 王进全 王 欣 文志雄 夏咏华 张虎林 张 勇 张 玉 邹连阳 主 编：高圣平 副主编：杜德林 本标准由石油工业标准化研究所组织翻译、出版和发行。 本标准翻译单位：南阳二机石油装备（集团）有限公司 本标准翻译责任人：尹玉刚 本标准一校责任人：刘永勤 本标准二校责任人：刘长跃 本标准译文难免有不妥之处，欢迎各位读者批评指正。 API 授权声明 本标准由美国石油学会（ API）授权许可，由石油工业标准化研究所（ PSRI）组织翻译。翻译

3、版本不代替、不取代英文版本，英文版本仍为具备法律效力的版本。 API 对翻译工作中出现的错误、偏差、误解均不承担任何责任。在未经 API 书面许可的情况下，不得将翻译版本进行再翻译或复制。 AUTHORIZED BY API This standard has been translated by Petroleum Standardization Research Institute (PSRI) with the permission of the American Petroleum Institute (API).This translated version shall not re

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5、 of API. 特别说明 API 出版物只针对一些共性问题。有关特殊的情况，宜查阅地方、州和联邦的法律和法规。 API 或 API 的任何雇员、分包商、顾问、委员会或其他受托人，均不担保也不承诺（无论指明还是暗示）本标准中所包含的信息的准确性、完整性和适用性，对于本标准所披露的任何信息的使用及其后果，也不承担任何义务和责任。 API 或 API 的任何雇员、分包商、顾问、委员会或其他受托人，也不承诺本标准的使用不会侵犯其他人的专有权利。 任何愿意使用 API 出版物的人都可以任意使用。 API 已经竭尽全力保证这些出版物中所含数据的准确性与可靠性；然而，关于本标准 API 不做任何承诺、担保

6、或保证，在此明确声明，由于使用标准而造成的任何损失，或者本标准与当地法律法规有冲突而造成违法， API 将不承担任何义务和责任。 出版 API 出版物是为了使公众能够更方便的获取已经证实的、良好的工程与操作惯例。但至于何时何地应当使用这些出版物，仍需要用户依据自身的实践经验而做出明智的判断。 API 标准的制定和出版，无意以任何方式限制任何人使用任何其他操作惯例。 任何按照 API 标准的会标使用要求标记了其设备和材料的制造商，对于其产品符合相关 API 标准，负有全部责任。 API 不承诺、担保或保证这些产品实际上确实符合该项 API 标准。 此规范的使用者不能完全依赖本文件所包含的信息。在

7、使用本文件所包含的信息时，应进行有效的商业、科学、工程、安全判断。 版权所有，违者必究。在没有得到出版商的书面批准之前，任何人都不允许在检索系统中复制和 保存本文件中的任何内容或者采用电子、机械、复印、录像或者其他方式传播本文件中的任何内容。 请联系出版商美国石油学会出版业务部，地址：1220 L Street, NW, Washington, DC 20005。 版权 2012美国石油学会 API 前言 API 出版物中的任何内容，都不能解释为（以暗示或其他方式）赋予任何人制造、销售或使用专利权所涵盖的任何方法、仪器或产品的权力；也不能解释为担保任何人侵犯专利权而不承担责任。 应：在标准中使

8、用时，“应”表示符合该规范的最低要求。 宜：在标准中使用时，“宜”表示推荐或建议但并不要求符合该规范。 本文件是按照 API 标准化工作程序制定的，该程序保证了制定过程的透明度和广泛参与；本文件被认定为 API 标准。关于本标准内容解释方面的有关问题，或者关于标准制定程序方面的看法和问题，请以书面形式提交给美国石油学会标准部主任，地址是： 1220L Street， N.W. Washington， D.C. 20005。如果需要复制或翻译本标准的全部或部分内容，也请与标准部主任联系。 通常， API 标准最长每隔五年就要复审一次，复审的结果是修订、确认或者撤销。该五年复审周期可以延期一次，但

9、延期最长不超过两年。可以从 API 标准部查询某项出版物的状况，电话是 (202) 682-8000。 API 每年发布出版物目录，每季度更新。 欢迎用户提出修订建议，这类建议应提交给 API 标准和出版部，地址是： 1220L Street， N.W. Washington， D.C. 20005，或发送电子邮件： standardsapi.org。 目 次 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语、定义和缩略语 . 3 3.1 术语和定义 3 3.2 缩略语 . 5 4 设计 6 4.1 总则 6 4.2 设计条件 . 6 4.3 强度分析 . 6 4.4 规格等级 . 9 4.5

10、接触表面半径 9 4.6 额定值 . 9 4.7 设计安全系数 10 4.8 抗剪切强度 10 4.9 坠落物 . 10 4.10 特殊设备 . 10 4.11 设计文件 . 10 5 设计验证试验 . 11 5.1 总则 11 5.2 试验产品的抽样 11 5.3 试验程序 . 11 5.4 载荷额定值的确定 . 12 5.5 设计验证试验程序和额定值确定的替代方法 . 12 5.6 载荷试验装置 13 5.7 设计更改 . 13 5.8 记录 13 6 材料要求 . 13 6.1 总则 13 6.2 书面规范 . 14 6.3 机械性能 . 14 6.4 材料评定 . 15 6.5 制造

11、17 6.6 化学成分 . 18 7 焊接要求 . 18 7.1 总则 18 7.2 焊接评定 . 18 7.3 书面文件 . 18 7.4 焊材控制 . 19 7.5 焊缝性能 . 19 7.6 焊后热处理 19 7.7 产品焊缝 . 19 7.8 修补焊缝 . 19 8 质量控制 . 20 8.1 总则 20 8.2 质量控制人员的资格 . 20 8.3 测量和试验设备 21 8.4 特殊设备和构件的质量控制 21 8.5 尺寸检验 . 26 8.6 验证载荷试验 26 8.7 静水压试验 27 8.8 功能试验 . 27 8.9 需要评定的工艺过程 . 27 9 设备 27 9.1 总则

12、 27 9.2 提升滑轮 . 28 9.3 游动滑车 . 29 9.4 滑车至大钩的连接件 . 30 9.5 连接件、吊环吊耳和钻杆吊卡吊耳 . 30 9.6 钻井大钩 . 30 9.7 吊环 31 9.8 吊卡 33 9.9 旋转水龙头 36 9.10 动力水龙头 37 9.11 动力短节 . 38 9.12 死绳固定器 39 9.13 钻柱运动补偿器 39 9.14 压力容器和压力管道 . 39 9.15 滚动轴承 . 39 9.16 可用作提升设备的安全卡瓦 39 9.17 导向小车 . 40 10 标志 42 10.1 产品标志 . 42 10.2 额定值标志 42 10.3 组合设备

13、标志 42 10.4 构件的可追溯性 42 10.5 出厂编号 . 42 10.6 标志方法 . 42 11 文件 43 11.1 总则 . 43 11.2 制造厂保存的文件 . 43 11.3 随设备一起交付的文件 44 附录 A （规范性附录） 补充要求 45 附录 B （资料性附录） 热处理设备评定 . 47 附录 C （资料性附录） API 会标 . 49 参考文献 53 图 1 RSC 额定载荷值时拉伸区的位置（无应力释放槽情况） 9 图 2 等效圆模型 长度为 L 的实心样品 15 图 3 等效圆模型 管子（任意截面） 15 图 4 等效圆模型 复杂形状 . 16 图 5 等效圆模

14、型 铸锭形状 . 16 图 6 铸锭尺寸的制取示例 17 图 7 滑轮槽 28 图 8 游动滑车和大钩提环 32 图 9 大钩和水龙头接触表面半径 . 32 图 10 提环耳和大钩吊环耳接触表面半径 33 图 11 套管和油管吊卡孔径 35 图 12 旋转水龙头接头 . 38 图 B.1 圆筒炉热电偶布置 47 表 1 设计安全系数 . 10 表 2 延伸率要求（ PSL-2） . 14 表 3 小尺寸冲击试样的校正系数 . 15 表 4 PSL 1 不连续性的最大许可度 22 表 5 PSL 2 不连续性的最大许可度 22 表 6 提升工具接触表面半径 31 表 7 钻杆吊卡孔径 . 34

15、表 8 未加厚套管和油管吊卡孔径 . 34 表 9 加厚油管吊卡孔径 35 表 10 死绳固定器的载荷额定值 . 39 表 11 设计安全系数 . 40 1 钻井和采油提升设备 （ PSL 1 和 PSL 2） 1 范围 本标准规定了对于钻井和采油作业提升设备的设计、制造和试验的要求。 本标准适用于下列钻井和采油提升设备： a） 提升滑轮； b） 游动滑车和游车大钩； c） 游车与大钩的连接件； d） 连接件和吊环吊耳； e） 钻井大钩； f） 油管和抽油杆大钩； g） 吊环； h） 套管吊卡、油管吊卡、钻杆吊卡和钻铤吊卡； i） 抽油杆吊卡； j） 旋转水龙头提环接头； k） 旋转水龙头；

16、l） 动力水龙头； m） 动力短节； n） 可用作吊卡的卡盘； o） 死绳固定器； p） 钻柱运动补偿器； q） 可用作提升设备的方钻杆旋扣器； r） 安装在提升设备上的压力容器和管线； s） 可用作提升设备的安全卡瓦； t） 游动设备（如大钩、游车等）的导向小车。 本标准设立了两种产品规范等级（ PSL）要求。这两种 PSL 代号表示不同的技术要求水平。本标准第 4 章至第 11 章的所有要求，除特别指明为 PSL2 者外，均适用于 PSL1。 PSL2 包括 PSL1 的所有要求，还包括本标准规定的补充作法。 补充要求仅当特别规定时适用。附录 A 中给出了许多规范性的补充要求。 2 规范性

17、引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注明日期的引用文件， 仅注日期的版本适用于本文件。凡是未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。 2 API Spec 8C API Spec 5B Threading, Gauging, and Thread Inspection of Casing, Tubing, and Line Pipe Threads套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验 API Spec 5CT Specification for Casing and Tubing 套管和油管规范 API Spec 7-1 Specification

18、 for Rotary Drill Stem Elements 旋转钻柱构件规范 API Spec 7-2 Specification for Threading and Gauging of Rotary Shouldered Thread Connections 旋转肩台式螺纹连接的加工和测量规范 API RP 9B Application, Care, and Use of Wire Rope for Oil Field Service 油田作业用钢丝绳的选用、维护和使用推荐作法 ASME B31.31Chemical Plant and Petroleum Refinery Pipin

19、g 化工厂和石油精炼厂管线 ASME Boiler and Pressure Vessel Code,2010, Section V, Nondestructive Examination; Section VIII, DIV 1, Rules for Construction of Pressure Vessels; Section IX, Welding and Brazing Qualifications 锅炉和压力容器规范， 2010 年第 V 卷，无损检测；第 VIII 卷第 1 册，压力容器建造规则；第 IX 卷，焊接和钎焊评定 ASTM A3702Standard Test Me

20、thods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products 钢制品机械性能的标准试验方法和定义 ASTM A388 Standard Practice for Ultrasonic Examination of Heavy Steel Forgings 大型钢制锻件超声波检测的标准作法 ASTM A488 Standard Practice for Steel Castings, Welding, Qualifications of Procedures and Personnel 铸钢焊接工艺和操作人员资格评定的标准作法 AS

21、TM A770 Standard Specification for Through-Thickness Tension Testing of Steel Plates for Special Applications 特殊用途钢板全厚度拉伸试验的标准规范 ASTM E4 Load Verification of Testing Machines 试验机载荷校正 ASTM E125 Standard Reference Photographs for Magnetic Particle Indications on Ferrous Castings铸铁件磁粉显示标准参考射线底片 ASTM E1

22、65 Standard Test Method for Liquid Penetrant Examination 液体渗透检测的标准试验方法 ASTM E186 Standard Reference Radiographs for Heavy-Walled 2 in41/2 in (51 mm114 mm) Steel Castings 厚壁 2 in41/2in（ 51 mm114 mm）钢铸件的标准参考射线底片 ASTM E280 Standard Reference Radiographs for Heavy-Walled41/2in12 in (114 mm305 mm) Steel

23、Castings 厚壁 41/2in12 in（ 114 mm305 mm）钢铸件的标准参考射线底片 ASTM E428 Standard Practice for Fabrication and Control of Steel Reference Blocks Used in Ultrasonic Inspection 超声波检测用钢制参考试块的制造和控制的标准作法 ASTM E446 Standard Reference Radiographs for Steel Castings Up to 2 in. (51 mm) in Thickness 厚度 2 in（ 51 mm）以下钢铸件

24、的标准参考射线底片 ASTM E709 Standard Guide for Magnetic Particle Examination 磁粉检测标准指南 1美国机械工程师协会（国际组织） ， 3 Park Avenue, New York, New York 10016-5990， www.asme.org。 2美国材料与试验学会（国际组织） ， 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, Pennsylvania 19428，www.astm.org.。 钻井和采油提升设备规范（ PSL1 和 PSL2） 3 ASNT-TC-1A3Recommend

25、ed practice for personnel qualification and certification in non-destructive testing 无损检测人员资格评定和认证推荐作法 AWS D1.14Structural welding code 结构钢焊接规范 AWS QC 1 Standard for AWS Certification of Welding Inspectors 焊接检验师 AWS 证书标准 EN 287-15Qualifications test of welders - fusion welding-Steels 焊工资格考试 熔接焊 钢 IS

26、0 104226Petroleum and natural gas industriesThreading, gauging and thread inspection of casing, tubing and line pipe threads-Specifications 石油和天然气工业 套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检测 技术条件 ISO 15614-1 Specification and qualification of welding procedures for metallic materials welding procedure test Part 1:Arc an

27、d gas welding of steels and arc wedling of nickel and nickel alloys 金属材料焊接工艺规程及评定 焊接程序考试 第 1 部分： 钢的电弧焊和气焊和镍及镍合金的电弧焊 MSS SP-557Quality standard for steel castings for valves, flanges and fittings and other piping components-Visual method for evaluation of surface irregularities 阀、法兰、配件以及其他管件用铸钢件的质量标准

28、 表面不规则性的目视评定方法 3 术语、定义和缩略语 3.1 术语和定义 以下术语、定义和缩略语适用于本文件。 3.1.1 轴承载荷额定值 bearing-load rating 承受主载荷轴承的最大额定承载能力计算值。 3.1.2 设计载荷 design load 在零件上产生最大许用应力的静载荷和动载荷之和。 3.1.3 设计安全系数 design safety factor 在所用材料最大许用应力与规定的最小屈服强度之间考虑一定安全余量的系数。 3.1.4 设计验证试验 design verification test 用来确认所采用的设计计算的完整性而进行的试验。 3美国无损探伤协会，

29、 1711 Arlingate Lane, P.O. Box 28518, Columbus, Ohio 43228， www.asnt.org。 4美国焊接协会， 550 NW LeJeune Road, Miami, Florida 33126， www.aws.org。 5欧洲标准化委员会， Avenue Marnix 17, B-1000, Brussels, Belgium， www.cen.eu。 6国际标准化组织， 1, ch. de la Voie-Creuse, Case postale 56, CH-1211, Geneva 20, Switzerland， www.iso

30、.org。 7美国阀门及管件业制造商标准化协会， 127 Park Street, NE, Vienna, Virginia 22180-4602， www.mss-。 4 API Spec 8C 3.1.5 动载荷 dynamic load 因加速效应而施加给设备的载荷。 3.1.6 等效圆 equivalent-round 不同截面形状与圆棒截面相比较获得的标准圆，用以测定低合金钢、马氏体耐腐蚀钢的热处理硬度特性。 3.1.7 相同设计原理 Identical design Concept 系列产品的特性，该系列所有产品在主要承载区域内具有相似的外形结构。 3.1.8 线性显示 linea

31、r indication 无损检测显示出的长度至少为宽度 3 倍的显示。 3.1.9 载荷额定值 load rating 施加给设备的最大工作载荷，包括动载荷和静载荷。 注：载荷额定值在数值上等于设计载荷。 3.1.10 最大许用应力 maximum allowable stress 规定的最小屈服强度除以设计安全系数。 3.1.11 主载荷 primary load 设备在工作中所承受的轴向载荷。 3.1.12 主承载件 primary-load-carrying component 设备中承受主载荷的构件。 3.1.13 产品规范等级 product specification level

32、 对设备中承受主载荷的构件实施材料和工艺控制的等级。 注：这两种产品规范等级标识用代码 PSL 1 或 PSL 2 表示。 3.1.14 验证载荷试验 proof load test 用以确定设备的额定载荷所进行的生产载荷试验。 钻井和采油提升设备规范（ PSL1 和 PSL2） 5 3.1.15 修补 repair 在新设备的制造过程中用焊接的方法对构件或部件缺陷清除和进行整修。 注：本标准中所指的“修补”仅适用于在新设备的制造过程中，材料缺陷的修补。 3.1.16 圆形显示 rounded indication 无损检测显示出的长度小于宽度 3 倍的圆形或椭圆形显示。 3.1.17 安全工

33、作载荷 safe working load 设计载荷减去动载荷。 3.1.18 规格等级 size class 识别具有相同最大载荷额定值的尺寸具有互换性的设备的标识。 3.1.19 规格范围 size range 组件所含管件的管直径范围。 3.1.20 特殊工艺 special process 可改变或影响设备所用材料的机械性能（包括韧性）的工序。 3.1.21 试验产品 test unit 用来进行一项设计验证试验的原型产品。 3.2 缩略语 以下缩略语适用于本标准。 ER 等效圆 HAZ 热影响区 PSL 产品规范等级 NDE 无损检测 PLC 主要载荷条件 PWHT 焊后热处理 6

34、API Spec 8C 4 设计 4.1 总则 提升设备的设计、制造和试验应使其在各个方面均达到预期的目的。提升设备应安全地传递预定的载荷。提升设备设计时应保证操作简单、安全。 4.2 设计条件 应采用下列设计条件： a）设备的操作人员应负责确定任一提升作业的安全工作载荷。 b）除非有补充要求 SR2（见 A.3） ，设计与最低操作温度应为 -20（ -4） 。 警告：除非设备使用了适合更低设计温度所要求的韧性材料，否则不应在低于 -20 （ -4 ）的温度时按载荷额定值满负荷使用（见附录 A.3） 。 4.3 强度分析 4.3.1 总则 4.3.1.1 设备的设计分析应将超过屈服、疲劳或屈曲

35、等这些可能发生的故障模式考虑进来。 4.3.1.2 强度分析通常应以弹性理论为依据。但适当情况下可采用极限强度（塑性）分析。有限元分析可以和分析方法一起使用。 4.3.1.3 所有能影响设计的力均应予以考虑。对于所考虑的每个横截面，应采用力的作用位置与方向的最不利的组合方式。 4.3.2 简化假设 应力分布和应力集中可以采用简化的假设，只要这些假设是按照普遍接受的方法，或根据充分广泛的经验或试验做出的。 4.3.3 经验关系 允许采用经验关系式来代替分析，只要这些关系式得到了所记录的应变计试验结果的支持，证明应力在部件的承受范围之内即可。在设计上无法通过连接应变计的方法来验证其设计的设备或零部

36、件，应按照 5.5 的要求通过试验来鉴定其是否合格。 4.3.4 当量应力 强度分析应以弹性理论为依据。按照 Von Mises-Hencky 理论计算，由设计载荷引起的名义当量应力不应超过公式（ 1）计算的最大许用应力： 钻井和采油提升设备规范（ PSL1 和 PSL2） 7 DminmaxSFYSAS （ 1） 式中： YSmin 规定的最小屈服强度； SFD 设计安全系数。 4.3.5 极限强度（塑性）分析 4.3.5.1 允许在以下任一条件下进行极限强度（塑性）分析： a）接触区； b）因零部件几何形状引起的局部高应力集中的区域，以及高应力梯度的区域（其中横截面中的平均应力小于或等于

37、4.3.4 定义的最大允许应力） 。 在这些区域中，对于所有低于平均应力的应力值应用弹性理论进行分析。 4.3.5.2 在塑性分析的情况下， 4.3.4*定义的当量应力不应超过公式（ 2）计算的最大许用应力 ASmaxDminmaxSFTSAS （ 2） 式中 ： TSmin 规定的最小极限拉伸强度； SFD 设计安全系数。 4.3.6 稳定性分析 稳定性分析应按普遍承认的弯曲理论进行。 4.3.7 疲劳分析 除非另有商定，疲劳分析应以不少于 20 年的时间为依据。 疲劳分析应按照普遍承认的理论进行。也可以采用参考文献 2中定义的一种方法。 4.3.8 旋转台肩式连接 4.3.8.1 设计验证

38、 API 旋转台肩式连接不进行 5.3.2 中的设计验证试验。 4.3.8.2 仅承受钻柱载荷的旋转台肩式连接 旋转台肩式连接应按 API 7-1 和 API 7-2 的要求设计。 4.3.8.3 除承受钻柱载荷外也承受提升载荷的旋转台肩式连接 *原文未标明“ 4.3.4”，似遗漏。 译者注 8 API Spec 8C 除承受钻杆载荷外也承受提升载荷（如隔水管或套管作业）的 API 旋转台肩式连接（ RSC）应按本节进行载荷确定。制造商应提供推荐的连接扭矩范围，超过该范围时，应采用旋转台肩式连接额定拉伸载荷值。 对于所有的 API 旋转台肩式连接，额定值应按下式计算（拉伸区域部位见图 1） 额

39、定拉力值（外螺纹）按国际单位制（单位： kN） = (YSmin)(Ap) /(SFD1000) 额定拉力值（内螺纹）按国际单位制（单位： kN） = (YSmin)(Abt)/(SFD1000) 或 额定拉力值（外螺纹）按美国惯用单位制（单位：短吨） = (YSmin)(Ap)/(SFD2) 额定拉力值（内螺纹）按美国惯用单位制（单位：短吨） = (YSmin)(Abt)/(SFD2) 式中： YSmin规定最小屈服强度 Mpa (ksi)； SFD设计安全系数（见 4.7） ； Ap外螺纹横截面积，用下式确定： 22P4IDBCA ， mm2 (in.2)，无应力释放槽（见 API 7-2

40、，图 1） 或 22P4IDDASRG ， mm2 (in.2)，有应力释放槽（见 API 7-2，图 9） Abt内螺纹横截面积，用下式确定： 2CB2bt4DODA ， mm2 (in.2)，无应力释放槽，有或无背孔应力释放形廓（见 API 7-2，图 2 和图 8） 或 2BG2bt4DODA ， mm2 (in.2)，有应力释放槽（见 API 7-2，图 10） C测量点处的中径， mm (in.)， （见 API 7-2，表 1 或表 A.1） ID外螺纹内径， mm (in.) DSRG外螺纹应力释放槽直径， mm (in.)， （见 API 7-2，表 5 或表 A.5） OD内

41、螺纹外径， mm (in.) DCB内螺纹背孔应力释放形廓圆柱直径， mm (in.)， （见 API 7-2，表 5 或表 A.5） DBG内螺纹应力释放槽直径， mm (in.)， （见 API 7-2，表 5 或表 A.5） ）（175.322r TfHB ，按国际际制单位， mm 或 1218122rTfHB ，按美国惯用单位， in. H未削平的螺纹高度， mm (in.)， （见 API 7-2，表 2 或表 A.2） fr牙底截底高度， mm (in.)， （见 API 7-2，表 2 或表 A.2） T锥度， mm/mm (in./ft.)， （见 API 7-2，表 2 或表

42、 A.2） 钻井和采油提升设备规范（ PSL1 和 PSL2） 9 另外，旋转台肩式连接的额定拉伸载荷值也可以按 5.5 给出的替代设计验证试验来确定。 4.4 规格等级 规格等级应代表设备的尺寸互换性和载荷额定值。 4.5 接触表面半径 图 8、图 9、图 10*和表 6 给出了提升工具的接触表面半径。这些接触半径适用于钻井中采用的提升工具（包括油管大钩） ，但不包括所有其他修井工具。 4.6 额定值 4.6.1 所有按本标准提供的提升设备，应按照本标准中的要求确定额定值。此类额定值应包括所有设备的载荷额定值和主载荷传递路径中装有轴承的所有设备的轴承额定载荷。 图 1 RSC 额定载荷值时拉

43、伸区的位置（无应力释放槽情况） 4.6.2 确定轴承额定载荷的目的主要是为了取得额定值的一致，但也是为了当轴承在设备载荷额定值范围使用内时，使用此类轴承有合理的使用寿命。 4.6.3 载荷额定值的确定应依据： 4.7 中规定的设计安全系数，承受主载荷的构件中所用材料的规定最小屈服强度，以及设计计算和 /或 5.5 规定的设计验证载荷试验中得出的数据而确定的应力。 4.6.4 载荷额定值应标志在设备上（见第 10 章） 。 *原文为“图 7、图 8、图 9”，疑有误。 译者注 10 API Spec 8C 4.7 设计安全系数 设计安全系数应按表 1 确定表。 设计安全系数只作为一项设计准则，在

44、任何情况下不应解释为允许设备上的载荷超过载荷额定值。 表 1 设计安全系数 载荷额定值 R， kN （吨） 设计安全系数 SFD 1334 kN（ 150 短吨） 3.001334 kN（ 150 短吨） 4448 kN（ 500 短吨） （含）3.00 0.75(R 1334)/3114a3.00 0.75( R 150) /350b 4448 kN（ 500 短吨） 2.25 a此公式中 R 值以千牛为单位 b此公式中 R 值以短吨为单位 4.8 抗剪切强度 在涉及剪力的设计计算中，剪切屈服强度与抗拉屈服强度之比应为 0.58。 4.9 坠落物 4.9.1 所有按照本标准提供的提升设备部件

45、的设计和制造都应防止潜在的抛落 /坠落物。 4.9.2 作为最低要求，应考虑以下因素：振动、维护不当、磨损、冲击载荷，以及碰撞。 4.9.3 应采用措施来防范抛落 /坠落物，应包括但不仅限于： 设计； 专用紧固件； 系索，绳索或安全绳； 防护装置； 综合的辅助屏障； 其他辅助的阻挡装置或方法。 4.10 特殊设备 关于所有附加设备的具体设计要求，见第 9 章。 4.11 设计文件 设计文件应包括方法、假设、计算和设计要求。设计要求应包括但不限于：规格、试验与工作压力、材料、环境，减少坠落物的可能，及规范要求等依据，以及设计所依据的其他有关要求。 这些要求也适用于设计变更文件。 钻井和采油提升设

46、备规范（ PSL1 和 PSL2） 11 5 设计验证试验 5.1 总则 5.1.1 为了确保设备设计的完整性，应按如下规定进行设计验证试验。 5.1.2 设备的设计验证试验应由与设计任务无关的部门或机构执行和 /或发证。 5.1.3 如果设计计算结果的准确性经过另一种计算方法的验证，或者经过将新设计与相似的已证实的设计进行对比，那么几何形状简单，可通过精确的应力计算分析的设备，可不进行设计验证试验。设计文件应由与设计职能无关的有资质的人员审核和批准。 5.2 试验产品的抽样 为了鉴定对某一类具有相同设计结构但规格和额定值不同的产品所进行的设计计算，可选用下列一种抽样方法： 该设计中至少三台产

47、品应进行设计验证试验。试验产品应从规格和 /或额定值范围的下端和中间和上端选择。 另外，要求的试验产品的数量根据每一产品试验的同时也鉴定其上一和下一规格或额定值的产品这一原则来确定。 注：第二种选择一般适用于产品规格和 /或额定值范围有限的场合。 5.3 试验程序 5.3.1 功能试验 将设计载荷加载到试验产品上。在此载荷被卸除后，检查试验产品，确定该设备及其零件的设计功能均未因此次加载而受到损害。 5.3.2 设计验证试验85.3.2.1 倘若产品的结构形状许可，应将应变片贴到试验产品所有预期会产生高应力的部位上。建议采用有限元分析法、模型法和脆化漆法等，以进一步确定应变片的适当位置。在关键区域，建议采用三元应变片，以便能够测定其剪应力和避免要求应变片准确定向。 5.3.2.2 施加到试验产品上的设计验证试验载荷应按下式确定： a） 额定载荷小于或等于 11,120 kN（ 1250 短吨） 设计验证试验载荷 0.8RSFD，但不小于 2R。 （ 3） 8试验载荷系数进行了调整，以进行载荷额定值实际超过 11,120kN（ 1250 短吨）以上设备的研发和鉴定。 12 API Spec 8C 式中： R 载荷额定值，单位为 kN（短吨） ; SFD 3.1.3 和 4.7 中定义的设计安全系数。 b） 额定载荷从 11,120 kN（