石油天然气工业钻井和采油设备井架与底座标准修订报告
EnglishTitle:StandardizationRevisionReportonDerricks,Masts,andSubstructuresforDrillingandWorkoverinPetroleumandNaturalGasIndustries
摘要
本报告围绕《石油天然气工业钻井和采油设备钻井和修井井架、底座》标准的修订背景、目的意义、技术范围及主要内容展开系统性阐述。井架、底座及天车作为石油钻采装备中的核心承载结构，其性能直接关系到钻井作业的安全性与可靠性。随着钻井技术及装备制造水平的不断提升，原有标准已难以全面适应当前行业发展与技术创新的需求。本次修订旨在提升标准的适用性与先进性，通过引入国际最新技术规范与行业最佳实践，进一步完善井架与底座的设计准则、材料选用、焊接质量控制及验收要求，为我国石油装备制造企业参与国际竞争提供技术依据。报告详细分析了标准修订中的关键技术变更，包括术语定义的增补与调整、设计载荷和安全级别的优化、稳定性分析与地震载荷的规范增强等，并对标准实施后的行业影响作出展望。
关键词：
石油钻井设备；井架与底座；标准修订；结构安全；设计规范；质量控制
Keywords:Petroleumdrillingequipment;Derrickandsubstructure;Standardrevision;Structuralsafety;Designspecification;Qualitycontrol
正文
一、修订背景与目的意义
钻井作业在石油与天然气资源开采中占据核心地位，而井架、底座及天车作为钻机设备中的关键承载部件，其结构性能直接决定了钻井过程的安全与效率。这些组件需承受包括钩载、立根载荷、设备自重及环境载荷在内的多重复杂力学作用，其可靠性是防止重大工程事故的重要保障。随着我国深井、超深井及海洋钻井技术的快速发展，原有标准在技术覆盖范围、设计方法及安全评估方面已显现出一定的局限性。
为提高我国石油钻采装备的国际竞争力并保障钻井作业安全，本次标准修订立足于国内制造业实际需求，广泛吸收国际先进标准如ANSI/AISC360-16的设计理念，剔除已不适用的旧规范（如ISO19902和AISC335-89），进一步统一制造商与用户之间的技术协议依据。修订后的标准将推动井架与底座在设计、材料选择、制造工艺及验收环节的规范化，提升国产装备质量水平，为我国石油装备“走出去”战略提供技术支撑。
二、范围与主要技术内容
本标准规定了石油天然气钻井和修井作业中井架、底座及天车的术语与定义、结构安全级别划分、设计载荷确定原则、材料性能要求、焊接工艺与质量控制、产品标志与随机文件管理等关键技术内容。其适用范围涵盖陆地和海洋钻井环境中相关设备的设计、制造与验收过程。
主要技术修订包括以下方面：
1.引用标准的更新：删除“ISO19902”和“AISC335-89”，新增“ANSI/AISC360-16”作为规范性引用文件，体现国际主流结构设计标准的最新进展。
2.术语与定义的调整：删除不适用术语如“横摇角、纵摇角”；修订“底座”“天车总成”“设计载荷”等关键术语；新增“净高”“抽油杆平台”“导轨和导向小车”“二层台”“设计确认”“设计验证”“升沉”等术语，以适应深水钻井和高端装备的发展需要。
3.结构设计要求的提升：
-修订许用强度计算的总原则（8.1.1），增强其对复杂工况的适应性；
-完善风载与动载下的许用强度增加要求（8.1.2）；
-优化天车轴与起升液缸的设计规范（8.1.4、8.1.5）；
-新增稳定性分析条款（8.2），明确结构整体稳定性的评估方法；
-加强地震载荷的设计要求（8.6），提高设备在极端环境下的可靠性。
4.质量控制和验收的加强：
-增加“设计确认”流程要求（8.12），确保设计输出符合实际工况；
-补充天车总成的提供与验收细则（11.7.3）；
-修订螺栓预紧工艺的控制要求（11.10.3），提高连接可靠性；
-增补附录B中对关键条款的技术注释（如B.8.1.1、B.8.2），为标准执行提供操作指导。
介绍修订的主要企事业单位或标委会
本次标准修订工作主要由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会（SAC/TC96）牵头组织，并联合中国石油集团钻井工程技术研究院、宝鸡石油机械有限责任公司等国内领先的石油装备制造企业与科研机构共同完成。中国石油集团钻井工程技术研究院在深井与超深井钻机设计领域积累深厚，其提出的多项稳定性分析与载荷评估方法被纳入本标准修订内容。宝鸡石油机械有限责任公司作为全球重要的石油钻机供应商，在井架结构优化