安全工作载荷等于设计载荷减去动载荷。 3.1.23尺寸级别 size class

代表本标准中规定的设备的尺寸互换性。 3.1.24尺寸范围 size range 一个总成所包含的管径范围。 3.1.25特殊过程 special process

可以改变或影响设备所用材料力学性能（包括韧性）的工艺方法。 3.1.26静载荷 static load

防喷器组静重量施加在防喷器搬运系统上的载荷。 3.1.27试验样机 test unit 进行设计验证试验的样机。

3.1.28工作载荷极限 working load limit

制造商分配给单件装置的载荷值，是断裂载荷值的若干分之一，在使用防喷器搬运系统和设备期间，不宜超过。 3.2 缩略语 BOP 防喷器 HAZ 热影响区

MODU 移动式海洋钻井装置 NDE 无损检测 PWHT 焊后热处理 TIR 总跳动 4 设计 4.1 设计条件

钻井设备的设计、制造和试验应在各方面满足其预定的用途。设备应能安全地传递规定的载荷。

设备的设计应能保证安全运行。 应采用下面的设计条件：

—— 设计载荷和安全工作载荷按第 3 章的规定。设备操作人员应负责确定具体操作的安全工作载荷；

—— 除非有附加要求（见附录 A 中 SR2 和 SR2A），否则，转盘、转盘卡瓦、动力大钳

和绞车的设计及最低工作温度为 0℃ (32)℉ 。除非有附加要求，否则，安全卡瓦、卡盘和手动大钳的设计及最低工作温度为－20℃ (－4)℉ 。 规定时才采用的附加要求见附录A。

注： 除非在设备的制造中使用了在更低设计温度下具有要求韧性的合适材料（见附录A中SR2和SR2A），否则，不推荐在低于上述设计温度时的额定载荷下使用本标准涵盖的设备。 4.2 强度分析 4.2.1 总则

设备的设计分析应着重考虑屈服、疲劳或扭曲等可能的失效模式。

强度分析应以弹性理论为基础。另一方面，在设计文件认为合理的地方，也可采用极限强度（塑性）分析。

与设计有关的力都应纳入计算。针对于所要考虑的每个横截面，应采用最不利的力的组合、位置和方向。 4.2.2 简化假设

可以采用有关应力分布和应力集中的简化假设，但假设应符合公认的作法或基于丰富的经验或综合性试验。 4.2.3 经验公式

只要验证零件内应力的应变仪测试文件记录结果能证明经验关系，那么，就可用经验关系替代分析。当设备或零部件不允许使用应变仪验证其设计时，应按5.6的试验方法来鉴定。 4.2.4 等效应力

强度分析应以弹性理论为基础。根据冯2米塞斯-亨克（Von Mises-Hencky）理论，设计载荷引起的名义等效应力，不应超过按公式（1）计算的最大许用应力σallow。 σallow = SY min FDS???????????????（1） 式中：

SYmin——规定的最小屈服强度； FDS——设计安全系数。 4.2.5 极限强度（塑性）分析

极限强度（塑性）可在下列任一种条件下分析： a)接触区域；

b)零件的几何形状所引起的局部高应力集中区域及断面平均应力小于或等于 4.2.4 中规定的最大许用应力的其他高应力梯度区域。

在这些区域，平均应力以下的所有应力值应采用弹性分析法。

弹性分析时，按照冯2米塞斯-亨克（Von Mises-Henchy）理论，名义等效应力不应超过按公式

（2）计算的最大许用应力σallow。

σallow =SULTminFDS ???????????????（2） 式中：

SULTmin——规定的最小极限拉伸强度； FDS——设计安全系数。 4.2.6 稳定性分析

稳定性分析应按照公认的弯曲理论进行。 4.2.7 疲劳分析

除非另有协议，否则，疲劳分析寿命应不少于20年。

应按照公认的理论进行疲劳分析。参考文献[13]中规定了可以采用的方法。 4.3 尺寸级别代号

设备尺寸级别代号表示的尺寸互换性，应符合第9章的要求。 4.4 额定值

4.4.1 按本标准提供的转盘、卡盘、手动大钳和动力大钳的额定值，应符合本标准规定的要求。

4.4.2 主载荷路径内所有轴承的额定静载值，应满足或超过设备的额定载荷。 4.4.3 制造商应规定各种结构使用的动力大钳和手动大钳的额定扭矩值。 4.5 额定载荷值依据 额定载荷值应基于：

a)4.6 中规定的设计安全系数；

b)主承载件所用材料规定的最小屈服强度；

c)设计计算确定的应力分布和（或）5.6 中规定的设计验证载荷试验得出的数据。 当设计计算包含剪切时，则剪切屈服强度与拉伸屈服强度的比值应为0.58。 4.8 特定设备

特定设备设计要求见第9章。 4.9 设计文件

设计文件应包括方法、假设、计算和设计要求。设计要求至少应包括尺寸、试验和工作压力、

材料、环境和规范的要求以及其他有关的设计要求。 这些要求也适用于设计更改文件。 5 设计验证 5.1 总则

为了确保设计的完整性和计算的准确性，应对第9章中有要求的设备进行设计验证试验。 设计验证试验应按照形成文件的程序进行。

设计验证试验应由对产品的设计和制造没有直接责任且具有进行该工作资格的人员执行或验证。

设计验证试验可由本标准特定设备章节要求的一个或多个所列试验组成： a) 功能试验； b) 压力试验； c) 载荷试验。 5.2 设计验证功能试验 5.2.1 试验抽样

当设备通过其部件的连续运转传递力、运动或能量时，每一种型号的设备应抽取一台（套）样机进行功能试验。 5.2.2 试验程序

制造商应制定试验时间、试验施加的载荷和试验速度的形成文件的程序。连续运转的设备，试验样机应在额定速度下至少试运转2 h；间断运转或周期运转的设备，除第9章另有规定外，试验样机应在额定速度下最少试运转2 h或10个工作周期（取时间长者）。 5.2.3 合格评定

样机工作应无明显的动力损失。轴承和润滑油的温度，应在设计和试验程序文件规定的可接受的范围内。 5.3 设计验证压力试验 5.3.1 试验抽样

所有设计的承压项目或第9章规定的主承压件，应进行设计验证静水压试验。本试验不包括传递液压动力的零部件。 5.3.2 试验程序

试验压力应为最大额定工作压力的1.5倍。冷水、加入添加剂的水或实际作业中常用的液体应作为试验液体。试验应在油漆前已完工的零件或总成上进行。