SY/T 7061-2016 水下高完整性压力保护系统(HIPPS)推荐做法

ICS75.180.10
E94 SY
备案号：53477-2016
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T7061-2016
水下高完整性压力保护系统(HIPPS)推荐作法
Recommended practice for subsea high integrity pressure protection system (HIPPS)
2016一01一07发布 2016一06一01实施
国家能源局发布

1范围
本标准介绍了高完整性压力保护系统(HPPS》水下应用的使用要求。AP14C,IEC61508,以及1EC61511规定了陆上、上都设施和水下安全仪表系抗(SIS》的要求，适用于HIPPS系统。
HIPPS系统设计用来自动对下游设施和超压源进行隔离。本标准综合了相关要求以解决水下生产的特定需求，这些要求包括HIPPS系统压力传感器、逻辑运算器，关断阀以及包括测试、通信、监控子系统在内的辅助装置。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少。凡是注口期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不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。
API Spec6A/15O10423并口和采油树设备规范(Specification for wellhead and christmas tree equipment)
APRP6HT热处理及大斯而和关健部件测试《Ieat treatment and testing of large cross seetion and critical section components)
AP1RP17A/1S013628-1水下生产系抗的设计与操作一般要求和推荐做法《Design and operation of subsea produetion systems-General reqquirements and recommendations)
API RP17C/1SO13628-3过出油管(TFL)系统推荐做法[民ccommended practice on TFL《through flowline)systems]
API Spec17D/1SO13628-4水下并口装置和采油树设备(Subsea wellhead and christmas tree equipment)
AP1Spee17F/1S013628一6水下生产控制系统(Specification for subsea production c0 ntrol syatems)
AP1RP17H/1SO13628=8水下生产系统的水下机器人(ROV)接口推荐做法[Recommended practice for remotely operated vehicle (ROV)interfaces on subsea production systems]
注：1013628一13出版后将整代013628一8,15013628-13出版并生效后，本标准中对13628=8的引用应
由013629=13代。
ANS/ASME B3.3工艺管i道(Process piping)
ANS/ASME B31,8天然气运输和分配管道系统(Gas transmission and distribution piping systems)
AWS DI.1结构焊接规范钢铁(Struetural welding code一Steel)
IEC61508一1~4电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全(Functional safety of
electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems)
IEC61511一1过程工业用功能能安全仪表系统《Functional safety一Safety instrumentedsyatems for the process industry sector)ANSI/SAEJ343SAE10HR系列也压软管及软管总成测试及测试程序(Test and test
procedures for SAE 1HR series hydraulie hose and hose assemblies)
ANSI/SAEJ517波压软管《Hydraulie hose)
SAE AS4059航空航天流体动力液压油清洁度分级(Aerospace fluid power一Cleanliness classification for hydraulie fluids)
3术语，定义和缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
等效压力源a小ternative pressure source
门密封测试时使用的注人流体，在HIPPS系统额定水深条件下，其压力不超过额定工作压力(RWP).
注：注人体能引人系统的任何流体。可用于测试。也可用干冲洗成防止产生水合物。
3.1.2
调试commissioning
首次运行前对设备和设施功能的确认。
3.1.3
危险故障d gerous failure
可能使与安全相关的系统处丁危险或失效状态的放障。
3.1.4
终端元件final element
SS系统中实施必须的物理动作以实观安会状态的元件。
3.1.5
加区域fortified section
压力等级在关井压力(SIP)(高)和最大允许工作压力(MAWP)《低)之间的管道和设备。
3.1.6
硬件容错hardware fault tolerance(HFT)
出现故障或错误时。功能单元能继续执行所要求功能的能力。
注：在确定时，无雷考邮可控制故障影响的其他括施，如诊断等，当某一故障直接导致产生一个或多个后续故障时，这些故障视为一个单一政障。
3.1.7
高完整性压力保护系统high integrity pressure pretection system(HIPPS)
机械和电/液SIS系统，用于保护资产免受高压破环。
3.1.8
最大免许操作压力maximum allowable operating pressure(MAOP)
稳态条件下系统操作不允许超过的最大压力。
3.1.9
最大操作压力maximem operating pressure
预测的最大压力，包括正常操作的偏差，如启动/关断、过程变化、控制要求和扰动。
3.1.10
操作压力operating pressure

稳态条件下运行时设备中的压力。其受到操作参数正常变化的影响。
3.1.11
超压源overpressure source
产生压力累积，并超过下游设施RWP的单个或多个源的组合。
注：包括油藏，承压成增压设各（如泵/压缩机）管汇或其他诚体注入源。
3.1.12
管道pipeline
为输送石油、天然气、硫化物(sulfur)和生产水而安装的管线、立管及配件。
3.1.13
过程风险process hazard
可能导致生命据失、人身伤害、污染或对生产资产造成损杯的过程干扰，如超压和后续的工艺设备破裂或故障。
3.1.14
额定工作压力rated working pressure(RwP)
设计的设备可承受或控制的最大内压。
3.1.15
可靠性reliability
与安全相关的特定设备在预期时间内保持运行的可能性。
3.1.16
风险分析risk analysis
确完事件（如超压）的赖率和安全清施（如HPPS》的能力，以降低事件频率或减轻事件后果，使其能被接受。
3.1.17
安全故障safe failure
不会使与安全相关的系统处于危险或失效状态的故障。
3.1.18
安全失效比safe failure fraction(SFF)
子系统安全故障率和检测到的危险故障率之和的平均值，与组件总平均故障率的比值，如E6158第2部分定义。
3.1.19
安全仪表功能safety instrumented function【SIF]
具有特定（实现功能安全必需的）安全完整性等级《1)的安全功能，既可以是安全仪表保护功能，也可以是安全仪表控制功能。
3.1.20
安全完整性等级safety instrumented function(SlL]
离散等级《分四级)，用于指定分配给SIS系统的SF的安全完整性要求。S,4是最高等级，S1L1是最低等缓。
3.1.21
关井压力shut-in pressure(SP)
高压源被突然隔断时，为保护压力等级分隔点(spee break)下游低压设备，HIPPS系统应承受的全部内压。
3.1.22
压力等级分隔点specification(spee]break4系统考虑因素
4.1概述
本节介绍设计HIPPS系统时应考虑的系统要素。HIPPS系统是一种SIS系统，用于保护其下游设施和人员，以及防止压力向环境外世。
HIPPS系统的设计和应用。包括全生命周期活动，宜基于1EC61511来进行。应实施危害和风险评估来确定降低风险的要求。分配HIPPS系统的SL.等级，表明超压风险已得到充分缓解。附加的设计和操作要求宜咨询合适的管理机构，典型的HIPPS如图1所示。

4.1.1压力源
HPP5系统隔离的超压可能有多个来源。包括但不限于高油藏压力、水下泵、同高压管道的连接或它们之间的任意组合。来源可能是气体、液体或多相流体，具有不同的系统响应要求，在生产期间流体组分可能发生变化。也可能受地形影响，所有这些以及与之相关的任何不确定性，需要作为全面HIPPS系统分析的一部分加以考虑。在预留井网接到现有系统前，或作出任何其他可能影响流体性质的变更时，应进行新的流动分析以确保该系抗的设计涌盖了新的配置，
4.1.2 HIPPS系统
木标准定义的SIS系统，向下游组件提供压力保护。
4.1.3水下加强区域
加强区域可位于HPPS系统隔离阀的下游，以便有时对瞬态压力计算确定的系统关团作出响应。系统关闭的响应时间取决于特定系统的流动性并考虑气泊比(GOR),加强区城的压力等级取决于具体项目，范围从出油（气》管线/管道MAOP直至与压力源（如水下采油树)相同的全压等级，加强区城的长度应根据流动分析确定。确定加强区域长度时，不宜考虑替代性流动保障方法《如化学方法)的使用。该部分区域可能不是必须的，但应通过流动分析证明。
4.1.4非加强区域[出油（气）管线]
非加强区域位于加强区域下游，依托设施加强区域的上游，应通过水力分析确定加强区域的位置，且受到降低泄漏风险的影响。水力分析宜包括所有可能的系统瞬态变化《多相流/段塞流等)，非加强区域的位置应考虑降低人身伤害以及破坏基础设施和环境的风险，设计时也宜考虑系统测试的需求。
宜通过恰当的水力分析、设计和测试，证明非加强区城是合理的，
4.1.5依托设施加强区城
靠近平台的立管段设计应使烃类或其他有害物质的泄放远离生产设施，以保护人身安全。靠近平台的立管段在高压破坏时会导致设施损坏或人身伤亡。

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