GB/T、API、ISO等标准中规定设计采油树连接装置和油管悬挂器时，应考虑以下载荷情况，其中包括：内部和外部压力载荷、压力分离载荷（应基于最不利的密封条件）、机械预载、隔水管弯曲载荷和拉伸载荷、环境条件载荷、阻尼载荷、疲劳因素、振动、机械安装冲击载荷、液压系统管接头、热膨胀（滞留液，异金属）、防喷器载荷、采油树载荷、出油管线载荷、安装和修井载荷、过提载荷、腐蚀等。因此，水下采油树的实际服役载荷情况相当复杂。
水下采油树有安装、拆卸、压力测试和正常生产等几种不同的工况，其整体结构的受力情况在不同的工况条件下是不同的[5]。在安装、拆卸工况下，水下采油树受重力、下部油管重量、上部提升力、安装附加载荷等作用力；在压力试验工况下，受完井管串的外部附加载荷、部分元件受到压力的作用；而在正常生产工况下，水下采油树受到的力最为复杂，可近似为其他工况下力的集合，受重力、水压、水温、海底流、油气压力和油气温度等因素的共同影响。
深海水下采油树在下放安装过程中，由于下放钻杆在波浪、海流和平台偏移的共同作用下会产生较大的应力，最大应力值会达到166.064MPa；水下采油树还未安装到位与水下井口连接的工况条件下，下放钻杆与平台连接处附近承受的最大应力为137.841MPa，下放钻杆下端横向位移最大可达59.64m：水下采油树安装到位并与井口连接的工况条件下，水深40m附近总应力将达到最大为166.064MPa[6]。
对卧式采油树在水下服役过程中的服役载荷进行分析计算过程中[7]，将重力、水压、水温、油气压力和油气温度等因素的影响均模拟成静载荷施加在水下采油树上，其加载情况如图2所示。水下采油树的重力以体积力的方式施加在采油树的整体上；油管悬挂器所承受的油管重量以集中力的方式施加在RP-2点上，点RP-2和油管悬挂器的底部做耦合约束。将重量施加在油管悬挂器上；水压和水温以分布力的方式施加在水下采油树的外壁上；油气压力和油气温度以分布力的方式加载在阀和管道的内壁上。(www.xing528.com)
水下采油树外围是海水，外壳体温度基本与海水相等，内部是油气井产出流体，温度较高，内外温差较大，具有装配关系的各部件之间将产生较大的热应力。另外，在节流口下游，由于节流效应，将吸收大量热量，导致此处温度过低，在选材设计时应引起足够的重视。
图2 水下采油树的载荷施加情况
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