00001 前言
本文件按照GB/T 1.1—2020《標準化工作導則 第1部分:標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。
請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。
本文件由江蘇省質量協會提出并歸口。
本文件起草單位:鹽城市崇達石化機械有限公司、蘇州道森鉆采設備股份有限公司、鹽城市石油機械行業(yè)協會。
本文件主要起草人:曾德剛、徐立監(jiān)、袁為棟、彭光成、詹良斌、裘偉斌、李陽。
固井壓裂柱塞泵 液力端總成
000011 范圍
本文件規(guī)定了固井壓裂柱塞泵-液力端總成的術語和定義、型號編制規(guī)則、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、貯存、包裝及運輸要求、出廠文件和表面保護。
本文件適用于油田油氣井固井、壓裂、酸化、防砂、礫石充填、壓井、洗井等作業(yè)用的通徑為3.75〞、4〞、5〞,壓力為105 MPa、140 MPa的固井壓裂柱塞泵-液力端總成。
000012 規(guī)范性引用文件
下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB/T 222—2006 鋼的成品化學成分允許偏差
GB/T 228.1—2010 金屬材料 拉伸試驗 第1部分:室溫試驗方法
GB/T 229—2020 金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗方法
GB/T 3077—2015 合金結構鋼
GB/T 3181—2008 漆膜顏色標準
GB/T 6394—2017 金屬平均晶粒度測定方法
SY/T 7015—2020 石油天然氣鉆采設備 固井壓裂柱塞泵
NB/T 47013.3—2015 承壓設備無損探傷 第3部分:超聲檢測
NB/T 47013.4—2015 承壓設備無損探傷 第4部分:磁粉檢測
000013 術語和定義
SY/T 7015—2020界定的術語和定義適用于本文件。
000014 型號編制規(guī)則
應符合SY/T 7015—2020中第5章的規(guī)定。
000015 要求
000015.1 化學成分
泵頭體、閥座、閥體、柱塞材料等主要零部件材料化學成份應符合表1的要求。
表1 主要零件材料化學成份及允差
單位為百分比
序號
|
鋼材
牌號
|
化學成分(質量分數)
|
C
|
Mn
|
Si
|
Cr
|
Mo
|
Ni
|
Cu
|
P
|
S
|
V
|
1
|
4330V
|
0.30~0.35
|
0.20~0.50
|
0.05~0.35
|
1.20~1.70
|
0.45~0.65
|
3.00~3.50
|
≤
0.20
|
≤
0.010
|
≤
0.005
|
0.08~0.15
|
2
|
30CrNi3MoV
|
0.26~0.32
|
0.30~0.50
|
0.15~0.35
|
0.60~1.0
|
0.4~0.5
|
2.8~3.2
|
——
|
≤
0.015
|
≤
0.010
|
0.08~0.15
|
表1 主要零件材料化學成份及允差(續(xù))
單位為百分比
序號
|
鋼材
牌號
|
化學成分(質量分數)
|
3
|
20CrNiMo
|
0.17~0.23
|
0.60~0.95
|
0.17~0.37
|
0.40~0.70
|
0.20~0.30
|
0.35~0.75
|
≤
0.25
|
≤
0.025
|
≤
0.025
|
|
4
|
42CrMo
|
0.38~0.45
|
0.50~0.80
|
0.17~0.37
|
0.90~1.20
|
0.15~0.25
|
≤
0.30
|
≤
0.25
|
≤
0.025
|
≤
0.025
|
|
5
|
15-5PH
|
≤0.07
|
≤1.00
|
≤1.00
|
14.00~15.50
|
0.10~0.30
|
4.50~5.50
|
3.00~4.50
|
≤
0.025
|
≤
0.008
|
|
00001注: 4330V中Al≤0.025、Pb≤0.010、Sn≤0.010、Pb≤0.008。
|
000015.2 泵頭體力學性能
合金結構鋼泵頭體材料經熱處理后的力學性能見表2。所有非標準材料伸長率不小于13%,且斷面收縮率不小于28%。
表2 泵頭體力學性能
材 料
|
熱處理HBW
|
力學性能
|
最高工作壓力MPa
|
Rm(MPa)
|
Rp0.2(MPa)
|
A(%)
|
Z(%)
|
橫向/縱向
-40 ℃
Akv8(J)
|
4330V/
30CrNi3MoV
|
310-335
|
≥1000
|
≥900
|
≥15
|
≥45
|
≥33
|
105
|
15-5PH
|
300-340
|
≥1000
|
≥900
|
≥12
|
≥40
|
≥27
|
105
|
00002注: 低溫沖擊功單個最低值≥25。
|
000015.3 晶粒度
晶粒度應符合GB/T 6394的規(guī)定,要求細于6級,不必有魏氏體組織。
000015.4 無損檢測
泵頭體、緊帽、壓蓋,在熱處理前和熱處理后,均應符合NB/T 47013.3—2015的II級要求。
000015.5 強度和密封性能要求
液力端總成試驗強度和密封性能要求應符合表3的要求。
表3 液力端總成試驗準則
項目
|
要求
|
強度試驗(產品經清水試壓,在額定壓力1.5倍條件下,穩(wěn)壓3 min、15 min)
|
應無可見滲漏且降壓≤3.45 MPa
|
密封試驗(產品經清水試壓,在額定壓力1.1倍條件下,穩(wěn)壓3 min、15 min)
|
應無可見滲漏且降壓≤3.45 MPa
|
000015.6 外觀
000015.6.1 產品外觀應平整光亮,無毛刺、碰傷、裂痕和凹凸不平現象,不應有補焊。
000015.6.2 涂層均勻,色澤一致,字符、圖形、標識正確、清晰、牢固。
000015.6.3 各零部件、連接件、緊固件等應裝配完整齊全。
000015.6.4 螺栓、螺柱旋入長度應均勻一致。
000015.7 結構
液力端總成主要由泵頭體、柱塞、閥座、閥體組成,示意圖見圖1。
圖1 液力端總成示意圖
000015.8 設計要求
000015.8.1 柱塞
應按照以下要求設計:
a) 柱塞工作圓柱面外徑尺寸系列化,具體尺寸按照表4規(guī)定執(zhí)行。
b) 柱塞尾部應有用于拆卸的螺紋孔,螺紋應為美制標準螺紋,69.85 mm(2¾in)以上的柱塞統(tǒng)一用1"-8UNC-2B內螺紋。
c) 柱塞工作外圓面硬度不低于HRC58。
d) 柱塞工作外圓柱面粗糙度Ra不大于0.4 μm。
表4 柱塞工作圓柱面外徑尺寸系列
項目
|
單位
|
參數
|
柱塞直徑系列
|
mm(in)
|
50.8(2),57.15(2¼),63.5(2½),69.85(2¾),76.2(3),82.55(3¼),88.9(3½),95.25(3¾),101.6(4),107.95(4¼),114.3(4½),120.65(4¾),127(5),133.35(5¼),139.7(5½),146.1(5¾),152.4(6),158.75(6¼),165.1(6½),171.5 (6¾),177.8(7), 184.15(7¼),190.5 (7½)
|
000015.8.2 泵頭體
應按照以下要求設計:
a) 泵頭體毛坯原則上使用合金鋼鍛件,且應符合設計所要求的表2的技術參數。
e) 泵頭體內表面各相貫部位應圓滑過渡,不允許有任何尖角銳棱,泵頭體不允許有影響強度的任何缺陷。
f) 泵頭體閥座孔與閥座相配合的錐度表面不允許有溝槽及傷痕,其錐度部分的接觸面積呈連續(xù)的環(huán)帶狀。環(huán)帶的寬度均勻,接觸面積不小于75%。
000015.8.3 緊固件
柱塞連接螺栓,泵頭體連接螺栓,輸出法蘭安裝螺栓等重要螺栓的擰緊力矩應符合表5的要求。
表5 螺栓擰緊力矩表
螺柱直徑/螺距
|
1"-8UNC-2B
|
25.4 mm(1in)/3.175
|
螺柱Sy=550 MPa
螺栓應力=275 MPa
|
張力
F
KN
|
107
|
扭矩
F=0.07
Nm
|
288
|
扭矩
F=0.13
Nm
|
488
|
螺柱Sy=720 MPa
螺栓應力=360 MPa
|
張力
F
KN
|
141
|
扭矩
F=0.07
Nm
|
376
|
扭矩
F=0.13
Nm
|
639
|
000015.9 吊裝要求
泵應設計吊點或起吊裝置,起吊時保證泵平穩(wěn)。
000016 試驗方法
000016.1 化學成分
化學成分應按照相應國家標準或制造方的書面規(guī)范進行。檢測結果及化學成分允許偏差應符合表1的要求。
000016.2 力學性能
在最終熱處理狀態(tài)下按GB/T 228.1的規(guī)定進行拉伸試驗,按GB/T 229的規(guī)定進行沖擊試驗,試驗結果應符合表2的要求。
000016.3 晶粒度
性能熱處理后的晶粒度評級方法應按GB/T 6394的規(guī)定。
000016.4 無損檢測
超聲波探傷應按照NB/T 47013.3檢測要求進行,磁粉探傷應按照NB/T 47013.4檢測的要求進行。
000016.5 強度和密封性能試驗
試驗應按照以下要求:
a) 液力端總成在常溫下進行壓力試驗。
b) 強度試驗按公稱壓力的1.5倍進行靜水壓強度試驗。
c) 密封性能試驗按公稱壓力的1.1倍進行靜水壓力試驗。
d) 用工裝固定后進行強度和密封性能試驗,直到壓力升高到試驗壓力時,裝置和壓力檢測儀表與壓力源隔離后開始計時。在保壓期之內,應無可見的滲漏,且降壓≤3.45 MPa。
e) 液力端總成試壓時應保存完整的壓力試驗記錄。
f) 試驗在噴漆前進行,機械加工部件可涂防銹油。
000016.6 外觀檢測
用目測或者手觸摸的方式進行。
000016.7 質量控制人員
所有直接影響材料質量控制活動的人員應按規(guī)定取得相應的資格。
000017 檢驗規(guī)則
000017.1 檢驗分類
檢驗分為出廠檢驗和型式試驗。
000017.2 出廠試驗
000017.2.1 每臺產品進行出廠檢驗,檢驗項目為:化學成分、力學性能、晶粒度、外觀、尺寸、公差、粗糙度、無損探傷、強度和密封性能試驗。
000017.2.2 所檢項目全部合格,判該件產品合格。若出現不合格項,允許返工后復檢,復檢仍不合格,則判該件產品不合格。
000017.3 型式試驗
000017.3.1 型式試驗要求
型式試驗包含液力端的密封性能試驗和強度試驗。
凡屬下列情況之一時,應進行液力端總成型式試驗:
a) 新產品定型;
g) 正式生產后,如結構、材料、工藝有較大改變,可能影響產品性能時。
000017.3.2 型式試驗檢測單位
型式試驗檢測單位必須具有國家級或省級計量檢測資質。
000017.3.3 組批與抽樣
以一個訂單為一批。隨機抽取數量符合GB/T 2828.1—2012計數抽樣檢驗程序的要求。
000017.3.4 判定規(guī)則
所檢項目全部合格,判該批產品合格。若出現不合格項,可取兩倍量抽樣進行復檢,復檢仍不合格,則判該批產品不合格。
000018 標志、包裝、運輸和貯存
000018.1 標志
000018.1.1 在液力端總成的明顯部位固定永久性不銹鋼產品銘牌。
000018.1.2 產品銘牌應有公司標識、產品型號、出產日期、產品序列號、產品外形尺寸及產品主要性能參數等。
000018.2 包裝和運輸
應符合SY/T 7015—2020中15.3的規(guī)定。
000018.3 貯存
000018.3.1 新液力端總成不應長時間貯存,盡可能盡早使用,液力端總成露天貯存應不超過6個月。
000018.3.2 液力端總成在使用之后貯存時,應清洗液力端并涂防銹液;堵塞液力端的吸入和排出口;總成內部徹底清潔;堵塞所有的油管接頭;用防銹套裹住柱塞的伸出部分。
000018.3.3 液力端總成應該存放在溫暖、干燥的地方;環(huán)境溫度在﹣40 ℃~﹢50 ℃。
000018.3.4 整體防火,發(fā)運時使用剛性托架,并用防潮材料包裝。
000019 出廠文件和表面保護
000019.1 出廠文件
應符合SY/T 7015—2020中15.1的規(guī)定。
000019.2 表面保護
000019.2.1 當材料自身不具有防銹性能時,應對其表面進行防護處理。
000019.2.2 液力端總成出廠時應噴涂防銹漆,表面涂裝大紅油漆或買方要求的顏色,涂漆應符合GB/T 3181的規(guī)定。