ICS75.180.10 CCSE92 中华人民共和国国家标准 GB/T43599—2023 石油天然气钻采设备 机械式固井胶塞的测试与评价 Petroleumdrillingandproductionequipment— Evaluationandtestingofmechanicalcementplugs 2023-12-28发布 2024-07-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅰ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 试验要求 1 ………………………………………………………………………………………………… 4.1 试样制备 1 …………………………………………………………………………………………… 4.2 试验介质 2 …………………………………………………………………………………………… 4.3 试验装置通用要求 2 ………………………………………………………………………………… 4.4 试验项目 2 …………………………………………………………………………………………… 5 测试与评价 3 ……………………………………………………………………………………………… 5.1 穿透压力试验 3 ……………………………………………………………………………………… 5.2 密封压力试验 5 ……………………………………………………………………………………… 5.3 翻转压力试验 6 ……………………………………………………………………………………… 5.4 承受回压能力试验 8 ………………………………………………………………………………… 5.5 刮拭能力试验 9 ……………………………………………………………………………………… 5.6 通过能力试验 11 ……………………………………………………………………………………… 5.7 耐磨性能试验 12 ……………………………………………………………………………………… 5.8 压缩变形试验 14 ……………………………………………………………………………………… 5.9 防转能力试验 14 ……………………………………………………………………………………… 5.10 可钻性能试验 15 …………………………………………………………………………………… 附录A(资料性) 试验记录表 17 …………………………………………………………………………… 附录B(资料性) 试验参数推荐表 22 ………………………………………………………………………GB/T43599—2023 前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会(SAC/TC96)提出并归口。 本文件起草单位:石油工业井下工具质量监督检验中心、中国石油集团渤海钻探工程有限公司、 中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司、德州大陆架石油工程技术有限公司、河北上善石油机械 有限公司、丹诺(北京)石油技术服务有限公司、北京石油机械有限公司。 本文件主要起草人:李亮亮、任路、罗玉财、王丁盛、谭天宇、王晗阳、明祥贵、杨忠祖、蒋本强、宋剑鸣、 段风海、孙合平、张虎林、周家齐、刘晓晓、孔凡刚、李巍然、姜永奎、肖涛、马春晖、苏卿。 ⅠGB/T43599—2023 石油天然气钻采设备 机械式固井胶塞的测试与评价 1 范围 本文件规定了石油天然气注水泥作业用机械式固井胶塞的试验要求、测试与评价。 本文件适用于机械式固井胶塞的检测与评价。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T9867 硫化橡胶或热塑性橡胶耐磨性能的测定(旋转辊筒式磨耗机法) GB/T13283 工业过程测量和控制用检测仪表和显示仪表精确度等级 GB/T19830 石油天然气工业 油气井套管或油管用钢管 GB/T20971 石油天然气工业 固井设备 注水泥浮动装置性能测试 GB/T29166 石油天然气工业 钢制钻杆 SY/T5083 石油天然气钻采设备 尾管悬挂器及尾管回接装置 SY/T5150 分级注水泥器 SY/T5415 钻头使用基本规则和磨损评定方法 SY/T7084 固井水泥头及常规固井用胶塞 3 术语和定义 SY/T5083和SY/T5150界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 翻转压力 invertpressure 胶塞唇片翻转的液体压差。 3.2 水下释放胶塞 sub-seareleaseplug 用于浮式或半潜式海上钻井平台,隔离钻井液和水泥浆,并顶替管柱内水泥浆的胶塞。 4 试验要求 4.1 试样制备 4.1.1 试样采用随机抽取的胶塞成品。 4.1.2 胶塞橡胶材料耐磨性能的测定试样按照GB/T9867的规定进行制备。 1GB/T43599—2023 4.2 试验介质 4.2.1 试验液体应采用清水(可添加防腐液)、合成油或用户指定的液体。 4.2.2 加热液体采用合成油时,其闪点应高于工作温度20℃以上。 4.3 试验装置通用要求 4.3.1 试验管柱 试验管柱由钻杆及接头或套管及接箍组成。标准试验管柱应符合GB/T29166或GB/T19830的 规定,特殊尺寸的试验管柱由制造厂商和用户约定。 4.3.2 试验装置 4.3.2.1 磨耗试验用试验装置和材料应符合GB/T9867的规定。 4.3.2.2 对排量有要求的试验用试验泵排量应不低于15L/s,泵送排量应能无级调节。 4.3.2.3 加热装置应满足加热液体各点处的温差不超过5℃,保温期间温度变化不超过±2℃。 4.3.3 仪器设备精度 4.3.3.1 试压泵和试验泵压力、流量测量仪表的精度应不低于GB/T13283规定的0.5级。 4.3.3.2 加热装置温度测量系统应精确到1℃以内。 4.3.3.3 收集试验液体的量筒或量杯精度应不低于0.1L。 4.3.3.4 胶塞尺寸测量仪器精度应不低于0.02mm,称重仪器精度应不低于0.1g。 4.3.3.5 防转能力试验装置扭矩测量仪表精度应不低于GB/T13283规定的2级。 4.3.3.6 可钻性能试验装置力值测量仪表和转矩转速测量装置精度应不低于GB/T13283规定的 0.5级。 4.4 试验项目 机械式固井胶塞包括常规固井胶塞、分级固井胶塞、尾管固井胶塞、水下释放胶塞。不同类型的胶 塞试验项目和测试方法见表1。 表1 试验项目和测试方法 试验项目测试 方法胶塞类型 常规固井胶塞 分级固井胶塞 尾管固井胶塞 水下释放胶塞 上胶塞下胶塞挠性塞顶替 打开塞关闭塞钻杆 胶塞尾管 胶塞钻杆 上胶塞钻杆 下胶塞套管 上胶塞套管 下胶塞 穿透压力5.1 — √ — — — — — — — — √ 密封压力5.2 √ — √ √ √ √ √ √ √ √ — 翻转压力5.3 √ — √ √ √ √ √ √ √ √ — 承受回压 能力5.4√a√a√a— — √ √a√a√a√a√a 刮拭能力5.5 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 2GB/T43599—2023 表1 试验项目和测试方法(续) 试验项目测试 方法胶塞类型 常规固井胶塞 分级固井胶塞 尾管固井胶塞 水下释放胶塞 上胶塞下胶塞挠性塞顶替 打开塞关闭塞钻杆 胶塞尾管 胶塞钻杆 上胶塞钻杆 下胶塞套管 上胶塞套管 下胶塞 通过能力5.6√b√b√ — — √ √b√ √ √b√b 耐磨性能5.7 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 压缩变形5.8 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 防转能力5.9√c√c— — √c√c√c— — √c√c 可钻性能5.10√ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 注:“√”表示应做,“—”表示不适用。 a具有自锁结构的胶塞进行此项试验。 b具有变径结构的胶塞进行此项试验。 c具有防转结构的胶塞进行此项试验。 5 测试与评价 5.1 穿透压力试验 5.1.1 概述 穿透压力试验包括静压穿透压力试验和动压穿透压力试验。静压穿透压力试验主要测试胶塞静态 条件下隔膜穿透压力和破裂情况。动压穿透压力试验主要测试胶塞在泵送过程中隔膜是否提前穿透及 到位后隔膜的穿透压力和破裂情况。 5.1.2 静压穿透压力试验 5.1.2.1 测试方法 5.1.2.1.1 胶塞静压穿透压力试验示意图见图1。碰压座应有过流孔,过流孔直径不小于46mm,且不 大于胶塞芯部孔径。 3GB/T43599—2023