ICS75.180.10 E92 SY 备案号：43179—2014 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T5150—2013 代替SY/T5150—2000 分级注水泥器 Multiple stage cementer 2013-11-28发布 2014-04-01实施 国家能源局 发布 SY/T5150—2013 目次 前言 范围 规范性引用文件 2 3 术语和定义 分类与型号 4 5 要求 试验方法 6 检验规则 标志、包装、运输、贮存 SY/T5150—2013 分级注水泥器 1范围 本标准规定了分级注水泥器的术语与定义、分类与型号、要求、试验方法、检验规则和标志、包 装、运输、贮存等。 本标准适用于石油天然气井的固井注水泥作业所用的分级注水泥器的设计、制造和检验。 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的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是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/T228.1 金属材料拉伸试验 第1部分室温试验方法（GB/T228.1-2010，ISO6892 -1:2009，MOD) GB/T229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法（GB/T2292007，ISO148-1：2006，MOD） GB/T231.1 金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法（GB/T231.1-2009，ISO6506 -1:2005，MOD) GB/T531.1 硫化橡胶或热塑性橡胶压人硬度试验方法第1部分：邵氏硬度计法（邵尔硬 度）（GB/T531.1—2008，ISO7619-1:2004，IDT) GB/T4157 金属在硫化氢环境中抗特殊形式环境开裂实验室试验（GB/T4157一2006，NACE TM0177:1996，MOD) GB/T9253.2 石油天然气工业 套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验（GB/T 9253.2—1999，APISpec5B:1996,IDT) JB/T4730.3 承压设备无损检测 第3部分：超声检测 APISpec5CT 套管和油管规范（2011年第9版） 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 分级注水泥器 multiple stage cementer 将固井井段分成两级或两级以上，可进行注水泥作业的工具，由分级注水泥器本体和各个不同用 途的胶塞组成。 3.2 机械式分级注水泥器mechanical multiple stagecementer 用投塞方式打开循环孔的分级注水泥器。 3.3 液压式分级注水泥器hydraulic-openingmultiple stage cementer 利用管柱内外液体压力差打开循环孔的分级注水泥器。 SY/T5150—2013 3.4 挠性塞frist stage sealingplug 挠曲变形后通过分级注水泥器本体在碰压座上碰压的胶塞。 3.5 重力打开塞free-fallopeningdevice 利用自身重力下降，落位于分级注水泥器内，加压打开分级注水泥器循环孔的胶塞。 3.6 顶替打开塞pumpdownopeningplug 利用泵送液体推动前行，落位于分级注水泥器内，加压打开分级注水泥器循环孔的胶塞。 3.7 关闭塞closingplug 关闭分级注水泥器循环孔的胶塞 3.8 碰压座shut-offbaffle 用于挠性塞碰压的单元体 3.9 关闭套closing sleeve 关闭分级注水泥器循环孔的滑套。 4分类与型号 4.1分类 分级注水泥器按打开方式分为机械式分级注水泥器和液压式分级注水泥器 4.2型号 分级注水泥器的型号表示方式如下： FJZ口 口口 特殊用途代号：抗HS材质为S，抗CO,材质为C，普通材 质的可以不写，制造商的特殊要求可在此表示 打开方式代号：机械式为J，液压式为Y 公称尺寸：mm 分级注水泥器代号 示例：公称尺寸为178的抗H.S腐蚀的机械式分级注水泥器的型号表示为FJZ178-J-S。 要求 5 5.1分级注水泥器本体主要尺寸应符合表1的规定。 5.2分级注水泥器中各种不同用途胶塞长度应符合表2的规定。 5.3分级注水泥器本体强度不应低于表3规定。 5.4挠性塞通过分级注水泥器本体的压力应小于1MPa，且挠性塞应无损坏。 5.5分级注水泥器打开和关闭的实际压力与设计压力误差应在±1MPa范围内。 2 SY/T5150—2013 表1分级注水泥器本体主要尺寸 单位为毫米 总长 两端连接螺纹 公称尺寸 最大外径 不可钻最小内径 99.6 0001 114 140 108.6 ≤1100 127 154 173 118.6 ≤1100 140 147.1 ≤1100 168 198 两端连接螺纹应符合GB/T9253.2的要 178 210 152.5 ≤1200 求；制造商也可应用户的要求，采用其 他形式的连接螺纹。当采用其他形式的 194 230 168.3 连接螺纹时，螺纹的性能应不低于GB/T 196.2 ≤1200 219 260 9253.2的要求 285 220.5 245 273 314 247.9 ≤1300 ≤1300 298 340 273.6 313.6 ≤1300 340 385 分级注水泥器中各种胶塞长度 单位为毫米 顶替打开塞 关闭塞 公称尺寸 挠性塞 重力打开塞 114 <350 ≤400 ≤350 ≤400 127 ≤450 ≤340 140 ≤450 ≤350 ≤360 168 <450 ≤400 ≤450 ≤450 ≤360 178 《450 400 450 ≤360 194 <450 219 380 245 ≤550 ≤450 ≤380 273 0995 ≤700 380 ≤700 298 ≤750 ≤400 340 《750 ≤500 注：用于非连续式注水泥作业的机械式分级注水泥器使用重力打开塞：用于连续式注水泥作业的机械式分级 注水泥器使用顶替打开塞， 表3分级注水泥器本体强度 最小抗内压强度 最小抗外挤强度 危险截面最小抗拉载荷 公称尺寸 MPa kN MPa mm 63 53 1300 114 71 64 1800 127 2400 140 74 66 2800 168 71 63 62 3600 178 70 3 SY/T5150—2013 表3（续） 公称尺寸 最小抗内压强度 最小抗外挤强度 危险截面最小抗拉载荷 mm MPa MPa kN 194 65 55 4400 219 51 37 4500 245 48 33 006t 273 45 29 5000 298 41 23 5200 340 38 20 5400 5.6分级注水泥器中的主要受力零件，其材料的力学性能应符合以下要求： 抗拉强度R.：≥862MPa。 下届服强度ReL：758MPa~965MPa。 布氏硬度：≥255HBW。 抗HS腐蚀的分级注水泥器中主要受力零件材料可分为C90，T95，C110三种钢级，机械性能 应达到APISpec5CT中C90，T95，C110三种钢级的要求，所用的原材料应有依据GB/T4157的抗 H,S腐蚀的批次实验报告，材料的硬度值应符合APISpec5CT中C90，T95，C110三种钢级的硬度 要求。 5.7分级注水泥器中主要受力零件应进行无损检测，其内部和表面裂纹缺陷尺寸应不超过JB/T 4730.3中的Ⅱ级质量等级规定。 5.8两端连接螺纹当采用GB/T9253.2中的连接螺纹时，其尺寸要求应符合GB/T9253.2的规定。 5.9各胶塞的橡胶部分和密封件的橡胶应为耐油耐酸碱橡胶，其物理性能应符合以下规定： 邵氏硬度：60HS~80HS。 耐温：-30℃~120℃。 制造商也可应用户的要求，提供耐温范围更大的产品。 5.10分级注水泥器中需钻除部分应选用可钻性好的材料。采用铝合金或铸造铝合金材料时，其力学 性能应符合以下规定： 抗拉强度R.：≥222MPa。 断后伸长率A：≥1.5%。 布氏硬度：70HBW~140HBW。 5.11用于连续式分级注水泥作业的机械式分级注水泥器，其挠性塞和碰压座应保证碰压后液体能够 旁通。 5.12机械式分级注水泥器打开循环孔前和关闭循环孔后，整体密封能力应不小于35MPa；液压式 分级注水泥器关闭循环孔后，整体密封能力应不小于35MPa。 5.13分级注水泥器两端连接螺纹表面应进行防粘扣处理。 6试验方法 6.1材料力学性能检验 6.1.1分级注水泥器主要受力零件材料，应根据GB/T228.1，GB/T229对每一批次进货的原材料 进行材料性能试验。 6.1.2分级注水泥器剪切销钉材料，应根据GB/T228.1对每一批次进货的原材料进行材料性能 4 SY/T5150—2013 试验。 6.1.3分级注水泥器主要受力零件热处理后、可钻材料零件应按GB/T231.1进行硬度检验，橡胶 件硬度检验应按GB/T531.1中有关规定进行。 6.1.4进行力学性能分析试验时，应在主要受力零件上，沿受力方向截取材料力学性能分析标准试 样，按5.6的要求进行力学性能分析试验。如在主要受力零件上无法截取标准试样时，制造商应制备 同批次、相同热处理炉号的材料试棒，用于制作标准试样。 6.1.5主要受力零件超声波无损检测应按JB/T4730.3中有关规定进行，精度等级应符合5.7的 规定。 6.2产品性能试验 6.2.1连接螺纹的检验 当采用GB/T9253.2中的连接螺纹时，连接螺纹的检验应按GB/T9253.2中有关规定进行：当 采用其他形式的连接螺纹时，连接螺纹