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則》的規定起草。
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協會。
本文件主要起草人：曾德剛、徐立監、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、型號編制規則、要求、試驗方法、檢驗規則、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 規范性引用文件
下列文件中的內容通過文中的規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 型號編制規則
應符合SY/T 7015—2020中第5章的規定。
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）
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規定執行。
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的環帶狀。環帶的寬度均勻，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。
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
在最終熱處理狀態下按GB/T 228.1的規定進行拉伸試驗，按GB/T 229的規定進行沖擊試驗，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定取得相應的資格。
000017 檢驗規則
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；環境溫度在﹣40 ℃～﹢50 ℃。
000018.3.4 整體防火，發運時使用剛性托架，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的規定。
