T-CPI 11037-2024 石油天然氣鉆采設(shè)備水力振蕩器技術(shù)與應(yīng)用規(guī)范

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)PetroleumandnaturalgasdrilliTechnologyandapplicationspecificationofhydro-oscillatortoolI 2規(guī)范性引用文件 5.1基本性能參數(shù) 6.2零件材質(zhì)技術(shù)要求 6.3無損檢測技術(shù)要求 7.3橡膠襯套的物理機(jī)械性能試驗(yàn) 7.5水力振蕩器性能試驗(yàn) 7.6水力振蕩器運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn) 7.7柔性短節(jié)密封試驗(yàn) 9標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存 本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的1本文件規(guī)定了水力振蕩器的分類、型號(hào)、基本參數(shù)、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則和標(biāo)志、包下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文GB/T528硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定GB/T2975鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗(yàn)取樣位置及試樣制備GB/T3216回轉(zhuǎn)動(dòng)力泵水力性能驗(yàn)收試驗(yàn)1級(jí)、2級(jí)和3級(jí)GB/T7760硫化橡膠或熱塑性橡膠與硬質(zhì)板材粘合強(qiáng)度的測定90°剝離法GB/T19502表面化學(xué)分2水力振蕩器hydro-oscillato脈沖短節(jié)pulsegeneratorsub/powersection柔性短節(jié)?exiblesub/excitationsection螺桿式水力振蕩器PDMhydro-oscillatortool渦輪式水力振蕩器turbinehydro-oscillatortool3水力振蕩器型號(hào)由水力振蕩器標(biāo)識(shí)符“ZDQ”+主要特征代號(hào)+橡膠特性代號(hào)組成。僅當(dāng)水力振 示例1：ZDQ-172MP0-Y150：表示“172mm外徑螺桿式水力振蕩器，脈沖短節(jié)壓差為中壓差（2.5MPa~3.5MPa柔性短節(jié)為常規(guī)柔性短節(jié)，橡膠特性為耐油基示例3：ZDQ-73M-Y150：表示“73mm外徑螺桿式水力振蕩器，脈沖短節(jié)壓差為中壓差（2.5MPa～3.5MPa規(guī)格代號(hào)用水力振蕩器最大外徑表示，以毫米（mm）為單位。推薦采用的水力振蕩器直徑尺寸000043/405000800壓差等級(jí)根據(jù)水力振蕩器最大壓差分類。最大壓差Δp指水力振蕩器在最大工作排量、清水介質(zhì)條件下經(jīng)過實(shí)測或理論計(jì)算的壓差，單位為兆帕（MPa）。最大工作排量參見表6推薦工作排量中最4HML柔性短節(jié)通過液壓活塞將脈動(dòng)壓力轉(zhuǎn)化成脈動(dòng)機(jī)械輸出力。輸出力大小取決于水力振蕩器壓差和柔性短節(jié)特征代號(hào)由字母“P”+1位數(shù)字表示。其中數(shù)字表示柔性短節(jié)額外增加的活塞級(jí)數(shù)。代SY5≥89≥370≥570≥1020≥1150≥2980≥3970≥6470≥10950≥1704058≥2220≥2500≥2530≥4130≥5090≥19800≥40000≥50000≥60960≥979201/2REG1/2REG21/83/43/443/47/8573/83/43/87/8897/81/475/8REG75/8REG1/41/266.1.1水力振蕩器應(yīng)按6.2、6.3規(guī)定的要求生產(chǎn)制造，并按7.1～7.3規(guī)定的試驗(yàn)方法和8.3規(guī)定的6.1.2水力振蕩器連接螺紋加工后按7.4規(guī)定的要求測量，全部殼體連接螺紋應(yīng)進(jìn)行防粘處理，組裝6.1.3水力振蕩器基本性能按7.5規(guī)定的要求進(jìn)行整機(jī)試驗(yàn)測定。檢測的壓差、頻率應(yīng)符合表6的要6.1.4配置P1或P2型柔性短節(jié)的水力振蕩器，應(yīng)按7.7的規(guī)定進(jìn)行密封試驗(yàn)，要求在規(guī)定的壓力下6.2.1水力振蕩器金屬材料應(yīng)采用合金結(jié)構(gòu)鋼，材料的硫、磷含量均不應(yīng)大于0.025%。熱處理后材%%J≥980≥835≥13≥48≥60≥285≤178≥980≥835≥13≥48≥60≥285≥931≥689≥13≥48≥54≥285≥14≤15≥37≤0.3老化系數(shù)（90℃,24h）≥0.8±4與金屬90°剝離強(qiáng)度（kN/m）a≥1276.3.1水力振蕩器各殼體、花鍵芯軸、轉(zhuǎn)子、靜閥座、動(dòng)閥座應(yīng)進(jìn)行無損檢測，材料不應(yīng)有裂紋等缺6.3.2采用磁粉檢測時(shí)，接受質(zhì)量等級(jí)不應(yīng)低于NB/T47013.4中規(guī)定的Ⅱ級(jí)要求。螺紋部位應(yīng)在精6.3.3采用超聲波檢測時(shí)，接受質(zhì)量等級(jí)不應(yīng)低于NB/T47013.3中規(guī)定的承壓設(shè)備用鋼鍛件超聲檢6.3.4采用滲透檢測時(shí)，接受質(zhì)量等級(jí)不應(yīng)低于NB/T47013.5中規(guī)定的承壓設(shè)備用鋼鍛件滲透檢測7.5.1水力振蕩器進(jìn)行性能試驗(yàn)時(shí)，所有殼體連接螺紋全部涂抹SY/T5198規(guī)定的鉆頭螺紋潤滑脂，7.5.2將水力振蕩器置于試驗(yàn)臺(tái)上，連接管路形成閉合環(huán)路，在水力振蕩器的入口和出口分別接入壓力傳感器（量程范圍0MPa～16MPa然后逐漸增加泵的排量，待排量穩(wěn)定后，記錄壓力傳感器讀數(shù)，計(jì)算進(jìn)出口壓差即可得出不同排量下壓差，當(dāng)排量為最大推薦排量時(shí)，測得的壓差為最大壓差。7.5.3試驗(yàn)裝置排量達(dá)不到推薦最大排量時(shí)，應(yīng)在試驗(yàn)排量實(shí)測壓差和頻率基礎(chǔ)上，推算最大排量下7.5.4配備柔性短節(jié)的水力振蕩器，組裝時(shí)花鍵軸上應(yīng)涂抹GB/T7324規(guī)定的通用鋰基潤滑脂。性7.5.5試驗(yàn)介質(zhì)、試驗(yàn)裝置、試驗(yàn)流程、試8采用專用工裝在靜壓設(shè)備上進(jìn)行試壓試驗(yàn)，壓力應(yīng)逐漸緩慢增加，每次增加約6MPa，直到達(dá)到30MPa或裝配圖紙技術(shù)要求規(guī)定的壓力值時(shí)停止加壓，保壓5min，觀察壓力值變化情況，壓力降低b）定型產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)、材料或工藝有較大改變可能影響產(chǎn)√√×√×√×√√×△√對(duì)相同類型、相同規(guī)格、相同壓差和相同柔性短節(jié)特征的產(chǎn)品，出廠檢驗(yàn)應(yīng)按以下要求進(jìn)行抽樣9合格，則轉(zhuǎn)入該項(xiàng)目的逐件檢驗(yàn)。抽樣檢驗(yàn)的規(guī)定見8.3.1。對(duì)于能夠修復(fù)的不合格品，經(jīng)修復(fù)、檢9.1.1在水力振蕩器不易磨損的明顯部位打印鋼字9.1.2應(yīng)在水力振蕩器脈沖短節(jié)定子殼體和/或柔性短節(jié)花鍵芯軸的標(biāo)記槽部位打印短節(jié)型號(hào)鋼字。9.1.3水力振蕩器外表面應(yīng)噴涂水力振蕩器型號(hào)、制造商名稱、連接螺紋代號(hào)。水力振蕩器需用戶現(xiàn)9.2.3水力振蕩器可裝箱發(fā)運(yùn)，或由制造廠與顧客協(xié)商采用其他包裝。裝箱發(fā)運(yùn)時(shí)，包裝箱兩側(cè)面應(yīng)9.3.3水力振蕩器應(yīng)單層平放，貯存在干燥、清潔、通風(fēng)、防雨、防曬的庫房中，庫房內(nèi)溫度應(yīng)保持在-15℃~40℃,同時(shí)不應(yīng)接觸酸、堿及有機(jī)溶劑等腐蝕物質(zhì)。9.3.4定子橡膠從硫化日期起的有效期為24個(gè)月，即定子橡膠從硫化日期到下井使用日期的間隔時(shí)10.2.1水力振蕩器包含柔性短節(jié)時(shí)，柔性短節(jié)應(yīng)與脈沖短節(jié)緊鄰連接。通常柔性短節(jié)接在脈沖短節(jié)10.2.2在鉆臺(tái)組合水力振蕩器時(shí)，不可在水力振蕩器動(dòng)力部分施加外力，包括坐卡瓦、安全卡瓦、10.2.3在地面進(jìn)行功能測試，振蕩短節(jié)振蕩頻率與流量成正比。在地面測試中，其產(chǎn)生的振動(dòng)或許會(huì)使整個(gè)鉆具發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，為安全起見，盡可能使用較低的排量，盡量降低其振蕩頻率。在地面10.2.4推薦不接鉆具組合進(jìn)行地面測試，逐步增加排量直到驅(qū)動(dòng)水力振蕩器工作，如果達(dá)到最大排a）低溫環(huán)境：如果環(huán)境溫度低于-10℃,就不能在地面進(jìn)行功能測試，否則會(huì)對(duì)定子的橡膠造b）高溫環(huán)境：在高溫環(huán)境中使用，水力振蕩器的橡膠中需添加特殊的材料，確保其正常運(yùn)行。保存該鉆壓鉆進(jìn)，切勿隨意加鉆壓。在滑動(dòng)工況，第一次滑動(dòng)，先將排量提起來，再逐漸加b）水力振蕩器在小鉆壓鉆進(jìn)中，可有效地消除鉆具重量在井壁某段的聚集效應(yīng)；如使用大鉆壓鉆進(jìn)，振動(dòng)短節(jié)的彈簧將受到壓縮，這樣就會(huì)降低水力振蕩器的使用效果；在井斜較小的井水力振蕩器生產(chǎn)商應(yīng)在產(chǎn)品說明書中說明水力振蕩器在鉆具組合中的推薦安裝位置，或者推薦近水力振蕩器的效果主要是由流經(jīng)的排量來決定的，但每件水力振蕩器都是依具體應(yīng)用條件設(shè)定好的，所以施工中，排量盡量與設(shè)定水力振蕩器的排量一致，這樣水力振蕩器的使用效果才能最大化。另外在選擇排量的過程中，盡量選擇設(shè)定水力振蕩器所參考的最大排量，大的排量就意味著較大的壓含橡膠定子的水力振蕩器在-10℃的環(huán)境下，新產(chǎn)品保存時(shí)間不宜超過7d，以防橡膠脆化影響工具性能。用過的產(chǎn)品待命使用時(shí)，應(yīng)在0℃以上保存，以防水力振蕩器內(nèi)殘留液體結(jié)冰影響工具高溫環(huán)境中，定子不能放在陽光直射的地方，如果必須在室外存放時(shí)，可以在水力振蕩器的表面用清水沖洗水力振蕩器后，再用肥皂水沖洗。水力振蕩器的動(dòng)力部分禁止用外力轉(zhuǎn)動(dòng)。具體操作），b）水力振蕩器在鉆具中的位置：調(diào)整水力振蕩器在井下鉆具中的位置，或另外引入第2套水力c）氯離子含量大于30000×10-6；11.5拆卸后的上接頭、下接頭、殼體、轉(zhuǎn)子等零件的連接螺紋，以及花鍵芯軸、殼體的本體，應(yīng)進(jìn)A.1.1金屬材料力學(xué)性能試樣有本體A.1.2如果試樣在本體上取樣，則取樣部位應(yīng)在本體兩端螺紋部位合適壁厚處縱向取樣，如圖A.1a）所示，內(nèi)、外螺紋均取壁厚較厚處。若端部尺寸不能滿足取樣要求，可在靠近螺紋且tLLL≤2mm--b)拉伸試樣（徑向位置）c)沖擊試樣（徑向位置）A.1.3非本體取樣應(yīng)采用同批次材料制作成與本體熱處理前壁厚相當(dāng)、長度≥200mm的隨爐試樣），完成同爐熱處理，每種試驗(yàn)應(yīng)制取2個(gè)拉伸試樣和3個(gè)沖擊試樣。非本體取樣應(yīng)采用同班次生產(chǎn)的膠料，按照定子殼體橡膠襯套加工的方法制作試樣，每種試驗(yàn)應(yīng)B.2.2拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長率、扯斷永久變形試樣按GB/T528中Ⅰ型試樣進(jìn)行制備，裁切試樣時(shí)，B.2.6橡膠與金屬粘接性能試樣按照GB/T7760的規(guī)定進(jìn)行制備，測試用金屬材料應(yīng)與產(chǎn)品金屬殼試驗(yàn)裝置應(yīng)保證通過測量截面的液流具有軸對(duì)稱的速度分布和等靜壓分布特征，且無裝置引起的漩渦。流量計(jì)安裝符合相關(guān)規(guī)定，水力振蕩器出口轉(zhuǎn)換接頭測流孔面積不應(yīng)小于水力振蕩器內(nèi)流道的9981243C.3.2位移測試采用適合量程的位移表，其測試精度允許誤差為±0.5%FS（fullscale全量程位b）測壓孔的位置應(yīng)在水力振蕩器入口中心線的水平面上，壓力表應(yīng)d）測壓孔直徑應(yīng)為1.5mm～3mm，且深度不應(yīng)小于其孔徑的2倍，壓力表接管內(nèi)徑不應(yīng)小對(duì)壓力、位移等高頻周期波動(dòng)數(shù)據(jù)采樣頻率要求≥300Hz。Qt1℃t2t3p1p2△p△pv△pveSSminSmax△SffeΔpi=p1i-p2i……（C.1）Δpv=………………（C.2）ΔS=Smax-Smin…………………（C.3）f=n/3………（C.4）壓差曲線