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钻杆旋塞阀的压力试验方法

2022-05-18 0 编辑:拉斯维加斯3499com | 市场部

石油天然气钻采设备中上部和下部方钻杆旋塞阀(以下简称旋塞阀)的压力试验包括静水压试验、阀体静水压强度试验、密封试验、钻柱密封外部压力的设计确认试验以及密封件温度范围的设计确认试验等 5 个内容,对应的试验方法如下。

1、静水压试验

旋塞阀的静水压试验压力应符合表 1 的规定,试验应包括以下三个步骤:

a)初始压力保持 3min。

b)压力减低至零。

c)最终压力保持不少于 10min。

试验应在室温下进行,试验介质可用清水或带添加剂的水。当压力达到稳定时,且压力源与被试件隔离计时器开始计时。在保持压力期间,测量装置上观察到的压力变化应小于试验压力的 5% 或 3.4MPa(500psi),取两者中的较小值。起始压力不能超过规定的压力的 5%,整个保压期间,监测的压力不能低于规定的压力。

表 1 静水压试验压力

额定工作压力 MPa(psi) 静水压强度试验压力 MPa(psi)
21(3000)42(6000)
35(5000)53(7500)
70(10000) 105(15000)
105(15000) 158(22500)

2、阀体静水压强度试验

每一件阀体都应以下列方法进行静水压试验。如果阀体中有钻柱密封件,静水压阀体试验时阀应处在半关闭状态,试验压力见表 1,试验应按 1 的步骤进行。

注:所有规定 1.7MPa 低压试验的,其低压试验压力可在 1.4MPa-2.1MPa 压力区间内波动。

3、密封试验

3.1 试验要求

根据表 2 所定义的使用类别,每个阀均应进行密封试验,应按照 3.1 和 3.2 的要求进行。

密封试验持续最少 10min,无可见泄漏或高压压降不大于 0.7MPa,低压压降不大于 0.07MPa。

表 2 使用类别定义

等级号服役类别压力密封的设计性能要求
1 级用于地面

a)阀体和钻柱密封件应承受阀体试验压力 a

b)密封件应承受来自井下 1.7MPa 的低压和最大工作压力的高压

2 级地面和井下

a)阀体和钻柱密封件应承受阀体试验压力 a

b)钻柱密封件应承受外部压力,低压为 1.7MPa,最低的高压为 13.8MPa b

c)密封机构应承受来自井下 1.7MPa 的低压和最大工作压力的高压;

d)密封机构应承受来自上方 1.7MPa 的低压和最大工作压力的高压 c

e)密封件的温度范围由试验确定 d

a 每一阀体应至少试验一次。

b 密封件的性能应验证。

c 只适用于球形阀。

d 密封件的温度范围应难。

3.2 下部密封试验

阀处于关闭状态下,压力应作用于阀的功能下端(通常为外螺纹端)。低压和高压试验都应进行,低压为 1.7MPa,高压应为额定压力。阀进行高压试验后打开和关闭阀释放阀内压力。

3.3 上部密封试验

上部密封试验仅适用于使用条件为 2 级的球形密封结构的阀。

在阀处于关闭状态下,压力应作用于阀的功能上端(通常为内螺纹端)。低压和高压试验都应进行,低压为 1.7MPa,高压应为额定压力。阀进行高压试验后打开和关闭阀释放阀内压力,然后重复低压力试验。

密封试验完成后,应检查球阀开关手柄在对准开位刻度的情况下,确保球形密封的流道通径与阀体流道的对应位置在允许的范围内,以免引起流体冲蚀问题。

4、钻柱密封外部压力的设计确认试验

对于使用条件为 2 级的任意一种阀的设计,应进行钻柱密封外部压力试验,该试验持续最少 10min。

钻柱密封压力试验仅适用于 2 级阀,且仅仅是作为设计确认的目的。在阀处于半开状态下,试验压力应作用于阀的外部(例如,经过装在钻柱密封区的高压套筒)。低压和高压钻柱密封试验都应进行。低压为 1.7MPa,高压最小为 13.8MPa,还可更高,直至额定工作压力,这些都由制造商确定。

5、密封件温度范围的设计确认试验

此试验仅适用于 2 级阀,且仅仅是作为设计确认的目的。

除非买方另有规定,设计确认试验中的阀和试验流体应在额定温度极限下进行。低温和高温下的压力试验都按照 2 和 3 进行,在温度极限条件下,应采用适当的试验流体。


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