00001 前言
本文件按照GB/T 1.1—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。
本文件由江苏省质量协会提出并归口。
本文件起草单位：盐城市崇达石化机械有限公司、苏州道森钻采设备股份有限公司、盐城市石油机械行业协会。
本文件主要起草人：曾德刚、徐立监、袁为栋、彭光成、詹良斌、裘伟斌、李阳。
固井压裂柱塞泵 液力端总成
000011 范围
本文件规定了固井压裂柱塞泵-液力端总成的术语和定义、型号编制规则、要求、试验方法、检验规则、标志、贮存、包装及运输要求、出厂文件和表面保护。
本文件适用于油田油气井固井、压裂、酸化、防砂、砾石充填、压井、洗井等作业用的通径为3.75〞、4〞、5〞，压力为105 MPa、140 MPa的固井压裂柱塞泵-液力端总成。
000012 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/T 222—2006 钢的成品化学成分允许偏差
GB/T 228.1—2010 金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法
GB/T 229—2020 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法
GB/T 3077—2015 合金结构钢
GB/T 3181—2008 漆膜颜色标准
GB/T 6394—2017 金属平均晶粒度测定方法
SY/T 7015—2020 石油天然气钻采设备 固井压裂柱塞泵
NB/T 47013.3—2015 承压设备无损探伤 第3部分：超声检测
NB/T 47013.4—2015 承压设备无损探伤 第4部分：磁粉检测
000013 术语和定义
SY/T 7015—2020界定的术语和定义适用于本文件。
000014 型号编制规则
应符合SY/T 7015—2020中第5章的规定。
000015 要求
000015.1 化学成分
泵头体、阀座、阀体、柱塞材料等主要零部件材料化学成份应符合表1的要求。
表1 主要零件材料化学成份及允差
单位为百分比
|
序号
|
钢材
牌号
|
化学成分（质量分数）
|
|
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 主要零件材料化学成份及允差（续）
单位为百分比
|
序号
|
钢材
牌号
|
化学成分（质量分数）
|
|
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 泵头体力学性能
合金结构钢泵头体材料经热处理后的力学性能见表2。所有非标准材料伸长率不小于13%，且断面收缩率不小于28%。
表2 泵头体力学性能
|
材 料
|
热处理HBW
|
力学性能
|
最高工作压力MPa
|
|
Rm（MPa）
|
Rp0.2（MPa）
|
A（%）
|
Z（%）
|
横向／纵向
-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： 低温冲击功单个最低值≥25。
|
000015.3 晶粒度
晶粒度应符合GB/T 6394的规定，要求细于6级，不必有魏氏体组织。
000015.4 无损检测
泵头体、紧帽、压盖，在热处理前和热处理后，均应符合NB/T 47013.3—2015的II级要求。
000015.5 强度和密封性能要求
液力端总成试验强度和密封性能要求应符合表3的要求。
表3 液力端总成试验准则
|
项目
|
要求
|
|
强度试验（产品经清水试压，在额定压力1.5倍条件下，稳压3 min、15 min）
|
应无可见渗漏且降压≤3.45 MPa
|
|
密封试验（产品经清水试压，在额定压力1.1倍条件下，稳压3 min、15 min）
|
应无可见渗漏且降压≤3.45 MPa
|
000015.6 外观
000015.6.1 产品外观应平整光亮，无毛刺、碰伤、裂痕和凹凸不平现象，不应有补焊。
000015.6.2 涂层均匀，色泽一致，字符、图形、标识正确、清晰、牢固。
000015.6.3 各零部件、连接件、紧固件等应装配完整齐全。
000015.6.4 螺栓、螺柱旋入长度应均匀一致。
000015.7 结构
液力端总成主要由泵头体、柱塞、阀座、阀体组成，示意图见图1。
图1 液力端总成示意图
000015.8 设计要求
000015.8.1 柱塞
应按照以下要求设计：
a) 柱塞工作圆柱面外径尺寸系列化，具体尺寸按照表4规定执行。
b) 柱塞尾部应有用于拆卸的螺纹孔，螺纹应为美制标准螺纹，69.85 mm（2¾in）以上的柱塞统一用1＂-8UNC-2B内螺纹。
c) 柱塞工作外圆面硬度不低于HRC58。
d) 柱塞工作外圆柱面粗糙度Ra不大于0.4 μm。
表4 柱塞工作圆柱面外径尺寸系列
|
项目
|
单位
|
参数
|
|
柱塞直径系列
|
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 泵头体
应按照以下要求设计：
a) 泵头体毛坯原则上使用合金钢锻件，且应符合设计所要求的表2的技术参数。
e) 泵头体内表面各相贯部位应圆滑过渡，不允许有任何尖角锐棱，泵头体不允许有影响强度的任何缺陷。
f) 泵头体阀座孔与阀座相配合的锥度表面不允许有沟槽及伤痕，其锥度部分的接触面积呈连续的环带状。环带的宽度均匀，接触面积不小于75%。
000015.8.3 紧固件
柱塞连接螺栓，泵头体连接螺栓，输出法兰安装螺栓等重要螺栓的拧紧力矩应符合表5的要求。
表5 螺栓拧紧力矩表
|
螺柱直径/螺距
|
1＂-8UNC-2B
|
25.4 mm(1in)/3.175
|
|
螺柱Sy＝550 MPa
螺栓应力＝275 MPa
|
张力
F
KN
|
107
|
|
扭矩
F＝0.07
Nm
|
288
|
|
扭矩
F＝0.13
Nm
|
488
|
|
螺柱Sy＝720 MPa
螺栓应力＝360 MPa
|
张力
F
KN
|
141
|
|
扭矩
F＝0.07
Nm
|
376
|
|
扭矩
F＝0.13
Nm
|
639
|
000015.9 吊装要求
泵应设计吊点或起吊装置，起吊时保证泵平稳。
000016 试验方法
000016.1 化学成分
化学成分应按照相应国家标准或制造方的书面规范进行。检测结果及化学成分允许偏差应符合表1的要求。
000016.2 力学性能
在最终热处理状态下按GB/T 228.1的规定进行拉伸试验，按GB/T 229的规定进行冲击试验，试验结果应符合表2的要求。
000016.3 晶粒度
性能热处理后的晶粒度评级方法应按GB/T 6394的规定。
000016.4 无损检测
超声波探伤应按照NB/T 47013.3检测要求进行，磁粉探伤应按照NB/T 47013.4检测的要求进行。
000016.5 强度和密封性能试验
试验应按照以下要求：
a) 液力端总成在常温下进行压力试验。
b) 强度试验按公称压力的1.5倍进行静水压强度试验。
c) 密封性能试验按公称压力的1.1倍进行静水压力试验。
d) 用工装固定后进行强度和密封性能试验，直到压力升高到试验压力时，装置和压力检测仪表与压力源隔离后开始计时。在保压期之内，应无可见的渗漏，且降压≤3.45 MPa。
e) 液力端总成试压时应保存完整的压力试验记录。
f) 试验在喷漆前进行，机械加工部件可涂防锈油。
000016.6 外观检测
用目测或者手触摸的方式进行。
000016.7 质量控制人员
所有直接影响材料质量控制活动的人员应按规定取得相应的资格。
000017 检验规则
000017.1 检验分类
检验分为出厂检验和型式试验。
000017.2 出厂试验
000017.2.1 每台产品进行出厂检验，检验项目为：化学成分、力学性能、晶粒度、外观、尺寸、公差、粗糙度、无损探伤、强度和密封性能试验。
000017.2.2 所检项目全部合格，判该件产品合格。若出现不合格项，允许返工后复检，复检仍不合格，则判该件产品不合格。
000017.3 型式试验
000017.3.1 型式试验要求
型式试验包含液力端的密封性能试验和强度试验。
凡属下列情况之一时，应进行液力端总成型式试验：
a) 新产品定型；
g) 正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时。
000017.3.2 型式试验检测单位
型式试验检测单位必须具有国家级或省级计量检测资质。
000017.3.3 组批与抽样
以一个订单为一批。随机抽取数量符合GB/T 2828.1—2012计数抽样检验程序的要求。
000017.3.4 判定规则
所检项目全部合格，判该批产品合格。若出现不合格项，可取两倍量抽样进行复检，复检仍不合格，则判该批产品不合格。
000018 标志、包装、运输和贮存
000018.1 标志
000018.1.1 在液力端总成的明显部位固定永久性不锈钢产品铭牌。
000018.1.2 产品铭牌应有公司标识、产品型号、出产日期、产品序列号、产品外形尺寸及产品主要性能参数等。
000018.2 包装和运输
应符合SY/T 7015—2020中15.3的规定。
000018.3 贮存
000018.3.1 新液力端总成不应长时间贮存，尽可能尽早使用，液力端总成露天贮存应不超过6个月。
000018.3.2 液力端总成在使用之后贮存时，应清洗液力端并涂防锈液；堵塞液力端的吸入和排出口；总成内部彻底清洁；堵塞所有的油管接头；用防锈套裹住柱塞的伸出部分。
000018.3.3 液力端总成应该存放在温暖、干燥的地方；环境温度在﹣40 ℃～﹢50 ℃。
000018.3.4 整体防火，发运时使用刚性托架，并用防潮材料包装。
000019 出厂文件和表面保护
000019.1 出厂文件
应符合SY/T 7015—2020中15.1的规定。
000019.2 表面保护
000019.2.1 当材料自身不具有防锈性能时，应对其表面进行防护处理。
000019.2.2 液力端总成出厂时应喷涂防锈漆，表面涂装大红油漆或买方要求的颜色，涂漆应符合GB/T 3181的规定。
