SYT 5083-2021 石油天然气钻采设备 尾管悬挂器及尾管回接装置-PDF解密

中华人民共和国石油天然气行业标准石油天然气钻采设备尾管悬挂器及尾管回接装置2021—11-16发布2022-02—16实施国家能源局发布I Ⅱ 12规范性引用文件 13术语和定义 24分类与型号表示方法 34.1尾管悬挂器的分类与型号表示方法 34.2尾管回接装置的型号表示方法 3 45.1尺寸要求和主要性能参数 45.2技术要求 46试验方法 6.1原材料及零件性能试验 6.2产品性能检验 7检验规则 7.1出厂检验 7.3判定规则 8标志、包装、贮存、运输 8.1标志 8.3贮存、运输 附录A(资料性)典型产品结构图示 Ⅱ本文件按照GB/T1.1—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。本文件代替SY/T5083—2014《尾管悬挂器及尾管回接装置》,与SY/T5083—2014相比，主要技术差异如下：a)规范性引用文件做了技术性差异的调整(见第2章，2014年版的第2章);b)增加了液压式尾管悬挂器、膨胀式尾管悬挂器等术语和定义(见第3章);c)更改了尾管悬挂器和尾管回接装置的分类及型号表示方法，并增加了牵制型尾管悬挂器等辅助功能类别(见第4章，2014年版的第4章);d)增加了尾管悬挂器的规格，并修改了表1和表2中的性能参数(见第5章);e)更改或增加了部分技术要求、试验方法和检验规则的内容(见第5章、第6章、第7章，2014年版的第5章、第6章、第7章);f)更改了橡胶件贮存要求，采用GB/T20739(见第8章，2014年版的第8章);g)增加了“典型产品结构图示”(见附录A)。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。本文件由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会(SAC/TC96)提出并归口。本文件起草单位：德州大陆架石油工程技术有限公司、中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院、中国石油集团渤海钻探工程有限公司工程技术研究院、中国石油集团工程技术研究院有限公司、中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院、北京石油机械有限公司等。本文件主要起草人：马兰荣、马开华、吴姬昊、韩振强、阮臣良、郭朝辉、张瑞、任荣权、张燕萍、唐明、吴柳根、陈晓军、于永亮。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：1石油天然气钻采设备尾管悬挂器及尾管回接装置本文件规定了石油天然气钻采设备尾管悬挂器及尾管回接装置的分类与型号表示方法、要求、试验方法、检验规则及标志、包装、贮存和运输。本文件适用于石油天然气工业油气井作业中所用尾管悬挂器及尾管回接装置的设计、制造和检验。2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GB/T222钢的成品化学成分允许偏差GB/T223(所有部分)钢铁及合金化学分析方法GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法GB/T231.1金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T528硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定GB/T529硫化橡胶和热塑性橡胶撕裂强度的测足(裤形、直角形和新月形试样)GB/T531.1硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第1部分：邵氏硬度计法(邵尔硬度)GB/T2975钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备GB/T4157金属在硫化氢环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂的实验室试验方法GB/T4336碳素钢和中低合金钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法(常规法)GB/T7759.1硫化橡胶或热塑性橡胶压缩永久变形的测定第1部分：在常温及高温条件下GB/T8650管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法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/T18590金属和合金的腐蚀点蚀评定方法GB/T20739橡胶制品贮存指南GB/T20970石油天然气工业井下工具封隔器和桥塞GB/T20972(所有部分)石油天然气工业油气开采中由于含硫化氢环境的材料GB/T22512.1石油天然气工业旋转钻井设备第1部分：旋转钻柱构件GB/T22512.2石油天然气工业旋转钻井设备第2部分：旋转台肩式螺纹连接的加工与测量JB/T7901金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法NB/T47013.3承压设备无损检测第3部分：超声检测SY/T6951实体膨胀管2SY/T7406.1酸性环境下材料评价方法第1部分：弹性材料试验评价方法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。尾管悬挂器linerhanger将尾管悬挂在上层套管下部，能够完成注水泥作业的固井工具。通过液压方式驱动卡瓦径向涨开，将尾管悬挂在上层套管内壁的工具。机械式尾管悬挂器mechanicalsetlinerhanger通过上提、下放或旋转等机械方式驱动卡瓦径向涨开，将尾管悬挂在上层套管内壁的工具。膨胀式尾管悬挂器expandablelinerhanger利用膨胀管的径向塑性变形，将尾管悬挂在上层套管内壁的工具。尾管顶部封隔器linertoppacker带有封隔器密封元件，用于密封尾管或套管与上层套管之间环空的工具。牵制短节hold-downsub能够实现反向锁定，限制尾管上移，并能够在一定载荷下解锁的工具。牵制型尾管悬挂器linerhangerwithhold-downsub带有牵制短节，能够在尾管坐挂后实现管柱反向锁定和解锁的尾管悬挂器。尾管回接装置linertie-backequipment用于尾管固井后将套管向井口延伸的装置，主要包括回接筒和回接插头等。回接筒polished-borereceptacle具有密封内表面，用于容纳回接插头密封组件的部件。回接插头tie-backsealnipple用于连接尾管和上部回接套管的带有密封组件的插入式装置。用于连接尾管和上部回接套管，并具备环空封隔功能的回接插头。送入工具runningtool用于完成尾管送入、坐挂和注水泥作业，并使送入管柱与尾管脱离的装置。3球座landingcollar用于承接憋压球或胶塞，建立管内压力的装置。用于隔离钻井液和水泥浆，并顶替尾管内水泥浆的胶塞。钻杆胶塞drillpiperubberplug用于隔离钻井液和水泥浆，并顶替送入管柱内水泥浆的胶塞。4分类与型号表示方法4.1尾管悬挂器的分类与型号表示方法4.1.1尾管悬挂器按作用方式分为：a)液压式，代号Y;b)机械式，代号J;c)双作用式，代号D;d)膨胀式，代号P。4.1.2尾管悬挂器型号表示方法如下：——示例1:示例2:XG245×178-YFS表示上层套管公称尺寸为245mm、尾管公称尺寸为178mm的防H₂S材质的封隔型液压式尾示例3:XG245×178-YFXC表示上层套管公称尺寸为245mm、尾管公称尺寸为178mm的防CO₂材质的封隔旋转型液示例4:XG178×127-YFXQCS表示上层套管公称尺寸为14.2尾管回接装置的型号表示方法尾管回接装置的型号表示方法如下：4示例1:示例2:示例3:5要求5.1尺寸要求和主要性能参数5.1.1液压式和机械式尾管悬挂器的主要尺寸和性能参数应符合表1的规定，膨胀式尾管悬挂器的主要尺寸和性能参数应符合表2的规定。5.1.2尾管回接装置的主要尺寸和性能参数应符合表3的规定。5.2.1尾管悬挂器及尾管回接装置应符合本文件的规定，并按照经规定程序批准的图样和技术文件制造。5.2.2尾管悬挂器及尾管回接装置橡胶密封件材料物理性能应符合表4的规定。当橡胶密封件无法满足要求时，可使用其他材料的密封件，这些材料的物理性能应有制造商书面规范。5.2.3尾管悬挂器及尾管回接装置上主要受力零件(主承载和或主承压的零件)的材料力学性能应符合表5的规定。5.2.4尾管悬挂器及尾管回接装置主要受力零件应进行超声波无损检测，质量等级应达到NB/T47013.35.2.5卡瓦材料经热处理后，表面硬度应达到52HRC～65HRC。5.2.6送入工具的钻杆接头及螺纹应符合GB/T22512.1及GB/T22512.2的规定。5.2.7尾管悬挂器及尾管回接装置上的套管螺纹、油管螺纹应符合GB/T9253.2的规定。5.2.8尾管悬挂器及尾管回接装置所有的连接螺纹均应进行防粘处理。5.2.9尾管悬挂器固井时最小过流面积对上层套管与尾管接箍之间过流面积的比值不应小于35%。5.2.10尾管悬挂器所涉及的剪切机构的剪切力与设计值的偏差值应在±10%以内。5.2.11尾管悬挂器中的所有液缸的启动压力应小于2MPa。5.2.12对于用于腐蚀性环境的尾管悬挂器及尾管回接装置，主要受力零件的金属材料和密封用弹性材料应满足防腐蚀要求，并进行抗H₂S或/和抗CO₂试验。5.2.13牵制型尾管悬挂器所包含的牵制短节的反向锁定力应为200kN～400kN。5.2.14封隔型尾管悬挂器的尾管顶部封隔器应满足GB/T20970的相关规定。5.2.15膨胀式尾管悬挂器实体膨胀零件的壁厚不均匀度应满足SY/T6951的相关规定。公称尺寸最小内径mm密封能力能力能力IⅡIⅡⅢIⅡⅢ の表1(续)公称尺寸最小内径密封能力能力能力IⅡIⅡⅢIⅡⅢ表1(续)公称尺寸最小内径密封能力能力能力IⅡIⅡⅢIⅡⅢ公称尺寸坐挂后最小内径负荷坐封压力后承受正向能力能力IⅡ0表2(续)公称尺寸坐挂后最小内径负荷坐封压力后承受正向能力能力IⅡ注：其他主要尺寸和性能参数可根据用户特殊要求另行约定。9回接套管公称尺寸回接密封能力IⅡⅢIⅡⅢ注：其他主要尺寸和性能参数可根据用户特殊要表4橡胶件材料物理性能项目(空气100℃×24h,20%压缩率)老化系数(100℃×24h)H₂S/CO₂溶液腐蚀性能变化率(H₂S:20%,CO₂:5%,CH₄:75%,总压6.9MPa,试验温度×160h)%夏比冲击吸收功Akv₂J防CO₂材料防H₂S材料一 223(所有部分)或者GB/T4336的规定进行化学分析检验，成分偏差应满足GB/T222的相关要求。6.1.2尾管悬挂器及尾管回接装置中主要受力零件，应依据GB/T2975的规定对原材料取样，按GB/T228.1的规定进行力学性能试验，按GB/T229的规定进行冲击6.1.3金属件应按GB/T231.1或GB/T230.1的规定进行硬度检测，橡胶件应按GB/T531.1中有关6.1.6金属材料抗H₂S腐蚀试验应按GB/T4157、GB/T8650和GB/T20972(所有部分)有关规定进行，抗CO₂腐蚀试验应分别按JB/T7901和GB/T18590的相关规定进行。6.1.7橡胶材料拉伸性能、撕裂性能、压缩永久变形等性能检测应按GB/T528、GB/T529、GB/T将制作剪钉的材料，先随机取一部分加工成二至三组剪钉，分别在室温下进行剪切试验，当连续两次的剪切试验值与设计值的误差均在±10%以方可用该材料加工该批产品的剪钉。对于不同类型的尾管悬挂器，其试验方式分别为：a)对于液压式尾管悬挂器，应将尾管悬挂器的剪钉卸掉，再进行坐挂动作试验，液缸启动压力c)对于液压一机械双作用尾管悬挂器，液压坐挂试验动作按照6.2.3a)进行，机械坐挂试验按倒扣装置内外螺纹表面涂抹螺纹脂，对倒扣装置进行上卸扣试验，上扣尾管悬挂器单元组装完毕后，应进行密封能力试验，试验压力应不低于表1中各等级密封能力要求值，稳压15min,压降应小于0.5MPa;型式试验时，φ273mm×φ194mm以下规格尾管悬挂器的试验压力应不低于表1中密封能力的1.5倍，φ273mm×φ194mm及以上规格的尾管悬挂器的试验压力应不低于表1中密封能力的1.2倍。将尾管悬挂器组装后放入适用壁厚的上层套管中，进行坐挂以下规格尾管悬挂器的试验拉力为表1或表2中额定悬挂负荷的1.5倍，φ273mm×φ194mm及以上规格的尾管悬挂器的试验拉力为表1或表2中额定悬挂负荷的1.2倍，试验中尾管悬挂器应不发生滑首先进行钻杆胶塞与尾管胶塞的复合试验，然后进行复合后的防回压试验，试验压力为表1或表2中复合胶塞承受回压值的1.5倍，稳压15min,压降应小于0.5MPa。试验时，将膨胀锥放入膨胀管内，泵入试压液，推动膨胀锥坐封，坐封压力应符合表2的要求。膨胀式尾管悬挂器与上层套管封隔后，应进行环空密封能力试验，试验压力应不低于表2中各等级密封能力要求值，稳压15min,压降应小于0.5MPa。钻杆胶塞与尾管胶塞复合后坐在碰压环上后从上端泵入液体，试验压力为表2胶塞承压能力的将尾管顶部封隔器组装后放入上层套管中，进行坐封后的密封试验，试验压力为表1规定的密封能力的1.2倍，测试要求、不同等级的封隔器测试环境及接受标准按GB/T20970相关要求进行。采用扭转驱动装置进行尾管悬挂器整体抗扭能力试验，试验扭矩应为表1或表2规定抗扭能力的将回接插头插入回接筒内，然后进行整体承压能力测试，试验压力应为表3规定的密封能力的将组装后的牵制短节放入上层套管中，进行坐挂后的反向锁定力试验。试验拉力应符组装完成待出厂的尾管悬挂器产品应进行整机密封能力试验，试验压力应不低于35MPa,稳压7检验规则产品应经制造商质量检验部门检验合格并附有产品合格证书后才能出厂，出厂检验项目包括：a)连接螺纹的检验；b)剪钉的剪切试验；c)坐挂动作试验(本款膨胀式尾管悬挂器不适用);d)倒扣装置的上扣、卸扣试验；e)整机密封性能试验(本款膨胀式尾管悬挂器不适用)。7.2.1有下列情况之一应进行型式检验a)样机试制；a)连接螺纹的检验；b)主要受力零件材料的力学性能试验；c)主要受力零件无损检验；d)主要受力零件硬度检验；f)产