GB/T32338-2015
石油天然气工业钻井和修井设备钻井泵
Petroleumandnaturalgasindustries—Drillingandwellservicingequipment—Mud-pump
- 中国标准分类号（CCS）E92
- 国际标准分类号（ICS）75.180.10
- 实施日期2016-04-01
- 文件格式PDF
- 文本页数35页
- 文件大小801.16KB
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石油天然气工业钻井和修井设备钻井泵
国家标准 GB/T32338一2015 石油天然气工业 钻井和修井设备钻井泵 Petroleumandnaturalgasindustries一 Drillingandwellservieingeqwipmment一Mud-pump 2015-12-31发布 2016-04-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T32338一2015 目 次 前言 范围 规范性引用文件 术语和定义 设计 4.1设计条件 4.2钻井泵的规格及主要参数 4.3钻井系的技术参数与额定值 4.4钻井泵齿轮的承载能力 4.5连接型式与尺寸 4.6齿面接触精度 4.7温升 4.8排出压力不均度及排出空气包容积要求 4.9排出安全阀精度 10 10o 4.10滚动轴承 10 4.11铸造空气包 4.12健康、安全、环境(HSE)要求 l0 4.13设计文件 l0 设计验证 5.1总则 5.2有限元分析 5.3设计验证压力试验 5.4排出安全阀的功能验证试验 12 5.5钻井泵的型式试验 12 5.6排出压力不均度检测 1" 5.7记录 13 材料要求 13 6.1总则 6.2要求 焊接要求 1" 7.1总则 1" ，
7.2要求 1" 质量控制 13 8.1
总则 13 8.2目检 13 8.3无损检测(NDE
GB/T32338一2015 13 8.4静水压试验 8.5钻井泵出厂运转试验 8.6齿轮齿面接触精度检测 8.7排出空气包气密封试验 8.8排出安全阀精度试验 8.9动力端清洁度检查 15 8.10噪声检测 8.11l 15 外观质量检验 15 8.12钻井泵的可靠性考核评定 15 标志 15 9.1 标志要求 6 9.2标志方法 9.3产品铭牌 6 文件 10 记录保存 10.1 10.2制造商应保存的文件 10.3设备携带的文件 11贮存、包装与运输 8 11.1贮存 11.2包装与运输 18 附录A(资料性附录)钻井泵输人轴轴头尺寸 19 附录B(资料性附录)活塞式钻井泵主要零件的名称 20 附录c资料性附录钻井泵基本配置 25 附录D(资料性附录)钻井系的可靠性考核评定方法 26 参考文献
GB/T32338一2015 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准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
本标准起草单位:宝鸡石油机械有限责任公司、兰州兰石石油装备工程有限公司、南阳二机石油装 备(集团)有限公司、四川宏华石油设备有限公司、石油集团勃海石油装备中成机械制造有限公司、 胜利油田高原石油装备有限责任公司、川庆钻探长庆钻井总公司
本标准主要起草人;蒲容春,刘红芳、祖慧玲,范亚民,董辉、刘俭,周小冬,许林涛,吴苗法、秦建中 m
GB/T32338一2015 石油天然气工业 钻井和修井设备钻井泵 范围 本标准规定了石油天然气工业钻井和修井用钻井泵的术语和定义,设计、设计验证、材料、焊接质 量控制,文件、产品标志、贮存,包装与运输的要求
本标准适用于活塞/柱塞式单作用钻井泵的设计、制造、试验和检验
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件
凡是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/T191 包装储运图示标志 金属材料夏比摆锤冲击试验方法 GB/T229 GB/T307(所有部分滚动轴承 GB/T3077合金结构钢 GB/T3480(所有部分)渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法 GB/T4604(所有部分)滚动轴承游隙 GB/T6388运输包装收发货标志 GB/T8423石油钻采设备及专用管材词汇 铸钢件磁粉检测 GB 9444 GB/T13384机电产品包装通用技术条件 双圆弧圆柱齿轮承载能力计算方法 GB 13799 GB/T177442015石油天然气工业钻井和修井设备 质量管理体系要求 GB/T19001 GB/T22513石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油树 NB/T47013.4承压设备无损检测第4部分;磁粉检测 JB/T7927阀门铸制件外观质量要求 SY/T6919石油钻机和修井机涂装规范 术语和定义 GB/T8423界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1 液缸fluid lcylinder 泵头 阀箱 用于安装阀总成,缸套、吸人管和排出管等零部件,并承受高压液体的壳体,是液力端最主要的 零件
GB/T32338一2015 3.2 阀腔 valvepot 在液缸的内部,用于安装阀总成和阀弹簧的部位
3.3 排出空气包dischr hargepulsationdampener 为改善钻井泵的流量不均匀和压力波动,在泵排出口安装的内充气体的密闭容器
3.4 吸入空气包suetopu ulsationdampener 为稳定钻井泵吸人管中的液流速度,在吸人管路上安装的内充气体的密闭容器
有常压和预压 两种 3.5 排出安全阀dischargereliefvalve 为了保证钻井泵安全工作,使泵的排出压力不超过某一允许值而设置的泄压阀
3.6 吸入安全阀suetionreliefvalve 为了保证钻井泵安全工作,使泵的吸人压力不超过某一允许值而设置的泄压阀
注:通常情况下,吸人安全阀不是必须的,只在某些特定情况下需要
3. 冲程stroke 钻井泵工作时,活塞从起点到终点所移动的距离
3.8 泵速pumpspeedl 某一活塞或柱塞每分钟往复运动的次数
3.9 额定压力ratedpressure 在给定缸径下钻井泵所允许的最大压力
3.10 最大泵压maximumpumppressure 钻井泵液力端所允许的最大工作压力
3.11 排出压力不均度disecharpresureiregularity;dischargepressurenoumiformity 钻井泵排出管路中压力的最大波动值与平均压力值之比
3.12 动力端主承载件primaryloadearryingcomponentsofpowerend 动力端承受主载荷的零部件
包括机架、输人轴、齿轮,曲轴,轴承,主轴承螺栓,连杆和十字头销等 零件 3.13 液力端主承压件pressure-eontainingcomponentsoffuidend 液力端承受排出压力的零部件,但易损件和密封件除外
包括液缸、排出管、排出五通、排出滤网外 壳、排出空气包外壳和排出安全阀接管等零件
3.14 endable 易损件expen parts 在钻井泵的正常运行中,需要经常更换的零部件
一般包括中间拉杆密封、缸套、活塞(或柱塞、柱
GB/T32338一2015 塞盘根、阀总成、阀弹簧及液力端的橡胶件等
设计 设计条件 4 钻井泵的设计,制造和试验应在各方面满足其预期的用途和可靠性
钻井泵的各零部件应能安全 地传递其规定的载荷和动力
钻井泵的设计应能保证设备的安全运行
应采用下面的设计条件: -钻井泵的规格及主要技术参数应符合4.2的规定
钻井泵的设计最低工作环境温度一20
当工作环境温度低于0C时,钻井泵应采取适当的 加热措施;当工作环境温度高于40C时,钻井泵动力端的润滑油应采取适当的冷却措施
液力端排出管线,当连接规格大于50mnm(2in)或额定压力值大于34.5MPa或连接承受震动 或弯曲时,不应采用管线管螺纹连接
4.2钻井泵的规格及主要参数 钻井泵的规格按额定输人功率分为:350,500,800、1000、1300、l600.2200,3000
钻井泵的规格 代号、额定输人功率及主要参数应符合表1的规定
表1钻井泵的规格和主要参数 额定输人功率 最大泵压 最大理论流量 钻井泵规格代号 wtp) L/s(参考 MP(ps心) 350 261350) 20,73000) 35 261350) 27.64000 350 35 500 373500) 27.6(4000 35 35 500 373500) 34.55000 800 597 (800 5000 34.5 38.5 597800) 51.77500y 38.5 800 1000 7461000) 34.5(5000 40 1000 7461000) 51.7(7500 40 1300 9691300) 34.55000 42.5 1300 9691300 51.7(7500 42.5 1600 1193(1600) 34.55000) 46 11931600 (7500 1600 51.7 46 2200 51.7(7500 65 164l 2200 65 2200 16412200) 69.,010000) 3000 22373000) 51.77500 76 3000 22373000) 69.010000) 76 注1;钻井系规格代号的数值用英制马力值(hp)表示
注2:最大理论流量的数值仅供参考
GB/T32338一2015 4.3钻井泵的技术参数与额定值 4.3.1钻并泵主要参数之间的关系 钻井泵主要参数之间的关系可用式(1)表达 7×No/Q. po=7 式中: 某一缸径下的额定压力,单位为兆帕(MPo) bo 0.90; 泵的总效率,它是泵的机械效率、容积效率及水力效率之乘积,通常取7之 额定输人功率,单位为千瓦(kw); N
某一缸径下的额定流量,单位为升每秒(L/s). Q 4.3.2泵的理论流量 钻井泵的理论流量可用式(2)表达: Q=i×F×S×n/(60×10° 式中 系在某一缸径下的理论流量,单位为升每秒(L/s).3 缸数; 某一缸径所对应的面积,单位为平方毫米(mm'); -冲程,单位为毫米(mm) 系,单位为次每分钟(次/min)
可将式(2)改写为式(3): Q=1.309×108×i×D'×S×n 式中: 缸径.单位为毫来(mn) D 在式(2)和式(3)中,用额定系速n
代替n,则每级缸套下的额定流量Q
可按式(4)计算
Q，=1.309×10-》×i×D?×S×n 4 式中: -每级缸套下的额定流量,单位为升每秒(L/s); 每级缸套下的额定泵速,单位为次每分钟(次/min). n0 4.3.3额定输入功率 钻井泵额定输人功率的数值,见4.2和表1的规定 注，附录A提供了推荐的与输人功率对应的钻井系输人轴轴头尺寸
4.3.4最大泵压 钻井泵最大泵压的数值,见4.2和表1
当按式(1)计算出最小(或较小)缸径下的额定压力p，值超 过最大泵压时,此缸径下的额定压力应选取最大泵压的数值 4.4钻井泵齿轮的承载能力 4.4.1总则 制造商应选择合适的齿轮传动参数和尺寸,以确保齿轮有足够的齿根弯曲强度和齿面接触强度,满 足钻井泵齿轮的承载能力
4.4.2设计 齿轮应采用减速的斜齿轮或人字齿轮
渐开线齿轮承载能力的计算应符合GB/T3480规定,双圆
GB/T32338一2015 弧齿轮承载能力的计算应符合GB/T13799的规定
齿轮的设计输人参数应为钻井泵的额定输人功率 和额定输人转速,额定输人转速等于额定泵速乘以齿轮速比
计算时,使用系数选取1.25;最小安全系 数,对于弯曲强度选取2.0,对于接触强度选取1.25
4.5连接型式与尺寸 4.5.1钻井泵活塞杆和活塞芯孔 4.5.1.1规格和尺寸 钻井泵活塞杆和活塞芯孔的规格和尺寸应符合图1和表2的规定
表2钻井泵液力端活塞杆和活塞芯孔 单位为毫米 活塞杆 活塞 公称 活塞和活塞杆 活塞杆台肩至螺 连接 活塞杆直径 台肩直径 端部长度纹起始处 螺纹规格 连接号 活塞芯孔 直径 D士0.4 B士l.6 Ce 1-8UC2A SA-2 25.4 25.32一25.37 106.4 38.l 50.8 25.4025.48 SA-3 25.4 25,32一25.37 106,4 38.l 50.8 M24-6g 25.40一25,48 SA-4 38.1 38.0238.07 138.1 47.6 82.6 1%-8UN-2A 38.10一38.18 42.0 41.9241.97 42.0042.08 SA-5 148.,0 65.0 90.0 M39×3-6g 注1:优先选用SA-3和SA-5号 注2;SA-2和SA-4号主要用于习惯使用英制螺纹的地区和客户 工0.03 0.134 3.2x45 R2.4 8土.6 工0.03团 说明 活塞杆; 活塞封圈 活塞; 活塞螺母 螺纹退刀槽、螺纹凸台的结构和尺寸,由制造商选择
图1钻井泵液力端活塞杆和活塞芯孔
GB/T32338?2015 4.5.1.2 ??????2й 4.5.2???? 4.5.2.1?? ?????????2?3и? 3??? λ? ??? ? ? E M D C J 111.125 34.9 120,7 20.6 69,9 104.8 69.9 50.8 76.2 95.3 33.3 95.3 127.000 38.1 136.5 76.2 123.8 79.4 69.9 108.0 142.875 44.5 152.4 33.3 82.6 133,4 85.7 69.9 95.3 1l4.3 158.750 50.8 168.3 33.3 88.9 142.9 95.3 69.9 95.3 120.7 177.800 57.2 187.3 33.3 95.3 152.4 98.4 69.9 95.3 127.0 n C1.6 X ?2???? 4.5.2.2??? ????????2?3е??L,MN
GB/T32338一2015 4.5.3钻井泵缸套 4.5.3.1缸套孔径 缸套孔径见图3中的尺寸A)分为公制和英制两种
公制缸套孔径应为个位数为零的整数,并以 10mm 级差增加(见表4)
英制缸套孔径等于或大于152.4mm6in)的缸套应以6.35mm(1/4in)级 差增加,孔径小于152.4mm(6in)的缸套应以12.7mm(1/2in)级差增加(见表5)
缸套孔径公差应按 图3所示的规定 图3钻井泵缸套(示意图 表4公制缸套孔径系列 缸套孔径mm 90 100 l10 120 130 140 150 160 170 180 190 注;表中仅列出了一些常用的规格,在符合4.5.3.1条规定的前提下可向两端延伸
表5英制缸套孔径系列 in 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.25 6.50 6.75 7.00 缸套 孔径 mm88.90 101.6o 114.30 127.00 139,70 152.40 158.75 165.10 171.45 177.80 注:表中仅列出了一些常用的规格,在符合 规定的前提下可向两端延伸
4.5.3.1 4.5.3.2缸套内孔的表面粗糙度和硬度 钻井泵缸套内孔的表面粗糙度应小于或等于Ra0.20 0m
对于双金属缸套,其内套表面硬度应为60HRC~65HRC
对于陶瓷缸套,其内套的氧化错含量应不低于25%;其内套表面硬度应不低于87HRA 4.5.3.3倒角 钻井泵活塞进人端的缸套内孔倒角应按图3的规定
4.5.4钻井泵活塞 钻井泵活塞芯孔应符合图1和表2的规定
活塞外径应适用于4.5.3.1和图3所规定的缸套孔径 尺寸及倒角尺寸
GB/T32338一2015 4.5.5钻井泵排出口法兰 钻井泵排出口法兰的规格和尺寸应符合表6及GB/T22513的规定
法兰的实际孔径可小于或等 于法兰的公称尺寸
表6钻井泵排出口法兰 最大泵压 69.0MPa 20,7MPa 27,6MPa 34.5MPa 51.7MPa 20.7MPa,6B型34.5MPa,6B型 34.5MPa,6B型 69.0MPa,6BX型 法兰型式 法兰公称尺寸 103mm(41/16in),或130mm(51/8in) 4.5.6钻井泵吸入口法兰 钻井泵吸人口法兰的规格和尺寸应符合图4和表7的规定
螺栓孔应跨中分布
EOS nXd O.80 图4钻井泵吸入口法兰 表7吸入口法兰的规格和尺寸 法兰规格 外径oD 螺栓孔分布圆直径Bc螺栓孔直径 厚度T d 绞规格 螺栓孔数量n mmm(in mmm mmm mmm mmm mm 25.5 30十 M24 12 200(8 337.0士0.3 285.8 30 .5 250(10 25.5 M24 12 406.,5士0,3 362.0 300(12) 457.0士0.3 30+" M27 400,0 8.5 12 4.5.7钻井泵排出空气包下部连接法兰 钻井泵排出空气包下部连接法兰应符合G;B/T22513的规定,根据空气包的额定压力应选择 103mm(41/16in)×34.5MPa的6B型法兰,或103mm(41/16in)×69.0MPa的6BX型法兰
GB/T32338一2015 4.5.8钻井泵排出安全阀 4.5.8.1连接型式 钻井泵排出安全阀出口和人口宜采用由壬或法兰的连接型式
4.5.8.2规格和尺寸 钻井泵排出安全阀出口和人口的由壬或法兰规格和尺寸应符合下列规定 当采用由壬连接时,应选择公称尺寸80mm(3in)的由壬
a b)当采用法兰连接时,法兰应符合GB/T22513的规定,根据安全阀的额定压力应选择79mm 31/8in)×34.5MPa的6B型法兰，或78mm(31/16in×69.0MPa的6BX型法兰,或 65mm(29/16in)×69.0MPa的6BX型法兰
4.5.9钻井泵排出压力表 4.5.9.1连接型式 钻井泵排出压力表宜采用由壬或法兰的连接型式
4.5.9.2规格和尺寸 钻井泵排出压力表的由壬或法兰规格和尺寸应符合下列规定 a)当采用由壬连接时,应选择公称尺寸50mm(2in)的由壬
b)当采用法兰连接时,法兰应符合GB/T22513的规定,根据钻井泵的最大泵压应选择52mmm 21/16in)×34.5MPa的6B型法兰,或52mm(21/16in)×69.0MPa的6BX型法兰
压力表的表盘直径至少为100mm(4in)
压力应在压力表全量程的25%一75%之间进行测 量
压力表或压力传感器的精度不应超过全量程的土2.5%
4.6齿面接触精度 钻井泵齿轮的齿面接触斑点沿齿长方向应不少于60%,沿齿宽方向应不少于45%
接触斑点的分 布应趋近于齿面中部,齿顶和齿宽棱边不应有接触.
4.7温升 4.7.1钻井泵在达到稳定运转工作状态下,动力端油池和轴承端盖外侧的温升不应超过60C,且油池 和轴承端盖外侧的最高温度不应超过90C 4.7.2钻井泵连续运行时间小于4h时,油池和轴承端盖外侧的温升不得超过50,且油池和轴承端 盖外侧的最高温度不应超过90C
4.8排出压力不均度及排出空气包容积要求 4.8.1正常工作条件下,钻井泵的排出压力不均度应小于或等于5%
排出压力不均度可用式(5 表达 "，=2(户m一户mm/pm十户mm) 式中: 排出压力不均度，一般以百分数%)表达; p -排出管路中的瞬时最大压力,单位为兆帕(MPa); 夕mnn 排出管路中的瞬时最小压力,单位为兆帕(MPa) pminm
GB/T32338一2015 4.8.2对于350,500和800规格的钻井泵,排出空气包的容积应不小于45L
对于1000以上规格的 钻井泵,排出空气包的容积应不小于75L
4.8.3当钻井泵不加装排出空气包即可满足4.8.1的要求时,该钻井泵不必设置排出空气包
4.9排出安全阀精度 钻井泵排出安全阀的放喷压力误差应小于标定压力值的士10%
4.10滚动轴承 4.10.1滚动轴承作为主承载件,其设计和制造应符合公认的轴承工业相关标准
4.10.2滚动轴承的公差等级应不低于GB/T307规定的0级公差的要求,主轴承和小齿轮轴轴承的径 向游隙应不大于GB/T4604规定的G,3组的要求
4.11 铸造空气包 4.11.1设计计算和分析时应确定铸造空气包壳体的最小壁厚值
由于制造误差,铸造空气包壳体有 可能出现同一圆周上厚度不均的现象,制造商应检测壳体的最小壁厚,并使壁厚达到设计规定的最小壁 厚值
4.11.2铸造空气包的壳体应经表面无损检测和体积无损检测,其要求应符合8.3.2的规定 4.12健康、安全,环境(HISsE)要求 4.12.1钻井泵的制造商应负责钻井泵和(或)钻井泵泵组产品设计中的危害辨识和风险管理 4.12.2对于所有外露的旋转运动部位及零部件(例如输人轴轴伸、皮带轮、链轮、万向轴或联轴器等》 应设置有安全护罩
4.12.3在钻井系缸套腔上部的机架上应设置防护盖板
4.12.4液力端经常拆卸的橡胶密封部位应设有密封圈失效后的溢流观察孔,以便于操作者发现各密 封处是否泄露并及时更换密封圈
对工作压力大于34.5MPa的液力端溢流观察孔应安装弯头,弯头 的排出口宜朝向下方
4.12.5排出安全阀的放喷管线应符合下列要求 a)放喷管线与水平方向之间应具有不小于3"的向下倾角
对于环境温度高于0C的场合(不会 结冰),可采用水平布置; b 管线在弯曲处的角度应不小于135"; c)放喷管线的两端应设置安全链或安全绳,安全链或安全绳的最小破断拉力应不小于71.2kN
4.12.6在额定输人功率下运转时,按照8.10规定的方法检测钻井系自身的噪声
钻井系规格小于或 等于1600时,其噪声应不大于95dBA)
钻井泵规格高于1600时,其噪声应不大于100dB(A)
4.12.7排出空气包的气囊内宜充人一定压力的氮气或空气,不准许充人氧气或可燃性气体
钻井梨 的制造厂商应在产品使用说明书和空气包的铭牌上做出明确的警示
4.12.8必要的安全警示铭牌或标记
4.13设计文件 应按照GB/T19001质量体系文件要求建立较完善的设计文件包,包括策划、输人,输出,评审、验 证和确认等活动的记录
设计文件应包括方法,假设,计算和设计要求
设计要求至少应包括尺寸,试验和工作压力、材料、 环境和规范的要求以及其他有关的设计要求
这些要求也适用于设计更改文件
10o
GB/T32338一2015 设计验证 5.1 总则 5.1.1为了确保设计和计算的正确性,应对新试制产品、换代产品、转厂产品,以及工艺、材料和结构有 重大改变的产品进行设计验证和设计验证试验
5.1.2设计验证是考虑设计或开发的输出结果是否符合规定要求的过程
设计验证可包括下列一 -个 或多个活动 a)变换计算方法进行设计计算以确定设计结果的正确性; b 独立于设计和开发的活动对设计输出文件进行评审; e)将新设计与已证实的类似设计进行比较
5.1.3设计验证试验应按照形成文件的程序进行
设计验证试验应由对产品的设计和制造没有直接 责任且具有进行该工作资格的人员进行
设计验证试验至少包括下列内容 设计验证压力试验 a b排出安全阀的功能验证试验 e钻井系的型式试验 5.2有限元分析 钻井泵的机架、曲轴、液缸和空气包外壳应进行有限元分析
其他主承载件在有要求时也应进行有 限元分析
5.3设计验证压力试验 5.3.1试验取样 新设计的钻井泵每一种型号应抽取一台对其液力端主承压件进行设计验证静水压试验 5.3.2试验程序 静水压试验应按8.4进行
5.3.3合格评定 在每次试验循环后,应仔细检查试压件,不应出现渗漏或永久性变形
不满足本要求或过早失效 的,应分析确定原因并重新进行试验,重新进行设计评价
仅当确认试压件的不满足要求或过早失效是 个别事例且不会影响设计评价时,才可以给出合格评定
5.4排出安全阀的功能验证试验 5.4.1试验取样 每 -种型号和规格的排出安全阀至少应抽取一件进行功能验证试验,试验样件应在产品中随机 抽取
5.4.2试验程序 试验应在钻井泵的运转状态下进行,排出安全阀应在标定放喷的额定压力下至少进行3次试验 试验中缓慢调节钻井泵的排出压力,使之逐渐增加,直至安全阀放喷和泄压
1l
GB/T32338一2015 5.4.3合格评定 记录排出安全阀每次放喷时的压力,其放喷压力误差应符合4.9的规定
5.5钻井泵的型式试验 5.5.1试验取样和型式试验内容 新设计的钻井泵每一种型号应抽取一台进行型式试验 型式试验的内容包括功能试验和可靠性运转试验
5.5.2功能试验 5.5.2.1试验程序 制造商应制定包括功能试验时间,试验施加的载荷缸径和压力)和试验泵速的书面程序文件
试 验的内容应包括 最大流量试验，一般应在最大缸套孔径和额定系速下运行,至少运行1h a 最大系压试验，一般在最小缸套孔径和额定系速下运行,至少运行1h b e额定输人功率试验,至少运行2h
此项试验也可与a)或b)一并进行
5.5.2.2合格评定 在试验过程中检查钻井泵的性能参数(流量、压力,功率和系速等),应符合制造商的设计要求
钻 井系动力端油池和轴承端盖处的温度和温升应符合4.7的规定,钻井泵自身的噪声应符合4.12.6的 规定
试验后解体检查,各摩擦副(十字头与导板、缸套与活塞)无拉伤和偏磨等异常现象,钻井泵各部件 的功能未因本次试验而削弱 5.5.3可靠性运转试验 5.5.3.1试验程序 钻井系累计运转试验时间不少于200h
制造商应制定书面的试验规程,但不得低于下述要求 a)80%的额定输人功率条件下100h; b) 额定输人功率和额定压力条件下50h; e额定输人功率和最大泵压条件下50h
前50h每隔30min测量一次动力端油池的润滑油温度、轴承端盖处温度和环境温度
50h后每 隔1h测量一次 试验中间可做技术性检查
5.5.3.2合格评定 在试验过程中,其温度和温升应符合4.7的规定;钻井泵自身的噪声应符合4.12.6的规定,无异常 响声、渗漏、零件失效(易损件除外)等各种异常情况
试验后解体检查,各摩擦副(十字头与导板、缸套与活塞)无拉伤和偏磨等异常情况;齿轮齿面无点 蚀现象;滚动轴承无损伤;所有主承载件和承压件的功能没有被削弱
5.6排出压力不均度检测 钻井泵在负荷运转条件下用精度为1.0级的压力表和相匹配的压力传感器进行测量,其排出压力 12
GB/T32338一2015 不均度应符合4.8的规定 记录 5.7 制造商应客观、真实地记录设计验证中的各种结果,设计验证记录和数据应按第10章的规定控制
6 材料要求 6.1 总则 本章规定了钻井泵主承载件和承压件所用材料的验收准则性能和加工要求
6.2 要求 钻井泵主承载件和承压件的材料要求应符合GB/T17744一2015第6章的规定
6.2.1 6.2.2液力端承压件材料应按GB/T229的要求进行低温冲击试验
3个标准夏比冲击试样的平均冲 击功Kw应不小于27J(一20),单个值应不低于20J(一20) 焊接要求 7.1总则 本章规定了钻井泵主承载件和承压件焊接和补焊的要求
对于机架,仅适用于关健焊缝
7.2要求 钻井系泵的焊接要求应符合GB/T17744一2015第7章的规定 质量控制 总则 8.1 本章规定了钻井泵主承载件和承压件的质量控制要求
所有质量控制工作应通过制造商形成文件 的规程加以控制,该规程应包括相应的方法、定量和定性的验收准则
8.2目检 钻井泵的主承载件应进行目检
铸件的目检应符合JB/T7927的要求
锻件材料的目检应按照制 造商形成文件的要求进行
焊缝的目检应符合GB/T17744一2015中8.4.9.,2.1的规定
8.3无损检测(NDE) 8.3.1液力端主承压焊缝的无损检测应符合GB/T17744一2015中8.4.9的规定
8.3.2液力端排出空气包铸件壳体的无损检测应符合GB/T17744一2015中8.4.了和8.4.8的规定
8.3.3主承载件的锻件表面无损检测应符合NB/T47013.4的规定,并按I级质量要求验收
8.3.4主承载件的铸件(排出空气包铸件壳体除外)表面无损检测应符合GB/T9444的规定,关键部位 按1级质量要求验收,非关键部位按2级质量要求验收
8.4静水压试验 8.4.1总则 每台钻井泵液力端的承压件应进行静水压试验
承受排出压力的零部件的静水压试验压力应为最 13
GB/T32338一2015 大泵压的1.5倍
承受吸人压力的铸件的静水压试验压力应为额定吸人压力的2倍
对于自吸或采用 离心泵灌注的钻井泵吸人管,静水压试验压力可取1.6MPa
试验介质可以是清水、加人添加剂的水或 实际作业中常用的液体
压力试验应在已完工的零件或总成油漆作业前进行
8.4.2试验程序 静水压试验应按以下四个步骤进行: a)初始保压期 b试验压力降至零; 试验件所有外表面完全干燥; c d 二次保压期
保压期应从达到试验压力,且试压件和压力测试仪表同压力源隔离,试验件外表面完全干燥之后计 时,初始保压期应不少于3min,二次保压期应不少于10min. 在每次试验循环后,应仔细地检查,试验时不得出现渗漏或永久性变形
若出现泄漏或永久变形 在排除引起泄漏或永久变形的原因后重新试验,直至合格 8.5钻井泵出厂运转试验 8.5.1 每台出厂的钻井系均应进行运转试验,试验内容包插1空运转试验和逐级加载负荷运转试验
8.5.2钻井泵在大于或等于80%额定输人功率条件下,连续运行的时间应不少于2h,总运转时间应不 少于4h
8.5.3在试验过程中应客观记录钻井泵的运转情况
钻井泵动力端油池和轴承端盖处的温升要求应 符合4.7.2的规定;钻井系自身的噪声应符合4.12.6的规定;钻井泵整体运转平稳,无异常响声和剧烈 振动,各部位润滑正常,无渗漏,零件失效等各种异常情况
试验后检查十字头与导板的磨损,应无拉伤和偏磨等异常情况;齿轮齿面的接触精度应达到4.6的 要求,齿面无点蚀现象;钻井泵动力端清洁度的检查应符合8.9的要求
8.6齿轮齿面接触精度检测 钻井系应检测齿轮的齿面接触精度,接触斑点要求应符合4.6的规定
8.7排出空气包气密封试验 每个排出空气包总成在完成组装后应进行气密封试验
排出空气包总成加压至设计规定的最大充 气压力氮气或空气),关闭截止阀,保压24h,气体压降应小于0.20MPa
8.8排出安全阀精度试验 8.8.1排出安全阀应进行放喷压力试验,在标定的放喷压力下其放喷精度要求应符合4.9的规定
8.8.2可采用抽样试验,每批不少于20%但不得少于2件
若抽试中出现不合格,则该批产品每件排 出安全阀应进行放喷压力试验,直至产品质量稳定后才能再实施抽样试验
8.9动力端清洁度检查 8.9.1每批钻井泵应取样10%但不少于1台进行动力端清洁度检查
若抽试中出现不合格,则该批钻 井泵应进行动力端清洁度检查,直至产品质量稳定后才能再实施抽样检查 8.9.2钻井泵在额定输人功率下运转2h,停车沉淀1h后放出上部清洁润滑油,然后用煤油彻底冲洗 动力端内各部,放出全部混合油,用180目200目的铜丝网过滤其杂质,并收集池中的沉淀物一起烘 干,称其质量不得超过1500mg
14
GB/T32338一2015 8.10噪声检测 8.10.1每台出厂的钻井泵均应进行噪声检测,检测在钻井泵运转试验过程中进行
8.10.2在钻井泵的前、后各设一个测点,左、右两侧各设两个测点,各测点距泵体表面距离1m,距地面 或工作台面垂直距离1.6m. 8.10.3钻井泵自身的噪声应是合成噪声扣除背景噪声后的噪声
噪声的检测应注意下述要点: 钻井泵不运转时的环境噪声称为背景噪声,当背景噪声大于或等于被测声源(钻井系自身的噪 声)时,则不能进行测量; 若被测噪声(合成噪声)大于背景噪声10dB(A)以上时,背景噪声可以忽略不计
若相差不到 10dlB(A)时,则按表8进行修正; 从测得的噪声(合成噪声)中减去修正值,就是钻井泵的实际噪声值
表8钻井泵噪声的修正值 单位为分贝 合成噪声与背景噪声之差 修正值 无效测量 8.10.4钻井泵自身的噪声应符合4.12.6的规定
8.11外观质量检验 8.11.1总装完成后的钻井泵或钻井泵组应进行外观质量检验,检验应包括8.11的内容但不限于这些 内容
8.11.2钻井泵产品的基本配置应符合制造商的规定,并应满足用户的要求(参见附录C)
各零部件、 连接件、紧固件等应装配完整,齐全,安装方法正确
螺栓、螺柱旋人长度均匀一致,头部露出螺母端面 23个螺距
8.11.3加工表面不应有可见变形、黑斑、沟痕,锈蚀,磕、拉、碰、划伤等缺陷,飞边、毛刺应清除干净,锐 棱、尖角应进行倒钝处理,暴露的加工表面应进行防腐处理
8.11.4非加工的铸件表面应平整光滑,任何由于铸造形成的分型面、粘砂、飞边,结疤等应打磨清除干 净,修磨平整,圆滑过渡
锻件非加工表面不应有可见的飞边,氧化皮、夹渣等缺陷,仅影响美观的上述 缺陷应予以清除,清除深度不超过该处最小实体尺寸 8.11.5所有焊缝应均匀、平滑、美观,焊缝高度尺寸应符合设计的要求,不允许有降低强度和影响外观 的缺陷存在
8.11.6涂装的质量,颜色、品种和涂层厚度应符合sY/T6919的要求
8.11.7产品铭牌、指示牌、警示标志等符合制造商的设计要求,标志位置合理、字符清晰、内容正确、安 装牢固
8.12钻井泵的可靠性考核评定 钻井泵的可靠性考核评定参见附录D进行
标志 9.1标志要求 钻井泵的活塞杆、活塞、缸套、液缸、排出空气包和排出安全阀,应在其适合的表面按照表9的规定 15
GB/T32338一2015 做标志 表9标志内容及要求 应当标志的零部件名称 标志内容 活塞杆 活塞 液缸 排出空气包排出安全阀 缸套 制造商名称或标志 钻井慕型号 本标准代号 活塞和活塞杆连接号 缸套孔径(公制或英制 阀腔规格 零件序列号 生产日期 注，带圆点“
"的是要求予以标志;带“-”的是不要求标志 9.2标志方法 标志应采用低应力钢模打印或铸在零部件上,在低应力区也可采用普通尖头V形钢模
标记字迹 应清楚可见,字高不小于3.51 ,推荐7mm或10mm,可根据实际情况确定
标记的位置应确保在零 mm， 部件安装连接后标志处于醒目的位置
标志示例: AIC公司制造的F-1600泵活塞杆,符合本标准的要求,活塞和活塞杆连接号sA-5,零件的标志如下， ABCF-1600本标准代号GB/T32338)SA-5 ABC公司制造的钻井系活塞,符合本标准的要求,活塞和活塞杆连接号SA-5,适应于缸径150mm,零件的标志 如下: ABc(本标准代号GB/T32338sA-5150 ABc公司制造的钻井泵活塞,符合本标准的要求,活塞和活塞杆连接号sA-4,适应于缸径6.00in,零件的标志 如下 Ac(本标准代号GB/T32338)sA-46.00 ABC公司制造的F-1600泵缸套,符合本标准的要求,缸套孔径150,零件的标志如下: ABCF-1600本标准代号GB/T32338)150 ABC公司制造的F-1600泵缸套,符合本标准的要求,缸套孔径6.00in,"零件的标志如下 ABCF-1600(本标准代号GB/T32338)6.0o ABC公司制造的F-1600泵液缸,符合本标准的要求,阀腔规格7,零件序列号140021,零件的标志如下 ABcF-1600(本标准代号GB/T32338) 140021 ABC公司制造的剪销式安全阀,符合本标准的要求,产品序列号JAl40056,生产日期2014年3月,零件的标志 如下 ABC本标准代号GB/T32338)JAl4005614-03 注;零(部)件的标志亦可采用铭牌的方式
9.3产品铭牌 每台钻井泵总成均应有铭牌,铭牌中至少应提供下列信息 制造商名称 a 16
GB/T32338一2015 制造商地址 b 出厂序列号 c d)制造日期(年,月); 产品型号及名称; e f 额定输人功率,kw(hp); 冲程,mm; g h)额定泵速,min'(或r/min); 齿轮速比 各级缸径系列及相应的额定压力
缸径,mm(in)/额定压力,MPa(psi); k)动力端油箱的容量.L 1 外形尺寸,mm: m质量，kg
10 文件 10.1 记录保存 本标准所涉及的设计验证及质量控制记录文件,由制造商自钻井泵生产和销售后至少保存10年
记录文件应干净、字迹清楚、可复印、可检索,并且应防止损坏、变质或丢失
本标准要求的质量控制记录应签字并注明日期,计算机软件记录应保持原始的个人代码
当钻井泵采购方、权威机构或认证代理机构要求时,制造商应提供按本标准检验的相关记录文件 10.2制造商应保存的文件 下列文件应由制造商保存 a)设计文件(见4.13). b) 设计验证文件(见第5章). 书面规范(见第6章第8章. c) 评定/鉴定记录,包括: d 1 焊接工艺评定记录 2) 焊工资格鉴定记录; 3)无损检测人员资格鉴定记录; 4 测量与试验设备校准记录 设备或零部件可追溯的检查和试验记录,包括 1)主要零部件材料试验、检验记录,包括;化学分析,拉伸试验,冲击试验和硬度检验 NDE记录,见第8章的NDE要求; 2 3性能试验记录,包括;功能试验记录,可靠性运转试验记录,静水压试验记录,气密封试验 记录,安全阀放喷试验和钻井泵出厂运转试验记录; 热处理工艺记录,包括;实际热处理温度和保温时间,或温度,时间曲线的记录,这些记录 应能追溯到相应的零部件
10.3设备携带的文件 钻井系出厂时应携带下列文件: 钻井泵使用说明书,至少应包括下列内容 a 1钻井泵设计所依据的规范; 17
GB/T32338一2015 产品性能参数; 2) 37 安装调试、操作程序; 维护保养及注意事项等内容
4) b 钻井泵产品图册(或零件目录)
此项内容也可与使用说明书合并
钻井泵产品装箱清单
c d)证明钻井泵产品符合标准和用户要求的产品合格证
制造商和用户书面文件规定的其他需提供的文件
11 贮存包装与运输 1.1 贮存 11.1.1 钻井泵在试验后及贮存前应排空钻井泵内的水.油、气
设备各零部件、工具及备件外露的金属表面应涂覆在50C以下不会变成流体的防锈脂,轴伸 11.1.2 部位、法兰盘面、密封表面在涂覆防锈脂的同时还应采取保护措施
对于液力端,若钻井液使用后在 1个月以上不使用,应放尽钻井液;取出阀体,同座,缸套,活塞等易损件;请洗干净,并涂覆防锈油或防 锈脂 各水、气、液接口应用适宜的盲板或堵头保护 11.1.3 11.1.4非金属材料应存放在避免太阳光线直接照射、避免与液体接触、避免与臭氧和放射性物质接触 的干燥室内环境
在正常条件下,非金属件的保存期为1年
11.1.5钻井泵宜放置在平坦的场地上,悬于支撑面之外的部分不应超出1/6泵长或1/6泵宽
11.2包装与运输 11.2.1钻井泵或泵组出厂时的包装应符合GB/T191GB/T13384的规定,并满足制造商和(或)用户 的特殊要求
11.2.2随机发运的零件、工具、螺栓、螺柱、备件、附件等应在进行防锈处理后装箱包装,各类图样、技 术文件应采用防水,防油保护措施
11.2.3钻井泵一般宜采用防水措施后整体运输,所用的防水材料应具有必要的强度,满足运输中的防 水要求
当运输条件限制不宜整体运输时,可分成大部件包装(动力端、液力端、排出空气包等),包装应 牢固,能适应各种正常运输条件 11.2.4单体包装运输的设备或部件需要时应明显标记出重心和吊装位置标志
1.2.5钻井系应按照制造商与用户书面文件规定的方式进行运输
运输包装的收发货标志应符合 GB/T6388的规定
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GB/T32338一2015 附 录A 资料性附录 钻井泵输入轴轴头尺寸 目的 A.1 本附录推荐了不同规格钻井泵输人轴轴头的尺寸要求,以便于统一轴头的连接尺寸和利于用户的 安装与维护 A.2轴头尺寸 钻井泵输人轴轴头尺寸见图A.1和表A.1
图A.1钻井泵输入轴轴头 表A.1钻井泵输入轴轴头尺寸 轴头尺寸 钻井系规格代号 mmm 350 127.00品s 229 109.11 31.75士0.05 一a.38 500 139.7o 254 122.00 31.75士0.05 -0as -B.0 177.80 152.75 44.45士0.05 800 316 -o03 -.a 1000 196.85-B
337 168.12-？， 50.80士0.05 1300 215.90 341 187.47-8 50.80士0.05 1600 215.90o 341 187.47-&. 50.80士0.05 2200 254.00-os 410 227.738.0 63.50士0.05 210 25 3000 14- 32-0.6 19
GB/T32338一2015 附 录 B 资料性附录 活塞式钻井泵主要零件的名称 B.1概述 本附录的目的是统一活塞式钻井系主要零件的名称,但未包含数量较少的辅助零件
统一钻井系 主要零件的名称,有利于本行业的技术交流
B.2型式 本附录的名称适用于三缸单作用活塞式钻井泵
其他型式的钻井泵可参照执行
B.3主要零件的名称 动力端主要零件的名称见表B.1和图B.1,图B.2,图B.3,液力端主要零件的名称见表B.2和 图B.4,图B.5
当需要与其他类似零件区分时,可按位置分为左、中右
动力端和液力端的右侧和左 侧零件确定的规则相同,即;站在泵的动力端向液力端看去,中心线右侧的零件被指定为右侧零件;中心 线左侧的零件被指定为左侧零件
对于三缸泵,位于中心线上的零件被称为中间零件
表B.1动力端零件 零件号 名 称 101 机架 102 曲轴 103 大齿轮 104 小齿轮 小齿轮轴 105 106 连杆" 十字头 107 十字头销 108 109 偏心轮轴承" 1o 主轴承 111 小齿轮轴轴承 112 十字头轴承" 113 中间拉杆 中间拉杆密封 114 15 主轴承螺栓 116 挡泥板 2o0
GB/T32338一2015 表B.1(续 零件号 称 117 十字头销挡板" 118 上导板 119 下导板" 120 喷淋泵总成 121 底座 对于三缸泵,按左、右和中间注明这些零件的确切位置
表B.2液力端零件 零件 号 称 201 液缸" 202 阀盖" 203 排出管 204 阀弹簧 205 阀座" 206 缸套" 207 活塞" 208 活塞杆" 209 卡箍" 210 缸盖" 211 缸盖堵头" 阀杆导向器 212 213 缸盖法兰" 214 吸人管 215 阀盖密封圈" 缸盖密封圈 216 217 缸套密封圈 218 排出滤网总成 219 排出空气包 220 吸人空气包 221 排出口法兰 222 排出弯管,或排出四通,或排出五通 223 排出安全阀 224 抗震压力表 225 喷淋管总成 对于三缸泵,按左、右和中间注明这些零件的确切位置
GB/T32338?2015 118 14 910 3 6 120 121 ?B.1? 110 06 09 102 03 15 ?B.2? 22
GB/I32338?2015 105 1l1 0s 117 112 ?B.3С??? 225 216 208 204 201 202 215 203 206 10 211 206 213 2? 207 217 205 214 ?B.4?? 23
GB/T32338一2015 223 219 218 .A向 224 222 也鼎事R事 221 220 图B.5液力端外形图 24
GB/T32338一2015 附 录c 资料性附录 钻井泵基本配置" C.1目的 本附录为钻井泵产品提供了基本配置要求,当用户没有明确要求时,钻井泵出厂时推荐按C.2的要 求配置
c.2基本配置 C.2.1钻井系出厂时至少应包含下列内容: 钻井泵主体(泵内缸套活塞规格由制造商与用户的协议确定,无说明时为该泵型中最大规格的 a 缸套); b 排出空气包 排出安全阀 C d 排出压力表 排出滤网总成; f 喷淋泵总成 g动力端润滑系统 h)随机工具; 随机备件(用于更换一次的密封件); 设备应携带的文件
j C.2.2钻井泵输人轴轴伸上的皮带轮或链轮或万向轴应按制造商与用户书面文件规定的要求配置
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GB/T32338一2015 附录D 资料性附录 钻井泵的可靠性考核评定方法 D.1可靠性指标 D.1.1平均首次故障时间MIFr或m， D.1.1.1平均首次故障时间的点估计按式(D.1)计算 ，十1一r)t 习._ 丽,-- (D.1 式中: 考核期内n台系的首次故障发生前的累计工作时间,单位为小时(h); -考核截止时间,单位为小时(h) -样本数 -考核期内n台泵出现首次(关联)故障数(不计轻微故障),当尸为0时取尸=1; -第i台泵出现首次故障时的实际工作时间,单位为小时(h)
D.1.1.2置信限表达式见式(D.2)或式(D.3
单边置信区间,其下限置信限表达见式(D2) a D.2 mr Cm 双边置信区间,其置信限表达式见式(D.3): b Cnp< (D.3 CUm 式中: C -单边置信区间下限的置信水平系数 L1 双边置信区间下限的置信水平系数; 双边置信区间上限的置信水平系数 Cu.CL和C的数值见表D.1,根据故障数和置信水平查取
对于置信水平,一般双边置信区间取 60%,单边置信区间下限取80%
表D.1置信水平系数C.C,.C,数值表(定数截尾 信 置 水 60%80% 95% 放障数" 80%(90%) 0%(95%) Ke97.56 c C c.c .C C(C CC C C C 4.481 0.621 9,491 0.434 19.490 0.334 39.498 0.271 2.426 0.668 3.761 0.514 5.630 0,422 8.262 0.359 1.954 0.701 2.722 0.564 3.669 0.477 4.849 0.415 0.599 2.928 0.456 1.742 0.725 2.293 0.516 3.670 1.618 0.744 2.055 0.620 2.538 0.546 3.080 0.488 26
石油天然气工业钻井和修井设备钻井泵GB/T32338-2015
一、前言
石油天然气工业是当今世界上最为重要的产业之一，其对于全球经济发展起着至关重要的作用。而在这个产业中，钻井和修井设备则是其中的核心部分。本文将聚焦于该领域的一个重要标准——钻井泵GB/T32338-2015。
二、钻井泵GB/T32338-2015介绍
GB/T32338-2015是由中国国家标准化管理委员会发布的标准，主要涉及了石油天然气工业钻井和修井设备中使用的钻井泵的技术参数、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输等方面的要求。这个标准的发布，对于规范钻井泵的生产、使用以及质量检验具有重要意义。
三、GB/T32338-2015的主要内容
GB/T32338-2015标准共分为以下几个部分：
- 范围
- 规范性引用文件
- 术语和定义
- 技术参数
- 试验方法
- 检验规则
- 标志、包装、运输和贮存
其中，第4部分的技术参数是该标准的核心内容。该部分详细规定了钻井泵的型号、规格、性能指标、配套动力以及其他技术参数。这些参数的规范化，可以有效地提高钻井泵的生产效率和使用寿命，同时还可以降低设备故障率，提高安全性。
四、GB/T32338-2015的应用价值
钻井泵作为石油天然气工业中的重要设备之一，对于钻井过程的顺利进行以及整个产业的高效运转起着重要作用。而GB/T32338-2015标准的发布，则为钻井泵的生产、使用以及质量检验提供了统一的标准。这不仅可以提高钻井泵的生产效率和安全性，还可以降低设备故障率，从而推动整个石油天然气工业的发展。
五、结论
综上所述，GB/T32338-2015是石油天然气工业钻井和修井设备中使用的钻井泵的技术参数、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输等方面的重要标准。该标准的发布对于提高钻井泵的生产效率和安全性，降低设备故障率，推动整个石油天然气工业的发展具有重要意义。未来，我们相信在GB/T32338-2015这个标准的引导下，钻井泵的生产、使用和质量检验将会更加规范化，从而推动整个石油天然气工业的发展。
