Q/SY
中国石油天然气集团公司企业标准
Q/SY 07002—2016
煤层气欠平衡钻井专用旋转控制头 Rotating control head for coal-bed methane underbalanced drilling
2016—10—27发布
2017－01—01实施
中国石油天然气集团公司 发布 Q/SY 07002—2016
目 次
前言：
I
范围规范性引用文件术语和定义产品型号
1
2
3 4 5 要求 6 试验方法
2
检验规则标志、包装、贮存、运输参考文献·
7
5
8
5
6 Q/SY 07002—2016
前言
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起
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这些专利的责任。 本标准由中国石油天然气集团公司标准化委员会石油石化设备与材料专业标准化技术委员会石油
钻采设备分技术委员会提出并归口。
本标准起草单位：中国石油集团钻井工程技术研究院、西南石油大学、中国石油集团渤海钻探工程有限公司。
本标准主要起草人：夏焱、袁光杰、王国荣、申瑞臣、田茂法、董胜伟、胡刚、闫加益、谢冲、 何霞、陈宝康。
II Q/SY07002—2016
煤层气欠平衡钻井专用旋转控制头
1范围
本标准规定了煤层气欠平衡钻井专用旋转控制头的产品型号及标注方法、技术要求、试验方法、 检验规则等，并给出了相应推荐方法。
本标准适用于煤层气欠平衡钻井专用旋转控制头的设计、制造和检验。
2 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/T16253—1996承压钢铸件 GB/T16471运输包装件尺寸与质量界限 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/T47016承压设备产品焊接试件的力学性能检验
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
旋转控制头rotatingcontrolhead 安装在井口防喷器组最上端，通过胶芯被动密封钻杆和方钻杆，在所限定的井口压力条件下实现
带压钻进和部分完井作业，控制并引导环空流体进人地面钻井液循环系统的控制设备。 3.2
旋转控制头公称通径driftdiameterofrotatingcontrolhead 旋转控制头壳体安装在井口防喷器组上时所允许通过钻具的最大直径。
3.3
旋转控制头最大工作压力 maximum working pressure of rotating control head 旋转控制头各部件在适用介质工况下允许的最大工作压力，包括动密封和静密封最大工作压力。
3.4
承压件 pressure containingpart 与井内流体接触并承受井内压力的零部件，即壳体、旋转总成等。
4产品型号
4.1 1型号表示方法
型号表示方法如下：
1 Q/SY 07002—2016
MXK
口/口
口 T
改进号静密封最大工作压力，MPa 动密封最大工作压力，MPa 旋转控制头公称通径，cm 旋转控制头代号
示例：公称通径35cm，动密封最大工作压力为3.5MPa，静密封最大工作压力为7.0MPa，改进一次的旋转控制
头，其型号表示为：MXK35-3.5/7.05-01。
4.2 规格
可封钻具外径不大于127mm。
5要求 5.1 质量技术要求 5.1.1产品高度不大于920mm，质量不大于350kg。 5.1.2 旋转控制头公称通径系列、法兰型式、尺寸要求应符合GB/T22513的有关规定。 5.1.3 承压件金属材料力学性能应符合表1的规定。
表1承压件材料性能指标拉伸强度最小
屈服强度最小，0.2%残余量 MPa
50mm的延伸率最小 断面收缩率最小 推荐材料代号
%
%
psi 45000 36000
MPa 483 70000 483 70000
psi
45K 36K
32
310 248
19 21
5.1.4 对不同强度的材料进行焊接时， 焊缝强度应不低于本体材料强度。 5.1.5 控制头静压密封和动压密封试验需满足表2和表3的要求。
表2旋转控制头性能试验项目及要求（一)
第一次试压
第二次试压
序号
试验项目
试验
试验压力值 稳压时间 压力降 试验压力值 稳压时间 压力降 要求
MPa
min
MPa
MPa ≥1.5倍静密封最大工作压力
min
MPa
壳体静水压 ≥1.5倍静强度试验
无可见渗漏
0
15
3
0
密封最大工作压力 0.7~2.1
1
≤ 0.1 最大动密封 3 ≤ 0.1 无可见
整机低压静密封性能试验
2
3
压力
渗漏
3 胶芯静密封 0.7~2.1 10 ≤ 0.1 最大动密封 10 ≤ 0.1 无可见
压力
渗漏
性能试验整机工作压力静密 静密封最大
≤ 0.1 静密封最大 15 ≤ 0.1 无可见
15
4
封性能试验
工作压力
工作压力
渗漏
2 Q/SY 07002—2016
表3旋转控制头性能试验项目及要求（二）
第一次试压
第二次试压
过第一对 过第二对 试验
过第一对接 过第二对值MPa 波动值 MPa 波动值 波动值
序号
试验项目
试验压力值 接头压力 接头压力 要求
试验压力值
MPa 头压力波动 接头压力 0.7~2.1 ±10%P试 ±10%P 试 最大动密封 大动密封 ±10%最
MPa
MPa
MPa ±10%最 密封部大动密封 位无可压力 见渗漏
动密封性能试验
I
压力
压力
注：压力降值为参考值；P试为试验压力；接头形式为API18°斜坡。
5.2质量记录要求 5.2.1记录要求 5.2.1.1制造商应建立质量检测记录档案，登记产品的标识、收集、编目、查阅、归档、储存、处理的所有记录，并形成文件保存。记录应至少保存5年。 5.2.1.2制造商应将用于制造橡胶胶芯和密封件的每批原材料的所有记录形成文件并保存。 5.2.2文件范围
应包括设计、制造、检测过程中的相应文件。
6试验方法 6.1承压件力学性能检测
按照GB/T16253—1996中第4章的要求执行。 6.2焊缝的抗拉强度检测
按NB/T47016的规定进行。 6.3 承压件静水压强度试验
静水压试验应使用水或含有添加剂的水作为试验液，任何添加剂均应记录在试验报告中。静水压
强度试验压力应是最大静密封工作压力的1.5倍。
将旋转控制头承压件壳体连接试压法兰，通过试压泵按3.5MPa一级逐级加压至试验压力，稳压时间内，记录压降，观察是否有渗漏。 6.4静密封性能试验 6.4.1整机静密封试验按表2和表3的规定执行。 6.4.2胶芯出厂时应抽样进行静密封试验，一批（10只内）抽检1只，10只以上抽检2只。如有不合格，加倍抽检；如仍有不合格，则此批胶芯判定为不合格。试验要求见表2和表3。
3 Q/SY 07002—2016
6.5动密封性能试验 6.5.1整机动密封性能试验按表2和表3的规定执行。 6.5.2胶芯抽样进行动密封试验，一批抽检1只。在密封压力为0.7MPa~2.1MPa状态下稳压5min，再逐渐加压到最高动密封压力下过接头20对。
6.6承压起下钻胶芯寿命试验 6.6.1检查并记录胶芯的硬度。 6.6.2将旋转控制头安装在承压起下钻的试验设备上，且与高压试压泵相连。 6.6.3用与胶芯匹配的带有API18°斜坡的钻杆接头的试验芯轴进行试验，试验压力为旋转控制头动密封最高工作压力。 6.6.4试验芯轴以0.3m/s的速度做上下往复运动，上下冲程为1.5m，每分钟往复不宜超过2次，试验过程中密封井压变化不超过土10%最大动密封压力。 6.6.5往复运动对数应大于600对，或直到出现可视泄漏为止。 6.6.6胶芯出厂时，应抽样按上述步骤进行承压起下钻胶芯寿命试验，一批（10只内）抽检1只， 10只以上抽检2只。如有不合格，加倍抽检；如仍有不合格，则此批胶芯判定为不合格。 6.7 型 型式试验 6.7.1型式试验分类
包括出试验项目和功能试验项目。
6.7.2 试验介质
试验介质采用清水。 6.7.3出厂试验项目
6.7.3.11 包括承压件静水压强度试验、整机静密封性能试验和胶芯静密封试验。 6.7.3.2 2承压件静水压强度试验按6.3、表2和表3的规定执行，无可见渗漏为合格。 6.7.3.3 整机静密封性能试验按表2和表3的规定执行，无可见渗漏为合格。 6.7.3.4胶芯静密封试验按6.4.2、表2和表3的规定执行，无可见渗漏为合格。 6.7.4功能试验项目 6.7.4.1静密封试验
组装好的旋转控制头将旁通孔均封住后，进行静水压密封强度试验。按3.5MPa一级逐级加压至试验压力10.5MPa，分别稳压，检查记录密封情况，无渗漏为合格。 6.7.4.2动密封试验 6.7.4.2.1动密封试验包括旋转动密封试验和过接头动密封试验。 6.7.4.2.2旋转动密封试验：以60r/min，80r/min，100r/min三种转速旋转，密封1.5MPa试验压力每种转速下试验时间均大于或等于1h，检查记录密封运行情况，并记录旋转总成、轴承温度变化值及扭矩值，胶芯旋转密封寿命应大于100h，旋转总成、轴承应跑合良好，无异常响动，温度上升应不大于40℃，判定为合格。 4