ICS 75.180.10 E 92 备案号：43179-2014
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T5150-2013 代替SY/T5150—2000
分级注水泥器 Multiple stage cementer
2014-04-01实施
2013-11-28发布
国家能源局 发布 SY/T5150—2013
目 次
前言
Ⅱ
范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 分类与型号 5 要求 6 试验方法 7 检验规则标志、包装、运输、贮存
1
P
1
I0
8 SY/T5150—2013
前言
本标准按照GB/T1.1-2《标准化T作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草
本标准代替SY/T5150--20Hm《分级注水泥器》，与SY/T51502MH相比?主要变化如下：
增加了日次（见月次）：修订了引用标准的内容（见第2章，2000年版的第2章）：
—-增加了术谱和定义（见第3章）： -·修订了型号表示方式（见.2.2000年版的3.2）： --增加和除了部分分级注水泥器的规格，修订了主要尺寸（见5.1.2川年版的.1.1）： -增加了公称尺寸-览。删除了型号-览（见表1、表2、表3，2H)年版的表1、表2，表
3) : -增加了两端连接螺纹的选择（见表1.2川年版的表1）：
修订了分级注水泥器强度的要求（见5.3.20川H0年版的.2）： --修订了分级注水泥器主要受力零件的机械性能要求（见5.（。200年版的4.5）：一-增加了抗HS腐蚀的分级注水泥器主要受力零件的机械性能要求（见5.6）： ---修订了分级注水泥器的整体密封能力要求（见5.122（年版的4.11）： -增加了连接螺纹表面处理要求（见5.t3）：
修订了试验方法内容（见第（章，2年版的第5章）：增加了力学性能检验方法（见6.1）：修改了密封性能试验时乐力保持时间（见6.2.1..2.26.2..20H年版的5.2.4. 5. 2. 5) : 修订了检验规则的内容（见第7章，2川H年版的第6章）：修订了标志，包装。运输，赔存的内容（见第8章，2年版的第7章）：增加了胶塞赋存的环境温度要求和时问要求（见8.3.2）。
本标准由全国石油钻采设备利T具标准化技术委员会（SAC/TC96）提出并归口。 本标准负责起草单位：中国石化石油程技术研究院德州大陆架石油工程技术有限公司。 本标准参与起草单位：石油工业井下工具质量监督检验中心、宝鸡石油机械有限责任公司等。 本标准主要起草人：吴姬吴、马兰荣、马开华、陈武君、秦金立、田晓艳、闫永宏。 本标准代替SY/T5150-2H4 SY/T5150-2H的历次版本发布情况为：
--SY 5150-.1987: SY/T 5150-1994.
II SY/T 5150-2013
分级注水泥器
1范围
本标准规定了分级注水泥器的术语与定义，分类与型号、要求。试验方法，检验规则和标志、包装，运输，贮存等。
本标准适用于石油天然气井的固井注水泥作业所用的分级注水泥器的设计，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/T228.1金属材料拉伸试验第1部分室温试验方法（GB/T228.1--2010.IS6892 -1:2009.MOD)
GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法（GB/T229-207.IS0148-1：26H06，MOD) GB/T231.1金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法（GB/T231.1-2009.IS0）6506
-1:2005.MOD)
GB/T531.1 硫化橡胶或热塑性橡胶压人硬度试验方法第1部分：邵氏硬度计法（邵尔硬度)GB/T531.12H8.IS7619-1:20-IDT)
GB/T157金属在硫化氢环境中抗特殊形式环境开裂实验室试验（GB/T4157一20川16。NACE TM1177:1996.MOD)
GB/T9253.2 石油天然气工业 套管、油管和管线管螺纹的加T、测量和检验（GB/T 9253.2-199.APISpec5B:1906.IDT)
JB/T4730.3承压设备无损检测 第3部分：超声检测 APISpec5CT套管和油管规范（2011年第9版）
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
分级注水泥器 multiple stage cementer 将固井井段分成两级或两级以上·可进行注水泥作业的工具。由分级注水泥器本体和各个不同用
途的胶塞组成。 3, 2
机械式分级注水泥器mechanical multiple stage cementer 用投塞方式打开循环孔的分级注水泥器。
3. 3
液压式分级注水泥器hydraulic-openingmultiplestagecementer 利用管柱内外液体压力差打开循环孔的分级注水泥器。
/ SY/T5150--2013
3.
挠性塞frist stage sealing plug 挠曲变形后通过分级注水泥器本体在碰压座上碰压的胶塞。
3. 5
重力打开塞 free-fall opening device 利用自身重力下降，落位于分级注水泥器内加压打开分级注水泥器循环孔的胶塞。
3. 6
顶替打开塞 pump down opening plug 利用泵送液体推动前行，落位于分级注水泥器内，加压打开分级注水泥器循环孔的胶塞。
3. 7
关闭塞closing plug 关闭分级注水泥器循环孔的胶塞。
3. 8
碰压座shut-off baffle 用于挠性塞碰压的单元体。
3. 9
关闭套closing sleeve 关闭分级注水泥器循环孔的滑套。
分类与型号
1分类
分级注水泥器按打开方式分为机械式分级注水泥器和液压式分级注水泥器， .2型号
分级注水泥器的型号表示方式如下：
FIZ□--口
特殊用途代号：抗H,S材质为S，抗CO材质为C，普通材质的可以不写，制造商的特殊要求可在此表示打开方式代号：机械式为J，液压式为Y 公称尺寸：mm 分级注水泥器代号
示例：公称尺寸为17H的抗H.S腐蚀的机械式分级注水泥器的型号表示为FJZ17-J-S。
5要求
5.1 分级注水泥器本体主要尺寸应符合表1的规定。 5.2分级注水泥器中各种不同用途胶塞长度应符合表2的规定， 5.3分级注水泥器本体强度不应低于表3规定。 5. 挑性塞通过分级注水泥器本体的压力应小于1MPa且挠性塞应无损坏 5.5 分级注水泥器打开和关闭的实际压力与设计压力误差应在土1MPa范用内。 2 SY/T5150-2013
表1 分级注水泥器本体主要尺寸
单位为毫米
公称尺寸 114 127 [-41 16H 178 194 219 245 27.3 208 3411
总长 ≤1 ≤11 SIH N1H ≤12 求：制造商也可应用户的要求，采用其 ≤120 他形式的连接螺纹。当果用其他形式的 12H 连接螺纹时，螺纹的性能应不低于（B/T ≤13X 9253.2的要求 ≤1300 ≤130 ≤130
最大外径
不可钻最小内径
两端连接螺纹
1.4C 154 17.3 198 210 230 2611 285 314 340 385
.f 1018. 6 118. f 17. 1 152. 5 168. 3 196. 2 220. 5 247. 9 273. 6 313. 6
两端连接螺纹成行合GH/T925.3.2的要
表2 分级注水泥器中各种胶塞长度
单位为毫米美闭塞 ≤30 ≤321 ≤340 3 ≤3641 ≤.3611 ≤.38 ≤.H ≤381 ≤.HI 《生
公称尺寸 114 127 1.41 16.8 17H 194 219 245 273 298 340 注：用于非连续式注水泥作业的机械式分级注水泥器使用重力打开塞：用于连续式注水混作业的机械式分级
撬性塞 ≤350 ≤401 ≤450 ≤450 ≤451 H ≤sm ≤550 ≤650 ≤701 ≤750
重力打开塞 ≤3541 ≤351 ≤350 ≤4M) ≤4 ≤450 ≤451 ≤4511 ≤5 ≤5M ≤540
项替打开塞 ≤351 ≤4m ≤450 ≤450 ≤450 ≤500 ≤50) ≤550 650 ≤7M ≤751F
注水泥器使用顶替打开塞，
表3 分级注水泥器本体强度
最小抗外挤强度
公称尺寸 mm 114 127 141 1f.H 17H
最小抗内压强度
危隐裁面最小抗拉载荷
MPa fr3 71 7 71 711
MPA 5.3 f- fifi 63 62
k.V 1.3 I 1 N 24 4D 3T4 1
3 SY/T5150—2013
表3（续）最小抗外挤强度
最小抗内压强度
危险截面最小抗拉载荷
公称尺寸
MPa 55 37 .3.3 29 2.3 20
k.N 1 45110 4911 5411 5211 5-4H1
MPa r5 51 4H 5 41 3H
mm 1 214 245 27.3 298 .3
5.6分级注水泥器中的主要受力零件．其材料的力学性能应符合以下要求：
抗拉强度R.：≥862MPa 下屈服强度R.：758MPa-~965MPa -布氏硬度：≥255HBW。
抗H.S腐蚀的分级注水泥器中主要受力零件材料可分为C川.T95，C114三种钢级，机械性能应达到APISec5CT中C0.T95.C11=种钢级的要求，所用的原材料应有依据GB/T4157的抗 H.S腐蚀的批次实验报告，材料的硬度值应符合APTSpcc5CT中CU.T95.C110三种钢级的硬度要求。 5.7分级注水泥器中主要受力零件应进行无损检测。其内部和表面裂纹缺陷尺寸应不超过JB/T 7.31).3中的Ⅱ级质量等级规定。 5.8两端连接螺纹当采用GB/T9253.2中的连接螺纹时，其尺寸要求应符合GI/T925.3.2的规定。 5.9各胶塞的橡胶部分和密封件的橡胶应为耐油耐酸碱橡胶，其物理性能应符合以下规定：
部硬度：60HSHDHS 耐温：-30℃~120℃
制造商也可应用户的要求，提供耐温范用更大的产品。 5.10分级注水泥器中需钻除部分应选用可钻性好的材料。采用铝合金或铸造铝合金材料时，其力学性能应符合以下规定：
-抗拉强度Rm：≥222MPa 断后伸长率4：≥1.5%。 -布氏硬度：70HBW-140HBW
-
5.11用于连续式分级注水泥作业的机械式分级注水泥器。其挑性塞和碰压座应保证碰压后液体能够旁通。 5.12 机械式分级注水泥器打开循环孔前和关闭循环孔后，整体密封能力应不小于35MP：液压式分级注水泥器关闭循环孔后.整体密封能力应不小于35MPa。 5.13 分级注水泥器两端连接螺纹表面应进行防粘扣处理。
6试验方法
6.1材料力学性能检验 6.1.1分级注水泥器主要受力零件材料．应根据G13/T228.1（B/T22)对每一批次进货的原材料进行材料性能试验。 6.1.2分级注水泥器剪切销钉材料。应根据GB/T228.1对每一批次进货的原材料进行材料性能
1 SY/T5150-2013
试验。 6.1.3分级注水泥器主要受力零件热处理后、可钻材料零件应按GB/T231.1进行硬度检验橡胶件硬度检验应按GB/T531.1中有关规定进行。 6.1.进行力学性能分析试验时，应在主要受力零件1．沿受力方向截取材料力学性能分析标准试样。按5.6的要求进行力学性能分析试验。如在主要受力零件上无法截取标准试样时，制造商应制备同批次、相同热处理炉号的材料试棒。用于制作标准试样。 6.1.5主要受力零件超声波无损检测应按J13/T4730.3中有关规定进行，精度等级应符合5.7的规定。 6.2产品性能试验 6.2.1连接螺纹的检验
当采用GB/T"9253.2中的连接螺纹时，连接螺纹的检验应按GB/T9253.2中有关规定进行：当采用其他形式的连接螺纹时，连接螺纹的检验和试验应由制造商和用户协商确定。 6.2.2整体密封试验
将机械式分级注水滤器本体两端连接试压接头票人试压液：试验压力为35MPa：保压1)min。 稳压5min-稳压期间压降应小于0.2MPa。
将液压式分级注水泥器本体两端连接试压接头。泵人试压液：试验压力为设计打开压力值的三分之一，保压10min.稳压5min.稳压期间压降应小于.2MPa。 6.2.3挠性塞通过试验
将挠性塞从分级注水泥器的上端放人：试压接头与分级注水泥器的上接头连接，泵人试压液，推动提性塞通过分级注水泥器：通过压力应符合5.的规定。 6.2.4打开循环孔试验
对于机式分级注水泥器，在完成6.2.3试验后．将重力打开塞或顶替打开塞从分级注水泥器的上端放人，试压接头与分级注水泥器的上接头连接。泵人试压液，打开循环孔：打开压力值误差应符合5.5规定。
对于液压式分级注水泥器，在完成6.2.3试验后，将分级注水泥器的上。下接头连接试压接头泵人试压液。打开循环孔．打开压力值误差应符合5.5的规定。 6.2.5关闭循环孔试验
在完成6.2.试验后，将关闭塞从分级注水泥器的上端放人试压接头与分级注水泥器的上接头连接。泵入试压液，关闭循环孔，关闭压力值误差应符合5.5的规定。 6.2.6关闭循环孔后密封试验
在完成6.2.5试验后，继续泵人试压液．进行关闭循环孔后的密封试验，试验压力为35MPa，保压1min稳压5min.稳压期间压降应小于（2MPa。
7检验规则
7.1出厂检验
产品应经制造厂质量检验部门检验合格。并附有产品合格证明文件才能出厂。
I