SY/T 6401-2025 气举井下装置

ICS 75.180.10 CCS E 92

中华人民共和国石油天然气行业标准

SY/T 6401—2025

代替SY/T 6401—1999

气举井下装置

Gas lift downhole equipment

2025-12-18发布 2026—06-18实施

国家能源局发布

目次

前言 Ⅲ

1 范围 1

2 规范性引用文件 1

3 术语和定义、符号和缩略语 1

3.1 术语和定义 1

3.2 符号和缩略语 2

4 型号与表示方法 3

4.1 气举阀 3

4.2 气举阀偏心工作筒 6

5 设计要求 9

5.1 气举阀 9

5.2 气举阀偏心工作筒 10

5.3 设计文件 12

6 技术要求 13

6.1 气举阀 13

6.2 气举阀偏心工作筒 13

7 材料要求 13

7.1 金属材料 13

7.2 非金属材料 14

8 制造要求 14

8.1 气举阀 14

8.2 气举阀偏心工作筒 14

8.3 可追溯性 15

9 试验方法及检验规则 15

9.1 气举阀 15

9.2 气举阀偏心工作筒 16

9.3 测量与试验设备 17

10 标志 17

10.1 装配总成 17

10.2 气举阀 17

I

10.3 气举阀偏心工作筒 17

11 储存与运输 17

11.1 螺纹和密封保护 17

11.2 储存 17

11.3 运输 17

附录A(规范性) 气举阀与止回阀试验程序 19

参考文献 32

Ⅱ

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。

本文件代替SY/T 6401—1999《气举井下装置》。本文件与SY/T 6401—1999相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：

a) 删除了部分通用的术语和定义(见3.1,1999年版的第3章);

b) 增加了部分相关术语和定义(见3.1);

c) 增加了符号和缩略语(见3.2);

d) 增加了波纹管疲劳寿命试验(见9.1.2.4);

e) 增加了阀冲蚀试验(见9.1.2.5、A.7);

f) 删除了质量控制、热处理设备鉴定和引用标准信息，将气举阀与单流阀试验规程重新调整为气举阀与止回阀试验程序(见附录A,1999 年版的附录A、附录C、附录D)。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文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/TC 96) 提出并归口。

本文件起草单位：东北石油大学、江苏苏盐阀门机械有限公司、大庆油田招标中心有限责任公司、塔里木油田公司、新疆众邦石油技术服务有限公司、盐城市崇达石化机械有限公司、常州市油迪机械制造有限公司、盐城旭东机械有限公司、江苏宏泰石化机械有限公司。

本文件主要起草人：贾光政、侯永强、吴疆、单国强、韩正海、曹甜雨、彭建云、郭道忠、郑春全、张必龙、姜金维、王寅、孔嫦娥、曾德刚、徐立监、柯文奇。

本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：

——1999年首次发布为SY/T 6401—1999;

——本次为第一次修订。

Ⅲ

1 范围

本文件规定了石油天然气工业用气举井下装置的气举阀及气举阀偏心工作筒的型号与表示方法、 设计要求、技术要求、材料要求、制造要求、试验方法及检验规则、标志、储存与运输的要求。

本文件适用于气举阀及气举阀偏心工作筒的设计、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)适用于本文件。

GB/T 150.2 压力容器第2部分：材料

GB/T 150.4 压力容器第4部分：制造、检验和验收

GB/T 230.1 金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法

GB/T 1184 形状和位置公差未注公差值

GB/T 3323.1 焊缝无损检测射线检测第1部分：X 和伽马射线的胶片技术

GB/T 4157 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/T 7306.1 55°密封管螺纹第1部分：圆柱内螺纹与圆锥外螺纹

GB/T 9253 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/T 9445 无损检测人员资格鉴定与认证

GB/T 1271660°密封管螺纹

GB/T 15007 耐蚀合金牌号

GB/T 19830 石油天然气工业油气井套管或油管用钢管

GB/T 20972 (所有部分)石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料

NB/T 47013.3 承压设备无损检测第3部分：超声检测

NB/T 47013.4 承压设备无损检测第4部分：磁粉检测

3 术语和定义、符号和缩略语

3.1 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1.1

导向套 guide sleeve

可投捞式气举阀偏心工作筒中的导向结构部分，与特定钢丝投捞工具串配合，在径向和垂直方向对正偏心口袋，便于安装或取出偏心口袋中的工具串或设备。

1

3.1.2

扶正块(防护块) stabilizing block (protective block)

可投捞式气举阀偏心工作筒中的扶正结构部分，可提供气举阀顺利进入偏心口袋的通道。 3.1.3

进气口 gas port

位于气举阀偏心工作筒的偏心口袋处的进气孔道。

3.1.4

口袋 pocket

气举阀偏心工作筒中平行于中心通孔轴线的偏心圆柱孔道，孔道内有密封工作内表面和锁紧结构内表面。

3.1.5

气举阀(流量控制装置) gas lift valve(flow control device)

安装在气举阀偏心工作筒上的流体控制单元，用于控制油气井的油套环空和油管之间的流体流量。包括低压气举阀 [pve≤6.89 MPa(1000 psi)]、中压气举阀[6.89 MPa(1000 psi)< Pve≤13.78 MPa(2000 psi)]、高压气举阀[13.78 MPa(2000 psi)20.68 MPa(3000 psi)]。

3.1.6

气举阀固定式工作筒 gas lift valve tubing retrievable mandrel

一种安装固定式气举阀的专用偏心装置，要求通过取出油管来安装或取回气举阀。 3.1.7

气举阀偏心工作筒 gas lift valve side pocket mandrel

一种与油管安装连接的气举专用偏心装置，内有平行于轴线的偏心口袋可以接收可投捞式气举阀，并可为可投捞式气举阀和其他偏心装置提供中心通道。

3.2 符号和缩略语

3.2.1 符号

下列符号适用于本文件。

Pvct : 气举阀的关闭压力;

Pvot:气举阀的开启压力;

A: 气举阀的阀杆与阀座接触的有效面积;

A: 气举阀波纹管的有效面积;

B: 气举阀波纹管总成的承载率;

P₁: 图A.8 中拟合直线的上游压力;

P2: 图A.8 中拟合直线的下游压力。

3.2.2 缩略语

下列缩略语适用于本文件。

IPO: 注入压力操作(Injection Pressure Operated)

PPO: 生产压力操作(Production Pressure Operated)

4 型号与表示方法

4.1 气举阀

4.1.1 气举阀型号表示方法

气举阀型号表示方法见图1。

直径代号：

062——15.9mm(0.625 in);

100——25.4 mm(1.000 in);

150——38.1mm(1.500in)

取回方式：

w—— 可投捞式气举阀，见图2;

T——固定式气举阀，见图3;

Z——其他取回方法

关闭方式：

G——气体加载，见图4;

S—— 弹簧加载，见图5;

C—— 弹簧与气体组合加载;

N——不加载;

Z—— 其他

开启操作方式：

P——注入压力操作(IPO);

F——生产压力操作(PPO );

X——先导阀操作，见图6;

Z——其他;

D ——盲阀;

0——孔板阀

气体流动方式：

1——阀球上部进气打开、止回阀下部出气，见图7a);

2——阀球下部进气打开、止回阀下部出气，见图7b);

3——止回阀下部进气、阀球正向打开上部出气，见图7c);

4——止回阀下部进气、波纹管驱动阀球上部出气，见图7d)

阀的用途：

1——在一般情况下使用;

2——在应力腐蚀破裂情况下使用

图 1 气举阀型号表示方法

3

示例 1 :

在一般情况下使用、外径为38.1 mm(1.500 in)、弹簧加载、注入压力操作、阀球上部进气打开、止回阀下部出气的固定式气举阀，型号表示为：150 TSP 11。

示例 2 :

在应力腐蚀破裂情况下使用、外径为25.4 mm(1.000 in)、气体加载、注入压力操作、阀球上部进气打开、止回阀下部出气的可投捞式气举阀，型号表示为：100 WGP 12。

示例 3 :

在一般情况下使用、外径为38.1 mm(1.500 in)、气体加载、先导阀操作、阀球上部进气打开、止回阀下部出气的固定式气举阀，型号表示为：150 TGX11。

4.1.2 可投捞式气举阀

可投捞式气举阀用钢丝投放并定位于气举阀偏心工作筒的偏心口袋中，见图2。

2

6

9

10

11

标引序号说明：

1——偏心工作筒;

2——投捞头;

3——定位锁环;

4——台肩;

5——密封填料;

6——气举阀;

7——至环空的孔;

8——密封填料;

9——偏心口袋(阀接收器);

10 ——止回阀;

11——至油管的孔。

图 2 可投捞式气举阀示例

4

4.1.3 固定式气举阀

固定式气举阀被定位在固定式气举阀工作筒的外侧，通过起下油管实现下入和取出，见图3。

1——固定工作筒;

2——固定式气举阀;

3 — — 至环空的孔; 4——螺纹与密封; 5——止回阀;

6——安装连接螺纹。

J

图 3 固定式气举阀示例

4.1.4 气体加载气举阀

通过波纹管充入气体加载关闭气举阀，通过注入气体操作开启气举阀通道，见图4。

4.1.5 弹簧加载气举阀

通过弹簧加载关闭气举阀，通过注入气体操作开启气举阀通道，见图5。

4.1.6 先导阀操作气举阀

通过波纹管充入气体加载关闭气举阀，通过先导阀操作开启气举阀通道，见图6。

4.1.7 气举阀流动方式

气举阀流动方式见图7。

5

1——阀罩;

2 — — 波纹管;

3——阀芯;

4——进气口;

5——止回阀;

6——出气口。

图4 气体加载气举阀示意图

1- — 阀罩;

3 — — 弹簧;

4——进气口; 5——阀芯; 6——止回阀; 7——出气口。

图 5 弹簧加载气举阀示意图

4.2 气举阀偏心工作筒

4.2.1 气举阀偏心工作筒型号表示方法

可投捞式气举阀偏心工作筒型号表示方法见图8。

4.2.2 偏心工作筒配置油管规格

气举阀偏心工作筒配置安装油管尺寸和代号见表1。

4.2.3 偏心工作筒材料

气举阀偏心工作筒配置材料分类和代号见表2。

4.2.4 偏心工作筒结构

可投捞式气举阀偏心工作筒结构形式和代号见图9。

标引序号说明： 1——阀罩;

2——波纹管;

3 ——阀芯;

4——进气口; 5——油管; 6——出气口;

7 ——止回阀;

8——至油套环形空间的孔。

图 6 先导阀操作气举阀示意图

a) 类型1 b) 类型2 c) 类型3 d) 类型4

1——波纹管;

2——阀芯;

3 — — 上气流通道;

4 ——止回阀;

5——下气流通道。

图 7 气体流动方式示意图

7

油管规格代号，见表1

材料分类代号，见表2

偏心口袋规格：

1——25.4 mm(1in);

2——38.1 mm(1/₂in)

偏心工作筒结构代号：

A——无导向套、无扶正块，见图9a);

B——有导向套、无扶正块，见图9b);

C——无导向套、有扶正块，见图9c);

D— 有导向套、有扶正块，见图9d)

偏心工作筒通径代号，见表3

液体流通形式代号：

S—— 套管进液、油管下部排出，见图10a)

E——套管进液、偏心口袋下部排出，见图10b);

C——油管进液、偏心口袋下部排出，见图10c);

W——偏心口袋上部进液、下部排出，见图10d)

内部加压试验压力代号，见表4

外部加压试验压力代号，见表4

图 8 可投捞式气举阀偏心工作筒型号表示方法

示例1 :

在一般情况下使用、材料为42CrMo、偏心口袋规格25.4mm(1in)、 无导向套无扶正块、通径为48.29mm (1.901 in)、套管进液、油管下部排出、内外压试验压力均为34.47 MPa、连接外径为73.0 mm(2/g in) 油管的偏心工作筒，型号表示为：288A1-A1901-S5050。

示例2 :

在应力腐蚀破裂情况下使用、材料为12Cr13、偏心口袋规格38.1 mm(1/2in)、 有导向套、无扶正块、通径为 59.61mm(2.347 in)、套管进液、偏心口袋下部排出、内压试验压力为20.68 MPa、外压试验压力为27.58 MPa、连接外径为88.9 mm(3/₂in) 油管的偏心工作筒，型号表示为：350P2-B2347-E3040。

4.2.5 偏心工作筒通径

气举阀偏心工作筒通径尺寸和代号见表3。

4.2.6 偏心工作筒流体流通形式

可投捞式气举阀偏心工作筒流体进出流通形式和代号见图10。

4.2.7 偏心工作筒试验压力

气举阀偏心工作筒最低试验压力和代号见表4。

8

表1气举阀偏心工作筒配置安装油管尺寸和代号

油管尺寸

代号

in

mm

21/1₆

52.4

206

23/8

60.3

238

27/₈

73.0

288

34/₂

88.9

350

4.00

101.6

400

4V/₂

114.3

450

5.00

127.0

500

5W/₂

139.7

550

7.00

177.8

700

表2气举阀偏心工作筒配置材料分类和代号

材料名称

—在一般情况下使用

30CrMo、35CrMo、40Cr、42CrMo

A

L

12CrMoV

B

M

06Cr13

C

N

12Cr13

D

P

0Cr20Ni65Ti2

E

Q

1Cr17Ni12Mo

F

R

022Cr17Ni12Mo2

G

S

05Cr17Ni4Cu4Nb

H

T

其他

Z

X

5 设计要求

5.1 气举阀

5.1.1 气举阀设计应采用有限元分析、计算流体力学、专有计算公式、标准计算公式、实验应力分析、实验流程分析和验证试验分析等全部或部分方法进行。

5.1.2 气举阀设计应根据标准和公认的行业惯例，通过测试、适当的计算公式、流量分析建模、计算流体力学或其他方法验证与设计相关的流量特性。

5.1.3 气举阀设计应要求进行插入工作筒、探针测距、打开和关闭压力、疲劳寿命、冲蚀、阀口和阀座泄漏率等试验。

a ) A——无导向 b)B——有导向 c) C——无导向 d)D—— 有导向套、无扶正块套、无扶正块套、有扶正块套、有扶正块

1 ——上端; 2——导向套;

3 — — 扶正块;

4 — — 偏心口袋; 5——工作筒体; 6——下端。

图9 可投捞式气举阀偏心工作筒结构形式和代号

5.2 气举阀偏心工作筒

5.2.1 气举阀偏心工作筒内所有密封孔的机加工中心线应在特定尺寸内同心。

5.2.2 气举阀偏心工作筒设计应采用有限元分析、计算流体力学、专有计算公式、标准计算公式、实验应力分析、实验流程分析和验证试验分析等一种或多种设计方法进行。

5.2.3 制造厂家应进行设计验证，以确保每个设计符合规范。设计验证内容应包括设计审查、设计计算、物理试验、与类似设计的比较及规定运行条件的历史记录。

表3气举阀偏心工作筒通径尺寸和代号

通径尺寸

1.656

42.06

1656

1.901

48.29

1901

2.347

59.61

2347

2.867

72.82

2867

3.351

85.12

3351

3.833

97.36

3833

4.283

108.79

4283

4.653

118.19

4653

a)S—— 套管进液、b)E—— 套管进液、c)C—— 油管进液、d)W—— 偏心口袋上

油管下部排出偏心口袋下部排出偏心口袋下部排出部进液、下部排出

1——至套管通孔;

2——至油管通孔;

3——注入气通孔;

4——偏心口袋(气举阀接收器);

5——下通孔;

6——下端。

图10 可投捞式气举阀偏心工作筒流体进出流通形式

表4气举阀偏心工作筒最低试验压力和代号

最低试验压力

MPa

psi

20

13.79

2000

30

20.68

3000

35

24.13

3500

40

27.58

4000

45

31.03

4500

50

34.47

5000

55

37.92

5500

60

41.37

6000

65

44.82

6500

70

7000

75

51.71

7500

80

55.16

8000

85

58.61

8500

90

62.05

9000

95

65.50

9500

100

68.95

10000

110

75.84

11000

120

82.74

12000

130

89.63

13000

140

96.53

14000

150

103.42

15000

160

110.32

16000

170

117.21

17000

180

124.11

18000

5.3 设计文件

所有设计文件、数据、设计验证试验结果和初始产品功能试验结果应在最后一个产品制造日期后保留5年，包括：

——功能和技术规范;

——验证测试程序和结果;

——制造厂家的质量手册;

12

———套完整的图纸、设计计算书、规范和标准;

——安全安装和使用气举阀装置的方法说明。

6 技术要求

6.1 气举阀

6.1.1 概述

按本文件设计和制造的气举阀及其配套的孔板阀、止回阀和盲阀，应符合7.1和7.2的要求。

6.1.2 互换性

气举阀零件和组件尺寸应满足9.1的试验要求。

6.1.3 密封尺寸

可投捞式气举阀对应的密封填料安装孔直径应采用表5的尺寸设计。

表5气举阀对应的密封填料安装孔直径

阀标称直径

上密封

下密封

15.9

0.625

16.248±0.127

25.4

26.086±0.127

38.1

1%

39.573±0.127

37.984±0.127

6.2 气举阀偏心工作筒

6.2.1 气举阀偏心工作筒应按照制造厂家规定的功能规范进行设计和测试。

6.2.2 气举阀偏心工作筒应允许投捞工具在气举阀安装和回收过程中安全通过。

6.2.3 可投捞式气举阀偏心工作筒的密封腔设计应满足表5规定的尺寸要求。

6.2.4 气举阀偏心工作筒用于应力腐蚀破裂情况，应采用GB/T 20972 ( 所有部分)规定的材料或按 GB/T 4157的规定进行评价验收。

6.2.5 制造厂家的书面技术规范中应包含焊口的设计。焊接规程鉴定记录确定的焊口强度应符合制造厂家的技术规范。

6.2.6 制造厂家应记录气举阀偏心工作筒的储存、标记和装运要求。

7 材料要求

7.1 金属材料

7.1.1 一般用途

在无酸或无应力腐蚀破裂的情况下使用的装置，应采用表2规定的一般用途的材料代号所对应的材料或更优性能的材料制造。

13

7.1.2 用于应力腐蚀破裂情况

在预期的应力腐蚀破裂情况下使用的装置，应采用表2规定的用于存在应力腐蚀破裂情况的材料代号所对应的材料或按照GB/T 15007采用抗应力腐蚀破裂的材料制造。对于气举阀装置存在硫化氢腐蚀的情况，应采用GB/T 20972 (所有部分)规定的材料或按GB/T 4157的规定进行评价验收。

7.2 非金属材料

非金属材料应符合相关标准或制造厂家的书面技术规范。

8 制造要求

8.1 气举阀

8.1.1 概述

气举阀制造要求包含下列内容。

a) 制造厂家制造过程应包括文件和数据控制、产品标识、质量、传热、焊接、无损检测、储存和装运准备及制造后的允许变更。

b) 制造厂家应使用唯一的永久产品标识符标记每个气举阀。标记的方法和位置应记录在制造厂家规范中。

c) 制造厂家制造的气举阀、焊接件、部件、零件应具有可追溯性。

8.1.2 波纹管连接

制造厂家的书面技术规范中应规定波纹管的连接方法及所用材料。

8.1.3 可投捞式气举阀安装

可投捞式气举阀应能投捞安装在表5中对应直径的填料密封抛光孔中，并实现可靠密封。

8.1.4 固定式气举阀安装

固定式气举阀和止回阀应按GB/T 7306.1或GB/T 12716的规定，采用标准管螺纹连接到固定式气举阀偏心工作筒上。

8.1.5 可追溯性

可追溯性要求应由制造厂家提供文件予以证明，应充分保证所有的零件都使用符合制造厂家书面技术规范的材料制造。

8.2 气举阀偏心工作筒

8.2.1 气举阀偏心工作筒内所有密封孔的精度要求应不低于GB/T 1184规定的IT9 公差等级要求。

8.2.2 气举阀偏心工作筒的抗拉强度、抗内压强度、抗外挤强度应不低于所应用油管本体强度。

8.2.3 焊接操作应按焊接规程进行，焊接规程应符合GB/T 150.4的规定。焊接用材料应符合GB/T

150.2的规定。

8.2.4 用于存在应力腐蚀破裂情况的材料，焊口、基本焊材和受热影响区横截面硬度试验应依据GB/T 230.1进行，并按规定做好记录。

8.2.5 工作筒上下端连接螺纹件应按GB/T 19830和GB/T9253的规定进行检验。

14

8.3 可追溯性

制造厂家生产的所有零、部件都应可追溯到一个工作批次，对于这些部件和焊接件还应确定所包括的热处理批次。

9 试验方法及检验规则

9.1 气举阀

9.1.1 生产运行试验

9.1.1.1 波纹管总成试验

每个波纹管总成都应按照制造厂家的书面技术规范进行试验。

9.1.1.2 阀的压力试验

每个气举阀的安装和压力试验都应按照制造厂家的书面技术规范，并按A.2 进行。

9.1.1.3 阀杆一阀座漏失量试验

每个气举阀都应按照A.3和制造厂家的技术规范进行阀杆—阀座漏失量试验。当阀出口压力为 0 MPa(0 psi), 且阀入口压力大于试验装置内气举阀的Pva ( 在A.3.3已定义)时，漏失量不应超过 1 Nm³/d(35 ft³/d,std)。

9.1.1.4 止回阀漏失量试验

止回阀应根据制造厂家的书面技术规范进行空气、氮气、氦气或其他压缩气体的漏失量试验。当止回阀受到的压差为0.7MPa±0.07 MPa(100 psi±10 psi) 时，漏失量不应超过1Nm³/d(35 f³/d,std)。

9.1.1.5 调试台试验

出厂前，每个气举阀都应按照A.2和制造厂家的技术规范进行调试台试验。当调试台为最小开启压力时，记录调试台出口压力。把气举阀存放至少5d 后，应在制造厂家规定的温度下检查每个阀的调试压力，对于压力变化超出5 psi的阀应拒收。

9.1.2 设计验证试验

9.1.2.1 概述

9.1.1中的所有试验应作为气举阀设计验证试验的一部分。

9.1.2.2 探针测距试验

确定有效阀杆行程和阀承载率的探针测距试验，应使每个波纹管及其外罩至少在5个气举阀上进行试验。按照A.4的要求保存试验结果。进行该试验的压力为Pva(±5%), 其取值应按下列要求：

a) 对低压气举阀应取以下值：2.76 MPa(400 psi) ( 平均值)、4.14 MPa(600 psi) ( 平均值)和 5.52 MPa(800 psi) (平均值);

b) 对中压气举阀应取以下值：5.52 MPa(800 psi) (平均值)、6.90 MPa(1000 psi) ( 平均值)和 8.27 MPa(1200 psi) (平均值);

c) 对高压气举阀应取以下值：8.27 MPa(1200 psi) ( 平均值)、10.34 MPa(1500 psi) ( 平均值)

15

和12.4 MPa(1800 psi) (平均值);

d) 对有特殊要求的高压气举阀，只要压力不超过制造厂家的推荐值，应取以下值：12.4 MPa

(1800 psi) (平均值)、16.5 MPa(240 0 psi) (平均值)和20.7 MPa(3000 psi) ( 平均值)。

如pva探针测距试验压力超过气举阀制造厂家推荐的压力界限，则这个最大试验压力应作为制造厂家的最大推荐压力值。探针测距试验步骤在A.4中阐述。

9.1.2.3 阀插入试验

气举阀的插入试验需选用可投捞式气举阀进行，至少应抽取5个阀在垂直位置上进行插入偏心口袋试验。气举阀的插入试验应按照A.5和制造厂家的技术规范进行。符合设计要求的气举阀，其调试压力的变化不应超过最小开启压力的±1%。

9.1.2.4 波纹管疲劳寿命试验

波纹管疲劳寿命试验应按照A.6和制造厂家的技术规范进行。

9.1.2.5 阀冲蚀试验

阀冲蚀试验应按照A.7和制造厂家的技术规范进行。

9.1.3 判定规则

9.1.3.1 阀的所有试验检验项目全部合格，即判定该批产品合格，应予以验收。

9.1.3.2 阀的试验检验项目中如有一项不合格，即判定该件产品不合格，应拒收。

9.2 气举阀偏心工作筒

9.2.1 无损探伤试验

无损探伤试验应按照制造厂家书面技术规范和GB/T 3323.1、GB/T 9445、NB/T 47013.3、NB/T 47013.4的规定进行。

9.2.2 压力试验

可投捞式气举阀偏心工作筒应按照如下要求进行静水压试验：

a) 按表4规定的试验压力进行静水压试验，保压时间不低于3 min, 最大允许压降不超过试验压力的0.5%;

b) 全部工作筒应经受一次内部加压的静水压试验;

c) 每设计批次，至少应对一个工作筒进行外部静水压试验。

9.2.3 通径试验

9.2.3.1 内通径试验

每一个可投捞式气举阀偏心工作筒都应进行内通径检查。通径规尺寸应符合GB/T 19830的规定。

9.2.3.2 外通径试验

每一个可投捞式气举阀偏心工作筒都应进行外通径检查。通径工具的最短长度不小于工作筒长度，其内径应符合制造商的书面规范要求。

16

9.2.4 判定规则

9.2.4.1 可投捞式气举阀偏心工作筒的所有试验检验项目全部合格，即判定该批产品合格，应予以验收。

9.2.4.2 可投捞式气举阀偏心工作筒的试验检验项目中如有一项不合格，即判定该件产品不合格，应拒收。

9.3 测量与试验设备

9.3.1 用于安装气举阀、探针测距和阀的插入试验的压力表最小刻度为1 kPa或5 psi, 精确度值应为最大量程的0.1%。压力表应在检定有效期内。

9.3.2 压力试验所用的压力表或压力传感器的精度应为最大量程的1.0%。

9.3.3 用于试验的温度计精度应为±1℃。

10 标志

10.1 装配总成

装配总成应按如下内容进行标志：

——制造厂家名称或商标;

——本文件号;

——生产日期。

10.2 气举阀

气举阀上应按照图1的方法进行标志。

10.3 气举阀偏心工作筒

10.3.1 气举阀偏心工作筒上应标志如下内容：

——制造厂家的名称或商标;

——制造厂家的最终验收日期(年、月);

——按照图8的方法进行型号标志;

——制造厂家的气举阀偏心工作筒类型鉴别和零件号。

10.3.2 气举阀偏心工作筒应有唯一的永久性标识。

11 储存与运输

11.1 螺纹和密封保护

所有螺纹接头和密封腔应加装保护措施。

11.2 储存

应对检验后设备进行排水、清洗及干燥，并保存在阴凉干燥处。

11.3 运输

气举阀和气举阀偏心工作筒的运输应符合下列要求：

17

a)运输前进行包装或装箱;

b) 运输过程中采取措施防止磕碰。

18

附录 A

(规范性)

气举阀与止回阀试验程序

A.1 实验装置

A.1.1 调试台

调试台应满足制造厂家调试气体加载式或弹簧加载式气举阀的打开或关闭压力的要求。调试台通常包括“套筒式”调试台(图A.1) 和“封闭式”调试台(图A.2) 两种类型。

1——气举阀;

2——环形密封腔试验装置;

3 ——压力表; 4——供气阀;

5 ——放气阀。

图 A.1 套筒式调试台

19

1— — 放气阀;

2——放气压力表;

3 ——气举阀 ;

4——封闭式试验装置;

5 ——进气压力表; 6——进气阀。

图 A.2 封闭式调试台

A.1.2 恒温水浴槽

恒温水浴槽应盛满水，将气举阀浸没到水中，并保持在预定的温度上。恒温水浴温度通常控制在 15.5℃(60F)。

A.1.3 压力容器

压力容器中应充满水，至少耐压34.5 MPa(5000 psi) [ 有特殊要求的高压阀所用高压容器至少耐压41.3 MPa(6000 psi)]。试验时把气举阀插入该压力容器中，检测其在规定时间和周期内承受预定的外压的能力。

A.1.4 探针测距仪

探针测距仪用于测量阀杆行程与波纹管充气压力的对应关系，分为手动和自动两种(图A.3)。 手动装置通过欧姆表间接测量阀杆行程，自动装置采用位移传感器测量阀杆行程。

A.1.5 典型气举阀垂直插入试验架

典型气举阀垂直插入试验架见图A.4。

A.2 气举阀的压力试验

A.2.1 气体加载式气举阀

A.2.1.1 取下尾塞，将气举阀罩充气到制造厂家书面技术规范所要求的压力，然后把气举阀放入恒温水浴槽中至少保持15 min。

A.2.1.2 把气举阀从恒温水浴槽中取出，并将其装入调试台(注意：不要用阀罩固定气举阀，这样会

使阀罩变热而得出不正确的调试压力)。用气压打开气举阀，测量并记录打开阀所需的压力(调试台开启压力)。当测量开启压力的时间超过30 s, 从调试台中取出阀，把它放回恒温水浴槽中至少保持 15min, 然后再重复A.2.1.2的实验。

A.2.1.3 装上尾塞，把要试验的气举阀放入压力容器中。将压力容器加压至34.5 MPa ( 平均值)± 689 kPa(5000 psi±100 psi), 并最少保持15 min。释放压力并反复加压到34.5 MPa ( 平均值)± 689 kPa(5000 psi±100 psi) 最少3次，每两次加压之间暂停不应超过1 min。

A.2.1.4 从压力容器中取出气举阀，将其放回到恒温水浴槽中至少保持15 min。

A.2.1.5 从恒温水浴槽中取出气举阀，将其装入调试台中，并检查它的开启压力。如开启压力值改变 34.5 kPa(5 psi) 或更多，则重复A.2.1.3～A.2.1.5的试验，直到压力变化不超过34.5 kPa(5 psi)。

a) 手动 b) 自动

1——气举阀 ;

2——试验装置;

3 ——压力表; 4——进气阀;

5 ——放气阀;

6——绝缘套;

7——欧姆表;

8——微距计;

9——位移传感器。

图 A.3 气举阀探针测距实验台

21

1——试验支撑台架;

2——工具串[包含绳帽;长1.52m(5ft)、 外径38.1mm(1'₂in) 的加重杆;冲程50.8cm(20in)、 外径

38.1mm(1'/2in) 的震击器;操作工具];

3——导向油管[1.83m(6ft) 长、60.3 mm(23/gin) 油管，用于给震击器和加重杆导向];

4——模拟口袋(带有检测阀的调试压力的试验装置)。

图 A.4 典型气举阀垂直插入试验架

A.2.2 弹簧加载式气举阀

A.2.2.1 把气举阀装入调试台，测量其打开或关闭压力。调整弹簧的压缩量，并记录打开或关闭压力。继续这一过程，直至达到制造厂家书面技术规范所要求的压力。

A.2.2.2 把气举阀放入压力容器中，将压力容器加压至34.5 MPa ( 平均值)±689kPa(5000 psi± 100 psi) [ 对有特殊要求的高压阀需将压力容器加压至41.3 MPa±689kPa(6000 psi±100 psi)], 最少保持15 min。释放压力，反复加压到34.5 MPa ( 平均值)±689 kPa(5000 psi±100 psi) [ 有特殊要求的高压阀释放压力反复加压到41.3 MPa±689 kPa(6000 psi±100 psi)] 最少3次，每两次加压之间暂停不应超过1min。

A.2.2.3 从压力容器中取出气举阀。检查阀的开启压力(或关闭压力)。如该压力值改变34.5 kPa (5 psi) 或更大，则重复A.2.2.2和A.2.2.3的试验，直到压力值改变不超过34.5 kPa(5 psi) 为止。

A.3 阀漏失量试验

A.3.1 用于气举阀漏失量测试的试验台，应在气举阀的出气口设置具有测量小流量气体流动能力的仪表或装置，见图A.5和图A.6。

A.3.2 试验在环境温度下进行。

A.3.3 在环境温度下测量调试台的开启压力Pv, 并按公式 (A.1) 计算Pvcto

Pvect=Pvot(1-Ap/Ab) ………………………………(A.1)

22

式中：

Pvec——在调试台上，当注入气压力与排出气压力相等时，气举阀的关闭压力，kPa ( 平均值)(psi); Pvoc——在调试台上，气举阀的开启压力，kPa (平均值)(psi);

Ap——阀杆与阀座接触的有效面积，mm²(in²);

Ab——波纹管的有效面积，mm²(in²)。

A.3.4 在阀杆和阀座上不允许有可见的水、油污或其他杂质。

A.3.5 将气举阀安装到调试台上，以不低于Pvo的气体压力打开阀，然后把阀的气压降到高于Pvce的一个值。

A.3.6 调节控制出口大小，进行流量的测量。

A.3.7 当流量超过1 Nm³/d(35 ft³/d,std), 应拒收。

A.3.8 将止回阀安装到调试台上，对止回阀反向施加不低于Pvot的气体压力。当泄漏流量超过1 Nm³/d (35 ft³/d, std), 应拒收。

1 — — 放气阀;

2 ——排气阀;

3——被试气举阀; 4——试验装置; 5——人口压力表; 6——测量开关阀; 7——进气阀;

8——孔板;

9——液体压力计。

图A.5 典型的阀杆与阀座漏失量试验台1

A.4 探针测距试验

A.4.1 试验装置与仪表

A.4.1.1 气举阀探针测距试验台

图A.3 所示装置为一种用于气举阀探针测距的试验台。该试验台应设置用于控制和测量加在气举

阀外套筒上的压力的仪表和元件。

23

1——孔板;

2 — — 放气阀;

3——测量开关阀; 4——液体压力计;

5 ——排气阀;

6——出口压力表; 7——试验装置;

8 ——被试气举阀;

9 — — 旁通阀;

10——人口压力表; 11——进气阀。

图A.6 典型的阀杆与阀座漏失量试验台2

A.4.1.2 气举阀位置测量装置

图 A.3所示的气举阀位置测量装置采用一个接有导电探针的微距计。探针与微距计圆筒连接在一起，导电探针与阀杆头相接触进行阀杆移动距离测量。采用该方法测量阀杆位置的精确度应在测量值±0.127 mm(±0.005 in) 的范围内。有关阀杆位置测量的其他方法也可采用。

A.4.1.3 压力表

压力表测量压力的误差应在测量值的±0.25%的范围内。

A.4.2 探针测距装置试验规程

A.4.2 .1 试验气举阀准备

按照9.1.2.2的规定调整Pvc值。

A.4.2.2 试验装置安装

把位置测量装置(微距计与探针总成)连接到被测阀上。将该阀与位置测量装置插入阀测试台的套筒中。

参照如图A.3 所示的微距计与探针总成，用一根导线将欧姆表与微距计圆筒相连，用另一根导线将欧姆表与气举阀相连。

24

A.4.2.3 位置测量装置校准

将阀杆坐在阀座上，调整位置测量装置的微距计与探针总成，直至阀杆行程的读数显示为0 mm (0in)。

注：如经4次测试之后，还不能使微距计读数为零，则允许使用微距计调整到可读值接近零。记录下这个微距计相对于数据表上零压力的读数。阀杆行程可通过从数据表中每个记录下的读数减去零压力下对应的微距计读数来进行调整。

A.4.2.4 进行探针测距试验

A.4.2.4.1 给试验套筒加压，压力作用到波纹管的整个外表面，直到位置测量装置指示阀杆与阀座不再接触为止，记录下这个压力Pvoco

A.4.2.4.2 按照A.4.2.4.5来确定适当的压力增量，给试验套筒加压。

注：如不小心试验压力偶然超过目标压力，则不要把它降至目标压力，记录下这个压力，并继续试验。

A.4.2.4.3 调整位置测量装置，以确定新的阀杆位置。

参照微距计与探针总成，用微距计圆筒推进探针，直到它与阀杆头接触为止。

A.4.2.4.4 用表A.1 记录压力和阀杆位置。

A.4.2.4.5 以相同的压力增量(在±5%之内)重复A.4.2.4.2～A.4.2.4.4的步骤，直到历经3～4次压力增加，阀杆不再移动或移动的增量非常小为止，至少记录下10个阀杆位置，至少有5个记录值应落在该曲线图的直线部分内。为确定合适的压力增量，可做几次预备试验。

A.4.2.4.6 按照A.4.2.4.9确定的合适的压力增量，降低试验套筒压力。

参照微距计与探针总成，在降压之前，倒转微距计圆筒退回探针杆至足够远，以防止在降压过程中探针杆与阀杆头接触。

注：如不小心试验压力偶然降至比目标压力还小，则不必将试验压力增加到目标压力，记录达到的压力值，继续进行试验。

A.4.2.4.7 调整阀杆位置测量装置，以确定新的阀杆位置。

参照微距计与探针总成，用微距计圆筒推进探针杆，直到与阀杆头接触。

A.4.2.4.8 用表A.1 记录压力和阀杆的位置。

A.4.2.4.9 采用同样的压力增量(±5%),重复A.4.2.4.6～A.4.2.4.8的试验，直到阀杆回到阀座上为止[初始微距计读数0.127 mm(±0.005 in)],至少记录下10个阀杆位置，至少有5个记录值应落在曲线图的直线部分内。为确定合适的压力增量，可做几次预备试验。

A.4.3 确定阀的承载率

A.4.3.1 在线性坐标纸上，以压力读数为纵轴、阀杆位置读数为横轴，绘出数据曲线，参见图A.7。 图A.7 中有两个斜率不同的曲线区。斜率A 区域为阀的有效使用行程;斜率B 的区域，波纹管受到很大的阻力，代表阀的不能正常使用的行程。斜率A区域从阀杆行程为0处延伸到承载率数值急剧向上的那一点，这个点能被明显地确定。

A.4.3.2 绘出斜率A 区域数据的最佳拟合直线，参见图A.8。

A.4.3.3 参见图A.8, 计算最佳拟合直线的斜率[kPa/mm(psi/in)], 按公式 (A.2) 确定阀的波纹管总成的承载率Br。

Br=(p₁- P2)/dx …………………………………(A.2)

B₁——波纹管总成的承载率，kPa/mm(psi/in);

P₁——拟合直线的上游压力，kPa(psi);

25

P₂——拟合直线的下游压力，kPa(psi);

dx ——阀杆行程，mm。

A.4.3.4 波纹管总成的承载率B₆ 文件应包括标明所有数据点、最佳拟合直线和B₆计算的图表。 表A.1探针测距试验记录表

试验压力 kPa

阀杆位置

增加压力

实验

校正后

减少压力

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

9)

10)

11)

12)

13)

14)

15)

16)

17)

18)

19)

20)

1) 探针测距试验装置总装图是否附加?(是/否)

2)压力测量装置类型.

精确度.

3)阀的标志

阀的制造厂家零件号

标明日期的阀总装图是否附加?(是/否)

4) 试验数据：

单位制： mm/kPa或 in/psi

阀的压力：阀开启压力Poe. 或阀关闭压力Pra

5)是否附图标明试验压力和阀杆位置?(是/否) 是否附图标明最佳拟合直线?(是/否)

6)波纹管总成承载率B₁ kPa/mm或 psi/in 试验执行方：

试验日期：

7)阀杆最大有效行程 mm或. in

26

试验压力,kPa

6956

6838

斜率A区域

6720

6602

6484

斜率B区域

6366

6248

6130

6012

5894 0.000 1.270

2.540

阀杆行程，mm

6.350 7.620

5.080

3.810

1——压力递增试验曲线;

2——压力递减试验曲线;

3——数据点。

图A.7 探针测距试验的阀杆行程 (mm) 典型数据

斜率A区城

斜率B区域

5894

2.540 3.810 5.080

1.270

0.000

阀杆行程， mm

1——上游压力P₁;

2——下游压力P₂;

3——压力递增试验曲线;

4——压力递减试验曲线;

5 ——拟合曲线;

6——斜率突变点;

7——气举阀最大有效行程。

图A.8 通过阀杆行程确定阀的承载率

27

A.4.4 确定最大有效阀杆行程

如图A.8所示，最大有效阀杆行程是在斜率A区域内可达到的最大行程。

A.4.5 文件

表A.1是记录试验数据的一种便利的方法，应用以下文件说明探针测距试验的实施情况。

a) 探针测距试验装置的总成图。

b) 压力表的类型和精确度。

c) 被试验用阀的标志、制造厂家零件号和注明日期的阀总装图。

d) 试验数据包括：

1)阀的调试压力;

2) 试验压力;

3) 阀杆位置。

e) 试验数据图示：

1)试验压力和阀杆位置;

2) 最佳拟合直线。

f) 波纹管总成承载率B₁r。

g)最大有效阀杆行程。

h) 测试的日期。

i) 负责测试的人员。

j) 测试总结和合格人员的批准。

A.5 阀的插入试验

A.5.1 进行阀的插入试验用以确保气举阀安装进入偏心工作筒时，不会造成阀的调试压力的改变。 A.5.2 阀的插入试验应在试验装置和气举阀都处在相同温度环境下进行。

A.5.3 被试验的5个气举阀都应装有制造厂家推荐的填料密封和压紧装置。在A.5.2中确定的温度下，这些气举阀应调试到5.516 MPa±0 .069 MPa(800 psi±10 psi) 的开启压力。记录每个阀在调试台上的调试压力和环境温度。表A.2用来记录试验数据。

A.5.4 采用如下的装置进行试验：

a) 图A.4规定的试验台;

b) 绳帽;

c) 一个公称外径为38.1 mm(1¹/₂in)、 长为1500 mm±80 mm(5 ft±3in) 的加重杆;

d) 一个公称外径为38.1 mm(11/₂in)、冲程为500 mm±50 mm(20 in±2in) 的机械振击器;

e) 制造厂家指定的操作工具。

A.5.5 采用如下的步骤进行试验。

a) 依次将每个阀用销钉固定在制造厂家规定的操作工具上，然后与图A.4确定的机械振击器、 加重杆及支架上的绳帽相连。

b) 把阀下放直到阀的上端进入模拟装置为止。

c) 使用振击器的全冲程+加重杆的自由下落，最少冲击5次，将阀投入模拟口袋。

d) 应保障定位销完全到位，然后上提振击器以释放插入工具。

e) 测量并记录阀在模拟口袋中的情况、阀的开启压力、试验台的环境温度。表A.2 可用于试验数据的记录。

28

表A.2阀开启压力和环境温度数据记录表

序号

阀系列号

试验前

试验后

试验要求的改变 ℃

温度的改变

℃

试验要求

温度

阀的标准： 日期：

阀制造厂家的零件号： 组件选择：

单位：kPa (平均值)/℃ psi/°F

试验数据审核人： 日期：

A.6 波纹管疲劳寿命试验

A.6.1 设计验证的要求

A.6.1.1 应在每个设计系列中至少抽取7个气举阀进行该试验。如初始抽取的7个试验样品中的一个或多个不符合A.6.3的要求，应另外抽取7个样品，并重新执行整个试验过程。

A.6.1.2 应在最小工作压力至最大工作压力的范围内，通过液压循环施加操作压力。操作压力应同时施加在阀座上方和下方。

A.6.1.3 记录试验数据应包括阀罩气体压力、工作压力、每个循环的持续时间和失效循环次数。应使用电子数据采集系统直接记录这些数据。

A.6.2 波纹管疲劳寿命试验程序

A.6.2.1 上限试验压力

上限试验压力应至少比达到最大阀杆行程所需的压力高35 kPa(5 psi)。测试的气举阀充气压力应为6.9 MPa(1000 psi)。

A.6.2.2 下限试验压力

应将被测气举阀的关闭压力乘以0.75来确定寿命周期试验期间施加的下限试验压力。

A.6.3 试验测量

A.6.3.1 压力破坏准则

试验期间，应连续记录阀罩气体压力。上部或下部阀罩气体压力的变化超过25%的初始值，表明试验中的气举阀的波纹管不合格。

29

A.6.3.2 循环持续时间记录

试验期间，应连续记录每个循环的持续时间。每个循环的持续时间应至少为30s, 最多为120s。

A.6.3.3 操作压力

试验期间，操作压力在最小上限试验压力和最大下限试验压力之间循环。应连续记录该操作压力。

A.6.3.4 循环次数

应记录失效前的循环次数。

A.6.3.5 验收标准

通过测试所需的最小循环次数为3500次。未达到最大循环次数，按照试验暂停的循环次数数据判定。

A.7 冲蚀试验

A.7.1 试验设备

冲蚀试验设施要求气源能产生0.16m³/min(1bbl/min) 的持续流量。需要一个流量计和压力测量装置。该流量计测量精度应达到±2%。

A.7.2 止回阀冲蚀试验 A.7.2.1 试验测试程序

止回阀冲蚀试验测试程序如下：

a) 止回阀应安装在试验装置中，使流体自由流动通过止回阀;

b) 应通过启动淡水泵和调节流体流量来进行冲蚀试验;

c) 流量应达到0.16m³/min(1bbl/min) 并保持连续稳定

d) 液体总量至少达到63.6m³(400 bbl)。

A.7.2.2 验收标准

止回阀冲蚀试验验收标准如下。

a)对气举阀装置的止回阀施加液压，保持压力至少1min, 并在1min的保持期内不出现压力下降。

b) 止回阀不得有任何损坏，应能自由地从打开位置移动到关闭位置和从关闭位置到打开位置， 而无需人为干预。如任何装置不能按要求移动，则测试为不合格。

A.7.3 阀口冲蚀试验

A.7.3.1 试验测试程序

阀口冲蚀试验测试程序如下：

a) 在冲蚀试验之前，应按照A.3 对气举阀装置阀口进行阀漏失量试验;

b) 气举阀装置应安装在测试夹具中，使流量从阀口开始向允许自由流动的方向流动;

c) 应通过控制淡水流来进行冲蚀试验;

d) 冲蚀试验应以不低于0.16m³/min(1 bbl/min) 的稳定和连续的流量进行，并保持至少63.6m³ (400 bbl) 的液体总量;

e) 应按照A.3 再次对气举阀装置阀口进行阀漏失量试验。

A.7.3.2 验收标准

气举阀装置应符合A.3规定的验收标准。

31

参考 文献

[1] GB/T 228.1 金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法

[2] GB/T 531.2 硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第2部分：便携式橡胶国际硬度计法

[3] SY/T 6400 气举阀性能试验方法

[4] SY/T 6915(所有部分)石油天然气钻采设备偏心工作筒流量控制系统

[5] API RP 19G5 Operation,maintenance, surveillance,and troubleshooting of gas-lift installations

[6]API RP 19GLHB Gas lift handbook

[7]API Spec 19G1 Side-pocket mandrels

[8]API Spec 19G2 Flow-control device for side-pocket mandrels

[9] NACE TM0177 Laboratory testing of metals for resistance to sulfide stress cracking and stress

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corrosion cracking

 

in H₂Senvironments