SY/T 5049-2025 石油天然气钻采设备 钻井和修井用卡瓦

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 5049—2025

代替SY/T 5049—2016

石油天然气钻采设备钻井和修井用卡瓦

Petroleum drilling and production equipment— Slips for drilling and well servicing

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 2

4 型式和型号表示方法 3

4.1 型式 3

4.2 型号表示方法 3

5 基本参数 4

5.1 额定载荷 4

5.2 技术参数 4

6 技术要求 5

6.1 总体要求 5

6.2 设计条件 5

6.3 材料 6

6.4 动力卡瓦控制系统 6

6.5 质量控制 7

7 试验方法和要求 8

7.1 总体要求 8

7.2 验证载荷试验(出厂载荷试验) 9

7.3 卡瓦接触性能试验 9

7.4 设计验证试验 9

7.5 动力卡瓦控制系统试验 11

8 检验规则 11

8.1 出厂检验 11

8.2 型式检验 12

8.3 判定规则 12

9 标志、包装和文件、运输和贮存 12

9.1 标志 12

9.2 包装和文件 13

9.3 运输和贮存 13

附录A(资料性)额定载荷值表 14

I

附录B(规范性)附加要求 15

参考文献 16

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 5049—2016《钻井和修井卡瓦》,与SY/T 5049—2016相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：

a) 更改了“规范性引用文件”,增加了质量控制相关的标准，同时删除了被废止和被代替的部分标准(见第2章，2016年版的第2章);

b) 更改了“术语和定义”,调整了部分术语表述，增加了安全卡瓦、关键区域、额定载荷的术语和定义(见第3章，2016年版的第3章);

c) 更改了“型式和型号表示方法”,细分了钻井和修井卡瓦的分类，调整了型号表示方法，删除了型号表示方法中对抽油杆卡瓦的要求(见第4章，2016年版的第4章);

d) 更改了“基本参数”,增加了卡瓦的额定载荷要求与安全卡瓦的要求，删除了基本参数表中的载荷要求;更改了与转盘配合的动力卡瓦座外形尺寸要求，删除了最小上端外形尺寸要求 (见第5章，2016年版的第5章);

e) 更改“要求”为“技术要求”,调整了章节结构，增加了低温力学性能与厚度方向力学性能、 卡瓦座和安全卡瓦要求，增加了主承载件焊接要求，增加了设计要求，增加了非金属和复合材料要求，增加了关键区域识别、材料试验、非金属材料、卡瓦牙板与安全卡瓦、焊缝、追溯性要求(见第6章，2016年版的第6章);

f) 更改了“试验方法和要求”,细分了试验，修订了试验装置、检测评定的要求，增加了型式试验与出厂试验的要求、设计验证试验中额定载荷试验的要求(见第7章，2016年版的第7章);

g) 更改了“检验规则”,将出厂检验项目和型式检验项目按“试验方法和要求”相关内容进行了调整(见第8章，2016年版的第8章);

h) 更改“标志、包装、运输、贮存”为“标志、包装和文件、运输和贮存”,增加了文件的要求、更改了标志的要求(见第9章，2016年版的第9章);

i) 增加了“额定载荷值表”和“附加要求”的要求(见附录A、附录B)。

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：宝鸡石油机械有限责任公司、霸州市石大宏盛石化机械有限责任公司、中国石油集团川庆钻探工程有限公司、江苏诚创智能装备有限公司、中国石油江汉机械研究所有限公司、南阳二机石油装备(集团)有限公司、江苏如通石油机械股份有限公司、中国石油大学(北京)。

本文件主要起草人：赵磊、贺环庆、孟军、李晓刚、刘青、马升平、李西方、唐东岳、姜建胜、 王小通、贺新华、何云华、尹玉刚、姜志虎、祝堃、李东明、严雪春、朱宏武。

本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：

——1984年首次发布为SY 5049—1984;

——1991年第一次修订时，并入SY5034—1983《钻井卡瓦型式与基本参数》的内容;

——2009年第二次修订，2016年第三次修订;

——本次为第四次修订。

Ⅲ

1 范围

本文件规定了石油天然气钻井和修井用卡瓦的型式和型号表示方法、基本参数、技术要求、试验方法和要求、检验规则及标志、包装、文件、运输、贮存等要求。

本文件适用于石油和天然气钻井和修井卡瓦的设计、制造、试验和检验。

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 228.1 金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法

GB/T 2283 金属材料拉伸试验第3部分：低温试验方法

GB/T 229 金属材料夏比摆锤冲击试验方法

GB/T 230.1 金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法

GB/T 231.1 金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法

GB/T 1184 形状和位置公差未注公差值

GB/T 1804 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差

GB/T 2346 流体传动系统及元件公称压力系列

GB/T 2351 流体传动系统及元件硬管外径和软管内径

GB/T 2975 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备

GB/T 3077 合金结构钢

GB/T 5267.1 紧固件电镀层

GB/T 5267.3 紧固件热浸镀锌层

GB/T 5677 铸件射线照相检测

GB/T 7233.2 铸钢件超声检测第2部分：高承压铸钢件

GB/T8423.5 石油天然气工业术语第5部分：设备与材料

GB/T 9444 铸钢铸铁件磁粉检测

GB/T 9450 钢件渗碳淬火硬化层深度的测定

GB/T 17744—2020 石油天然气工业钻井和修井设备

GB/T 37400.10 重型机械通用技术条件第10部分：装配

GB/T 37400.13 重型机械通用技术条件第13部分：包装

JB/T 5923 气动气缸技术条件

JB/T 8727 液压软管总成

JB/T 10205 液压缸

NB/T 47013.4 承压设备无损检测第4部分：磁粉检测

NB/T 47013.7 承压设备无损检测第7部分：目视检测

SY/T 5676 石油天然气工业用自由锻件

SY/T 5715 石油天然气工业用碳钢、合金钢、不锈钢和镍基合金铸件

SY/T 6919 石油天然气钻采设备钻机和修井机涂装规范

3 术语和定义

GB/T8423.5界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

卡瓦 slips

在石油天然气钻井和修井作业中，安装在转盘上，悬挂各种类型钻杆、钻铤、套管、油管管柱且不能作为提升设备的装置，其内部有卡瓦牙板以夹紧各种管柱管体的外表面。手动卡瓦外表面与动力卡瓦的卡瓦座或主补心内表面配合，动力卡瓦卡瓦体外表面锥度与卡瓦座内表面配合。

[来源：GB/T 17744—2020,3.1.43,有修改]

3. 2

手动卡瓦 manual slips

安装在转盘上，由卡瓦牙板和三片式或多片式卡瓦体组成，依靠人力进行操作的装置。 3.3

动力卡瓦 power slips

安装在转盘上，由卡瓦体(三瓣、四瓣等多瓣式结构)、卡瓦座、传动机构、动力缸等组成，依靠气动或液压作为动力控制卡瓦体自动升降的装置。通过更换不同规格卡瓦体和(或)嵌牙盒，可实现对不同种类、规格管柱的夹持。

3.4

安全卡瓦 safety clamps

在悬挂钻铤或其他无台肩管柱时，防止钻具下滑且不能用于提升设备的安全工具，可通过调整卡瓦牙板套环节数改变卡持管径范围。

3.5

卡瓦座 slips bowls

支撑手动卡瓦或动力卡瓦卡瓦体，带有连续或断续锥形内表面的整体或分体式构件。手动卡瓦的卡瓦座用在手动卡瓦与转盘主补心之间。动力卡瓦的卡瓦座安装在转盘上代替主补芯位置。

[来源：GB/T 17744—2020,3.1.46,有修改]

3. 6

嵌牙盒 insert carrier

为使动力卡瓦能够兼容其他尺寸管柱使用，安装在动力卡瓦卡瓦体内的一种补心构件。其内部装有卡瓦牙板以夹紧各种管柱管体的外表面。

3.7

卡瓦牙板 slip insert

安装在卡瓦体或嵌牙盒中，依靠不同种类与规格的牙型夹持不同种类与规格的管柱的构件。 3.8

主承载件 primary load carrying components

承受主要载荷的零部件，通常包括卡瓦座、卡瓦体、嵌牙盒等。

2

[来源：GB/T 17744—2020,3.1.36, 有修改] 3.9

关键区域 critical area

主承载件上的高应力区域。

[来源：GB/T 17744—2020,3.1.7]

3.10

额定载荷 rated load

施加于设备的最大工作载荷。

注：额定载荷包括静载荷和动载荷，在数值上等于设计载荷。

[来源：GB/T 17744—2020,3.1.38]

4 型式和型号表示方法

4.1 型式

4.1.1 按操作方式的不同分为：手动卡瓦、动力卡瓦和安全卡瓦。按适应的不同管柱分为：钻杆卡瓦、钻铤卡瓦、套管卡瓦、油管卡瓦。

4.1.2 动力卡瓦按动力源型式不同可分为气动卡瓦和液压卡瓦。

4.2 型号表示方法

K

额定载荷值[以千牛(kN) 的数值表示],钻铤卡瓦不标注卡瓦对应钻柱尺寸代号(适应多规格管柱卡瓦标注时，应标注其最小和最大尺寸代号，以“一”号作为范围间隔符号)

卡瓦对应转盘规格代号，手动卡瓦不标注

—操作方式：Q— 气动，Y——液压，手动不标注

——卡瓦对应管柱代号：W——钻杆，WT——钻铤，WG——套

管，WY——油管，对应多种类型管柱不标注

— —卡瓦的产品代号

示例1 :

用于127 mm(5in) 钻杆，额定载荷2250 kN的手动卡瓦型号表示为：KW-5-2250。

示例2 :

用于60.3mm(23/gin) 钻杆及油管，额定载荷1350 kN的手动卡瓦型号表示为：K-2³/g-1350。

示例 3 :

用于ZP-275 型转盘，139.7mm(5/₂in) 套管，额定载荷2250 kN的套管气动卡瓦型号表示为：KWGQ-275-

5/₂ - 2250。

示例4:

用于41/₂in～6in 钻铤，额定载荷360 kN的手动卡瓦型号表示为：KWT-4/₂-6。

示例 5:

用于ZP-375型转盘，可夹持钻杆、油管、钻铤、套管管柱，尺寸范围为60.32 mm(23/gin)～339.72 mm (133/g in),额定载荷4500 kN的液压卡瓦型号表示为：KY-375-23/₈-133/g-4500。

3

5 基本参数

5.1 额定载荷

5.1.1 卡瓦的额定载荷应符合以下级别：45(5)、135(15)、225(25)、360(40)、585(65)、675 (75)、900(100)、1125(125)、1350(150)、1575(175)、1800(200)、2250(250)、2700(300)、 3150(350)、3600(400)、4500(500)、5850(650)、6750(750)、9000(1000)、11250(1250)。

注1:单位为千牛( kN), 括号内数值单位为短吨(US ton)。

注2:额定载荷表见附录A。

5.1.2 超过5.1.1规定的最大级别11250 kN(1250 US ton) 时，按照GB/T 17744—2020中5.5的规定确定额定载荷。

5.1.3 安全卡瓦不对额定载荷进行要求。

5.2 技术参数

5.2.1 卡瓦体背锥设计锥度为1:3,即卡瓦体背锥斜角为9°27′45”±2'30"。

5.2.2 钻杆与油管卡瓦尺寸参数应符合表1的规定。

5.2.3 钻铤卡瓦尺寸参数应符合表2的规定。

5.2.4 套管卡瓦尺寸参数应符合表3的规定。

5.2.5 与转盘配合的动力卡瓦卡瓦座上端外形尺寸应满足与其配合的转盘补心尺寸要求，下端外形尺寸和最大静载荷应符合表4的规定。

表1钻杆、油管卡瓦尺寸参数表

尺寸代号

23/₈

27/₈

31/₂

4

4-/₂

5

5/2

57/₈

65/₈

公称

尺寸

mm

60.32

73.02

88.90

101.60

114.30

127.00

139.70

149.23

168.28

in

23/8

3/₂

44/₂

5/₂

表2钻铤卡瓦尺寸参数表

3～4

4～47/8

4/2～6

5/2～7

63/4～8/

76.2～101.6

101.6～123.8

114.3～152.4

139.7～177.8

171.4～209.6

4～47₈

4/₂ ~6

5/₂~ 7

63/4～8/₄

8～9/₂

8/₂~10

9/～11%

11～123/₄

12～14

203.2～241.3

215.9～254.0

235～285

279.4～323.9

304.8～355.6

8～9V/₂

注：钻铤卡瓦公称尺寸是指被卡持钻铤外径的实际尺寸。

表3套管卡瓦尺寸参数表

4/₂

65/8

7

75/₈

85/8

95/₈

103/

113/

133/

16

20

114.3

127

139.7

168.3

177.8

193.7

219.1

244.5

273

298.4

339.7

406.4

508

75/8

8/8

表4动力卡瓦与转盘配合的卡瓦座下端外形尺寸及最大静载荷

动力卡瓦对应的转盘尺寸代号

适用转盘规格

卡瓦座下端最大直径

卡瓦座下端最小通径

卡瓦座额定载荷值

千牛(kN)

短吨(US ton)

175

ZP-175

φ44 2.9

φ210

1350

150

205

ZP-205

φ5 19

φ 210

2250

250

275

ZP-275

φ 696.9

φ 270

3150

350

375

ZP-375

φ 950.9

φ 550

4500

500

495

ZP-495

φ1 250

φ550

6750

750

605

ZP-605

φ12 50

φ685

11250

1250

6 技术要求

6.1 总体要求

6.1.1 卡瓦应按照规定程序批准的图样和文件制造。

6.1.2 卡瓦装配应满足GB/T 37400.10的要求，装配后各转动部位应转动灵活，无卡阻现象。

6.1.3 卡瓦涂装应符合SY/T 6919的规定，非配合外表面应涂漆。应用在海洋环境下的卡瓦，各连接部位紧固件宜采用电镀锌或热浸锌处理进行防腐保护，镀层厚度应符合GB/T 5267.1或GB/T 5267.3 的要求。当采购方有特殊要求时，按采购方书面规范进行。

6.1.4 卡瓦的主承载焊接要求应符合GB/T 17744—2020中第7章的要求。

6.2 设计条件

6.2.1 总则

6.2.1.1 安全卡瓦、手动卡瓦、动力卡瓦的设计最低工作温度为-20℃,如果有低于此温度的附加要求，则应按附录B 的规定增加验证载荷试验和低温试验。

6.2.1.2 如果卡瓦的材料符合附录B 的要求，则卡瓦的最低适用温度应按附录B 的试验温度确定。否则，不宜在低于-20℃时满负荷使用本文件涵盖的卡瓦。

6.2.2 设计安全系数

手动卡瓦、动力卡瓦主承载件的设计安全系数由表5确定。

表5主承载件设计安全系数

额定载荷Pm kN(US ton)

设计安全系数n,

<1334(150)

3.00

1334(150)～4448(500)

3.00-0.75(Pm-1334)/3114#

3.00-0.75(Pm-150)/350b

>4448(500)

2.25

式中Pmm值为公制单位千牛(kN)。

式中P值为美制单位短吨(US ton)。

6.2.3 尺寸

6.2.3.1 卡瓦夹持管柱规格应满足表1～表3的公称尺寸规定。卡瓦牙板齿顶宽不小于0.2 mm。

6.2.3.2 未注尺寸公差应符合GB/T 1804的 m 级规定，未注形位公差应不低于GB/T 1184的k 级规定。

6.2.3.3 动力卡瓦的外形结构尺寸应符合表4中卡瓦座外形尺寸要求。

6.2.3.4 动力卡瓦气缸(或液压缸)上升到最高时，其顶部最高处露出转盘面应小于380 mm, 卡瓦体上、下开口最小直径比相应的扶正耐磨环直径至少大40 mm, 保证管柱能顺利进入井口通孔内。

6.3 材料

6.3.1 通用要求

6.3.1.1 卡瓦所用的合金结构钢应符合GB/T 3077的规定。

6.3.1.2 卡瓦所用的铸钢件应符合SY/T 5715的规定，锻钢件应符合SY/T5676 的规定。

6.3.1.3 卡瓦主承载件所用的非金属和复合材料应符合GB/T 17744—2020中6.4的要求，但 GB/T 17744—2020中6.4.4的规定不适用于非金属和复合材料牙板。

6.3.2 金属材料力学性能

6.3.2.1 卡瓦主承载件材料力学性能应符合制造厂材料规范中规定的性能要求，力学性能试验取样位置及试样制备应符合GB/T 2975的规定。

6.3.2.2 除安全卡瓦外，手动卡瓦和动力卡瓦主承载件材料在-20 ℃时，最低夏比V 型缺口冲击值不应低于26J, 平均值不低于33J。但仍然可根据附录B中SR2 要求在低于-20℃或其他温度下冲击值供给采购方，或者按SR2A要求供给采购方。

6.3.2.3 对厚度方向上的性能有设计要求时，最终热处理后沿厚度方向取样进行拉伸试验，获取断面收缩率指标。最小断面收缩率应为25%。

6.3.2.4 除安全卡瓦外，手动卡瓦和动力卡瓦主承载件材料的拉伸、冲击及硬度试验分别按GB/T

228.1、GB/T 228.3、GB/T 229、GB/T 231.1的规定进行。

6.3.2.5 金属材料卡瓦牙板热处理后应至少达到：表面硬度HRC 58～HRC 62, 渗碳深度0.8 mm~ 1.2mm, 心部硬度HRC 34～HRC 44。硬度试验方法应按GB/T 230.1进行。当采购方对渗碳层深度测定有要求时，应按照GB/T 9450的规定进行。

6.3.2.6 卡瓦座应按6.3.2.1～6.3.2.4的规定进行。

6.3.2.7 金属材料卡瓦牙板不适用于6.3.2.1～6.3.2.4的要求。

6.4 动力卡瓦控制系统

6.4.1 气控系统的气缸性能应符合JB/T 5923的规定。

6.4.2 液压控制系统的液压缸性能应符合JB/T 10205的规定。

6.4.3 气控系统或液压控制系统的控制管线应符合GB/T 2351和JB/T 8727的规定。

6.4.4 气控系统或液压控制系统的控制阀应安装在满足防爆要求的装置和位置进行控制，控制管线露出钻井平台表面的数量不应超出3根。

6.4.5 气控系统或液压控制系统的压力等级应符合GB/T 2346的规定。

6.4.6 动力卡瓦控制系统在最大工作压力的1.25倍压力下，整个系统的接头及连接处应无渗漏。

6.4.7 动力卡瓦的气控系统或液压控制系统的控制管线中应设置气动(液压)控制截止装置，预防气源(液压源)突然停止供应或误操作可能引发的事故。

6

6.5 质量控制

6.5.1 通用要求

6.5.1.1 制造厂应建立并保存关键区域图和技术文件，识别主承载件关键区域的高应力区。

6.5.1.2 材料的拉伸试验和冲击试验按6.3.2.4的要求试验。

6.5.1.3 零部件应进行目检，并满足NB/T 47013.7或GB/T 17744—2020中8.4.6的要求。

6.5.1.4 除卡瓦牙板和安全卡瓦外的手动卡瓦和动力卡瓦，其他所有主承载件焊缝和与主承载件的连接焊缝，均应按照GB/T 17744—2020中8.4.9的规定进行目检、表面无损检测与体积无损检测。

6.5.2 表面无损检测

6.5.2.1 主承载件每一完工零部件的所有可接近表面，均应在最终热处理和最终机加工后按6.5.2.2~

6.5.2.6的要求进行表面无损检测。

6.5.2.2 主承载件是铸钢件的，应逐件按GB/T 9444的要求进行磁粉检测，其检测结果评定等级不应低于2级;或按GB/T 17744—2020中8.4.7的规定进行磁粉检测与检测结果评定。

6.5.2.3 主承载件是锻钢件的，应逐件按NB/T 47013.4的要求进行磁粉检测，其检测结果评定等级不应低于Ⅱ级;或按GB/T 17744—2020 中8.4.7的规定进行磁粉检测与检测结果评定。

6.5.2.4 主承载件是非金属材料的，应按GB/T 17744—2020中8.4.7的规定进行液体渗透法检测与非金属件检测结果评定。

6.5.2.5 卡瓦牙板不适用于6.5.2.1～6.5.2.4表面无损检测规定的要求。

6.5.2.6 安全卡瓦表面无损检测应符合GB/T 17744—2020中9.11.3的规定。

6.5.3 体积无损检测

6.5.3.1 主承载件是铸钢件的，应逐件按GB/T 7233.2的要求进行超声波检测，其检测结果评定等级不应低于Ⅱ级;或按GB/T 5677的要求进行射线检测，其检测结果评定等级不应低于Ⅲ级;或按GB/T 17744—2020中8.4.8的规定进行铸件体积检测与检测结果评定。

6.5.3.2 主承载件是锻钢件的，体积无损检测在采购方有明确要求时才进行，可遵循B.4 的规定附加体积检测。

6.5.3.3 主承载铸件体积无损检测取样要求：

——首批铸件或试生产铸件的所有区域都应采用超声波或射线方式检测，直到检测结果满足

6.5.3.1的要求。

——批量生产中，每一个生产批的铸件每10件抽取一件，当生产批的铸件数量少于10件时，也应抽取一件。应在关键区域图上识别的所有关键区域进行体积检测。若铸件显示的指示超出

6.5.3.1的要求，则应从该生产批再抽取两个铸件，以相同的方式进行检测。如果这两个铸件都合格，则该批剩余的铸件可通过验收，最初的不合格铸件应返修或报废。

6.5.3.4 卡瓦牙板和安全卡瓦不适用于6.5.3.1～6.5.3.3体积无损检测的要求。

6.5.4 追溯性要求

除卡瓦牙板和安全卡瓦外，手动卡瓦和动力卡瓦的所有主承载件应能通过炉号和热处理批次、标志进行追溯。

7 试验方法和要求

7.1 总体要求

7.1.1 出厂试验

7.1.1.1 为确认卡瓦的额定载荷和功能完好性，每台手动卡瓦和动力卡瓦均应进行出厂试验。出厂试验应按7.2和7.3的要求进行验证载荷试验(出厂载荷试验)和卡瓦接触性能试验。

7.1.1.2 动力卡瓦出厂时，应按7.5的要求进行动力卡瓦控制系统试验。

7.1.2 型式试验

为确认卡瓦设计的完整性，对于符合8.2.1的手动和动力卡瓦应进行型式试验。卡瓦的型式试验应由独立于设计职责的部门或机构执行和(或)证明。卡瓦的型式试验应按7.3和7.4的要求进行卡瓦接触性能试验和设计验证试验。

7.1.3 试验装置

卡瓦应安装在试验装置上，能以与实际作业相同的方式在相同承载接触面上加载。载荷试验装置应符合GB/T 17744—2020 中5.7的规定，推荐采用图1和图2所示装置进行试验。

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标引序号说明：

1 ——芯棒;

2——试验管柱; 3——卡瓦体;

4——锥套;

5 — — 垫铁; 6——钢球。

 

1——卡瓦座;

2——卡瓦体;

3——试验管柱;

4——支撑板(或其他上提下放结构);

5 ——动力缸;

6——嵌牙盒;

7——卡瓦牙;

8——卡箍座(或其他等效试验座); 9——卡箍(或其他等效试验装置)。

图 1 手动卡瓦推荐试验装置图图2 动力卡瓦推荐试验装置图

7.1.4 试验的配合要求

卡瓦体外表面和卡瓦座内表面配合面之间及卡瓦牙板和卡瓦体或嵌牙盒之间的摩擦系数均不应超过0.08。型式试验时，制造厂可规定在卡瓦体和卡瓦座之间采用某些类型的润滑剂。如果要求采用相

同的润滑剂来保持设备的额定载荷值，则这些润滑剂应规定在制造厂的产品操作和维护手册上。

7.2 验证载荷试验(出厂载荷试验)

7.2.1 通则

7.2.1.1 对于设计载荷值大于4500 kN 的所有手动和动力卡瓦应进行验证载荷试验。对于设计的额定载荷值小于或等于4500 kN的所有手动和动力卡瓦，采购方可以通过在采购单中规定SR1 要求(见附录B), 选择要求进行验证载荷试验。这适用于所有原始主承载件和设备整个寿命期间所用的任何主承载备件。

7.2.1.2 卡瓦应安装在试验装置上，能以实际作业相同的方式在相同的承载接触面上加载。试验可能会损伤的滚动轴承，可用载荷传递装置替换。

7.2.1.3 卡瓦牙和单独作为产品且仅受压的锥度卡瓦座不适用于7.2的要求。

7.2.2 试验方法

7.2.2.1 验证载荷试验(出厂载荷试验)施加的最大试验载荷应为额定载荷的1.5倍，并保持不少于 5 min。

7.2.2.2 验证载荷试验(出厂载荷试验)按最大试验载荷的百分数预定载荷值，加载到预订载荷值后稳压，逐级加载直至最大试验载荷。

7.2.3 检测评定

7.2.3.1 验证载荷试验完成后，应检查卡瓦体外锥面、横筋、退刀槽、卡瓦牙板等连接部位应无损伤，卡瓦牙板应无崩齿，连接销轴应转动灵活。

7.2.3.2 验证载荷试验完成后，应拆卸至所有主承载件都能进行表面无损检测。主承载件的所有关键区域，应在载荷试验完??-24h 后根据6.5.2进行表面无损检测。

7.3 卡瓦接触性能试验

施加初始载荷(额定载荷值的30%),5min后泄压进行以下检查：

a) 卡瓦体背锥与锥套(卡瓦座)之间应接触均匀，接触面积不小于65%;

b) 卡瓦牙板与试验管柱或试验心轴间齿面接触面积不小于85%,且牙痕分布均匀。

7.4 设计验证试验

7.4.1 总体要求

对于额定载荷值超过4500kN的手动卡瓦和动力卡瓦应进行下列两项设计验证试验：

a) 设计验证载荷试验应包括应变测量和应力监测，设备包括卡瓦座、卡瓦体、嵌牙盒、吸收或传递载荷到特定卡瓦系统主补心的其他接口设备;

b) 适用性试验在额定载荷下，应按7.4.2设计的管状心轴进行。

7.4.2 试验心轴

7.4.2.1 设计验证载荷试验期间代替所用管柱的试验心轴应为实心。但如果通过应变仪进行全尺寸试验证明，当心轴用2倍载荷的受试卡瓦加载时，管柱内最大应力不超过管状心轴最小屈服应力的 80%,则可以采用管状心轴代替实心心轴。

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7.4.2.2 适用性试验的试验心轴应由钢制管材制成，外径等于设计卡瓦时的最大管柱外径。规定试验管段设计的横截面面积时，对于管子外径不小于178mm(7 in), 计算的平均单轴拉伸应力不小于 827 MPa(120 ksi)。对于178 mm(7 in)～508mm(20 in) 的管子外径，计算的平均单轴拉伸应力不小于758 MPa(110 ksi)。外径大于508 mm(20 in) 的管子，计算的平均单轴拉伸应力至少为该试验心轴满载下所用管子最小屈服应力 (SMYS) 的80%。外径大于508 mm(20 in) 的管子最小可接受的SMYS为345 MPa(50 ksi)。卡瓦啮合的任意侧横截面变化前，试验区段应为卡瓦接合长度加 3×(D/t)-2 ( 式中D 为管柱公称外径，t 为壁厚)。

7.4.3 试验抽样

用产品抽样的方法对同系列卡瓦进行设计验证载荷试验，试验产品的抽样应符合GB/T 17744— 2020中5.4.2的规定。

7.4.4 设计验证载荷试验

7.4.4.1 试验方法与载荷

7.4.4.1.1 设计验证载荷试验的最大试验载荷值按百分数预定载荷值加载，到预订载荷值后稳压，逐级加载至最大试验载荷。

7.4.4.1.2 设计验证载荷试验的试验载荷由表6确定。

表6设计验证载荷试验的试验载荷

额定载荷值Pm kN(US ton)

设计验证试验载荷

≤11120(1250)

0.8×Pm×n,但不小于2Pmx

>11120(1250)～14678(1650)

C×Pmux

>14678(1650)

1.5×Pm

SI单位：Pmm单位为kN。

USC单位：Pm单位为US ton。

式中：

Pm——额定载荷值，单位为kN(US ton); n₃—6.2中规定的设计安全系数。

注：为了研发和评定额定载荷值实际超过11120kN(1250 US ton)的卡瓦，调整试验载荷系数，主要是因为试验装置的几何结构和材料的限制。

7.4.4.2 检测评定

7.4.4.2.1 设计验证载荷试验完成后，将卡瓦解体并对其主承载件进行表面无损检测，应符合6.5.2的规定。

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7.4.4.2.2 设计验证载荷试验完成后，检查每个零件的尺寸是否有屈服现象，除卡瓦与试验装置接触区域外，检测卡瓦主承载件的永久变形不应超过0.2%。

7.4.5 适用性试验(额定载荷试验)

7.4.5.1 总体要求

7.4.5.1.1 对于设计载荷值大于4500 kN的所有手动和动力卡瓦应进行额定载荷的测试和验证。制造厂在进行这些试验时，采用确定的会在卡瓦体上产生最高应力的管子或心轴。

7.4.5.1.2 除非用特定一组卡瓦体作为不可分割的整体进行了验证载荷试验，否则，按所用卡瓦体数量标定的组合载荷值不应超过4500 kN。为了进行检验或满足其他作业需求，这些卡瓦体可以拆卸， 但其作为一组重新装配时，应采用原来作为整体进行试验的相同体。

7.4.5.1.3 当所有卡瓦体额定载荷超过4500kN时，卡瓦体或该组载体应作为一个总成来做额定载荷， 但在所有作业情况下，总成应保持成不可分割的一体。为了进行检验或满足其他作业需求，这些卡瓦体可以拆卸，但其作为一组重新装配时，应采用原来作为整体进行试验的相同体。

7.4.5.2 试验方法

7.4.5.2.1 额定载荷试验施加到卡瓦上的最大试验载荷等于额定载荷值。

7.4.5.2.2 额定载荷值按百分数预定载荷值加载，到预订载荷值后稳压，逐级加载至最大试验载荷。

7.4.5.2.3 制造厂应制定试验时间、试验施加的载荷和试验速度的形成文件的程序。试验样机应在额定速度下最小试运转2h 或10个工作周期(取时间长者)。

7.4.5.3 检测评定

载荷试验完成后，对卡瓦功能进行检查，确保卡瓦固有功能不因此项试验而受到削弱。

7.5 动力卡瓦控制系统试验

7.5.1 气控或液控系统泄漏试验

7.5.1.1 气动卡瓦中按照设计要求连接的气控系统，试验压力按6.4的要求执行，依次分段检查气路管线无明显泄漏。

7.5.1.2 液压卡瓦中按照设计要求连接的液控系统，试验压力按6.4的要求执行，应保持5min 无泄漏，且压力下降小于0.1 MPa。

7.5.2 气缸或液压缸负载性能试验

7.5.2.1 在气动卡瓦支撑板(或其他上提下放结构)上加2kN的均布载荷，试验压力为0.6 MPa ( 或最低控制压力),使其往复运动10次，活塞杆运动应平稳、无爬行现象。

7.5.2.2 在液压卡瓦支撑板(或其他上提下放结构)上加8kN 的均布载荷，试验压力为6MPa ( 或最低控制压力),使其往复运动10次，活塞杆运动应平稳、无爬行现象。

8 检验规则

8.1 出厂检验

8.1.1 卡瓦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。

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8.1.2 出厂检验项目：

a)外形尺寸;

b) 设计参数;

c) 第7章所列的出厂试验项目。

8.2 型式检验

8.2.1 有下列情况之一时，应进行型式检验：

a) 新产品或产品转厂生产的试制定型鉴定;

b) 正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时;

c) 正常生产3年后，应进行一次检验。

8.2.2 型式检验项目：

a) 外形尺寸;

c) 材料力学性能;

d) 第7章所列的型式试验项目。

8.2.3 卡瓦应至少进行3台(次)的型式检验方可定型生产。

8.2.4 对按系列设计试制的结构、材料、工艺及最大载荷额定值相同，但公称尺寸不同的钻井卡瓦， 可仅检验中间和接近中间公称尺寸的卡瓦。

8.2.5 对最大载荷额定值相同的同一公称尺寸的动力卡瓦，可只检验装配最大尺寸卡瓦牙板的动力卡瓦。

8.3 判定规则

8.3.1 出厂检验：应逐件检验，如有一项指标不合格，则判定该产品不合格。

8.3.2 型式检验：凡是符合8.2.1情况的卡瓦，均按8.2.2规定的项目检验，如有一项指标不合格，则判定型式检验不通过。

9 标志、包装和文件、运输和贮存

9.1 标志

9.1.1 产品(包括卡瓦座)应用铭牌或低应力钢模或其他方法(构件铸字)在产品明显位置进行标志。若零件的实际尺寸允许，则标志文字高度宜不小于9.5 mm 且清晰可见。产品标志内容应包括但不限于以下内容：

a) 制造厂名称或商标;

b) 产品型号(额定载荷值);

c)执行标准;

d) 锥度，以每英尺直径的英寸变化表示，两位小数精度;

e) 按6.5.4规定的要求提供可追溯性的唯一编号(出厂编号)。

示例：锥度4 in/ft标志为4.00。

9.1.2 按所用卡瓦体数量标定的卡瓦体或载体的载荷应由两个标志组成，包括每块的额定载荷值和总成所用任何组合的卡瓦体的总组合额定载荷值。

9.1.3 当卡瓦接合在管柱上时，锥度和额定值应可见。对于标志区域可见有限的套管卡瓦或其他卡瓦， 如果标志因不定期使用而磨损，在单个区段的侧面或另一区域，可以标志制造厂商标、型号和编号。

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9.1.4 每块卡瓦牙板应在背面清晰地打上钢印，表示制造厂的代号和与卡瓦牙板适配的管柱尺寸(或最大管柱尺寸)。

9.2 包装和文件

9.2.1 产品包装宜采用GB/T 37400.13的规定进行，并预留吊装和叉装位置。

9.2.2 产品配件及备件、工具等置于专用工具箱内，工具箱固定在包装箱中。

9.2.3 产品出厂时应附带下列技术文件及附件，并将文件存放在防水袋中。

a) 发货清单及装箱单;

b) 产品合格证书;

c) 产品使用说明书、操作和维护手册。

9.2.4 制造厂的操作和维护手册应有手动卡瓦和动力卡瓦使用、保养、检验和维护说明书，至少应包括以下内容：

a) 制造厂采用的符合9.1要求的标志;

b) 检验要求和可测量验收及拒收准则;

c) 采购方具体操作时安全工作载荷的设定，宜考虑磨损极限、动力系数、摩擦系数和可能影响使用的手动卡瓦和动力卡瓦载荷能力的其他因素;

d) 对于安装在转盘下方、司钻或操作人员不可见的卡瓦，应提供说明和(或)方法，允许设备操作人员在不必停止钻台作业的工作状况下，证实卡瓦正确地接合到管柱上。

9.3 运输和贮存

9.3.1 产品在装卸和运输过程中应注意安全，并有防窜动变形等措施。在搬运时要小心轻放，搬运时严禁在地面拖拉。

9.3.2 产品应存放在干燥通风、遮光、无腐蚀性物质的仓库内，应防止发生损坏和配件丢失。

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附录 A (资料性) 额定载荷值表

额定载荷值表见表A.1。

表A.1额定载荷值表

额定载荷值

kN

额定载荷值代号

US Ton

45

135

15

225

25

360

40

585

65

675

75

900

100

1125

125

1575

1800

200

2700

300

3600

400

5850

650

9000

1000

注1:额定载荷值以千牛(kN)值为准。

注2:US ton数值按1US ton≈9kN换算所得。

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附录 B (规范性) 附加要求

B.1 总则

若采购单中规定，则应采用下列一个或多个附加要求。

B.2 SR1——验证载荷试验

产品应按7.2的要求进行验证载荷试验和随后的检查。

在产品额定载荷值标识附近，应采用低应力钢模打印“SR1”。

在7.2.1中通常要求验证载荷试验的产品上，不要求标识“SR1”。

B.3 SR2——低温试验(仅金属件)

产品要求的最低工作温度低于6.2.1的规定时，采购方应规定该产品主承载件用材料的最高冲击试验温度。

冲击试验应按6.3.2.4和GB/T 17744—2020中6.3.1.1的要求进行。在规定(或更低)温度试验的 3个全尺寸试样的最小平均夏比冲击功应为27J, 单个值不应小于20J。

做过低温试验的每个主承载件应标识“SR2”, 以表明已经进行过低温试验。每个主承载件也应采用摄氏温度标明实际设计温度和试验温度。

B.4 SR2A——附加低温试验(仅金属件)

冲击试验也适用于正常情况下不做冲击试验的设备主承载件所用材料。做冲击试验的零件应由采购方和制造厂共同协商确定。

冲击试验应按6.3.2.4和GB/T 17744—2020中6.3.1.1的要求进行。采购方和制造厂协商确定最低冲击试验温度和最小平均值及最小单个值。

做过附加低温试验的每个主承载件应标识“SR2A”, 以表明已经进行过附加低温试验。零件也应采用摄氏温度标明实际设计温度和试验温度。

参考 文献

[1] GB/T 19830 石油天然气工业油气井套管或油管用钢管

[2] GB/T 29166 石油天然气工业钢制钻杆

[3]SY/T 5144 钻铤