APIspec11D1 第3版2015版中文 - 图文

封隔器和桥塞

ANSI/API SPEC 11D1 第3版，2015年4月 2015年10月9日实施

ISO14310:2008（修订）， 石油天然气工业-井下工具-封隔器和桥塞

特别说明

API出版物只能针对一些共性问题。有关特殊问题，宜查阅地方、州和联邦的法律法规。

API或API的任何雇员、分包商、顾问、委员会或其他受托人，均不担保也不承诺（无论明指还是暗示）本标准中所包含的信息的准确性、完整性和适用性，对于本标准中所披露的任何信息的使用及其后果，也不承担任何义务和责任。API 或API的任何雇员、分包商、顾问或其他受托人，也不承诺本标准的使用不会侵犯其他人的专有权利。

任何愿意使用API出版物的人都可以任意使用。API 已经尽了一切努力来保证这些出版物中所含数据的准确性与可靠性；然而，关于本标准API不做任何承诺、担保或保证，在此明确声明，由于使用本标准而造成的任何损失，或者因本标准与当地法规有冲突而造成违法，API将不承担任何义务和责任。

出版API标准是为了使公众能够更方便地获取已经证实的、良好的工程与操作惯例。但至于何时何地应当使用这些出版物，仍需要用户根据自身的实践经验而做出明智的判断。API标准的制定和出版，无意以任何方式限制任何人使用任何其他操作惯例。

任何按照API标准的会标使用要求标志其设备和材料的制造商，对于其产品符合相关API标准，负有全部责任。API不承诺、担保或保证这些产品实际上确实符合该项API标准。

版权所有，违者必究。未经出版商的书面批准，任何人都不允许在检索系统中复制和保存本文件中的任何内容，或者采用电子、机

械、复印、录像或者其他方式传播本文件中的任何内容。

请联系出版商美国石油学会出版业务部，地址： 1220L Street,N.W. Washington,D.C.20005。

Copyright ? 2015 American Petroleum Institute

版权?2015美国石油学会

API 前言

API出版物中的任何内容，都不能解释为（以暗示或其他方式）赋予任何人制造、销售或使用专利权所涵盖的任何方法、仪器或产品的权力；也不能解释为担保任何人侵犯专利权而不承担责任。

(应)：用于标准中，“应”表示符合规范的最低要求，以符合规范。 (宜)：用于标准中，“宜”表示推荐或建议，但不属于规范要求。

本文件是按照API标准化工作程序制定的，该程序保证了制定过程的透明度和广泛参与性；本文件被认定为API标准。关于本标准的解释方面的有关问题，或者关于标准制定程序方面的看法和问题，应以书面形式提交给美国石油学会标准部主任，地址是：1220 L Street, NW, Washington, DC 20005。如果需要复制或翻译本标准的全部或部分内容，也请与标准部主任联系。

通常，API标准最长每隔五年就要复审一次，复审的结果是修订、确认或撤销。该五年复审周期可以延期一次，但延期最长不超过两年。可以从API标准部查询某项出版物的状况，电话是(202) 682-8000。API每年发布出版物目录，地址是：1220 L Street, NW, Washington, DC 20005。

欢迎用户提出修订建议，这类建议应提交给API标准部，地址是：1220 L Street, NW,Washington, DC 20005 或发送邮件至：standards@api.org 。

目录

1 范围 .................................................................................................................................................................................. 2 2 规范性引用....................................................................................................................................................................... 2 3 术语和定义....................................................................................................................................................................... 3 4 符号和缩略语................................................................................................................................................................... 7 5 功能规范 .......................................................................................................................................................................... 7

5.1 总则....................................................................................................................................................................... 7 5.2 类型描述 ............................................................................................................................................................... 7 5.3 井身参数 ............................................................................................................................................................... 7 5.4 操作参数 ............................................................................................................................................................... 8 5.6 井下设备的适用性 ............................................................................................................................................... 9 5.7 设计确认 ............................................................................................................................................................... 9 5.8 质量控制 ............................................................................................................................................................... 9 6 技术规范 .......................................................................................................................................................................... 9

6.1 总则....................................................................................................................................................................... 9 6.2 技术特性 ............................................................................................................................................................... 9 6.3 设计要求 ............................................................................................................................................................... 9 6.4 设计验证 ............................................................................................................................................................. 13 6.5 设计确认要求 ..................................................................................................................................................... 13 6.6 设计更改 ............................................................................................................................................................. 18 6.7设计确认拓展 ...................................................................................................................................................... 18 6.8其他确认 .............................................................................................................................................................. 19 6.9 总成验证 ............................................................................................................................................................. 19 7 供应商或制造商要求 ................................................................................................................................................... 19

7.1总则...................................................................................................................................................................... 19 7.2 文件和数据控制 ................................................................................................................................................. 19 7.3 产品标识 ............................................................................................................................................................. 21 7.4质量控制 .............................................................................................................................................................. 21 8 修复 ................................................................................................................................................................................ 27 9 运输/贮存....................................................................................................................................................................... 27 附录A ................................................................................................................................................................................. 28 （资料性附录）................................................................................................................................................................. 28 持证者对API会标的使用 ................................................................................................................................................. 28 附录B ................................................................................................................................................................................. 31 （资料性附录）................................................................................................................................................................. 31 高压高温环境用设备的要求 ............................................................................................................................................. 31 附录C ................................................................................................................................................................................. 50 （规范性附录）................................................................................................................................................................. 50 高压高温用操作工具要求 ................................................................................................................................................. 50 附录D ................................................................................................................................................................................. 53 （资料性附录）................................................................................................................................................................. 53 外部流量试验要求 ............................................................................................................................................................. 53

引言

在全球石油和天然气行业中，井下封隔器和桥塞的用户或采购商和供应商或制造商使得这一国际标准得到发展。此国际标准能为双方在封隔器和桥塞的选择、制造、测试和使用上提供要求和参考，并明确了供应商或制造商必须遵守的国际标准最低要求，从而符合本国际标准的要求。

该国际标准的制定允许在质量控制和设计确认上增加要求的等级。这些确认允许用户或采购商选择要求特定应用的等级。

三个质量等级给用户或采购商提供要求选择，以满足特定偏好或应用。质量等级Q3是本产品标准提供的最低质量等级。质量等级Q2提供了附加的检查和验证步骤，质量等级Q1为提供的最高等级。附加的质量要求可以作为补充要求由用户或采购商指定。

七个标准设计确认等级（V0-V6）提供给用户或采购商要求选择，以满足特定的偏好或应用。设计确认等级V6是最低等级，代表确认方法已由供应商或制造商规定的设备。确认测试的复杂性和严重程度随着等级数的降低而增加。

本版本现包含高压高温环境用设备要求、高压高温环境用操作工具以及外部流量试验附录。

本标准的用户有必要知道再本国际标准中的那些概要之上的要求可用于个人应用。本国际标准不是为了抑制供应商或制造商、用户或采购者接受替代设备或工程解决方案。特别对于创新或开发技术，如果提供了一个替代设备，供应商或制造商有必要确认任何和本标准不同的变更。

（焊接）不符合1类零件（焊接）的零件。

4 符号和缩略语

AQL 接收质量限 COC 合格证 ID 内径 MTR 材料检验报告 NDE 无损检测 OD 外径 QC 质量控制

5 功能规范

5.1 总则

用户或采购商应提供一个订购产品的功能规范，该产品应遵从本标准，并且要和供应商或制造商的具体产品一致，特别是在应用时遵从下列要求和操作条件。这些要求和操作条件可以通过设计尺寸、数据清单和其他相关的文件来表示。

5.2 类型描述

为保证适用性，用户或采购商应详细注明下列类型： ——封隔器或桥塞

——永久型、可回收型、可调整型

5.3 井身参数

为保证适用性，用户或采购商应详细列明下列井身参数： ——油管和套管的尺寸、材料、钢级； ——封隔器或桥塞上下端部的连接；

——封隔器或桥塞的安装位置与垂直方向的井斜角度； ——封隔器或桥塞所要通过的限制和偏差；

——应通过或旁通封隔器的油管（单管柱或多管柱）和其他管线（电器或液压）的结构；

——封隔器或桥塞与其他油井装置、油管或套管的连接关系，宜用油井示意图表示出来（需要时）；

——最小和最大生产和注入压力、压差、温度、温度变化和流速； ——任何其他与井身相关的参数。

5.4 操作参数

为保证适用性，用户或采购商应详细注明下列操作参数： ——安装方法，包括下井方法和座封方法； ——坐封深度；

——回收或重新定位的方法和重新定位的数量（需要时）；

——封隔器或桥塞在安装前、安装时、使用时和回收时的预计载荷，包括复合载荷（压力、拉伸或压缩）和扭矩；

——油井操作过程中的预设温度和预期循环温度； ——通过封隔器装置的尺寸、型号以及结构（需要时）： ——任何其他相关的操作参数。

5.5 环境的适用性 5.5.1 总则

如果用户或采购商基于历史数据和/或研究了解了操作环境的腐蚀性能数据，则应向供应商或制造商指明哪些材料具备在腐蚀环境中工作的工作性能，如5.5.3中的要求，如适用性。否则，材料的兼容性应按照5.5.2规定。

5.5.2 井身环境

因封隔器或桥塞在整个寿命期限内都在液态介质中工作，故用户或采购商应确认工作介质的密度、化学或物理成分及组成、流体状况和/或其成分，包括固体（含砂量、颗粒大小等）、液体或气体。 5.5.3 产品材料要求

5.5.3.1 如果用户或采购商选择注明材料，可使用下面名称：

——供应标准（3.36） ——NACE规范（3.24）

5.5.3.2材料的选择宜作为一组元件并使用下列名称组：

——润湿元件（3.13） ——内润湿元件（3.18） ——外露元件（3.11）

——其他元件。

5.6 井下设备的适用性

在适用情况下，用户和采购商应详细说明接口连接的设计、材料要求、自由管要求，符合预期应用要求的内部和外部尺寸限制。在使用中，用户或采购商应明确以下内容：

——顶部和底部的导管连接形式及其连接件的材质和尺寸； ——内剖面、孔径、外径、内径以及它们各自的定位；

——其他产品以及和这些产品相连接的导管的尺寸、型式和结构。

5.7 设计确认

用户或采购商应说明设计确认等级，本标准提供了七个标准设计确认等级（V6-V0），见6.5。 此外，附录B中提供了设计确认等级V0-H以及V3-H，可供用户或采购商选择。

5.8 质量控制

用户或采购商应说明质量控制等级。本标准提供三个质量控制等级（Q3,、Q2和Q1），见7.4 。

6 技术规范

6.1 总则

供应商或制造商应提供与功能规范要求相对应的技术规范。如果技术规范没有满足功能的要求，供应商或制造商应向用户或采购商明确差异，还应为用户或采购商提供如7.2.3所规定的产品数据。

6.2 技术特性

应遵循以下原则：

——封隔器或桥塞应在预定位置坐放和密封，并持续工作直到进行其他预定作业。套管损坏的情况除外； ——在坐放和工作期间，封隔器或桥塞应能执行功能要求的各项工作； ——封隔器或桥塞在使用中不能对油井的介入作业妥协。

6.3 设计要求

6.3.1 总则

符合本标准的产品，应根据图纸和规格制造，并在本质上与经过验证的尺寸、类型和典型产品一致。 6.3.2 设计文件

符合本标准的产品的设计应包括设计文件。而设计文件应包括如适用性、设计要求、设想、分析方法、与以

前同类产品的设计或操作历史的对比、计算、生产图纸和规格、设计审查和/或物理试验结果（如设计确认试验）。 6.3.3 材料 6.3.3.1 总则

材料（包括金属和非金属）和/或所提供的规范应由供应商或制造商指定，应适应功能规格说明书中的规范等级和环境等级。供应商或制造商应具备所有材料的文件明细单，且所有使用的材料应符合供应商或制造商的文件明细单。

用户或采购商可在功能规范中指明用于特殊用途和腐蚀环境中的材料。如果供应商或制造商提出使用另一种材料，则应说明该材料的性能特性符合所有具体参数和生产、注入参数。 6.3.3.2 金属 6.3.3.2.1 规范

供应商或制造商的规范应规定下列事项： a) 化学成分限制； b) 热处理条件； c)力学性能限制： ——拉伸强度； ——屈服强度： ——延伸率； ——硬度。

6.3.3.2.2 力学性能验证

当有质量等级要求时，1类金属零件的力学性能应通过对取自相同热材料制成的金属样品进行试验验证。该材料样品应经过与零件要求相同的热处理过程。然后应对材料进行硬度试验以确认符合该供应商或制造商的规格要求。该硬度结果将通过材料的力学性能试验符合指定性能的文件记录的相关性得到验证。热处理过程中应规定热处理工艺参数。应力消除之后，硬度试验是唯一要求的力学性能试验。由材料供应商或制造商提供的材料试验报告通过验证后可作为接受文件。 6.3.3.3 非金属

供应商或制造商提供的非金属化合物的文件规范应包括操作、存储和标签，标签上有修复日期、批号、化合物识别和使用寿命，适合每一化合物的标签应确定这些材料性能的关键特征，如：

a) 化合物类型； b）力学性能，至少包括： ——拉伸强度（断裂时）；

——拉伸率（断裂时）；

——拉伸模量（50% 或 100% 的适用）； c)压缩形变

d)肖氏硬度（计示硬度）。 6.3.4 性能等级评定

供应商或制造商应说明产品适应的压力、温度和轴向工作等级。对V4至V0等级的封隔器或桥塞需验证，要提供性能图。图1是性能图实例。被包围的区域就是额定工作区。形成边界的线表示了封隔器或桥塞的最大操作极限。确定工作等级时，要考虑金属力学性能超过温度范围的情况。

图例：

X1 压力，MPa a 上 X2 压力，psi b 下 Y1 力，10N c 压缩 Y2 力，lb d 拉伸 注：标有“A”的点为两个或更多失效形式的交叉点。

图1- 额定性能包络图（安全包线图）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ltkh.html