地面安全閥（SSV）和水下安全閥（USV）的設計確認程序：

1、總則

1.1 目的

附錄C提供了如下要求：

a）確認：對設計和生產均滿足 PR2 級要求的閥，可用作下列一類或兩類要求的地面安全閥/水下安全閥（SSV/USV）的閥組件：

1）Ⅰ類：該性能要求級別預期用于沒有砂蝕有害作用的井。

2）Ⅱ類：該性能要求級別預期用于砂粒類物質可能引起 SSV/USV 閥組件失效的井。

b）證明：本附錄包含的設計確認試驗，用以鑒定按本標準的Ⅱ類閥組件制造的特定閥孔密封機構。

1.2 性能要求

為了鑒定按Ⅰ類或Ⅱ類設計的特定 SSV/USV，制造商應對相同基本設計和相同材料結構的 SSV/USV，按照本標準 PR2 級、PSL2 的要求進行試驗。

為了鑒定Ⅰ類環境條件的 SSV/USV，該閥應通過 3 規定的設計確認試驗。

為了鑒定Ⅱ類環境條件的 SSV/USV，該閥應通過 4 規定的設計確認試驗。

鑒定合格的Ⅱ類閥也滿足Ⅰ類閥的要求。

1.3 設計確認試驗

本附錄的設計確認試驗要求并不完全代表實際井況。完全符合 SY/T 10006 或 API Spec 6AV1（有效期內的）確認試驗要求的確認試驗，滿足本附錄的要求。

1.4 設計確認試驗要求

應使用法蘭標稱尺寸 21/16in（52mm）、額定工作壓力為 34.5MPa 的 SSV/USV 閥組件來進行鑒定試驗。被試驗的閥應按要求進行靜水壓和功能試驗，并滿足規定的 PR2 要求。成功完成的試驗應鑒定該制造商的所有尺寸和所有額定工作壓力的、用于Ⅰ類使用條件、相同的基本設計和材料結構的 SSV/USV 均合格。能影響到 SSV/USV 閥孔密封機構的設計或材料結構的任何重大改變，均應按確認試驗的要求重新鑒定。

注：雖然 1.4 的要求摘自 API Spec 6AV1。但，API Spec 6AV1 還包含了另外的要求，即當鑒定試驗完成后，所有的相同基本設計和相同材料結構的Ⅱ類的 SSV/USV 也進行了確認。希望 1.4 將來與 API Spec 6AV1 完全匹配。

1.5 文件（鑒定檔案）

要求制造商保存每一個試驗文件（包括要求鑒定特殊的 SSV/USV 設計和材料結構的任何重新試驗），這些文件至少應包含滿足 E.1.15 的足夠文件，并應在設計被廢止后至少保存 10 年。

1.6 試驗裝置的校準要求

試驗裝置的校準要求應滿足 E.1.16 的要求。

壓力測試裝置應滿足 7.2.2 的要求。

1.7 熱敏開-關裝置

制造商應有相關的資料，表明熱敏開-關裝置已進行了足夠的試驗，以確保其能夠滿足 10.20.2.5 的設計要求。

2、Ⅰ類或Ⅱ類 SSV/USV 設計確認試驗設備的一般要求

2.1 總則

Ⅱ類 SSV/USV 設計確認試驗的試驗設備，其典型管線排列和試驗段詳圖如圖 1 和圖 2 所示。

2.2 設計考慮

適用下列各項：

a）設計的試驗設備應允許進行 3 和 4 所祥述的確認試驗。

b）循環管線應具有足夠的額定工作壓力以承受循環壓力。試驗段中的上游隔離閥，壓力測試裝置、閥以及其與所測試 SSV/USV 閥組件之間的配件，應設計成至少滿足被測試閥的額定工作壓力，較低額定工作壓力值的組件應采用合適的泄壓閥進行保護。

2.3 儀器——循環系統組件

2.3.1 清水罐

至少具備 1m3 的容積、并裝有具有關閉控制的低液位泵。

2.3.2 泥漿罐及其附件

提供至少具有 1m3 容積的帶錐底的圓柱形泥漿罐，并裝有攪拌器，以獲得均勻的泥漿。

在罐和罐的回流管線上應具有取樣接頭，以便獲得具有代表性的含砂量和粘度分析樣品。罐應裝有高低液位關閉控制裝置，以發出停止循環泵的信號。粘度和含砂量應按 GB/T 16783.1 來確定。

2.3.3 循環泵和控制設備

帶驅動的循環泵和控制設備按要求的流量及壓力泵送泥漿和清水。

至少有一臺泵應裝有變速馬達，以便控制循環流量。每臺泵的馬達應裝有不可修改的計時裝置，以便監測泵送持續時間。

2.3.4 循環管線和控制設備

循環管線和控制設備按與圖 1 所示的相似布置安裝，并應按圖 2 所示設置截斷閥。在泥漿罐的回流管線上應安裝能提供攪拌的裝置，以有利于阻止泥漿沉積在罐底。應按圖 2 所示，在循環泵和試驗段之間安裝節流閥或其他如背壓控制裝置，以便在循環試驗中將 SSV/USV 的壓差控制在 2.8MPa。

2.3.5 循環流量計

循環流量計量程的最小流量為 0.3m3/min，并提供一個適合于條帶線記錄儀的輸出信號。

2.3.6 記錄儀

用來監測如下數據：

——所有流程試驗期間的循環流量；

——閥座滲漏試驗期間的 SSV/USV 閥組件上游試驗壓力；

——關閉試驗期間，正在經受試驗的 SSV/USV 閥組件兩側的壓差。

記錄儀應具有適當的范圍和配置不同走紙速度，以適應模擬信號隨時間變化的分辨率。當用適當的文件規定和有資格的人員認可后，其他基于時間記錄的工藝方法也可使用。

3、Ⅰ類 SSV/USV 閥設計確認試驗——試驗程序

下列程序為一般程序，并為此給出了Ⅰ類使用條件的 SSV/USV 設計確認試驗的限制和范圍。

a）按圖 1 和圖 2 所示，在流體循環系統試驗段中安裝 SSV/USV。

b）用清水在額定工作壓力和用氮氣在 13.8MPa下，進行 SSV/USV 壓力完整性的座封試驗。在 3min 保壓期內應不允許有滲漏。

c）在 SSV/USV 全開孔位置情況下，循環水或其他合適流體通過 SSV/USV，循環 50h。在終了時，重復 3b）的座封試驗。在 3min 保壓期內應不允許有滲漏。

d）在進行循環的 SSV/USV，從全開到全關位置情況下，循環水或其他適合流體通過 SSV/USV。當 SSV/USV 每一次關閉時，SSV/USV 閥座兩側的壓差應增至約 2.8MPa。這樣操作 500 個循環后，重復進行 3b）的 SSV/USV 座封試驗，在 3min 保壓期內應不允許有滲漏。在此項試驗期間，如果制造商的操作手冊中規定了預防性維護程序，則執行正常的預防性維護程序，但試驗中最后 100 個操作循環應不允許進行預防性維護。SSV/USV 在每一個保壓期內不應有可見滲漏。在保壓期的開始和結束時，記錄試驗壓力和時間。

4、Ⅱ類 SSV/USV 設計確認試驗

4.1 總則

為了鑒定Ⅱ類特定的 SSV/USV 的設計，制造商應按本標準 PR2 和 PSL2 的要求，對基本設計和材料結構均相同的 SSV/USV 進行試驗。

4.2 Ⅱ類 SSV/USV 使用條件下的 SSV/USV 閥座滲漏試驗程序執行下列程序，并按要求記錄結果。

a）第 1 步：在試驗段中安裝 SSV/USV。

b）第 2 步：用清水檢查 SSV/USV 的滲漏：

1）在 SSV/USV 全開情況下，以最小 0.30m3/min 流量的清水循環至少 10min；

2）通過釋放驅動器的動力來關閉 SSV/USV；

3）關閉 SSV/USV 上游和下游的隔離閥；

4）打開下游液體滲漏檢查閥；

5）在 SSV/USV 上游，施加清水壓力為 SSV/USV 額定工作壓力的 95%~105%；

6）穩壓至少穩定了 3min 后，在下游滲漏檢查閥處，進行至少 5min 的 SSV/USV 閥座滲漏檢查，不允許滲漏。

c）第 3 步：用氮氣檢查 SSV/USV 的滲漏：

1）關閉上游和下游的隔離閥；

2）在 SSV/USV 兩側進行泄壓和排水（在排水過程中打開和關閉 SSV/USV 閥三次）；

3）關閉 SSV/USV；

4）打開放空閥，將與此相連的軟管另一端浸入盛水容器中；

5）在 SSV/USV 的上游施加 13.8MPa±0.68MPa 壓力的氮氣；

6）穩壓至少 3min后，通過觀察氣泡，進行至少 5min 的閥座滲漏檢查，不允許有滲漏。

4.3 Ⅱ類 SSV/USV 使用條件下的泥漿流動試驗程序

執行下列程序，并按要求記錄結果。

第 1 步：用泥漿攪拌器攪拌，并以最小 0.30m3/min 的流量旁通試驗段循環泥漿，使泥漿黏度和含砂量達到穩定；

第 2 步：根據 GB/T 16783.1 的要求，確定泥漿的含砂量，并通過加入 40 目~60 目的砂粒或用清水稀釋，以調整循環流體的含砂量達（2±0.5）%；

第 3 步：根據 GB/T 16783.1 的要求，用馬氏漏斗粘度計取樣確定泥漿黏度，通過增加黏度或用清水稀釋的辦法來調整黏度為 100+20-10s；

第 4 步：如果在第 3 步中進行過稀釋或加稠，則返回到該程序的第 1 步；

第 5 步：調整流量至少為 0.30m3/min，記錄流量、含砂百分比和黏度；

第 6 步：泵送泥漿通過 SSV/USV，持續 25h±1h；

第 7 步：按第 2 步和第 3 步檢查泥漿的含砂量和黏度，按要求加以調整；

第 8 步：在至少 0.30m3/min 的流量下，泵送泥漿通過 SSV/USV，持續 25h±1h；

第 9 步：按 4.2b）的程序用清水進行滲漏檢查；

第 10 步：按 4.2c）的程序用氮氣進行滲漏檢查。

4.4 Ⅱ類 SSV/USV 使用條件下循環期間，閥的泥漿流動循環試驗執行下列程序，并按要求記錄結果。

第 1 步：用泥漿攪拌器攪拌，并以最小 0.30m3/min 的流量旁通試驗段循環泥漿；

第 2 步：見 4.3 的第 2 步；

第 3 步：見 4.3 的第 3 步；

第 4 步：見 4.3 的第 4 步；

第 5 步：見 4.3 的第 5 步；

第 6 步：從全開到全關循環 SSV/USV 閥組件，每分鐘最多循環 7 次；

第 7 步：調整 SSV/USV 閥組件上游的節流閥等裝置，使 SSV/USV 閥在關閉狀態下，SSV/USV 閥組件兩端的壓差為 2.8MPa±0.28MPa；

第 8 步：打開和關閉 SSV/USV，循環 500+100 個循環；

第 9 步：見 4.3 的第 9 步；

第 10 步：見 4.3 的第 10 步。

說明：1——水罐；2——二位三通換向閥；3——泥漿罐；4——含砂量和黏度分析取樣連接；

5——流量計；6——流量記錄儀；7——液壓油蓄能器（液壓油供給）；8——高壓水供給泵；

9——液壓油箱；10——可調背壓控制；11——高壓水蓄能器（高壓水供給）；12——液壓油供給泵；

13——循環泵；14——空氣供給；15——清潔清水罐；16——氮氣罐。

^a 見圖 2 試驗段詳圖。

圖 1 Ⅱ類含砂環境條件下 SSV/USV 確認試驗的管線布置、試驗設備示例

說明：1——空氣流量計；2——漏失氮氣分離器；3——下游隔離閥；4——錘擊活接頭（由壬）；

5——水；6——下游泄漏檢查閥（下游泄壓閥）；7——差壓變送器；8——SSV/USV；

9——差壓變送器隔離閥；10——上游壓力變送器；11——試驗流體流向；12——氣動三通電磁閥；

13——空氣供給；14——氮氣壓力管匯閥；15——高壓水管匯閥；16——上游隔離閥；

17——上游泄漏檢查閥（上游泄壓閥）；18——液動三通電磁閥；19——控制氣動和液動電磁閥的開關循環計次儀；

20——氮氣供給；21——高壓水供給；22——液壓油返回油箱；23——液壓油供給。

圖 2 SSV/USV 確認試驗段詳圖示例

以上內容轉摘自《GB/T 22513-2013石油天然氣工業 鉆井和采油設備 井口裝置和采油樹》。