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        國家海洋設備質量檢驗檢測中心(山東)助力國產化泵頭體自增強技術研究,完成國內首次380MPa耐壓驗證測試

        時間:2021-11-17閱讀人數:207人

        近日,國家海洋設備質量檢驗檢測中心(山東)水下設備實驗室順利完成五缸泵頭體的耐壓測試,本次測試針對某國產泵頭體產品,對其自增強技術進行壓力驗證,總體的難度系數較高。

        壓裂泵泵頭體是向地層泵送液體增加地層壓力的重要設備(如圖1和圖2所示),主要用于對地層進行加砂壓裂或酸化壓裂作業及壓力測試等作業,幫助改善油氣層滲透性,從而達到提高油氣井采收率的目的。根據泵頭體實際工況,主要分為兩種工況,即吸入工況和排出工況。如圖3所示,在吸入工況下,泵頭體下閥開啟,上閥關閉,吸入腔的內壓接近于0,排出腔壓力為最大壓力;在排出工況下,泵頭體上閥開啟,下閥關閉,吸入腔與排出腔的壓力都為最大壓力。因此,為確保泵頭體的安全應用,在產品投入使用前需要進行相關性能及工況的壓力驗證測試,這對泵頭體的可靠性應用研究具有重要意義。

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        圖1泵頭體結構圖示
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        圖2泵頭體閥腔截面圖
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        圖3泵頭體工況說明(上圖為吸入工況,下圖為排出工況)

        本次壓力測試采用實驗室自主研發搭建的高壓水密封系統,最大壓力加載能力可達到600MPa,本次測試對象為五缸壓裂泵泵頭體總裝,目標壓力需要達到最大工作壓力380MPa,在6m×6m×6m尺寸的壓力測試水池區域中完成本次測試。

        本次測試為保證測試工期,確保設備高負荷且密集使用工況下的正常運行,在測試前期便與設備廠家建立了密切聯系,強化相關設備的使用操作及形成非常規問題的解決方法,出于效率性計劃啟用手動閥泄壓,但這種方式安全性較低,為確保安全性及時設計了手動閥泄壓保護裝置,并完成安裝及保護測試,最終通過手動閥泄壓的形式完成測試壓力流程的閉環。此外,測試準備過程的樣品吊裝也十分具有挑戰性,單個泵頭體的重量均在5t以上,這不利于中距離移動及精確定位,得益于實驗室技術人員熟練且靈巧的吊裝技術,通過最優路線的規劃,在保證安全的前提下,完成了每次泵頭體吊裝起落的精準定位,并在實驗室安全員的密切監管下,確保了本次測試過程“零事故”發生;基于規范化的工作流程與制度完成了本次測試質量體系材料規范化的編制,確保了整個測試過程數據的可追溯性(如圖4)。

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        圖4壓力時程曲線

        在本次測試過程中,實驗室項目技術人員嚴格遵守操作規范,夜以繼日開展項目整體工作、精益求精,實現了從方案設計到項目實踐的突破,保證了測試項目的順利完成。通過本項目的研究,有助于泵頭體及自增強技術國產化的研制和應用,助推國內非常規油氣開發進程。 

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        圖5檢測技術人員測試操作

        國家海洋設備質量檢驗檢測中心(山東)水下設備實驗室致力于海工領域關鍵裝備的各項檢驗檢測,基于自主研發搭建的各類檢測設備及試驗平臺,依據API、DNV、ISO等標準體系實現海工裝備的性能鑒定測試及FAT試驗。目前,實驗室形成了一套成熟的水下生產系統的規范化測試流程,匯聚了一支學科交叉的高水平人才隊伍,具備水下閥門、水下連接器、水下采油樹等水下核心裝備的測試能力,滿足多種海洋裝備測試需求,勇當海洋裝備檢測的先行者。

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