ICS 75.180.10
中华人民共和国国家标准
GB/T20970-2007/IS014310.2001石油天然气工业
井下工具
封隔器和桥塞
Petroleum and naturalgas industries-Downhole eguipment--Packers and bridge plugs(ISO14310:2001,IDT）
2007-06-25发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准花管理委员会
2007-11-01实施
本标准等同采用ISO14310：2001《石油天然气工业本标准等同翻译ISO14310：2001。为便于使用，本标准做了下列编辑性修改：a）“本国际标准”词改为“本标准”；b）用小数点“，”代替作为小数点的逗号“，”c）删除国际标准的前言、引言。本标准的附录A为规范性附录。
GB/T20970--2007/ISO14310:2001并下工具
封隔器和桥塞》（英文版）。
本标准由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会（SAC/TC96)提出并归口。本标准负责起草单位：中国石油集团科学技术研究院江汉机械研究所。本标准参加起草单位：大庆油田有限责任公司采油工程研究院、宝鸡石油机械有限责任公司、石油工业并下工具质量监督检验中心。本标准主要起草人：曾永锋、方义平、刘合、张虎林、谢守平、王凤山、郝玉英、黄林华、王晗阳、梁春香、胡明。
本标准为首次发布。
1范围
石油天然气工业
GB/T20970-2007/ISO14310:2001封隔器和桥塞
井下工具主
本标准规定了石油天然气工业用封隔器和桥塞的要求。本标准适用于石油天然气工业井下作业用封隔器和桥塞。本标准仅适用于导管内使用的产品，不包括这些产品的安装和维修。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T2828.1一2003计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL)检索的逐批检验抽样计划ISO2859-1：1999,IDT)
GB/T19000-2000质量管理体系基础和术语（ISO9000：2000，IDT）SY/T6194-—2003石天然气工业油气井用套管或油管用钢管（ISO11960：2001，IDT）ISO3601-1液力系统O形密封圈第1部分：内径，截面积，公差和尺寸规范ISO/DP3601-3液力系统O形密封圈第3部分：质量检验标准NACEMR0175油田设备用抗硫化应力开裂的金属材料3术语和定义
GB/T19000-2000确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1此内容来自标准下载网
总成assembly
由一个以上零件和（或)部件组成的产品。3.2
桥塞bridgeplug
安装在导管内，而非安装在事先设定的承座上，用以隔断导管内流体交流的机械装置。3.3
套管casing
从地表下入已钻井眼作衬壁的管子。[SY/T6194-—2003，定义4.1.2]。3.4
套管尺寸casingsize
套管的公称外径。
[SY/T6194—2003，定义8]。
零件（部件）component
组成总成的单个部分。
GB/T20970—2007/1SO14310:20013.6
导管conduit
由金属或非金属制成的套管，油管或尾管。3.7
设计确认designvalidation
通过试验证明封隔器或桥塞与设计确认等级一致性的过程：注：在6.5中规定了六个标准设计确认等级（V6～V1)，在录A中规定了个特殊设计确认等级（VO)。3.8
设计验证designverification
在设计输出过程的适当阶段，确保产品最终符合供方或制造商的技术规范所进行的活动。注：这些活动在6.4中指述，
driftdiameter
封隔器的最小内径，在总成验证中，可用通径规外径表示，如74。11中的描述。3.10
端部连接endgonectjon
封隔器和桥塞通
过螺纹或其他机构与导管相连
外露元件
component
润湿元件、内润湿既件和（或）与封隔件下的井液接触的元件参见：润湿元伴3.13），内润湿元件（3.18)33. 12
挤压间隙
isiongap
套管最大内
封隔件最小外径间的控向间限。Blow-tetted conponent
润湿元件
直接与动态谦井液接触的零件（部件）：参见：外露元你（311），内润湿元件（3.18）。3.14
规格外径gageo
产品规定的最大外控
等级grade
不同的质量要求或设计确认的级别。3.16
热处理可追溯（性）heattraceable对材料热处理（加热）的追溯。3.17
澎胀封隔件inflatablepackingcomponent在液体压力直接作用下，形成加压密封的封隔器或桥塞的密封件。3.18
内润湿元件internallywettedcomponent润湿元和任何流体通过的元件，但该元件与井液的接触是通过孔道或其他通道的可浸润区域参见：外露元件（3.11)，润湿元件（3.13）2
工作批joblot
经过一次或一系列相同加工工序的一批材料或部件。3.20
工作批可追泌（性）joblo1traceable批量加工过程中对部件的追溯确认能力。3.21
尾管linee
不延律到地面，衬隔井壁的管子。3.22
中心管mandrel
GB/T20970-2007/ISO14310:2001封隔器的零件或部件，带有端部连接并提供三个穿过封隔器的通道3.23
制造manufucturings
设备供方或制造商完成必需的生产过程和活动，提供制成的零件总成和相关文件，以满足用户或采购者的需要，并待给镇好的标旗注；供方制造商汾接剩订单后件始制造，并在零件总成和推关文件交付运输者后结束3.24
NACE规范
CEservice
封隔器和桥塞
创/1类零件的生产材料应符合美国腐镇工程师协会NACEMR吨75参见：1类露
不合格
3.39），标准规范（334
oneconformity
esonformance
不符合
未满足规难要求
封隔器
pagker
安装在导管因葡安装在事先设定的承座的机械装置。
封隔件packingeiemenit
封隔导管间的环形空间阻止环形空间内流体流动封隔器或桥塞的密到《密封导管的内径来堵塞流体流动，参见：桥塞（3.2），封隔器（3263.28
永久型封隔器（桥塞）
permanentapacker(bridgeplug)封隔器(桥塞)不具有完整地从导管中取出的功能，只有破坏后才能取出。3.29
压力反转pressurereversal
从产品上部到下部压差的改变，反之亦然。3.30
可重复坐封型封隔器（桥塞）repositionablepacker（bridgeplug）满足可回收型封隔器（桥塞）（3.31)定义，能够在导管中（不需起出）重新坐封而继续保持封隔的功能。
GB/T20970--2007/ISO14310:20013.31
可回收型封隔器（桥塞）retrievablepacker（bridgeplug）容易从导管中完整回收的封隔器（桥塞）。3.32
密封件seal
对于液体或气体流道起封隔作用的装置。3.33
剪切装置sheardeyice
在预定载荷下，可断开的装置。3.34
供应标准standard service
封隔器或桥塞元件由符合或不符合NACEMR0175的材料制成。3.35
substantivedesignchange
实质设计更改
由供方确认的改变设计，可影响产品在预期使用条件的性能3.36
温度变化范围
temperature cycle range
对产品设计的工作温度规定的波动范围。注：产品温度变化范围可在产品的工作温度范围内任一区间。3.37
temperature range
温度范围
对产品设计的工作温度规定的范围。3.38
油管tubing
下人井中，用作产液或注液通道的管子。[SY/T6194--2003，定义4.1.39]。3.39
1类零件（焊接）type1component（weld）隔离压力和（或)可承受张力的零件（焊接）注：张力是指封隔器或桥寒在下井、坐封、定位、回收过程或其他原因所产生的轴向载荷。3.40
2类零件（焊接）type2component（weld）不符合1类零件（焊接）的零件（焊接）。缩略语
接收质量限
合格证
设备数据清单
材料检验报告
无损检测
质量控制
5功能规范
5.1总述
GB/T20970--2007/ISO14310:2001用户或采购商应提供一个定购产品的功能规范，该产品应遵从本标准，并且要和供方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、数据清单或其他相关的文件来表示。5.2功能特性
为保证适用性，用户或采购商应详细注明下列功能特性：封隔器或桥塞；
永久型、可回收型、可重复坐封型。5.3井身参数
为保证适用性，用户或采购商应详细注明下列并身参数：-油管和套管的尺寸、材料、钢级；封隔器或桥塞上下端部连接；
封隔器或桥塞的安装位置与垂直方向的井斜角度；一封隔器或桥塞所要通过的井径变化；-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，宜用油并示意图表示出来；最小和最大生产或注人压力、各种不同压力、温度和液体速率！任何其他与并身相关的参数。
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，包括下并方法和坐封方法；坐封深度；
回收或重新坐封的方法（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、拉仰或压缩)和扭矩；
通过封隔器的装置的尺寸、型号以及结构（需要时）；一任何其他相关的操作参数。
5.5环境的适用性
5.5.1总述
材料的适用性如5.5.2和或)5.5.3所述。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金属和非金属件的材料应按供应标准(3.34)或NACE规范（3.24)选定。5.5.3.2元件可分为润湿元件（3.13）、内润湿元件（3.18）、外露元件（3.11)和其他元件。5.6并下设备的适用性
在使用中，用户或采购商应明确以下内容：5
GB/T20970-2007/ISO14310:2001-顶部利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、外经、内径以及它们各自的定位；其他产品以及和这些产品和连接的导管的尺寸、型式和结构。5.7质量控制
应说明质量控制等级。提供三个质量控制等级（Q3、Q2和Q1），见7.4。5.8设计确认
应说明设计确认等级。提供六个标准设计确认等级（V6至V1)，见6.5和个特殊设计确认等级（Vo），见附录A。
6技术规范
6.1总述
供方或制造商应提供离功能规范要求相对应的技术规范。供方或制遵商还应为用户或采购商提供如7.2.1所规定的产品数据
6.2技术特性
应遵循以下原测
封隔器或桥塞应征预定位置坐放和密封，并持续工作直到进待其他预定作业套管损坏的情况除外；
在垒放利斯
封隔器或
6.3设计标准
6.3.1材料
间，封隔器或桥塞应能执行功能要求的各项工作；牵使用中不能妨碍油并作业。
供方或制造商应说明适用于功能规范所规定环境的产品材料和服务用户或采购商可动能规范中指明用于特定腐环境的材料，如桌供方或制造商提出使用另一种材料，则应说明该材料的型能符合规定的技术指标要求这适用于金属和非金属零件，6.3.2载荷性能
供方或制造商应说期产施适应的压方、温度和轴尚额定载荷，对4至等织的封隔器或桥塞需验证，要提供性能图。该图播述作用在封隔器或桥塞上的不同压差和轴向载荷的合影响。
图1是性能图实例。被包衡的区域就是载荷性能区。形成边界的线表示了封隔器和桥塞的不同失效形式。
载荷性能图应符合以下原则：
一失效形式应表示供方或制造商的最大载荷值：压力坐标轴上的“上”和\下”表示产品上压力和下压力，而不是产品的内压力。如果图线包括以产品内压力为基础的额定值，应特别标出或附加图线；如果性能图上没有特别标明，那么产品内径指的是不被堵塞的内径；一剪切装置应标明最小剪切值；不应包括端部连接装置的影响；图上应标明套管或油管的最小内径和最大内径。该图应适用于整个指定的内径范围；坐标轴和符号规则应按图1所示；如果包括解释图线，可通过多个图形表示，图2给出了不同的剪切装置；性能图涉及的产品应在图中指明。6
上压力
~14 504 10 878 -7 275
400000
300000
200000
100000
-100000
压力/psi
-3 626
下压力
E力/MPa
上压力
价或更多失效形式的交反点
注：标有“A\的叠为两
GB/T20970-2007/IS014310:20017 275
下压力
载荷性能示例图
注1：
注2；
注3：
注4：-
-100000
200000
300000
400000
500000
上压力
压力/psi
压力/MPa
上压力
100000N剪切标识
150000N剪切标识；
一200000N剪切标识
250000N剪切标识。
下压力
下压力
剪切装置选择示例图
10 87814 504
67 446
44 694
870211603
422482
-44 964
-67446
-112410
GB/T20970-2007/ISO143102001
6.4设计验证
6.4.1总述
设计验证应确保每个封隔器或桥塞的设计满足供方或制造商的技术规范。它应包括下列一个或多个项目：设计审查、设计计算、物理试验、类似设计的比较以及规定的操作条件的历史记录。6.4.2尺寸设计
6.4.2.1总则
在套管或油管尺寸范围内，可根据6.4.2.2和6.4.2.3的要求和限制来设计系列产品的尺寸。这适用于6.5所列的V5至V1等级产品确认。6.4.2.2产品系列设计
产品系列设计应满足下列要求：一结构：设计原理在几何形状、材料和功能上相同；设计应力等级：与材料力学性能有关的设计应力等级，是基于相同的标准。6.4.2.3尺寸限制
在给定套管或油管尺寸范围内，产品系列尺寸受以下限制：-产品试验应在最大挤压间隙下进行，见3.12；一产品试验应使用最小和最大截面的封隔件产品进行；一封隔件和挤压件的儿何形状与材料应与被试验产品相同；一封隔件内径与封隔件下部零件的外径应与试验产品相同；一定型不包括超过试验产品的额定压力、温度范围、温度变化范围、额定轴向载荷或载荷性能图。6.5设计确认
6.5.1总述
本标准为产品提供了六个标推确认等级和一个特殊确认等级。用户或采购商应指定需要的产品设计确认等级。产品应至少满足一种设计确认等级。标准确认等级：
V6：供方或制造商规定；
V5：液体试验；
V4：液体试验和轴向载荷试验；V3：液体试验、轴向载荷试验和温度变化试验；V2：气体试验和轴向载荷试验；V1：气体试验、轴向载荷试验和温度变化试验。特殊确认等级：
VO：气体试验、轴向载荷试验和温度变化试验和特别接收标准(V1.和零气泡接收标准）。桥塞可在不加轴向载荷的情况下进行试验，所有确认等级都是可适用的。满足高设计确认等级的产品可认为满足低设计确认等级，如表1所示。V5至V1等级的封隔器或桥塞不应按套管或油管的尺寸和质量确认等级。套管或油管的最大内径可大于确认试验时的内径。套管或油管的内径公差应符合SY/T6194一2003。表1V6至V1标准确认等级
设计确认等级
包含等级
V1.V2、V3、V4、V5、V6
V2、V3、V4、V5、V6
V3、V4、V5、V6
设计确认等级
6.5.2V6至V1标准确认等级
6.5.2.1总述
表(续）
GB/T20970--2007/ISO14310:2001包含等级
V4、V5、V6
V5、V6
供方或制造商应提供所有参数和评价结果的文件，以证明满足确认等级。试验数据应标出试验期间的渗渴率。如无渗漏发生，应明确指出。试验气体的量筒应在常压状态下计量。6.5.2.2供方或制造商规定的V6等级供方或制造商规定的确认方法和验收标准。6.5.2.3V5等级的液体试验
供方或制造商应遵循以下试验参数和标准：坐放的套管或油管最大内径公差为士0.76mm（士0.030in），见6.5.1；用最小额定载荷或压力（士10%）坐放；带可胀封隔件的产品应水平放置进行试验。产品在试验装置中一端居中即可；试验在最高或高于最高额定温度下进行；试验在最大或高于最大压差下进行：在最大或高于最大额定压差下，从高到低或从低到高至少实现两个压力反转试验以水作试验介质，可以加人添加剂或液压油。密度应小于1100kg/m（68.671b/ft）。试验介质内应无明显的微小颗粒物或其他堵塞渗漏的物质；压力试验至少保压15min；
接收标准：经过足够时间的稳压过程后，保压期间压力降不大于最大额定压力的1%。稳压时间由供方或制造商规定；
试验结束后，采用供方或制造商指定的方法取出可回收型封隔器或桥塞。6.5.2.4V4等级的液体试验和轴向载荷试验供方或制造商应遵循以下试验参数和标准：坐放的套管或泌管最大内径公差为士0.76mm（土0.030in)，见6.5.1；用最小额定载荷或压力（士10%）坐放；一带可膨胀封隔件的产品应水平放置进行试验。产品在试验装置中一端居中即可；试验在最高或高于最高额定温度下进行；试验在最大或高于最大压差下进行；在最大或高于最大额定压差下，从高到低或从低到高至少实现两个压力反转试验；一试验额定性能图线的全部交叉点；在最大额定剪切载荷下试验具有剪切丢手功能的封隔器或桥塞。为安全起见，应采用足以承受最大剪切载荷的剪切装置代替原剪切装置：以水作试验介质，可以加人添加剂或液压油。密度应小于1100kg/m2（68.67Ib/ft2）。试验介质内应无明显的微小颗粒物或其他堵塞渗漏的物质-压力试验至少保压15min；
接收标准：经过足够时间的稳压过程后，保压期间压力降不大于最大额定确认压力的1%。稳压时间由供方或制造商规定；
一试验结束后，采用供方或制造商指定的方法取出可回收型封隔器或桥塞。9