1、API6A 基础知识培训主讲：weijun.pan第1页，共34页。API系列标准nAPIAmerican Petroleum InstitutenAPI Spec 6A 井口装置和采油树规范(油气钻采)nAPI Spec 6D 管线输送系统阀门规范(油气输送)nAPI Spec 5L 管线钢管规范nAPI Spec 14A 井下安全阀设备规范nAPI Std 600 石油天然气工业用阀门盖螺栓连接的钢制阀门(炼油工业)nAPI Spec 16C节流压井系统规范（管汇）第2页，共34页。API6A标准的简介nAPI SPEC 6A 15版 1986年 井口装置和采油树设备规范 16版 1990
2、年 17版 1999年 18版 2002年 （ISO10423：2001）未使用 19版 2004年 （ISO10423：2003）nISO10423-2003 井口装置和采油树设备规范nSY5127-2002 井口装置和采油树设备规范第3页，共34页。API6A产品的技术参数nPN (psi):2000,3000,5000,10000,15000,20000 (MPa):14,21,35,70,105,140nDN (in):1-13/16,2-1/16,2-9/16,3-1/16,3-1/8,4-1/16,5-1/8,(mm):46,52,65,78,80,103,130nTC:K,L,P
3、,R,S,T,U,VnMC:AA,BB,CC,DD,EE,FF,HHnPSL:PSL1,PSL2,PSL3,PSL3G,PSL4nPR:PR1,PR2第4页，共34页。API 6A闸阀额定温度值n最低温度指闸阀可承受的最低环境温度n最高温度指闸阀直接接触到的介质最高温度温度类别温度范围(华氏)温度范围(摄氏)K-75180-6082L-50180-4682P-20180-2982R室温室温S0150-1866T0180-1882U0250-18121V352502121第5页，共34页。API6A阀门种类n闸阀（平板阀、泥浆阀）n节流阀n止回阀n旋塞阀n球阀nAPI6A常用闸阀、节流阀、止回阀
4、三种阀种第6页，共34页。API6A阀门应用场所n采油树n套管头装置n油管头装置n压井管汇n节流管汇n泥浆管汇第7页，共34页。API6A产品设计一般要求n设计压力：应按上述技术参数上压力作为最高额定工作压力设计。n设计温度：应按上述技术参数上温度作为额定工作温度设计。n口径及连接端法兰：按ISO10423表36-表47。n阀门结构长度：法兰端按ISO10423表54-表59，其它连接方式阀门结构长度不作要求。n螺纹端设计压力限制螺纹类型规格（in）外径规格（mm）额定工作压力MPa(psi)管线管/NPT（公称规格）1/221.370（10000）3/4226.760.335(5000)2-
5、1/2673.0168.321(3000)油管(不加厚和外加厚圆螺纹)1.054-1/226.7114.335(5000)套管（8R、偏梯形、直连形）4-1/210-3/4114.3273.135(5000)11-3/413-3/8298.5339.721(3000)1620406.450814(2000)第8页，共34页。API6A 阀门设计材料的一般要求材料类别使用条件承压件控压件 AA一般使用碳钢或低合金钢碳钢或低合金钢BB一般使用碳钢或低合金钢不锈钢CC一般使用不锈钢不锈钢DD酸性环境(NC)碳钢或低合金钢碳钢或低合金钢EE酸性环境(NC)碳钢或低合金钢不锈钢FF酸性环境(NC)不锈钢
6、不锈钢HH酸性环境(NC)抗腐蚀合金抗腐蚀合金n在满足力学性能的条件下，不锈钢可代替碳钢和低合金钢，耐腐蚀合金可代替不锈钢。第9页，共34页。NEWAY默认的材料规范MCBODYBONNETSTEMGATESEATREMARKAAA487 4C41304130+N4130+WC4130+WC5M,GBA487 4C41304130+N4130+N4130+N+PTFE5M,GE413041304130+N4130+WC4130+WC10M,GB/GEBBA487 4C413017-4PH+N410+WC410+WC5M,GBA487 4C413017-4PH+N410+N410+N+PTFE5
7、M,GE4130413017-4PH+N410+WC410+WC10M,GB/GECCA487 CA1541017-4PH+N410+WC410+WC5M,GBA487 CA1541017-4PH+N410+N410+N+PTFE5M,GE41041017-4PH+N410+WC410+WC10M,GB/GEDDA487 4C41304130+N4130+WC4130+WC5M,GBA487 4C41304130+N4130+N4130+N+PTFE5M,GE413041304130+N4130+WC4130+WC10M,GB/GEEEA487 4C413017-4PH+N410+WC410+
8、WC5M,GBA487 4C413017-4PH+N410+N410+N+PTFE5M,GE4130413017-4PH+N410+WC410+WC10M,GB/GEFFA487 CA1541017-4PH+N410+WC410+WC5M,GBA487 CA1541017-4PH+N410+N410+N+PTFE5M,GE41041017-4PH+N410+WC410+WC10M,GB/GEHH4130+625718718718+WC718+WC5M,GB第10页，共34页。产品设计的材料性能要求nAPI标准材料的性能要求材料牌号材料牌号0.2%最小屈服强度，最小屈服强度，PSI（MPa）最小
9、抗拉强度，最小抗拉强度，PSI（MPa）2in（50mm）延伸率延伸率（%）最小断面收最小断面收缩率（缩率（%）36K36000（248）70000（483）21不要求不要求45K45000（310）70000（483）193260K60000（414）85000（586）183575K75000（517）95000（655）1735非标准材料非标准材料750001520第11页，共34页。产品设计的材料性能要求n材料夏比V型缺口冲击性能的要求（标准试样）温度类别温度类别最小平均冲击功（横向），最小平均冲击功（横向），J最小侧向膨胀量（最小侧向膨胀量（mm)PSL1PSL2PSL3PSL3G、
10、PSL4K(-60)2020200.38L(-46)2020200.38P(-29)/20200.38R(-18)/200.38S(-18)/200.38T(-18)/200.38U(-18)/200.38V(-18)/200.38第12页，共34页。产品设计的材料性能要求nAPI标准材料的应用零件名称零件名称额定工作压力（额定工作压力（psi)200030005000100001500020000本体、盖本体、盖36K、45K、60K、75K36K、45K、60K、75K36K、45K、60K、75K36K、45K、60K、75K45K、60K、75K60K、75K整体端部整体端部连接连接装
11、置装置法兰式60K、75K60K、75K60K、75K60K、75K75K75K螺纹式60K、75K60K、75K60K、75KNANANA其它按制造厂规定按制造厂规定按制造厂规定按制造厂规定按制造厂规定按制造厂规定松式连接松式连接件件焊颈式45K45K45K60K、75K75K75K盲板式60K、75K60K、75K60K、75K60K、75K75K75K螺纹式60K、75K60K、75K60K、75KNANANA第13页，共34页。产品设计的材料性能要求n阀体、阀盖-拉伸性能：API60K、75K 冲击性能：20J(K,L,P)硬度：HB174（HB174-235）n阀杆-拉伸性能：API
12、75K 冲击性能：20J(K,L,P)硬度：HB197（HB197-235）n闸板、阀座-拉伸性能API75K(OVER PSL3)冲击性能:NONE REQUIRE 硬度：HB174（HB174-235）（OVERPSL3）第14页，共34页。设计计算的一般要求n承压件的应力计算1、ASME第第2册附录4S=PR/t+P/22、变形能理能SE=SY SE：压力容器壁内最高应力处的最大许用当量应力3、实验应力分析 ASME第第2册附录64、用验证试验进行设计评定n设计许用应力限定1、Sm=Min(2/3SY,1/2Su)2、SA=0.83SY(螺柱)第15页，共34页。API6A阀门试验要求A
13、、壳体液压强度试验-5000psi，PT2P额5000psi，PT1.5P额*两次保压，NO.1：4min，NO.2：4min(psl12),15min(psl34)B、阀座液压密封试验-PTP额 *三次保压，NO.1：4min(psl14)NO.2:4min(psl12),15min(psl34)NO.3:4min(psl12),15min(psl34)C、通径检查-用通径规检验，通径规尺寸及公差应符合NWS1704表7的要求。D、带压开启扭矩测试，其范围应符合NWS1704表12要求。第16页，共34页。API6A阀门试验E、壳体气压强度试验（PSL3G4)-PT=P额一次保压-15min
14、F、阀座气压试验（PSL3G4)*PSL3G两次保压NO.1 PT=P额，保压时间-15min NO.2 PT=2.0mpa,保压时间-15min *PSL4两次保压 NO.1 PT=P额，保压时间-60min NO.2 PT=510%P额,保压时间-60minG、上密封试验（PSL3G4)-PT=P额*PSL3G一次保压NO.1保压时间-15min*PSL4两次保压 NO.1 PT=P额，保压时间-60min NO.2 PT=510%P额,保压时间-60min第17页，共34页。螺纹端阀门试验压力的限制额定工作压力连 接 端 结 构 形 式法兰公称尺寸管线管和油管螺纹套 管 螺 纹13 5/
15、816 3/44 1/210 3/411 3/413 3/816202000psi4000psi3000psi4000psi4000psi4000psi2250psi3000psi6000psi4500psi6000psi6000psi4500psi5000psi7500psi7500psi7500psi7500psi10000psi15000psi15000psi15000psi15000psi22500psi22500psi20000psi30000psi第18页，共34页。产品规范级品的分类依据 工作压力15000psi高浓度H2S靠得很近采气井口NACE MR 0175高浓度H2S额定
16、工作压力采气井口采气井口采气井口额定工作压力额定工作压力额定工作压力PSL3GPSL3G是否是是是是是是否否否否否否是5000psi5000psi5000psi5000psi5000psi5000psi5000psi5000psiPSL3PSL3GPSL3PSL2PSL3PSL2PSL2PSL1PSL3PSL2PSL1否第19页，共34页。API6A 2008新产品n阀门n套管头n油管头n采油树n悬挂器n井口装置第20页，共34页。API6A 阀门新品n闸阀（4种结构）n节流阀（可调式）n止回阀（旋启全开式）第21页，共34页。可调式节流阀A、阀针与阀座不要求密封，只作调节流量用。B、在阀针与
17、阀座出口处，高速高压介质对阀针、阀座冲蚀严重，应选用耐磨、耐冲蚀材料（YG8、Ni60)。C、填料采用唇形填料（基体为四晴呋喃橡胶）。D、节流阀的阀杆螺纹旋向-右旋（顺关逆开）。第22页，共34页。手动暗杆平板闸阀-（闸板浮动）nA、阀座、闸板之间浮动-有利于阀座与闸板密封面的密封nB、闸板与阀杆之间的浮动-有利于减少操作扭矩。nC、闸板、阀座密封面喷涂WC合金-提高阀门使用寿命（表面HV1050-1370DPH300g）nD、唇形填料设计，密封更可靠，使用更方便。nD、上密封设计-带压更换填料。nE、轴承设计-减少操作扭矩。第23页，共34页。手动明杆平板闸阀-明杆nA、双阀盖、双阀杆设计-
18、降低扭矩nB、“U”填料（PTFE内包丁晴橡胶）设计-提高填料的预期寿合，避免由于填料的磨损面出现的阀杆泄漏。nC、闸板、阀座的浮动设计-有利于闸阀的密封。nD、闸板、阀座密封面喷涂WC-提高闸板阀座的耐磨性。nE、阀体与阀盖的密封设计为高压下自紧密封的BX金属密封环（高压下使用）第24页，共34页。手动暗杆平板闸阀-双阀座结构nA、双阀座结构设计-闸板、阀座更换更便捷。nB、“U”填料（PTFE内包丁晴橡胶）设计-提高填料的预期寿合，避免由于填料的磨损面出现的阀杆泄漏。nC、阀体与阀盖的密封设计为高压下自紧密封的BX金属密封环（高压下使用）nD、阀座与闸板之间密封WC金属密封，阀座与阀座、阀
19、座与阀体之间用PTFE密封。第25页，共34页。手动暗杆膨胀平板闸阀nA、闸板大、小叶（两片式）设计-更有助于密封，可人为调整密封比压。nB、阀座两平面内镶TEFLON密封环，有助于实现零泄漏。nC、填料采用“V”形填料，在填料之间加注塑性注塑脂，有利于密封和降低扭矩。nD、隔离套设计，使轴承保持一定的间隙，避免轴承压死，扭矩加大。第26页，共34页。止回阀-旋启式nA、阀盖与阀体密封采用软钢金属密封，密封可靠。原则上一次性使用。nB、摇杆与阀瓣接后部位设计成直孔与圆弧配合，有利于阀瓣与座圈的密封。第27页，共34页。套管头n套管头为通用直孔设计，可安装各种规格套管悬挂器。n悬挂台肩为45锥面
20、，承载能力大。n对称设计顶丝，固定防磨套。n套管头及套管四通可设计BT二次密封结构及密封测试接口。n套管头与表层套管连接：焊接式、螺纹式、卡瓦式。n侧出口连接方式：管线螺纹连接、栽丝法兰连接（设有VR堵螺纹）第28页，共34页。油管头n油管头为通用直孔设计，可安装各种规格的单管和双管完井油管悬挂器。n悬挂台肩为45锥面，承载能力大。n对称设计顶丝，固定防磨套及油管悬挂器。n油管头设计BT二次密封结构及密封测试接口。n侧出口连接方式：栽丝法兰连接，设有VR堵螺纹第29页，共34页。Xmas TREEn控制生产井口的压力和调节油（气）井口的流量n根据井口产量的高低，可设计成单翼或双翼的结构形式。n节流阀可配用可调针式节流阀或固定式节流阀。第30页，共34页。卡瓦式悬挂器n依靠套管自重，使卡瓦牙抱紧套管柱。n手动激发密封圈，使密封圈同时与套管头及套管密封。第31页，共34页。心轴式悬挂器n依靠套管自重激发密封圈，使密封圈同时与油（套）管头及油（套）管密封。n上、下接头设计有油管螺纹或套管螺纹。n设计有背压阀螺纹（BPV）第32页，共34页。THANKYOU第33页，共34页。演讲完毕，谢谢观看！第34页，共34页。
