МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
(МГС)
INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION
(ISC)
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ
ШТАНГИ НАСОСНЫЕ, ШТОКИ УСТЬЕВЫЕ И МУФТЫ К НИМ
Технические условия
(ISO 10428:1993, NEQ)
Издание официальное
|
Москва
Стандартинформ
2013 |
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0— 92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ВНИИНМАШ)
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 15 ноября 2012 г. № 42)
За принятие стандарта проголосовали: |
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004—97 |
Код страны по МК (ИСО 3166) 004—97 |
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
Беларусь |
BY |
Госстандарт Республики Беларусь |
Казахстан |
KZ |
Госстандарт Республики Казахстан |
Кыргызстан |
KG |
Кыргызстандарт |
Молдова |
MD |
Молдова-Стандарт |
Российская Федерация |
RU |
Росстандарт |
Таджикистан |
TJ |
Таджикстандарт |
Узбекистан |
UZ |
Узстандарт |
|
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23.11.2012 № 994-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 31825-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 01.01.2014 |
5 Настоящий стандарт соответствует стандартам ISO 10428:1993 Petroleum and natural gas industries — Sucker rods (pony-rods, polished rods, couplings and sub-couplings) — Specification (Промышленность нефтяная и газовая. Насосные штанги (укороченные насосные штанги, полированные штоки глубинного насоса, муфты и переводники). Технические условия) и API Spec 11В 4 Specification for sucker rods (pony rods, polished rods, couplings and subcouplings).
Стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 51161-2002
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты».
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты»
© Стандартинформ, 2013
В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
Штанга условным размером 19 мм, длиной 8000 мм из стали марки 40 (нормализация), без соединительной муфты:
Штанга насосная ШН19-8000-40н ГОСТ31825—2012
Штанга условным размером 19 мм, длиной 8000 мм из стали марки ЗОХМА, нормализованная с высоким отпуском с последующим поверхностным упрочнением нагревом ТВЧ, без соединительной муфты: Штанга насосная ШН19-8000-30ХМАнво ТВЧ ГОСТ31825—2012
Штанга условным размером 22 мм, длиной 8000 мм из стали марки 15Х2НМФ, закаленная с высоким отпуском, без соединительной муфты:
Штанга насосная ШН22-8000-15Х2НМФзво ГОСТ31825—2012 То же, нормализованная с высоким отпуском:
Штанга насосная ШН22-8000-15Х2НМФнво ГОСТ31825—2012
4.3 Штанговые муфты (далее — муфты) следует изготовлять следующих исполнений:
1 — муфты слысками нормального диаметра;
2 — муфты без лысок нормального диаметра;
3 — муфты без л ысок уменьшенного диаметра.
Муфты подлине могут быть нормальными и удлиненными.
Муфты каждого исполнения могут быть соединительными или переводными.
4.4 Конструкция, основные размеры и масса соединительных муфт должны соответствовать указанным на рисунке 4 и в таблице 2, а переводных муфт — на рисунке бив таблице 3.
Исполнение 1 Исполнения 2, 3
Таблица 2 — Основные размеры соединительных муфт
Размеры в миллиметрах |
Условный
размер
соединительной
муфты |
Испол
нение |
Диаметр
муфты
D
-0,5 |
Диаметр
выточки
Di
+0,25 |
Длина
выточки
/
±0,5 |
Длина нормальной (удлиненной) муфты L ±1 |
Размер
под
ключ
S
-0,8 |
Длина
лыски
'l
±1 |
Масса нормальной (удлиненной) муфты, кг, не более |
МШ16 |
1; 2 |
38,0 |
24,26 |
10 |
80(102) |
35,0 |
36,0 |
0,5 (0,6) |
3 |
34,0 |
— |
— |
0,34(040) |
МШ19 |
1; 2 |
42,0 |
27,43 |
|
82(102) |
38,0 |
36,0 |
0,56(0,7) |
3 |
40,0 |
12 |
— |
— |
0,4(0,48) |
МШ22 |
1; 2 |
46,0 |
30,50 |
90(102) |
41,0 |
36,0 |
0,68(0,85) |
3 |
42,0 |
|
— |
— |
0,42(0,53) |
МШ25 |
1; 2 |
56,0 |
35,40 |
14 |
102(115) |
48,0 |
38,0 |
0,88(1,10) |
3 |
51,0 |
— |
— |
0,72(0,9) |
МШ29 |
1; 2 |
60,0 |
40,13 |
14 |
115 |
54,0 |
42,0 |
1,54 |
|
Исполнение 1 |
|
Рисунок 5 — Переводные муфты |
Таблица 3 — Основные размеры переводных муфт
Размеры в миллиметрах |
Условный размер соединительной муфты |
Испол
нение |
Диаметр
муфты
D
-0,5 |
Диаметр
выточки
0i
+0,25 |
Диаметр
выточки
о2
+0,25 |
Длина
выточ
ки
L
±0,5 |
Длина
выточ
ки
'i
+0,5 |
Длина
муфты
L
±1 |
Размер
под
ключ
S
-0,8 |
Длина
лыски
и
±0,5 |
^2 |
|
Масса
муфты,
кг,
не
более |
мшп
16x19 |
1; 2 |
42,0 |
24,26 |
27,43 |
10 |
|
|
38,0 |
36,0 |
35 |
40 |
0,72 |
3 |
40,0 |
12 |
102 |
— |
— |
0,50 |
МШП |
1; 2 |
46,0 |
27,43 |
30,50 |
|
|
|
41,0 |
36,0 |
40 |
45 |
0,86 |
19x22 |
3 |
42,0 |
12 |
|
|
— |
— |
0,55 |
МШП |
1; 2 |
56,0 |
30,50 |
35,40 |
|
115 |
48,0 |
38,0 |
45 |
50 |
1,30 |
22x25 |
3 |
51,0 |
|
14 |
— |
— |
1,00 |
МШП
25x29 |
1; 2 |
60,0 |
35,40 |
40,10 |
14 |
|
130 |
54,0 |
42,0 |
50 |
60 |
1,64 |
|
4.5 В зависимости от наличия термообработки или износостойкого покрытия на наружной цилиндрической поверхности муфты подразделяют на три класса (см. таблицу 4).
Таблица 4 — Виды термообработки и покрытия муфт |
Класс муфты |
Конструктивное
исполнение |
Вид термообработки или покрытия |
Н(Т*) |
1, 2, 3 |
Нормализация |
T(S*) |
2, 3 |
Упрочнение наружной цилиндрической поверхности нагревом токами высокой частоты (ТВЧ) |
П (SM*) |
2, 3 |
Износостойкое покрытие на наружной цилиндрической поверхности |
* Обозначение по [1] и [2]. |
|
Примеры условных обозначений муфт:
Муфта соединительная условным размером 19 мм из стали марки 40 (45), класса Т, исполнения 1, нормальной длины:
Муфта МШ19-1 ГОСТ31825—2012
То же, из стали марки 20Н2М, класса Н, исполнения 2, удлиненная:
Муфта МШ19-20Н2М-Н2У ГОСТ31825—2012
То же, из стали марки 20Н2М, класса П, исполнения 3:
Муфта МШ19-20Н2М-ПЗ ГОСТ31825—2012
Муфта переводная условным размером 19x22 мм из стали марки 40(45), класса Т, исполнения 2: Муфта МШ19-22-2 ГОСТ31825—2012
4.6 Устьевой шток
|
б — устьевой шток полый Рисунок 6 — Устьевой шток |
4.6.1 Устьевые штоки следует изготовлять в соответствии с рисунком 6а или 66 и таблицами 5 и 8. Массы устьевых штоков приведены в приложении А.
Таблица 5 — Основные размеры устьевых штоков
Размеры в миллиметрах |
|
Условный размер штока |
Размеры |
ШУ28 |
ШУ31 |
Ш38 |
Обозначение резьбы |
|
Ш19 |
Ш22 |
Ш25 |
Диаметр рабочей поверхности D +0,12 -0,25 |
28,6 |
31,8 |
38,1 |
|
ГОСТ 31825-2012
Окончание таблицы 5 |
|
Условный размер штока |
Размеры |
ШУ28 |
ШУ31 |
Ш38 |
Обозначение резьбы |
|
Ш19 |
Ш22 |
Ш25 |
Длина штока L |
2440 |
3350 |
4880 |
±50 |
3350 |
4880 |
6100 |
|
4880 |
6100 |
7315 |
|
6100 |
7315 |
7925 |
|
7315 |
7925 |
9145 |
|
7925 |
9145
10975 |
10975 |
Размер лыски под ключ Ь |
24 |
27 |
30 |
-0,5 |
|
|
|
|
Примечание — По требованию заказчика допускается изготовление других конструкций и типоразмеров устьевых штоков. |
Примеры условных обозначений устьевого штока:
Шток устьевой с диаметром рабочей поверхности 28,6 мм, с размером резьбы Ш19, длиной 6100 мм из стали марки 40 (нормализованная):
ШУ28,6-19-6100-40н ГОСТ31825—2012
Тоже, шток устьевой полый:
ШУП 28,6-19-6100-40Н ГОСТ31825—2012
4.6.2 Устьевой шток следует изготовлять с резьбой на обоих концах, имеющей конусный сбег. Допускается изготовление устьевых штоков с резьбой, имеющей конусный сбег на одном конце и с резьбой насосных штанг на другом конце. Допускается по требованию заказчика изготовление устьевого штока с резьбой насосных штанг на обоих концах. Размеры сопрягаемых элементов ниппеля устьевых штоков должны соответствовать указанным в таблицах 8 и 12.
4.7 Муфта устьевого штока
4.7.1 Муфты устьевых штоков следует изготовлять в соответствии с рисунками 4, 7 и 12 и таблицами 2 и 8.
Пример условного обозначения муфты устьевого штока:
Муфты устьевого штока условным размером 19 мм из стали марки 40 (нормализованная), класса Н: Муфта МУШ-19-40-Н ГОСТ
11
4.8 Утяжеленные штанги
4.8.1 Конструкция и размеры утяжеленных штангдолжны соответствовать указанным на рисунке 8 и в таблице 6. Массы утяжеленных штанг приведены в приложении А.
|
Таблица 6 — Основные размеры утяжеленных штанг |
Размеры в миллиметрах |
Размеры |
Условный размер утяжеленной штанги |
ШУТ
32 |
ШУТ
32 |
ШУТ
35 |
ШУТ
35 |
ШУТ
38 |
ШУТ
41 |
ШУТ
44 |
Номинальный диаметр штанги D -0,76 |
32 |
35 |
38 |
41 |
44 |
Обозначение резьбы |
Ш16 |
Ш19 |
Ш16 |
Ш19 |
Ш19 Ш22 |
Ш22 |
Длина штанги L ±50 |
8000, 7620(7518*), 9140(9042*) |
Диаметр элеваторной шейки ф +0,23 -0,46 |
22,0 |
25,0 |
Диаметр ловильной шейки d2, не менее |
22,0 |
25,0 |
Размер под ключ Ь ±0,8 |
25,4 |
33,3 |
38,1 |
Длина упорного бурта /, не более |
19,0 |
Длина лыски А, |
32,0 |
38,0 |
41,0 |
Длина элеваторной шейки /2, не менее |
102,0 |
Радиус галтели R ±3 |
67,0 |
76,0 |
|
Примечания
1 Длина ловильной шейки, радиусы г и ^ по выбору изготовителя.
2 По согласованию с потребителем допускается:
другая форма сопряжения зарезьбовой канавки с упорным буртом; исполнение размера под ключ с четырьмя гранями. |
Пример условного обозначения утяжеленных штанг:
Штанга утяжеленная условным размером 32 мм, с размером резьбы Ш19, длиной 8000 мм из стали марки 40, подвергнутая обработке втмо, с соединительной муфтой из стали марки 20Н2М, класса Т, исполнения 2:
ШУТ32-19-8000-40втмо-20Н2М-Т2 ГОСТ 31825-2012
ГОСТ 31825-2012
5 Сопрягаемые элементы штанг, устьевых штоков и муфт
5.1 Номинальный профиль резьбы штанг, устьевых штоков, муфт и размеры его элементов должны соответствовать указанным на рисунке 9 и в таблице 7. Впадины наружной резьбы должны иметь закругленный профиль радиусом от 0,275 до 0,367 мм.
|
1 — ниппель; 2 — муфта Рисунок 9 — Номинальный профиль резьбы |
Таблица 7 — Номинальный профиль резьбы
Размеры в миллиметрах |
ШагР |
Н = 0,866025Р |
5/8 Н |
3/8 Н |
1/2 Н |
1/4 Н |
1/8 Н |
1/6 Н |
2,54 |
2,1997 |
1,3748 |
0,8249 |
1,1 |
0,5499 |
0,2750 |
0,3666 |
|
5.2 Номинальные размеры наружного, среднего и внутреннего диаметров резьбы должны соответствовать указанным в таблице 8.
Таблица 8 — Номинальные размеры резьбы
Размеры в миллиметрах |
Условный размер |
Обозначение
резьбы |
Номинальный диаметр резьбы |
штанги |
соединительной
муфты |
наружный d\ D |
средний
с/2; D2 |
внутренний
ф; D1 |
ШН16 |
МШ16 |
Ш16 |
23,8 |
22,174 |
21,08 |
ШН19 |
МШ19 |
Ш19 |
27,0 |
25,349 |
24,26 |
ШН22 |
МШ22 |
Ш22 |
30,2 |
28,524 |
27,43 |
ШН25 |
МШ25 |
Ш25 |
34,9 |
33,287 |
32,18 |
ШН29 |
МШ28 |
Ш28 |
39,7 |
38,049 |
36,96 |
|
13 |
5.3 Расположение полей допусков резьбы должно соответствовать указанному на рисунке 10.
1 — номинальный профиль резьбы; 2 — поле допуска внутренней резьбы;
3 — поле допуска наружной резьбы
Рисунок 10 — Расположение полей допусков резьбы
5.4 Предельные значения диаметров резьбы должны соответствовать указанным в таблицах 9 и 10.
Размеры в миллиметрах
Таблица 9 — Предельные значения диаметров наружной резьбы |
Обозначение
резьбы |
d |
d2 |
ф, не более |
не более |
не менее |
не более |
не менее |
Ш16 |
23,779 |
23,452 |
22,129 |
21,981 |
20,663 |
Ш19 |
26,952 |
26,624 |
25,303 |
25,146 |
23,840 |
Ш22 |
30,127 |
29,799 |
28,476 |
28,321 |
27,010 |
Ш25 |
34,887 |
34,559 |
33,236 |
33,071 |
31,770 |
Ш29 |
39,647 |
39,319 |
37,998 |
37,826 |
36,530 |
|
Размеры в миллиметрах
Примечание — Нижнее отклонение резьбы штанг d-1 и верхнее отклонение резьбы муфт D обеспечиваются резьбообразующим инструментом.
Таблица 10 — Предельные значения диаметров внутренней резьбы |
Обозначение
резьбы |
D,
не менее |
D |
01 |
не более |
не менее |
не более |
не менее |
Ш16 |
23,8 |
22,367 |
22,174 |
21,62 |
21,08 |
Ш19 |
27,0 |
25,552 |
25,349 |
24,79 |
24,26 |
Ш22 |
30,2 |
28,727 |
28,524 |
27,97 |
27,43 |
Ш25 |
34,9 |
33,503 |
33,287 |
32,72 |
32,18 |
Ш29 |
39,7 |
38,273 |
38,049 |
37,49 |
36,96 |
|
5.5 Основные размеры сопрягаемых элементов ниппеля штанги и муфты должны соответствовать указанным на рисунке 11 и в таблице 11.
2
|
1 — плоскость конца резьбы муфты (продолжение резьбы муфты по выбору изготовителя);
2 — поверхность под ключ; Вт— ширина торцевой контактной поверхности; D1 — диаметр зарезьбовой канавки ниппеля; Ь\ — диаметр выточки муфты; Окф — максимальный диаметр
внутренней фаски муфты; Оки — допускаемый минимальный диаметр изношенной муфты |
Рисунок 11 — Сопрягаемые элементы ниппелей штанг и муфт к ним
Таблица 11
Размеры в миллиметрах |
Обозначение резьбы |
°к.и |
°к.ф
+0,38 |
вт = (Ок,—0,ф)/2, не менее |
Ш16 |
29,90 |
28,65 |
0,66 |
Ш19 |
36,25 |
31,83 |
2,03 |
Ш22 |
39,42 |
35,00 |
2,03 |
Ш25 |
47,37 |
39,78 |
3,61 |
Ш29 |
53,54 |
44,53 |
4,34 |
|
5.6 Основные размеры сопрягаемых элементов ниппелей устьевых штоков и муфт для них должны соответствовать указанным на рисунке 12 и в таблице 12.
|
ный диаметр муфты; / — длина цилиндрической части резьбы ниппеля; /1 — длина ниппеля Рисунок 12 — Сопрягаемые элементы ниппелей устьевых штоков и муфт для них |
Таблица 12
Размеры в миллиметрах |
Обозначение
резьбы |
Размеры сопрягаемых элементов устьевых штоков |
L
+2,82 |
+1,55 |
Dn
-0,33 |
dp |
Ш16 |
14,61 |
28,58 |
23,78 |
23,952 |
Ш19 |
20,96 |
34,93 |
26,95 |
27,127 |
Ш22 |
20,96 |
34,93 |
30,13 |
30,302 |
Ш25 |
30,48 |
44,45 |
34,89 |
35,065 |
Ш29 |
36,83 |
50,80 |
39,65 |
39,827 |
|
Пример условного обозначения резьбы условным размером 19:
Резьба Ш19 ГОСТ 31825-2012
6 Технические требования
6.1 Штанги, муфты и устьевые штоки следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке.
6.1.1 Для изготовления штанг, устьевых штоков и муфт следует применять круглую горячекатаную сталь по ГОСТ 2590 или по нормативно-техническим документам на прокат предприятий-изготовителей.
Технические требования к прокату—по ГОСТ 1050, ГОСТ 4543 или техническим условиям на конкретные марки стали.
Для изготовления стеклопластиковых штанг следует применять стеклопластиковый стержень, изготавливаемый по техническим условиям предприятия-изготовителя. Каждая партия стеклопластиковых стержней должна иметь сертификат предприятия-изготовителя. На концах стержня устанавливают металлические головки, прошедшие химический анализ состава стали, идущей на их изготовление.
Для каждой плавки, предназначенной для производства штанг с высаженными головками, должен выполняться анализ химического состава металла.
При изготовлении штанг с приваренными головками должен выполняться химический анализ состава стали, идущей на изготовление тела штанг и головок.
Допускается замена данных результатов анализа сертификатом предприятия-изготовителя на поставленную партию проката.
6.1.2 Классы штанг и прочностные характеристики материалов, из которых изготавливают штанги, после их термической обработки должны соответствовать классам прочности, указанным в таблице 13. Прочностные характеристики стеклопластикового стержня приведены в таблице 14.
Таблица 13 — Классы и прочностные характеристики материалов, применяемых для изготовления стальных штанг, головок, устьевых штоков и муфт |
Класс |
Предел текучести ат, МПа, |
Временное сопротивление св, МПа |
прочности |
не менее |
не менее |
не более |
К |
414 |
620 |
793 |
С |
414 |
620 |
793 |
д |
586 |
793 |
965 |
|
ГОСТ 31825-2012
Таблица 14 — Прочностные характеристики стеклопластиковых стержней |
Предельное напряжение сдвига, МПа, не менее |
Предел прочности на разрыв, МПа, не менее |
Модуль упругости, МПа |
Максимальная температура среды, °С |
690 |
690 |
53-103 |
130 |
|
6.1.3 Глубина поверхностного упрочненного слоя штанг, подвергнутых нагреву током высокой частоты (ТВЧ), должна соответствовать указанным в таблице 15.
Таблица 15 — Глубина поверхностного упрочненного слоя штанг, подвергнутых нагреву ТВЧ |
Условное обозначение штанги |
Глубина поверхностного упрочнения, мм |
тела штанги |
головки штанги на участке с радиусом |
г |
fi |
ШН19 |
1,5—2,3 |
1,5—3,5 |
1,2—2,3 |
ШН22 |
1,7—2,5 |
1,7—4,5 |
1,5—2,5 |
ШН25 |
О
со
1
о
ем" |
2,0—5,5 |
О
со"
1 |
ШН29 |
о
со"
1
о
см" |
2,0—5,5 |
Vi
I
со
о |
|
Примечание — Не допускается поверхностное упрочнение нагревом ТВЧ участков квадрата на головках штанги. |
Рекомендуемые значения предела прочности при растяжении и твердости упрочненного слоя штанг, подвергнутых нагреву ТВЧ, для конкретных марок сталей приведены в приложении Б.
Рекомендуемые значения условного предела текучести при кручении для классов прочности приведены в приложении Б.
6.1.4 Муфты следует изготовлять из стали марок 40 и 45 по ГОСТ 1050. Допускается по заказу потребителя изготовление муфт из сталей марок 20Н2М и 20ХН2М по ГОСТ 4543.
6.1.5 Минимальный предел прочности материала муфт — 655 МПа.
6.1.6 Содержание серы в материале, из которого изготовляют муфты, не должно быть более 0,05 %.
6.1.7 Глубина поверхностного упрочнения наружной поверхности муфты класса Т должна соответствовать указанным в таблице 16. При этом концы муфт должны оставаться незакаленными на длине от 3 до 10 мм.
Рекомендуемые значения твердости упрочненного слоя наружной поверхности муфт класса Т для конкретных марок сталей приведены в приложении Б.
Таблица 16 — Глубина поверхностного упрочнения наружной поверхности муфты класса Т |
Наружный диаметр муфты D, мм |
Исполнение |
Глубина поверхностного упрочнения, мм |
<46,0 |
2 |
2,0—3,0 |
3 |
1,0—2,0 |
>46,0 |
2 |
2,5—3,5 |
3 |
1,5—2,5 |
|
6.1.8 Химический состав материала покрытия наружной поверхности должен соответствовать приведенному в таблице 17. Твердость износостойкого покрытия — 53 ... 62 HRC. Способ нанесения покрытия должен исключать возможность нарушения геометрических параметров резьбы.
17
1 Область применения....................................... 1
2 Нормативные ссылки....................................... 1
3 Определения........................................... 2
4 Конструкция, основные параметры и размеры.......................... 4
5 Сопрягаемые элементы штанг, устьевых штоков и муфт..................... 13
6 Технические требования..................................... 16
7 Упаковка и консервация..................................... 20
8 Требования безопасности.................................... 21
9 Правила приемки......................................... 21
10 Методы контроля......................................... 22
11 Транспортирование и хранение.................................. 25
12 Указания по эксплуатации.................................... 26
13 Гарантии изготовителя...................................... 26
Приложение А (справочное) Массы штанг, устьевых штоков и утяжеленных штанг......... 27
Приложение Б (рекомендуемое) Механические свойства штанг и муфт............... 29
Приложение В (обязательное) Объем выборки от партии...................... 30
Приложение Г (рекомендуемое) Примеры расчета вероятности безотказной работы партии штанг. . 31
Приложение Д (рекомендуемое) Калибры для контроля резьбы................... 32
Приложение Е (рекомендуемое) Область применения насосных штанг и значение допускаемого приведенного напряжения в штангах.......................... 43
Приложение Ж (справочное) Характеристика коррозионности продукции нефтяных скважин по содержанию в ней коррозионно-активных компонентов (без учета влияния ингибиторов коррозии)...................................... 45
Таблица 17 — Химический состав материала покрытия |
Наименование
химического
элемента |
Содержание, % |
Наименование
химического
элемента |
Содержание, % |
не менее |
не более |
не менее |
не более |
Углерод |
0,5 |
1,00 |
Железо |
3,0 |
5,50 |
Кремний |
3,5 |
5,00 |
Кобальт |
— |
0,10 |
Фосфор |
— |
0,02 |
Титан |
— |
0,05 |
Сера |
— |
0,02 |
Алюминий |
— |
0,05 |
Хром |
12,0 |
18,00 |
Цирконий |
— |
0,05 |
Бор |
2,5 |
4,50 |
Никель |
Следы |
|
6.1.9 Износостойкое покрытие должно иметь мелкодисперсную однородную структуру: отношение микротвердости матрицы к микротвердости зерна — не менее 0,5.
6.1.10 Поверхность износостойкого покрытия не должна иметь трещин, пор и других нарушений, которые можно обнаружить при визуальном осмотре невооруженным глазом. Следы окалины и брызги твердого сплава на торцах муфты не допускаются.
6.1.11 Поверхность износостойкого покрытия должна быть обработана до получения параметра шероховатости 0,8 < Ra< 6,3 мкм по ГОСТ 2789.
Наружный диаметр муфты с нанесенным покрытием должен быть в пределах, указанных в таблицах 2 и 3.
6.1.12 Поверхности штанг и муфт, подвергнутые механической обработке, не должны иметь заусенцев и царапин. Допускается наличие рисок от выхода режущего инструмента на проточке муфты перед резьбой и упорном бурте штанги. Допускается необработанная наружная поверхность на муфтах, изготовленных из труб.
Допускается наличие на обработанной цилиндрической поверхности упорного и подэлеваторного буртов отдельных рисок и раковин, глубина которых не выходит за пределы поля допуска их диаметра.
6.1.13 Поверхность головок штанг, не подвергнутая механической обработке, не должна иметь поперечных дефектов глубиной более 1,6 мм и длиной более 3,2 мм, а на участке перехода от тела штанги к подэлеваторному бурту не должно быть продольных дефектов глубиной более 0,8 мм.
6.1.14 На поверхности тела штанги допускаются продольные дефекты глубиной не более 0,5 мм и поперечные дефекты — не более 0,1 мм.
6.1.15 Допускается зачистка дефектов, превышающих нормы, приведенные в 6.1.13 и 6.1.14, при условии, что окончательные геометрические размеры будут находиться в пределах поля допуска на соответствующий размер.
6.1.16 Наружная поверхность муфт не должна иметь раскатанных трещин и других дефектов глубиной более 0,25 мм для муфт исполнения 1; 2 и 0,13 мм — для муфт исполнения 3.
6.1.17 Макроструктура материала головок и тела штанг должна быть без трещин, расслоений и шлаковых включений, видимых невооруженным глазом.
6.1.18 Величина зерна в микроструктуре головок и тела штанги после термической обработки не должна быть крупнее 5-го номера по ГОСТ 5639 для стали 40 и 6-го номера — для сталей остальных групп. Пережог стали не допускается.
6.1.19 Предельные отклонения размеров обрабатываемых поверхностей, неуказанные на рисунках 3—8, — по 14-му квалитету по ГОСТ 2.307.
6.1.20 Предельные отклонения угловых размеров обрабатываемых поверхностей штанг и муфт не должны превышать 10-й степени точности по ГОСТ 8908.
6.1.21 Кривизна тела штанги, характеризуемая стрелой прогиба, не должна превышать 3 мм на 1 м длины, а на участках штанги длиной 1 м, примыкающих к каждой головке, — не более 1 мм.
6.1.22 Не допускается холодная правка штанг, характеризуемых стрелой прогиба 3 мм и более на 150 мм длины.
6.1.23 Резьба штанг должна быть накатанной, а поверхность зарезьбовой канавки — обкатанной.
Допускается использование других методов обработки зарезьбовой канавки, не ухудшающих качество ее поверхности.
18
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТШТАНГИ НАСОСНЫЕ, ШТОКИ УСТЬЕВЫЕ И МУФТЫ К НИМ Технические условия
Sucker rods, mouth stocks and couplings for them. Specifications
Дата введения —2014—01—01
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на насосные штанги (нормальной длины, укороченные, утяжеленные), устьевые штоки и муфты к ним, предназначенные для передачи возвратно-поступательного движения от наземного привода штанговой насосной установки к плунжеру скважинного насоса или вращательного движения, в случае применения винтовых насосов при добыче нефти.
Стандарт может быть использован для целей сертификации.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие межгосударственные стандарты: ГОСТ2.307—2011 Единая система конструкторской документации. Нанесение размеров и предельных отклонений
ГОСТ 2.601-2006 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы ГОСТ 9.014-78 Единая система защиты от коррозии и старения материалов и изделий. Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования
ГОСТ 166-89 (ИСО 3599—76) Штангенциркули. Технические условия
ГОСТ 1050-88 Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия
ГОСТ 11708-82 Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба. Термины и определения ГОСТ 12344-2003 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения углерода ГОСТ 12345-2001 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения серы ГОСТ 12346-78 (ИСО 439—82, ИСО 4829-1—86) Стали легированные и высоколегированные. Методы определения кремния
ГОСТ 12347-77 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения фосфора ГОСТ 12348-78 (ИСО 629—82) Стали легированные и высоколегированные. Методы определения марганца
ГОСТ 12352-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения никеля ГОСТ 12354-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения молибдена ГОСТ 14192-96 Маркировка грузов
ГОСТ 14810-69 Калибры-пробки гладкие двусторонние со вставками диаметром свыше 3 до 50 мм. Конструкция и размеры
Издание официальное
ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
ГОСТ 15846-2002 Продукция, отправляемая в районы Крайнего Севера и труднодоступные районы. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение
ГОСТ 16493-70 Качество продукции. Статистический приемочный контроль по альтернативному признаку. Случай недопустимости дефектных изделий в выборке
ГОСТ 18321-73 Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции
ГОСТ 18895-97 Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа
ГОСТ 21014-88 Прокат черных металлов. Термины и определения дефектов поверхности
ГОСТ 22235-2010 Вагоны грузовые магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Общие требования по обеспечению сохранности при производстве погрузочно-разгрузочных и маневровых работ
ГОСТ 23170-78 Упаковка для изделий машиностроения. Общие требования
ГОСТ 24634-81 Ящики деревянные для продукции, поставляемой для экспорта. Общие технические условия
ГОСТ 28473-90 Чугун, сталь, ферросплавы, хром, марганец металлический. Общие требования к методам анализа
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю «Национальные стандарты», составленному по состоянию на 1 января текущего года и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Определения
В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 Элементы оборудования штанговой скважинной насосной установки (рисунок 1)
3.1.1 колонна насосных штанг: Совокупность деталей (устьевой шток, штанги нормальной длины, укороченные и утяжеленные), соединенных муфтами в упругую тягу, передающую возвратно-поступательное движение к плунжеру скважинного насоса или вращательное движение к ротору винтового насоса.
3.1.2 ступень колонны: Совокупность штанг одного типоразмера.
3.1.3 устьевой шток: Стержень с резьбой на двух концах, служащий для соединения колонны штанг с наземным приводом штанговой установки.
3.1.4 муфта устьевого штока: Муфта с резьбой, предназначенной для соединения устьевого штока с колонной насосных штанг.
3.1.5 насосная штанга: Составная часть колонны насосных штанг, представляющая собой стержень с головками на концах, заканчивающихся наружной резьбой.
3.1.6 насосная штанга нормальной длины: Штанга, с использованием которой производится компоновка основной части штанговой колонны.
3.1.7 укороченная штанга: Штанга, предназначенная для регулировки необходимой длины колонны штанг.
3.1.8 штанговая муфта: Составная часть штанговой колонны, служащая для соединения насосных штанг при помощи внутренней резьбы. Штанговая муфта может быть соединительной или переводной.
3.1.9 штанговая соединительная муфта: Штанговая муфта с резьбой, предназначенной для соединения насосных штанг одинакового диаметра.
3.1.10 штанговая переводная муфта: Штанговая муфта с резьбами, предназначенными для соединения насосных штанг различных диаметров.
3.1.11 утяжеленная штанга: Насосная штанга увеличенного диаметра, используемая для создания дополнительной нагрузки в нижней части колонны насосных штанг.
1
7 — устьевой шток; 2 — муфта устьевого штока; 3 — штанга; 4 — соединительная муфта; 5 — переводная муфта; 6 — утяжеленная штанга
Рисунок 1
3.2 Элементы насосной штанги (рисунок 2)
7 — тело штанги; 2 — подэлеваторный бурт; 3 — упорный бурт; 4 — зарезьбовая канавка
Рисунок 2
3.2.1 торцовая контактная поверхность: Кольцевая поверхность, по которой происходит контакт торцов штанговой муфты и упорного бурта штанги при свинчивании с муфтой.
3.2.2 ниппель: Часть головки штанги, сопрягаемая с торцом упорного бурта и включающая в себя зарезьбовую канавку, резьбу и фаску.
3.3 приведенное напряжение в штанге спр: Напряжение, включающее значения напряжений, характеризующих цикл нагружения в верхней штанге каждой ступени колонны и определяемое по формуле
°пр — V^max °а >
где отах— максимальное напряжение в теле штанги за цикл нагружения;
оа — амплитудное напряжение, равное (cmax-cmin)/2 (cmin — минимальное напряжение в теле штанги за цикл нагружения).
3.4 зона термического влияния: Участок тела насосной штанги длиной 250 мм, измеряемый от торца штанги.
3.5 термины и определения дефектов поверхности: По ГОСТ 21014.
3.6 термины и определения по резьбе: По ГОСТ 11708.
4 Конструкция, основные параметры и размеры
4.1 Настоящий стандарт устанавливает требования к металлическим (стальным) и неметаллическим (стеклопластиковым) насосным штангам, устьевым штокам и муфтам.
Металлические штанги должны изготовляться с высаженными головками (рисунок За) или с приваренными головками (рисунок 36) на концах тела штанги.
Стеклопластиковые насосные штанги допускается изготовлять с металлическими головками (рисунок Зг). Способ соединения выбирает производитель.
По требованию заказчика штанги с приваренными головками и стеклопластиковые штанги могут изготовляться полыми (рисунки Зв, Зд).
4.2 Штанги следует изготовлять:
- нормальной длины — 8000, 7620 (7518*) и 9140 (9042*) мм;
- укороченной длины — 450* *, 610, 915,1220 (1118*), 1500,1830 (1727*), 2440 (2337*), 3050 (2946*) и 3660 мм.
Конструкция и основные размеры штанг должны соответствовать указанным на рисунке 3 и в таблице 1. Массы штанг приведены в приложении А.
Длина по [1] соответствует расстоянию между торцами упорных буртов штанги. " Стеклопластиковая штанга.
4
|
6 — металлическая штанга с приваренными головками (ШНП) |
* Размер приведен в таблице 9.
** Допускается другая форма сопряжения упорного бурта и подэлеваторного бурта с квадратом.
Рисунок 3 — Насосные штанги, лист 1
ГОСТ 31825-2012
|
Таблица 1 — Основные размеры штанг |
Размеры в миллиметрах |
1 |
Условный размер штанги |
1 Размеры |
16 |
19 |
22 |
25 |
29 |
1 Длина штанги L 1 ±50 |
8000; 6200 (6100*); 7620 (7518*); 9140 (9042*) |
Длина укороченной штанги L \ ±50 |
450, 610, 915, 1220, 1500, 1830, 2440, 3050, 3660 |
1 Диаметр тела штанги с/0 |
16 |
19 |
22 |
25 |
28 |
1 Верхняя граница поля допуска |
+0,18 |
+0,3 |
+0,4 |
+0,4 |
Нижняя граница поля допуска |
-0,36 |
-0,5 |
- |
0,5 |
-0,7 |
Диаметр упорного бурта D |
34,0 |
38,0 |
43,0 |
51,0 |
57,0 |
1 Верхняя граница поля допуска |
+0,13 |
+0,38 |
1 Нижняя граница поля допуска |
-0,25 |
-0,38 |
1 Диаметр подэлеваторного бурта D2 |
30 |
35 |
38 |
48 |
55 |
1 Верхняя граница поля допуска |
+0,13 |
1 Нижняя граница поля допуска |
-3,17 |
-6,35 |
I Размер квадрата под ключ S +0,7 -0,9 |
22 |
26 |
33 |
38 |
1 Длина квадрата / +0,8 -1,7 |
32 |
38 |
42 |
|
6 |
Окончание таблицы 1 |
Размеры |
Условный размер штанги |
16 |
19 |
22 |
25 |
29 |
Длина ниппеля /1 +1,6 |
32,0 |
36,5 |
41,0 |
47,5 |
54,0 |
Длина зарезьбовой канавки /2 +1,0 |
13 |
15 |
17 |
20 |
22 |
Длина ниппеля и упорного бурта /3 +1,6 |
42,5 |
48,0 |
55,0 |
63,0 |
71,5 |
г
+1,6
-0,40 |
3,2 |
4,8 |
И
±3 |
47,5 |
57,0 |
66,5 |
76,0 |
86 |
Г2
+0,5 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
Диаметр зарезьбовой канавки D^ ±0,13 |
20,07 |
23,24 |
26,42 |
31,17 |
35,92 |
Диаметр канала полой штанги d2 ±1,5 |
— |
— |
8,5 |
9,2 |
11,0 |
Расчетная площадь сечения полой штанги, мм2 |
- |
- |
326,5 |
379,8 |
514,7 |
Длина головки ШНП Ц +3,0 -1,5 |
131 |
145 |
158 |
176 |
Диаметр шейки ШНС ф +0,3 |
24,0 |
28,0 |
33,0 |
38,0 |
44,0 |
Длина головки ШНС L2 +2,0 |
175,0 |
210,0 |
245,0 |
275,0 |
320,0 |
Длина шейки бурта /3 +0,3 |
28,0 |
32,0 |
35,0 |
40,0 |
|
Примечание — Овальность канала полой штанги в поперечной плоскости в пределах суммы предельных отклонений на диаметр d2. |
Примеры условных обозначений штанг:
Штанга металлическая условным размером 19 мм, с высаженными головками длиной 8000 мм из стали марки 40 (нормализованная), с соединительной муфтой из стали 40 (45) (нормализованная), класса Н, исполнения 2, нормальной длины:
Штанга насосная ШН19-8000-40н-Н2 ГОСТ31825—2012 То же, штанга длиной 8000 мм с приваренными головками:
Штанга насосная ШНП19-8000-40н-Н2 ГОСТ31825—2012 То же, штанга длиной 8000 мм полая:
Штанга насосная ШНПП19-8000-40н-Н2 ГОСТ31825—2012
То же, штанга насосная стеклопластиковая с головками, прошедшими нормализацию:
Штанга насосная ШНС19-8000-40н-Н2 ГОСТ31825—2012 То же, штанга длиной 8000 мм полая:
Штанга насосная ШНСП19-8000-40н-Н2 ГОСТ31825—2012
Штанга условным размером 19 мм, длиной 8000 мм из стали марки 40, подвергнутая термообработке втмо, с соединительной муфтой из стали марки 20Н2М, класса Т, исполнения 2, удлиненная:
Штанга насосная ШН19-8000-40втмо-20Н2М-2У ГОСТ31825—2012 То же, с муфтой класса П, исполнения 3:
Штанга насосная ШН19-8000-40втмо-20Н2М-ПЗ ГОСТ31825—2012
7