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摘要：钻井泥浆泵剪切销式安全阀，主要作用是在紧急或超压的情况下释放压力，要求其开启压力必须准确，泄压迅速。但在钻井现场使用中发生了安全阀剪切销没能在设定压力下被剪断，致使泥浆泵密封、缸套、缸盖、阀座等部件直接开裂飞出的事故。作者通过对钻井现场用钻井泥浆泵剪切销式安全阀调研，进行了相关试验优化， 并提出了合理化的建议。
关键词：钻井;安全阀;剪切销;试验
一、试验准备
1.试压目的
对钻井常用钻井泥浆泵剪切销式安全阀的剪切销进行剪断试验，采集剪切销剪切值数据，评价剪切值数据是否准确可靠。为钻井泥浆泵剪切销式安全阀剪切销的选择提供提供技术参数。
2.试验对象
钻井泥浆泵剪切销式安全阀，压力级别：35MPa，型号：JA-3剪销式安全阀。
3.试验参数
（1）试验压力范围
试验压力范围5.7-37.9MPa。
（2）试验次数
3个批次剪切销，分3组，6个系列，计划每个系列总共做了15次，总共做90次剪切试验。由于部分系列销孔变形严重，无法插入剪切销，次数有所减少，总共做了76次剪切试验。
二、试验方法
JA-3剪销安全阀和70MPa压力级别四通采用法兰和螺杆连接，四通其余三面采用盲板法兰进行封堵，其中一面留有试压孔，设备连接好后摆放在试压坑内，分别对6个压力级别进行测试。
三、试验步骤
（1）试验准备
组装好70MPa四通以及70MPa压力法兰。并与JA-3剪销式安全阀连接，安全阀处于垂直，安装10.3MPa剪切销钉，合上安全护罩。操控泵组缓慢打压至5MPa，观察5min，无泄漏和压降，试压合格，准备进行下步作业。
（2）剪切试验
按照分别分别对10.3MPa、15.2MPa、20MPa、25.5MPa、31.7MPa、37.9MPa等6个系列，进行了76次试验（表1），取全了剪切参数。
四、试验分析
1.数值分析
试验完成，对剪切销进行了测量和检查，并对试验数据进行了统计和分析，表2。为了降低个别剪切销对整体试验造成的误差影响，尽可能的保证数值的真实性和可靠性。每组试验剔除1个最大偏差数据，对采集的每个压力级别的数值进行平均，然后再把三次试验的数值分别进行平均，这样得到一个最终剪切值。
根据表1，结合表2分析可以得出，经过加权平均后，整体偏差在2.3MPa内，但是实际试验过程中部分偏差较大，如20 MPa压力级别第二次试验，其中一组最大偏差为-14.5MPa;25.5 MPa压力级别第三次试验，其中一组最大偏差为-11.1MPa，同时所用批次的銷钉剪切值也存在一定的偏差。
GB/T 12241-2005 《安全阀一般要求》中4.2.1.1条，对整定压力偏差要求不超过±3%整定压力或±0.015MPa的较大值。所以，目前使用剪切销的剪切值不符合标准要求，同时部分个体偏差值较大，偏差无特定规律。
2.剪切销式安全阀构件分析
试验完成后对安全阀的阀体、阀杆、锁簧、摇臂、剪切销进行了检查，安全阀整体完好，阀体完整，活塞杆顶部有轻微的磨损变形;锁簧在进行多次试验后崩脱;剪切板在20.0MPa≤压力级别下，完成5次试验摇臂销孔几乎没有变形，在25.5-31.7MPa压力级别下，试验销孔变形较严重，但能完成5次试验，在37.9MPa压力级别下，试验摇臂销孔变形十分严重;剪切销钉在5MPa压力下有一定的塑性变形，剪切后直径为6.65mm，未发生变化，断面十分平滑光洁。
综合上所述，剪切销的剪切数值不符合GB/T 12241-2005 《安全阀一般要求》中4.2.1.1条，对整定压力偏差要求不超过±3%整定压力或±0.015MPa的较大值。剪切销个体值差异较大，偏差值无特定规律，同时安全阀的剪切板，锁簧不能满足多次重复使用。
五、结论及建议
1.结论
（1）现场试验表明，剪切销试验方法，能有效模拟钻井时泥浆对剪切销冲击剪切情况，该方法适用于剪切销式安全阀的剪切数值试验。
（2）实验获得了6个压力级别剪切销的实际剪切数值，平均后分别为9.8MPa;13.5 MPa;18.5 MPa;23.2 MPa;29.5 MPa;36.9 MPa，与理论值存在一定偏差，不符合个GB/T 12241-2005 《安全阀一般要求》中4.2.1.1条，对整定压力偏差的要求，个别剪切销存在误差较大的情况。
（3）安全阀的摇臂，锁簧强度较低，不能满足多次重复使用要求。
2. 建议
（1） 试验暴露出目前所用剪切销的剪切数值与理论值存在较大的偏差，考虑到剪切销受环境温度、生产批次影响，建议加强此方面的管理和研究工作。
（2） 采用高强度材质，增加摇臂和锁簧的强度，即可降低摇臂变形造成的剪切值误差，又可避免锁簧崩脱带来的安全风险。
关键词：钻井;安全阀;剪切销;试验
一、试验准备
1.试压目的
对钻井常用钻井泥浆泵剪切销式安全阀的剪切销进行剪断试验，采集剪切销剪切值数据，评价剪切值数据是否准确可靠。为钻井泥浆泵剪切销式安全阀剪切销的选择提供提供技术参数。
2.试验对象
钻井泥浆泵剪切销式安全阀，压力级别：35MPa，型号：JA-3剪销式安全阀。
3.试验参数
（1）试验压力范围
试验压力范围5.7-37.9MPa。
（2）试验次数
3个批次剪切销，分3组，6个系列，计划每个系列总共做了15次，总共做90次剪切试验。由于部分系列销孔变形严重，无法插入剪切销，次数有所减少，总共做了76次剪切试验。
二、试验方法
JA-3剪销安全阀和70MPa压力级别四通采用法兰和螺杆连接，四通其余三面采用盲板法兰进行封堵，其中一面留有试压孔，设备连接好后摆放在试压坑内，分别对6个压力级别进行测试。
三、试验步骤
（1）试验准备
组装好70MPa四通以及70MPa压力法兰。并与JA-3剪销式安全阀连接，安全阀处于垂直，安装10.3MPa剪切销钉，合上安全护罩。操控泵组缓慢打压至5MPa，观察5min，无泄漏和压降，试压合格，准备进行下步作业。
（2）剪切试验
按照分别分别对10.3MPa、15.2MPa、20MPa、25.5MPa、31.7MPa、37.9MPa等6个系列，进行了76次试验（表1），取全了剪切参数。
四、试验分析
1.数值分析
试验完成，对剪切销进行了测量和检查，并对试验数据进行了统计和分析，表2。为了降低个别剪切销对整体试验造成的误差影响，尽可能的保证数值的真实性和可靠性。每组试验剔除1个最大偏差数据，对采集的每个压力级别的数值进行平均，然后再把三次试验的数值分别进行平均，这样得到一个最终剪切值。
根据表1，结合表2分析可以得出，经过加权平均后，整体偏差在2.3MPa内，但是实际试验过程中部分偏差较大，如20 MPa压力级别第二次试验，其中一组最大偏差为-14.5MPa;25.5 MPa压力级别第三次试验，其中一组最大偏差为-11.1MPa，同时所用批次的銷钉剪切值也存在一定的偏差。
GB/T 12241-2005 《安全阀一般要求》中4.2.1.1条，对整定压力偏差要求不超过±3%整定压力或±0.015MPa的较大值。所以，目前使用剪切销的剪切值不符合标准要求，同时部分个体偏差值较大，偏差无特定规律。
2.剪切销式安全阀构件分析
试验完成后对安全阀的阀体、阀杆、锁簧、摇臂、剪切销进行了检查，安全阀整体完好，阀体完整，活塞杆顶部有轻微的磨损变形;锁簧在进行多次试验后崩脱;剪切板在20.0MPa≤压力级别下，完成5次试验摇臂销孔几乎没有变形，在25.5-31.7MPa压力级别下，试验销孔变形较严重，但能完成5次试验，在37.9MPa压力级别下，试验摇臂销孔变形十分严重;剪切销钉在5MPa压力下有一定的塑性变形，剪切后直径为6.65mm，未发生变化，断面十分平滑光洁。
综合上所述，剪切销的剪切数值不符合GB/T 12241-2005 《安全阀一般要求》中4.2.1.1条，对整定压力偏差要求不超过±3%整定压力或±0.015MPa的较大值。剪切销个体值差异较大，偏差值无特定规律，同时安全阀的剪切板，锁簧不能满足多次重复使用。
五、结论及建议
1.结论
（1）现场试验表明，剪切销试验方法，能有效模拟钻井时泥浆对剪切销冲击剪切情况，该方法适用于剪切销式安全阀的剪切数值试验。
（2）实验获得了6个压力级别剪切销的实际剪切数值，平均后分别为9.8MPa;13.5 MPa;18.5 MPa;23.2 MPa;29.5 MPa;36.9 MPa，与理论值存在一定偏差，不符合个GB/T 12241-2005 《安全阀一般要求》中4.2.1.1条，对整定压力偏差的要求，个别剪切销存在误差较大的情况。
（3）安全阀的摇臂，锁簧强度较低，不能满足多次重复使用要求。
2. 建议
（1） 试验暴露出目前所用剪切销的剪切数值与理论值存在较大的偏差，考虑到剪切销受环境温度、生产批次影响，建议加强此方面的管理和研究工作。
（2） 采用高强度材质，增加摇臂和锁簧的强度，即可降低摇臂变形造成的剪切值误差，又可避免锁簧崩脱带来的安全风险。