崔茂林 刘赓传

摘要：海外油田地面工程项目用泵设计工作中，一般会应用到ASME B31标准（包含ASME B31.3、ASME B31.4、ASME B31.8）;API相关标准（API610、674、675、676）。本文通过概述海外油田地面工程用泵设计标准，围绕ASME B31标准计算内容、压力试验、无损检测等方面探究海外油田地面工程用泵设计标准的应用方式，提升工程建设效率。

关键词：海外油田;地面工程;用泵设计标准

前言：

当前我国和中东、南美、中亚等地区构建海外油气合作区，实现用泵设计、勘探开发等石油开发体系。其中API610、API674、API675、API676、ASME B31.3、ASME B31.4、ASME B31.8等标准是常见的油田地面工程用泵设计标准，因此有必要针对以上标准分析其在工程建设中的具体应用，结合国内有关标准完成用泵设计和常规检测的对比分析。

一、海外油田地面工程及用泵设计标准概述

油田地面工程中螺杆泵工作效率高、介质运输范围大，因此应用普遍性较高。当原油从地层中开采出后，会借助泵从井口位置输送到集中处理站，进而完成脱水、脱气、稳定等操作。因此，原油的运输、处理与用泵和传输管道息息相关。针对不同的油泵种类需要选择多种标准进行约束，而常见的标准包含ASME B31.3、ASME B31.4、ASME B31.8。ASME B31.3主要面向化工、炼油等设备和工艺装置;ASME B31.4针对终端设备和工厂运输装置;ASME B31.8是借助运输泵连接终端设备和生产厂间的规范标准;API标准包含石油采油作业、设备制造、设备石油等规范，其中，API610标准主要应用于石油、化工行业的离心泵装置;API674标准适用于石油化工行业中的往复固定排量泵;API675标准用于计量泵、容积泵装置设计;API676则是针对石油地面工程中回转容积泵进行采购和设计规范。

二、多种标准在海外油田地面工程用泵设计中的运用途径

2.1API标准应用

API标准主要应用于石油行业计量泵要求中，其中包含柱塞泵、隔膜泵，其中回转泵主要依托API676、往复泵参考API674。该标准可以确保使用设备运行安全性，对采油和石油化工过程制定标准。同时对油田地面工程中的用泵情况进行测量和监控，为后续检验验收工作提供支持。API610标准针对石油工业用离心泵增加最低限度要求，能够应用于立式悬吊泵、悬臂泵等装置。该标准涉及到的设备，在制造和设计阶段的寿命最低不超过20年，如处于连续运转状态则应超过3年。同时，在海外油面地面工程管路设计中，使用卧式泵确保泵管口的载荷处于规定状态内，降低工程用泵设计的轴位移，满足施工要求。该标准的应用优势在于提升设备平均无故障率，因此节省了油田地面工程运维成本。

2.2ASME B31.3标准

2.2.1标准内容

ASME B31.3标准内容主要包含：用泵组件和部件的设计要求;可使用的材料组件标准与要求，如温度-压力资料和尺寸要求;针对温度变化和压力所产生的反作用力或应力;油泵的装配、制作、安装的实际要求;检验、排查、实验的标准和要求。B31.3标准包含多种计算方式，而GB50316标准中计算方式较为单一。B31.3标准相较于GB 50316，没有围绕钢板负偏差直接表达公式。该标准为设计人员提供十分自由的思考空间，因此若工程技术规格书中明确指出钢管需要限定负偏差或正偏差供货时，则用泵设计阶段无需分析负偏差。

2.2.2无损检测

B31.3标准中侧重对用泵设计工作完成100%的目视检查工作。针对焊接接头检测要求是：常规流体施工状态下，斜接焊缝和管道焊缝完成任意5%RT检测[1]。同时，若后续需要开展多种类型可供选择的泄漏试验，建议对焊缝完成100%的RT检查。此外，设计人员应结合施工现场的实际情况和检测基础，制定更加严格和规范的用泵检测要求。

2.2.3泄漏试验

B31.3标准中泄漏试验包含气压、水压、替代、液气混合等试验，一般水压试验是常见的检测方式，原因是该方式相较于气压试验压力更大，能够提升试验安全度、降低风险，产生有利效应。泄漏试验的环境压力一般为1.5倍压力（p）与pr（温度校正系数）的乘积。此外，由于气压危险性较高，因此规定设计压力为检测压力的1.1倍，同时可以加设泄放阀等装置。保证试验压力应稳定保持在至少10分钟，并目测检查接头泄漏问题。

2.3ASME B31.4标准

2.3.1计算标准

B31.4標准的面向对象包含：用泵材料、温度变化、压力、部件、连接方式、内外磨损、泵安装标准等，依据有关标准完成计算和设计，为后续无损检测和压力测试奠定基础。因此，结合泵传输所在钢管的内压，能够得出计算公式：T= ，其中 是设计内压、S是材料允许应用应力、D是管道的外径、T是管道设计壁厚[2]。常见的壁厚标准包含STD（常规壁厚标准）、XS（加强壁厚）、XXS（加倍双倍壁厚），通过标准计算公式可以得到实际计算值。

2.3.2压力试验

B31.4标准中用泵过程针对压力试验的要求为：当环向压力超过最小服从强度的20%后，应开展水压试验，其中试验压力与设计压力的比值为1.25：1，注意压力维持时间不得低于4小时。由于试验阶段会完成目测检查，因此若无泄漏问题则可以省略气密性试验。同时，若环向应力低于最小服从强度的20%后，应对用泵系统和管道开展气密性试验，压力建议设置为0.7MPa，以数值最小为佳。此外，相较于GB 50253，B31.4标准较为宽松，因此设计人员可以结合现场实际情况制定相关标准。

2.3.3无损检测

B31.4标准的无损检测工作中，环向压力超过最小服从强度的20%时，需要选择焊缝工程的10%进行无损检测操作，例如射线照射等方式。针对穿越管道的溪流、河流;居民区、特定工商业区、桥梁、隧道等区域重点开展检测工作。若部分区域很难近距离检测，还需要将检测比重控制在90%以上。

2.4ASME B31.8标准

2.4.1无损测试

ASME B31.8标准中强调，若环向应力超过最小服从强度的20%，可以通过磁粉、射线等方式完成检测，检测量应超过90%的区域。GB 50215中指出，焊接接头时需要借助超声波、射线进行无损100%检测，并利用液体、磁粉对焊接表面开展渗透检测工作。因此，GB 50215标准相较于ASME B31.8标准较为严格，在海外油田地面检测设计时需要结合现场检测条件，提出相较于ASME B31.8标准更加严格的内容。

结论：

综上所述，通过分析ASME B31标准、API610、674、675、676标准内容和实际应用途径，能够体现出其在海外油田地面工程建设过程中用泵的可行性和高效性，保证工程高效进行。因此，有必要深入挖掘ASME B31标准与API系列标准在用泵设计中的应用，为开展国家石油海外战略工作提供支持，进而提升其在国际石油工程中的技术核心竞争力。

参考文献：

[1]徐闯.油田地面建设标准化施工管理探析[J].全面腐蚀控制，2020，34（04）：76-78.

[2]张大津，李默宇.海外油田地面工程集成化实施方案探索[J].数字技术与应用，2018，36（08）：200-202+205.