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文檔簡介

現(xiàn)場中的井控設(shè)備管理大港油田井下教培中心

配備、安裝、維護(hù)好井控裝置,確保裝置可靠、好用這是現(xiàn)場井控工作的基礎(chǔ)/關(guān)鍵之一,也是確保井控安全的重要條件之一。前言

石油、天然氣井下行業(yè),歷來非常重視井控工作。因?yàn)榫丶夹g(shù)是保證石油、天然氣井下作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)。做好井控工作既有利于發(fā)現(xiàn)和保護(hù)油氣層,又可有效地防止井噴、井噴失控或著火事故的發(fā)生。為此,中油集團(tuán)公司制定了“石油、天然氣鉆井井控規(guī)定”,鉆井標(biāo)準(zhǔn)化委員會制定了“鉆井井控技術(shù)規(guī)程”(SY/T6426);“鉆井井控裝置組合、配套、安裝、調(diào)試與維護(hù)”(SY/T5964)等井控技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),安標(biāo)委也制定了《含硫油氣井安全鉆井推薦作法》(SY/T5087);《石油鉆井隊(duì)安全生產(chǎn)檢查規(guī)定》(SY/T5876);《含硫油氣田硫化氫與人身安全防護(hù)規(guī)定》(SY6277)等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其中不少條款均涉及鉆井井控工作,目的就是規(guī)范各企業(yè)行為,確保鉆井作業(yè)實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。

但由于認(rèn)識、管理、人員素質(zhì)、工作作風(fēng)、技術(shù)水平等多種多樣的原因使得有關(guān)井控安全等方面的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)在鉆井現(xiàn)場還不能全部得到落實(shí)。井噴失控、著火、甚至重大人員傷亡、設(shè)備毀壞、油氣井報(bào)廢等惡性事故還沒有杜絕,每年各油田組織的井控檢查和集團(tuán)公司組織的井控檢查中,都能發(fā)現(xiàn)不少問題,個(gè)別井隊(duì)的問題還相當(dāng)嚴(yán)重,部分基層隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)、監(jiān)督和操作人員井控基本知識不清楚;井控裝置漏油、壓力不夠、遠(yuǎn)控臺電源不是專線、關(guān)井時(shí)儲能器壓力下降過快、閘門的開關(guān)不靈活、未按規(guī)定回1/4-1/2圈、防噴演習(xí)動作不正確或不懂以至不能及時(shí)關(guān)井、井場設(shè)備安裝不規(guī)范、距井口50m以內(nèi)吸煙、甚至在循環(huán)罐上還吸煙等等問題在檢查時(shí)都可發(fā)現(xiàn)。

這些問題一方面要靠各單位、企業(yè)加強(qiáng)內(nèi)部管理,嚴(yán)格考評制度,加強(qiáng)員工上崗前的培訓(xùn)和現(xiàn)場監(jiān)督、檢查來解決。另一方面靠我們強(qiáng)化井控技術(shù)培訓(xùn),提高培訓(xùn)質(zhì)量,使受培人員既懂得井控技術(shù)的基本理論,又熟練掌握井控裝置的結(jié)構(gòu)、原理、安裝、調(diào)試、維護(hù)、保養(yǎng)和操作要領(lǐng),而且能承擔(dān)起對現(xiàn)場其他操作工人的崗位培訓(xùn)任務(wù)。只有不斷強(qiáng)化這兩方面的工作,我們鉆井井控工作才能在基層鉆井隊(duì)得到落實(shí)。現(xiàn)場中的井控設(shè)備管理從歷次井控檢查的結(jié)果及井噴和失控事故原因來看,井控裝置的安裝主要存在以下一些問題:1、井控裝置壓力等級不配套某油氣田某1井1995年發(fā)生井噴失控后在處理過程中才發(fā)現(xiàn)防噴器組合為70MPa壓力等級,而防噴管線的內(nèi)控閘門卻是35MPa壓力等級。因而,無論是關(guān)井、壓井等作業(yè),只能按井控設(shè)備承壓能力為35MPa考慮。

2、防噴器安裝完畢后,未認(rèn)真校正井口,轉(zhuǎn)盤,天車中心(其偏心差應(yīng)小于或等于10mm),造成鉆井過程中防噴器、套管頭嚴(yán)重偏磨。

3、防噴器組合固定鋼絲繩小于16mm,常用1/2″甚至3/8″鋼絲繩。4、防噴器手動鎖緊桿未裝齊或鎖緊桿與鎖緊軸之間的夾角大于30°。5、防噴器組合太高,手動鎖緊操作桿離地面距離大而無法操作。6、防噴器僅有一側(cè)掛有手動鎖緊操作開關(guān)方向和到底圈數(shù)的標(biāo)牌。7、遠(yuǎn)控臺緊靠放噴管線,距井口距離小于25m。

8、司控臺未固定。9、節(jié)流管匯和壓井管匯法蘭連接螺栓兩端與螺帽未上平齊,有的螺栓明顯偏短。

10、放噴管線出口:一條接出井場離井口75m以遠(yuǎn),而另一條(壓井管匯側(cè))剛接至井場邊;甚至剛連接到遠(yuǎn)控臺旁。放噴管線出口對準(zhǔn)公路民居或在樹林旁而無任何防火措施(如修燃燒坑池、防火墻等)。11、放噴管線轉(zhuǎn)彎處鑄(鍛)鋼彎頭為90°。12、放噴管線懸空無支撐;轉(zhuǎn)彎處僅一端固定;固定卡子和管線間用木棒、木塊填塞。

13、走向一致的兩條放噴管線緊挨在一起,或間距小于0.3m。14、未配液氣分離器。

15、鉆臺上未準(zhǔn)備防噴單根。

16、液氣分離器排出管線未按設(shè)計(jì)通徑接出(大多為27/8″油管);排出管線懸空無支撐;轉(zhuǎn)彎處彎頭為多段管子焊接而成;固定不牢固,甚至和放噴管線捆綁在一起;排出管出口距井口距離小于50m。

川渝油田在放噴管線的安裝上根據(jù)本油田的具體情況還作了補(bǔ)充規(guī)定:

A、放噴管線全部使用法蘭連接;

B、放噴管線和連接法蘭應(yīng)全部露出地面,不能用穿管的方法實(shí)施保護(hù);

C、含硫和高壓高產(chǎn)地區(qū)鉆井、四條放噴管線出口都應(yīng)接出距離井口100m以遠(yuǎn),并具備放噴點(diǎn)火條件。

放噴管線應(yīng)用采用抗硫管材,法蘭連接或使用E級鋼5″鉆桿。采用鉆桿當(dāng)放噴管線時(shí),公扣應(yīng)朝外,不宜使用套管絲扣連接當(dāng)作放噴管線。在探井、高壓油氣井、氣井、硫化氫的井要安裝點(diǎn)火裝置和防回火裝置。

井控車間的工作井控車間應(yīng)定期對井控裝置進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)、試壓,合格后才能送往井場。a.橡膠密封件應(yīng)保存在空調(diào)房內(nèi),更換閘板時(shí)現(xiàn)裝橡膠件不宜先裝好密封件后長期存放。b.對閘板防噴器,特別使用時(shí)間較長的閘板防噴器,要做低壓試驗(yàn),試壓值為0.7-2.1MPa(100-300psi)。檢查防噴器在低壓狀態(tài)下能否正常工作。c.檢查電動泵、氣動泵是否能正常工作。d.檢查儲能器氮?dú)鈮毫?。e.檢查儲能器油品是否起泡,起泡嚴(yán)重的油不能用作井控裝置的液壓油(標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)使用10#航空液壓油)。f.檢查各法蘭螺栓是否為標(biāo)準(zhǔn)螺栓。現(xiàn)在一般用45號鋼車的螺栓不行,35Mpa的防噴器螺栓應(yīng)用35MnCr的材料,70Mpa的防噴器螺栓應(yīng)用42CrMr的鋼材。用45號鋼車的螺栓容易伸長,造成漏失。因此井控車間應(yīng)當(dāng)從標(biāo)準(zhǔn)件廠生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)螺栓,還要檢查鋼材,到貨后還要檢驗(yàn)材質(zhì),否則退貨。g.檢查閘門是否靈活好用(一只手不用太使勁即可開、關(guān)閘板)。

井控裝置的試壓

1、防噴器組應(yīng)在井控車間按井場連接形式組裝試壓,環(huán)形防噴器(封閉鉆桿,不試空井)、閘板防噴器和節(jié)流管匯、壓井管匯、防噴管線試額定工作壓力。2、在井上安裝好后,試驗(yàn)壓力在不超過套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度80%的前提下,環(huán)形防噴器封閉鉆桿試驗(yàn)壓力為額定工作壓力的70%;閘板防噴器、方鉆桿旋塞閥和壓井管匯、防噴管線試驗(yàn)壓力為額定工作壓力;節(jié)流管匯按零部件額定工作壓力分別試壓;放噴管線試驗(yàn)壓力不低于10MPa。3、防噴器控制系統(tǒng)用21MPa的油壓作一次可靠性試壓。4、除防噴器控制系統(tǒng)采用規(guī)定壓力油試壓外,其余井控裝置試壓介質(zhì)均為清水。5、試壓穩(wěn)壓時(shí)間不少于10min,允許壓降不大于0.7MPa,密封部位無滲漏為合格。

這里要強(qiáng)調(diào)幾點(diǎn):

1、按鉆井工程設(shè)計(jì)要求試壓。因?yàn)殂@井井口裝置的試壓,鉆井工程設(shè)計(jì)不僅考慮了防噴器組合的額定工作壓力,也考慮了套管的承壓能力和地層破裂壓力。

2、防噴器控制系統(tǒng)的油路用21MPa的油壓作一次可靠性試壓,尤其是裝有剪切閘板的鉆井井口裝置。

3、各油氣田在穩(wěn)壓時(shí)間上可高于標(biāo)準(zhǔn)(即10min)。4、關(guān)于井控車間是否要對環(huán)形防噴器和閘板防噴器進(jìn)行低壓密封試驗(yàn)的問題還有待各油田的專家協(xié)商。

在SY/T5053.1—2002《防噴器及控制裝置防噴器》標(biāo)準(zhǔn)中(該標(biāo)準(zhǔn)主要是針對防噴器的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn),即制造廠家而言)規(guī)定:

A、對環(huán)形防噴器應(yīng)作試驗(yàn)壓力為1.4—2.1MPa的低壓密封管柱試驗(yàn)和密封空井試驗(yàn);

B、對閘板防噴器(含剪切閘板、變徑閘板和液壓鎖緊閘板)都應(yīng)作壓力為1.4—2.1MPa的低壓密封試驗(yàn)。但SY/T5964—2003《鉆井井控裝置組合配套、安裝調(diào)試與維護(hù)》標(biāo)準(zhǔn)中(該標(biāo)準(zhǔn)主要針對油氣井井控裝置的使用提出要求)無上述低壓試驗(yàn)要求。

另外,防噴器控制系統(tǒng)用21MPa的油壓作一次可靠性試壓,其目的有兩個(gè):

A、當(dāng)環(huán)形防噴器膠芯或閘板防噴器閘板因鉆井液固結(jié)或其它原因,用正常控制液壓(10.5MPa)不能推動而關(guān)(開)井時(shí),可直接用儲能器液壓(21MPa)不經(jīng)調(diào)壓閥來推動環(huán)形防噴器膠芯或閘板防噴器閘板;

B、閘板防噴器的液控油路和液缸在生產(chǎn)廠家出廠前作過31.5MPa的強(qiáng)度實(shí)驗(yàn),因而不僅能用21MPa的液壓來推動閘板關(guān)(開)井,而且剪切閘板防噴器能用21MPa(或用氣動泵直接打壓)壓力來剪斷鉆具。

剪斷管柱出廠試驗(yàn)要求見下表:防噴器公稱剪斷管柱鉆桿鉆桿規(guī)格密封要求通徑(mm)

尺寸(mm)級別Kg/mδ179.488.9E19.89.346剪斷管柱后,做279.4127.0E29.09.195密封性能試驗(yàn),≥346.1127.0G29.09.195密封部位無滲漏

若鉆井現(xiàn)場對剪切閘板有特殊要求(如具備剪斷加重鉆桿或其它鋼級的鉆桿的能力),在訂貨時(shí)必須做特殊說明。井控裝置的使用

1、環(huán)形防噴器不得長時(shí)間關(guān)井,非特殊情況不用來封閉空井。2、在套壓不超過7MPa情況下,用環(huán)形防噴器進(jìn)行不壓井起下鉆作業(yè)時(shí),應(yīng)使用18°斜坡接頭的鉆具,起下鉆速度不得大于0.2m/s。3、具有手動鎖緊機(jī)構(gòu)的閘板防噴器關(guān)井后,應(yīng)手動鎖緊閘板。打開閘板前,應(yīng)先手動解鎖,鎖緊和解鎖都應(yīng)先到底,然后回轉(zhuǎn)1/4圈—1/2圈。4、環(huán)形防噴器或閘板防噴器關(guān)閉后,在關(guān)井套壓不超過14MPa情況下,允許以不大于0.2m/s的速度上下活動鉆具,但不準(zhǔn)轉(zhuǎn)動鉆具或過鉆具接頭。5、當(dāng)井內(nèi)有鉆具時(shí),嚴(yán)禁關(guān)閉全封閘板防噴器。6、嚴(yán)禁用打開防噴器的方式來泄井內(nèi)壓力。7、檢修裝有絞鏈側(cè)門的閘板防噴器或更換其閘板時(shí),兩側(cè)門不能同時(shí)打開。

8、鉆開油氣層后,定期對閘板防噴器開、關(guān)活動及環(huán)形防噴器試關(guān)井(在有鉆具的條件下)。9、井場應(yīng)備有一套與在用閘板同規(guī)格的閘板和相應(yīng)的密封件及其拆裝工具和試壓工具。10、防噴器及其控制系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)按SY/T5964中的相應(yīng)規(guī)定執(zhí)行。11、有二次密封的閘板防噴器和平行閘板閥,只能在密封失效至嚴(yán)重漏失的緊急情況下才能使用,且止漏即可,待緊急情況解除后,立即清洗更換二次密封件。12、平行閘板閥開、關(guān)到底后,應(yīng)回轉(zhuǎn)1/4圈—1/2圈。其開、關(guān)應(yīng)一次完成,不允許半開半閉和作節(jié)流閥用。13、壓井管匯不能用作日常灌注鉆井液用;防噴管線、節(jié)流管匯和壓井管匯應(yīng)采取防堵、防漏、防凍措施;最大允許關(guān)井套壓值在節(jié)流管匯處以明顯的標(biāo)示牌標(biāo)示。14、井控管匯上所有閘閥都應(yīng)掛牌編號并標(biāo)明其開、關(guān)狀態(tài)。15、采油(氣)井口裝置等井控裝置應(yīng)經(jīng)檢驗(yàn)、試壓合格后方能上井安裝;采油(氣)井口裝置在井上組裝后還應(yīng)整體試壓,合格后方可投入使用。井控裝置在使用上主要存在的問題1、遠(yuǎn)控臺三位四通換向閥手柄在正常情況下處于中位。

APIRP53《防噴設(shè)備系統(tǒng)推薦作法》中規(guī)定:在鉆井過程中,每個(gè)防噴器控制閥應(yīng)轉(zhuǎn)到開啟位置(不是中間位置),處于“開位”可防止閘板伸出,避免損壞膠芯或閘板;處于“開位”也有利于及時(shí)判斷液壓管線接頭是否漏油、防噴器是否有內(nèi)漏等,以便井控車間上井維修。防噴器液控系統(tǒng)使用說明書(如北京石油機(jī)械廠產(chǎn)品說明書)也說:正常鉆進(jìn)時(shí),控制各防噴器的轉(zhuǎn)閥應(yīng)在“開位”,控制液動放噴閥的轉(zhuǎn)閥應(yīng)在“關(guān)位”……。而當(dāng)試壓或檢修設(shè)備時(shí),各轉(zhuǎn)閥均應(yīng)扳到“中位”。2、全封閘板防噴器和剪切閘板防噴器的三位四通換向閥手柄用鉛絲捆死,而不是防誤操作安全罩。3、防噴管線緊靠四通的內(nèi)控閥處于關(guān)閉狀態(tài)。4、遠(yuǎn)控臺油箱液壓油量不夠。

5、電控箱壓力繼電器未調(diào)整好,自動控制不正常(正??刂剖牵?1MPa自動停泵;17.5MPa自動啟動)。

6、遠(yuǎn)控臺和司鉆臺的壓力表值相差懸殊(壓力變送器未調(diào)整好)。

7、遠(yuǎn)控臺儲能器氮?dú)鈮毫Σ蛔悖ㄕG闆r是7±0.7MPa)。8、液壓管線泄漏(特別是由壬連接處)。9、遠(yuǎn)控臺氣動泵不能正常工作(有的是氣路閘閥損壞,有的是氣動泵本身有故障)。10、將壓井管匯作為日常灌注鉆井液管線用(尤其是密度較高的鉆井液因沉降,干涸易堵塞通道)。

11、平板閥關(guān)到底后未回轉(zhuǎn)1/4—1/2圈(未使閥板與閥座處于浮動狀態(tài))。

12、液動節(jié)流閥閥位傳感器有故障,節(jié)控箱閥位開度表無顯示或顯示不正常。

13、節(jié)控箱液動節(jié)流閥開關(guān)(換向閥)損壞。

14、節(jié)控箱氣動泵不能正常工作(氣路泄漏或氣動泵活塞阻卡)。井控裝置的管理1、各油氣田應(yīng)有專門機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)井控裝置的管理、維修和定期現(xiàn)場檢查工作,并規(guī)定其職責(zé)范圍和管理制度。2、鉆井隊(duì)在用井控裝置的管理、操作應(yīng)落實(shí)專人負(fù)責(zé),并明確崗位責(zé)任。3、設(shè)置專用配件庫房和橡膠件空調(diào)庫房,庫房溫度應(yīng)滿足配件及橡膠件儲藏要求。4、各油氣田應(yīng)制定欠平衡鉆井特殊井控作業(yè)設(shè)備的管理、使用和維修制度。

1、搞好井控裝置的管理,既要抓井控車間的管理,也要抓井隊(duì)對井控裝置的管理,上述一些問題有的屬井控車間送往現(xiàn)場的設(shè)備及其配件本身不合格或者是在現(xiàn)場的安裝質(zhì)量較差;有的是井隊(duì)未及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題請井控車間立即前來修理或操作不當(dāng)。要避免或減少上述問題除井控車間要重視井控設(shè)備和配件的出廠質(zhì)量、安裝質(zhì)量外,就是要提高巡檢的數(shù)量和質(zhì)量。另外,井隊(duì)干部也應(yīng)定期對井控設(shè)備進(jìn)行檢查,才能保證井控設(shè)備處于完好的待命狀態(tài)。2、井控裝置作為高壓控制設(shè)備,為確保其功能和相關(guān)參數(shù)的穩(wěn)定,除日常的維護(hù)保養(yǎng)外,還應(yīng)定期進(jìn)行檢查和維修。尤其是液壓防噴器,需按SY/T6160進(jìn)行三月期外觀檢查和試壓;一年期拆、卸、檢查、更換部分密封件及必要的修復(fù)、組裝和試壓;三年期拆卸全部零件,修復(fù)和更換磨損的零件、密封件,使防噴器達(dá)到SY5053.1規(guī)定的各項(xiàng)性能指標(biāo)。

3、嚴(yán)格井控裝備及配件的采購,其生產(chǎn)廠家必須是各石油集團(tuán)和各油田認(rèn)可的具有生產(chǎn)許可證、產(chǎn)品合格的廠家。目前,市場上生產(chǎn)井控裝備和配件的廠家很多,其產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù)信譽(yù)良莠不齊。有的雖然取得了生產(chǎn)許可證并進(jìn)入了各級銷售網(wǎng)絡(luò),但產(chǎn)品質(zhì)量很差,有的甚至將現(xiàn)場回收的報(bào)廢設(shè)備,經(jīng)維修后當(dāng)成新產(chǎn)品銷售,品質(zhì)異常惡劣。4、各石油集團(tuán)應(yīng)建立井控設(shè)備及重要部件的正常報(bào)廢制度,并制定相應(yīng)判廢的標(biāo)準(zhǔn)(或判廢技術(shù)條件),以此來強(qiáng)制更新目前還能使用、但存在重大安全隱患的井控設(shè)備。如中石油已制定和發(fā)布了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/CNPC41—2001《防噴器判廢技術(shù)條件》、四川石油管理局制定了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/CNPC—CY622—2002《井控裝置地面防噴器控制裝置判廢技術(shù)條件》、Q/CNPC—CY623—2002《井控裝置、防噴器控制裝置耐火軟管判廢技術(shù)條件》等。5、關(guān)于防噴器橡膠件,尤其是環(huán)形防噴器膠芯的儲存壽命,在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中無要求,這是因?yàn)槠鋲勖c橡膠件的質(zhì)量(涉及配方、生產(chǎn)工藝等)和儲存條件(涉及溫度、環(huán)境等)等因素有關(guān)。下面推薦不同儲存條件下的橡膠壽命,供參考。

橡膠件在不同儲存條件下的壽命

橡膠件材料儲存條件等級良好一般惡劣合成橡膠在受擠壓、彎曲的情況(如3-氯-1;6—8年4—6年下要產(chǎn)生永久變形2環(huán)氧丙烷等)

在受擠壓、彎曲的情氯丁橡膠3—5年2—4年況下要產(chǎn)生永久變形晴橡膠在光照、受擠壓彎曲(丁晴橡膠)2—4年1—3年及臭氧等情況下,一周內(nèi)裂紋就會發(fā)展在與油、溶劑等腐蝕天然橡膠2—4年1—3年介質(zhì)影響下,壽命嚴(yán)重降低橡膠件儲存條件等級

條件良好一般惡劣

溫度27℃以下50℃以下50℃以下

光線箱裝或完室內(nèi)遠(yuǎn)離窗戶直接日照或用透明全遮蓋物遮蓋

存放狀態(tài)每個(gè)零件少量松散堆積、受擠壓、伸展、彎分箱儲存、不是擠壓進(jìn)箱曲折疊“O”型圈掛不堆積在木樁上

干濕度干燥干燥受潮、接觸油、溶劑和腐蝕介質(zhì)

臭氧密封裝箱遠(yuǎn)離發(fā)火花的靠近電機(jī)、電焊機(jī)電器設(shè)備及高壓設(shè)備按標(biāo)準(zhǔn)安裝井控裝置,并試壓合格后強(qiáng)調(diào)a.各閘門按標(biāo)準(zhǔn)掛牌。b.放噴管線的長度、固定出口處障礙物。c.液壓管線密封、耐火,井口聯(lián)接必須使用高壓、耐火管線。d.遠(yuǎn)控臺必須接專用電源線。e.內(nèi)控管線、放噴管線不得現(xiàn)場焊接。焊接必須有壓力容器焊接合格證的焊工,標(biāo)準(zhǔn)的場地,有資質(zhì)的單位,要有材質(zhì)的證明,合格的焊條,保護(hù)焊,一層層焊,回火、x光、試壓報(bào)告等等11-12份檢驗(yàn)報(bào)告。f.司鉆操作臺應(yīng)安裝專用溢流報(bào)警喇叭(2個(gè))。日常井控裝置的維護(hù)保養(yǎng)a.儲能器、管匯、環(huán)形防噴器氣源壓力值始終保持在規(guī)定壓力范圍內(nèi)。b.電動泵、氣動泵一旦發(fā)生故障應(yīng)及時(shí)修理,保持完好。c.各閘門應(yīng)定期保養(yǎng),使其開關(guān)靈活。閘板閥開、關(guān)到底以后,應(yīng)隨手回1/4-1/2圈(浮動密封的功能,才能起作用)。d.每次更換配件和密封件后、鉆開油氣層前、鉆開油氣層后均應(yīng)按規(guī)定試壓。e.遠(yuǎn)控臺、司控臺壓力值誤差控制在規(guī)定范圍內(nèi)(小于1MPa),如誤差太大,應(yīng)查明原因

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