Ventily pro ropný a plynárenský průmysl: šoupátka API 6A, zátkové ventily a zařízení vrtu

Na břidlicovém vrtu v západním Texasu se nepodařilo utěsnit 3palcové deskové šoupátko API 6A během rutinní výměny vánočního stromku. Posádka uzavřela ventil, ale produkční kapalina nadále migrovala sedadlem. Provozovatel ztratil 12 hodin čerpání a musel nouzově objednat náhradní ventil. Selhání nebylo vysledováno v materiálu ventilu, ale v sadě sedla a uzávěru, které byly erodovány 40 000 ppm pískové vody za pouhých šest měsíců. Ventil určený s vyšší tvrdostí a správnou úrovní PSL by udržoval studnu online.

Poučení je jednoduché: v ropných a plynových povrchových zařízeních není ventil zbožím. Jedná se o komponent pro řízení tlaku, který musí být zvolen podle skutečného průtoku, tlaku, teploty a média. Správná volba závisí na jmenovitém tlaku API 6A, třídě materiálu a úrovni specifikace produktu a na konstrukci ventilu, která odpovídá pracovnímu cyklu.

Standard API 6A: Co si musí kupující ověřit před objednávkou

API 6A je primární specifikace pro zařízení ústí vrtu a vánoční stromek používaná v ropném a plynárenském průmyslu, včetně šoupátek, kuželkových ventilů a těles ventilů používaných v hlavách pažnic a hlav hadic. Definuje rozsah jmenovitých tlaků od 2 000 psi do 20 000 psi spolu s třídami materiálů, teplotními třídami a úrovněmi specifikace produktu (PSL).

Pro inženýra nákupu je nejdůležitější, že typový štítek API 6A není jedno číslo. Ventil 5 000 psi může být vyroben z různých tříd materiálů. Třída AA je pro všeobecnou službu. Třída EE je pro kyselou obsluhu s vysokým H2S. Někteří operátoři specifikují PSL 2 nebo PSL 3 pro kritické vrty, zatímco PSL 1 je přijatelné pro sladké služby s nízkým rizikem. Volba špatné třídy nebo úrovně PSL bez kontroly skutečných podmínek vrtu je častou příčinou degradace těsnění a předčasné výměny ventilu.

Hlubší pohled na to, kde se šoupátka API 6A používají při vrtání, kompletaci a výrobě, naleznete v této diskusi Standardní šoupátka API 6A v ropném a plynárenském průmyslu .

Mnoho provozovatelů ropy a zemního plynu také požaduje soulad s NACE MR0175 pro kyselé služby. Toto je další požadavek na materiál a tvrdost, který zabraňuje praskání sulfidovým napětím. Ventil, který není dimenzován pro H2S, může katastrofálně selhat v plynovém vrtu i se stopovým množstvím sirovodíku.

Šoupátka pro vrt a produkční servis

Šoupátka jsou tahounem zařízení na těžbu ropy a zemního plynu. Používají bránu, která se pohybuje kolmo k dráze toku. Při otevření je vývrt zcela čistý, což znamená velmi malý pokles tlaku. Když je brána zavřená, tlačí na dvě sedadla, aby izolovala tlak. Šoupátka jsou standardní výbavou vánočních stromků, plášťových cívek a výrobních rozdělovačů. Pod API 6A existuje několik rodin šoupátek a každá z nich vyhovuje jiným provozním podmínkám.

Rozšiřující šoupátka

Roztahovací šoupátko používá dvoudílné šoupátko, které se při zavírání rozšiřuje proti sedlům. Klínové působení vytváří mechanické těsnění, které udržuje tlak i po uzavření ventilu po dobu několika měsíců. Díky tomu jsou rozšiřující šoupátka vynikající volbou pro hlavní ventily na vánočních stromcích a další uzavírací zařízení, kde je kritická těsnost izolace.

Rozšiřující šoupátko WKM pro řízení tlaku vrtu Tento rozšiřovací šoupátkový ventil API 6A je k dispozici ve velikostech od 2-1/16" do 7-1/16" a tlakem až 5000 psi, s klínovou sestavou, která zajišťuje těsnou izolaci i po dlouhé době uzavření. Zobrazit produkt →

YUXOIL vyrábí expanzní šoupátko speciálně pro kontrolu tlaku v hlavě vrtu. Je postaven podle návrhu API 6A a je k dispozici v tlakových třídách běžně používaných na komínech ústí vrtu. Pro aplikace, kde bude ventil zavřený po dlouhou dobu a nesmí unikat, si konstrukce rozšiřujícího šoupátka zaslouží seriózní zvážení.

Deskové šoupátkové ventily (PFF)

Deskové šoupátko řady PFF používá paralelní šoupátko, které se posouvá mezi dvě plovoucí sedla. Jeho konstrukce je jednoduchá a robustní, což z něj činí spolehlivou možnost ručního vypínání ve výrobním provozu. Ventil PFF je běžný na jímkách s nízkým až středním tlakem, na škrticích a škrticích potrubích a na přenosových potrubích, kde je vyžadováno plné otevření pro minimalizaci tlakových ztrát.

PFF Deska ruční šoupátko s obousměrným těsněním Řada PFF nabízí konstrukci paralelního šoupátka ve velikostech 2-1/16" až 4-1/16" a tlaky až 5000 psi, s obousměrným těsněním a plovoucím sedlem pro spolehlivé uzavření ve výrobě a aplikacích s potrubím. Zobrazit produkt →

YUXOIL nabízí deskové ruční šoupátko PFF ve standardní konfiguraci API 6A. Těleso je před odesláním tlakově testováno a připojení portu je k dispozici v přírubové nebo upnuté verzi, aby odpovídalo stávajícímu komínu ústí vrtu.

Kompaktní konstrukce šoupátka: FC a FLS

Šoupátka FC a FLS jsou dvě kompaktní konfigurace API 6A používané v zařízení ústí vrtu a potrubí. Konstrukce FC nabízí jednoduchou průtokovou cestu a je často vybírána pro instalace s omezeným prostorem. Konstrukce FLS poskytuje jinou geometrii těsnění, kterou si obsluha může vybrat na základě očekávaného průtoku a tlakového rozdílu. Volba mezi FC a FLS obvykle závisí na poloze ventilu v komíně a velikosti potrubí.

Zástrčné ventily: Čtvrtotáčkové ovládání pro vysokotlaké rozdělovače

Kuželové ventily jsou čtvrtotáčkové ventily. Válcová nebo kuželová zátka s portem se otáčí o 90 stupňů pro otevření nebo uzavření průtokové cesty. Vzhledem k tomu, že provoz je rychlý, jsou kuželové ventily často používány v lámacích potrubích, výtlačných potrubích a distribučních systémech, kde operátor potřebuje rychle izolovat potrubí. Kuželový ventil nabízí plný nebo redukovaný otvor. Těsnost těsnění závisí na lícování mezi kuželkou a tělesem a u některých provedení na těsnicím prostředku vstřikovaném do ventilu.

Zátkový ventil FMC pro vysokotlaké lámací linky Tento kuželkový ventil poskytuje čtvrtotáčkový provoz s nízkým točivým momentem, navržený pro vysokotlaké řízení kapaliny při konsolidaci a lámání vrtů, s výstupem 1502 a těsněním kov na kov pro spolehlivý výkon. Zobrazit produkt →

YUXOIL dodává kuželkové ventily vytvořené pro vysokotlaký servis na ropných polích. Konstrukce je kompatibilní s běžnými vzory připojení potrubí a ústí vrtu, což umožňuje přímou výměnu v mnoha sestavách lámání a výroby. Při výběru kuželkového ventilu dbejte na provozní moment. Pokud se ventil těžko otáčí, může být nutné, aby obsluha vyvíjela nadměrnou sílu, což by mohlo poškodit vřeteno nebo těsnění. Správně namontovaný kuželkový ventil se správným těsnicím nebo ozdobným materiálem se bude hladce otáčet a udržovat tlak bez úniku.

Šoupátko vs. zásuvný ventil: Praktické rozdíly

Jedním z nejčastějších rozhodnutí v zařízení povrchových vrtů je, zda je správnou volbou pro konkrétní linku šoupátko nebo kuželkový ventil. Odpověď závisí na frekvenci provozu, povoleném poklesu tlaku a dostupném prostoru.

Specifikace ventilů: Šest otázek, než si objednáte

Specifikace ventilu pro povrchová zařízení pro ropu a plyn znamená zodpovězení šesti otázek před zadáním objednávky:

• Jaký je maximální pracovní tlak? Třídy API 6A zahrnují 2 000, 3 000, 5 000, 10 000, 15 000 a 20 000 psi.
• Jaký je rozsah provozních teplot studny?
• Jaké je složení tekutiny? Sladká nebo kyselá obsluha, obsah H2S, CO2 a písku ovlivňují výběr materiálu.
• Jaká je požadovaná úroveň specifikace produktu (PSL 1, 2, 3 nebo 4)?
• Jaké koncové spoje jsou potřeba – přírubové, závitové nebo svorkové?
• Bude ventil ovládán ručně, pohonem nebo dálkově?

Každá odpověď změní konstrukci ventilu. Například studna vyrábějící s 12 procenty H2S a povrchovou teplotou nad 250 stupňů Fahrenheita vyžaduje specifickou třídu materiálu a teplotní třídu. Ignorování těchto požadavků představuje riziko nákupu, které přímo ovlivňuje náklady životního cyklu studny.

Proč záleží na schopnosti dodavatele a kontrole kvality

Jakmile je stanovena specifikace ventilu, hlavním rizikovým faktorem se stává schopnost dodavatele. Spolehlivý dodavatel ventilů musí řídit celý řetězec: lití, obrábění, montáž a testování. Společnosti, které outsourcují vše, nemusí být schopny zaručit konzistentní vlastnosti materiálu a tloušťku stěny.

YUXOIL provozuje továrnu na ventily a továrnu na odlévání ve stejném zařízení, které pokrývá hlavní výrobní kroky. Společnost má závod o rozloze 13 000 metrů čtverečních s více než 30 velkými, středními a přesnými obráběcími jednotkami. Dále provádí chemické a mechanické zkoušky, nedestruktivní zkoušky, metrologii a zkoušky typu výrobků. Tato úroveň vnitřní kontroly pomáhá udržovat tělesa ventilů, povrchy šoupátka a těsnicí oblasti v tolerancích, které API 6A vyžaduje.

Praktickým způsobem hodnocení dodavatele je požádat o podrobný popis dodavatele výrobního procesu : odkud odlitek pochází, jak probíhá tepelné zpracování, jaké zkoušky se provádí na každém tělese ventilu a jak se zaznamenává tlaková zkouška. Odpovědi prozradí, zda je dodavatelem skutečný výrobce nebo obchodní společnost.

Závěr: Přizpůsobte ventil pracovnímu cyklu

Náklady na ventil jsou malým zlomkem nákladů na zásah do vrtu v ropném a plynárenském průmyslu. Ventil, který selže při lámání nebo výměně stromu, může stát desítky tisíc dolarů za prostoje a ztrátu výroby. Proto musí být specifikace ventilu provedena pečlivě na začátku, nikoli vyjednávání po poruše.

Začněte pracovním cyklem. Zvolte šoupátko, když potřebujete plný průtok a dlouhodobé uzavření. Vyberte si kuželkový ventil, když potřebujete rychlý čtvrtotáčkový provoz na rozdělovači nebo lámací lince. Ověřte třídu API 6A, třídu materiálu a úroveň PSL oproti skutečným datům vrtu. Poté potvrďte, že dodavatel má schopnost odlévání, obrábění a testování, aby mohl ventil konzistentně postavit. Díky těmto krokům bude ventil na vašem vánočním stromku, pouzdrové hlavě nebo výtlačném potrubí fungovat tak, jak byl navržen po celá léta.