Supape pentru industria petrolului și gazelor: supape de blocare API 6A, supape cu dop și echipamente pentru cap de puț

La o fântână de șisturi din West Texas, o supapă cu poartă API 6A de 3 inci nu a reușit să se etanșeze în timpul unei schimbări de rutină a pomului de Crăciun. Echipajul închisese supapa, dar fluidul de producție a continuat să migreze prin scaun. Operatorul a pierdut 12 ore din timpul de pompare și a fost nevoit să comande o supapă de înlocuire în caz de urgență. Eșecul a fost urmărit nu din materialul supapei, ci dintr-un scaun și un set de poartă care au fost erodate de 40.000 ppm de apă produsă încărcată cu nisip în doar șase luni. O supapă specificată cu o duritate mai mare și un nivel PSL potrivit ar fi menținut puțul online.

Lecția este simplă: în echipamentele de suprafață pentru petrol și gaze, supapa nu este o marfă. Este o componentă de control al presiunii care trebuie selectată în funcție de debitul, presiunea, temperatura și mediul real. Alegerea corectă depinde de presiunea nominală API 6A, clasa de material și nivelul de specificații ale produsului și de designul supapei care se potrivește cu ciclul de funcționare.

Standardul API 6A: Ce trebuie să verifice cumpărătorii înainte de a comanda

API 6A este specificația principală pentru echipamentele pentru capul de puț și pentru pomul de Crăciun utilizate în industria petrolului și gazelor, inclusiv supapele de gunoi, supapele de tip dopuri și corpurile de supape utilizate în capete de carcasă și capete de tub. Acesta definește o gamă de valori de presiune de la 2.000 psi la 20.000 psi, împreună cu clasele de materiale, clasele de temperatură și nivelurile de specificații ale produsului (PSL).

Pentru un inginer de achiziții, cel mai important aspect este că plăcuța de identificare API 6A nu este un singur număr. O supapă de 5.000 psi poate fi construită în diferite clase de materiale. Clasa AA este pentru serviciul general. Clasa EE este pentru serviciul acru cu H2S ridicat. Unii operatori specifică PSL 2 sau PSL 3 pentru puțurile critice, în timp ce PSL 1 este acceptabil pentru servicii dulce, cu risc scăzut. Alegerea greșită a clasei sau a nivelului PSL fără a verifica condițiile reale ale puțului este o cauză comună a degradării etanșării și a înlocuirii premature a supapelor.

Pentru o privire mai profundă asupra locului în care sunt aplicate supapele cu poartă API 6A în foraj, finalizare și producție, consultați această discuție despre Supape standard API 6A în industria petrolului și gazelor .

Mulți operatori de petrol și gaze solicită, de asemenea, conformitatea NACE MR0175 pentru serviciul acru. Aceasta este o cerință suplimentară de material și duritate care previne fisurarea prin stres cu sulfuri. O supapă care nu este evaluată pentru H2S poate eșua catastrofal într-un puț de gaz cu chiar și urme de hidrogen sulfurat.

Supape de gură pentru cap de puț și serviciu de producție

Supapele cu poartă sunt calul de lucru al echipamentelor pentru puțurile de petrol și gaze. Ei folosesc o poartă care se mișcă perpendicular pe calea curgerii. Când este deschis, orificiul este complet liber, ceea ce înseamnă cădere de presiune foarte mică. Când este închisă, poarta apasă pe două scaune pentru a izola presiunea. Supapele de poartă sunt standard pentru pomi de Crăciun, bobine de carcasă și colectoare de producție. Există mai multe familii de supape cu poartă sub API 6A și fiecare se potrivește unei condiții de funcționare diferite.

Supape cu gură de extindere

O supapă cu deschidere extensibilă utilizează o poartă din două piese care se extinde împotriva scaunelor pe măsură ce se închide. Acțiunea pană produce o etanșare mecanică care menține presiunea chiar și după ce supapa a fost închisă luni de zile. Acest lucru face ca supapele cu deschidere extinse să fie o alegere excelentă pentru supapele principale de pe pomul de Crăciun și alte sarcini de închidere în care izolarea etanșă este critică.

Supapă WKM cu deschidere extensibilă pentru controlul presiunii din capul puțului Această supapă cu deschidere extensibilă API 6A este disponibilă în dimensiuni de la 2-1/16" la 7-1/16" și cu valori de presiune de până la 5000 psi, cu un ansamblu cu pană care asigură o izolare etanșă chiar și după perioade lungi de închidere. Vizualizare produs →

YUXOIL produce o supapă cu deschidere extensibilă special pentru controlul presiunii în capul puțului. Este construit conform designului API 6A și este disponibil în clasele de presiune utilizate în mod obișnuit pe stivele capului de sondă. Pentru aplicațiile în care supapa va fi închisă pentru perioade lungi de timp și nu trebuie să curgă, designul porții extensibile merită o atenție serioasă.

Supape de blocare (PFF)

Supapa de tip placă din seria PFF utilizează o poartă paralelă care alunecă între două locuri plutitoare. Construcția sa este simplă și robustă, ceea ce o face o opțiune fiabilă pentru oprirea manuală în serviciul de producție. Supapa PFF este obișnuită pe puțurile de presiune joasă până la moderată, pe colectoare de șoke și de oprire și pe liniile de transfer unde este necesară o deschidere cu pas complet pentru a minimiza pierderea de presiune.

Supapă manuală PFF Slab cu etanșare bidirecțională Seria PFF oferă un design de poartă paralelă cu dimensiuni de la 2-1/16" până la 4-1/16" și presiuni de până la 5000 psi, cu etanșare bidirecțională și scaune plutitoare pentru o oprire fiabilă în aplicații de producție și colectoare. Vizualizare produs →

YUXOIL oferă robinetul manual de blocare PFF în configurația standard API 6A. Corpul este testat la presiune înainte de expediere, iar conexiunea portului este disponibilă în versiuni cu flanșă sau prin prindere pentru a se potrivi cu stiva existentă a capului de sondă.

Modele de robinete compacte: FC și FLS

Supapele cu poartă FC și FLS sunt două configurații compacte API 6A utilizate în echipamentele capului de puț și ale colectoarelor. Designul FC oferă o cale simplă de curgere și este adesea selectat pentru instalații în care spațiul este limitat. Designul FLS oferă o geometrie diferită de etanșare pe care operatorii o pot alege pe baza modelului de curgere așteptat și a diferențelor de presiune. Alegerea între FC și FLS depinde de obicei de poziția supapei în stiva și de dimensiunea conductei.

Supape cu dop: control un sfert de tură pentru colectoare de înaltă presiune

Supapele cu dop sunt supape cu un sfert de tura. Un dop cilindric sau conic cu un orificiu se rotește cu 90 de grade pentru a deschide sau închide calea de curgere. Deoarece operarea este rapidă, supapele cu obturator sunt adesea folosite în liniile de fracturare, colectoarele de refulare și sistemele de distribuție în care un operator trebuie să izoleze rapid o conductă. O supapă cu dop oferă o deschidere cu orificiu complet sau cu orificiu redus. Etanșeitatea etanșării depinde de potrivirea dintre dop și corp și, în unele modele, de un material de etanșare injectat în supapă.

Supapă cu dop FMC pentru linii de fracturare de înaltă presiune Această supapă cu dop oferă funcționare în sfert de tură cu cuplu scăzut, proiectată pentru controlul lichidului de înaltă presiune în consolidarea și fracturarea puțului, având o ieșire 1502 și etanșare metal pe metal pentru performanță fiabilă. Vizualizare produs →

YUXOIL furnizează supape de tip dopuri construite pentru service la câmpuri petroliere de înaltă presiune. Designul este compatibil cu modelele comune de conectare a colectoarelor și a capului de sondă, ceea ce permite înlocuirea directă în multe configurații de fracturare și producție. Atunci când alegeți o supapă cu dop, uitați-vă la cuplul de operare. Dacă supapa este greu de rotit, operatorul poate fi nevoit să aplice o forță excesivă, ceea ce poate deteriora tija sau garnitura. O supapă de dop montată corespunzător, cu materialul de etanșare sau garnitură potrivite, se va întoarce fără probleme și va menține presiunea fără scurgeri.

Supapă de gunoi vs. supapă de priz: diferențe practice

Una dintre cele mai obișnuite decizii în echipamentele pentru puțuri de suprafață este dacă o supapă de gunoi sau o supapă cu dop este alegerea potrivită pentru o anumită linie. Răspunsul depinde de frecvența de funcționare, de căderea de presiune admisă și de spațiul disponibil.

Specificarea supapelor: șase întrebări înainte de a comanda

Specificarea unei supape pentru echipamentele de suprafață pentru petrol și gaze înseamnă să răspundeți la șase întrebări înainte de a plasa o comandă:

• Care este presiunea maximă de lucru? Clasele API 6A includ 2.000, 3.000, 5.000, 10.000, 15.000 și 20.000 psi.
• Care este intervalul de temperatură de funcționare a sondei?
• Care este compoziția fluidului? Serviciul dulce sau acru, H2S, CO2 și conținutul de nisip afectează toate selecția materialului.
• Care este nivelul necesar de specificații pentru produs (PSL 1, 2, 3 sau 4)?
• Ce conexiuni finale sunt necesare - cu flanșă, filetate sau cu clemă?
• Vana va fi acţionată manual, prin acţionare sau de la distanţă?

Fiecare răspuns schimbă designul supapei. De exemplu, un puț care produce cu 12% H2S și o temperatură a suprafeței de peste 250 de grade Fahrenheit necesită o anumită clasă de material și o temperatură. Ignorarea acestor cerințe este un risc de achiziție care afectează direct costul ciclului de viață al sondei.

De ce contează capacitatea furnizorului și controlul calității

Odată ce specificațiile supapei sunt stabilite, capacitatea furnizorului devine principalul factor de risc. Un furnizor de valve de încredere trebuie să controleze întregul lanț: turnare, prelucrare, asamblare și testare. Companiile care externalizează totul ar putea să nu poată garanta proprietăți consistente ale materialului și grosimea peretelui.

YUXOIL operează o fabrică de supape și o fabrică de turnare în aceeași unitate, care acoperă principalele etape de producție. Compania are o fabrică de 13.000 de metri pătrați cu peste 30 de unități de prelucrare mari, medii și de precizie. De asemenea, efectuează teste chimice și mecanice, teste nedistructive, metrologie și teste de tip de produs. Acel nivel de control intern ajută la menținerea corpurilor de supape, a suprafețelor de poartă și a zonelor de etanșare în limitele de toleranță cerute de API 6A.

O modalitate practică de a evalua un furnizor este de a solicita o descriere detaliată a acestuia procesul de fabricatie : de unde provine turnarea, cum este contractat tratamentul termic, ce testare se face pe fiecare corp de supapă și cum este înregistrat testul de presiune. Răspunsurile arată dacă furnizorul este un adevărat producător sau o companie comercială.

Concluzie: Potriviți supapa la ciclul de funcționare

Costul unei supape este o mică parte din costul unei intervenții în puț în industria petrolului și gazelor. O supapă care se defectează în timpul unei lucrări de fracturare sau a unei schimbări a arborelui poate costa zeci de mii de dolari în timpi de nefuncționare și pierderi de producție. De aceea, specificarea supapei trebuie făcută cu grijă la început, nu negociată după o defecțiune.

Începeți cu ciclul de lucru. Alegeți o supapă cu poartă atunci când aveți nevoie de debit complet și de închidere pe termen lung. Alegeți o supapă cu dop atunci când aveți nevoie de funcționare rapidă cu un sfert de tură pe o linie de distribuție sau de fracturare. Verificați clasa API 6A, clasa materialului și nivelul PSL față de datele reale ale sondei. Apoi confirmați că furnizorul are capacitatea de turnare, prelucrare și testare pentru a construi supapa în mod constant. Cu acești pași, supapa de pe bradul de Crăciun, capul carcasei sau colectorul de refulare va funcționa așa cum a fost proiectat timp de ani de zile.