Van bi Trunnion áp suất cao cho sản xuất mỏ dầu và khí đốt: Hướng dẫn lựa chọn

1. Nơi sử dụng van bi trục áp suất cao trong các mỏ dầu

Cơ sở hạ tầng sản xuất dầu khí không phải là một dịch vụ thống nhất. Chất lỏng có thể chứa khí tự nhiên, dầu thô, nước sản xuất, carbon dioxide hòa tan, hydro sunfua, cát và cặn xử lý hóa học. Áp suất có thể dao động trong quá trình khởi động, tắt máy, vận hành heo và máy nén. Van cách ly hoạt động trên đường ống dẫn sản phẩm sạch có thể bị hỏng sớm trên dây chuyền thu gom ướt, bị mài mòn.

Các vị trí phổ biến bao gồm thu gom các ống góp ở hạ lưu của tổ hợp đầu giếng, bộ phân tách sản xuất, bệ nén khí, đường vận chuyển dầu thô, trạm phóng và trạm tiếp nhận, đường vòng đo và đường ống xuất khẩu. Người vận hành thường cần chức năng cách ly tích cực thay vì điều tiết liên tục.

Phân biệt phạm vi: thiết bị tạo thành một phần của đầu giếng hoặc cây thông Noel có thể rơi xuống API 6A; van đường ống thường tham khảo API 6D. Cơ quan thiết kế và đặc điểm kỹ thuật của thiết bị dự án xác định khả năng áp dụng. Van API 6D không tự động đủ tiêu chuẩn API 6A chỉ vì xếp hạng áp suất của nó có vẻ cao.

2. Cấu trúc gắn trên trục so với thiết kế bóng nổi

Với thiết kế bóng nổi, quả bóng có thể di chuyển nhẹ dưới áp suất chênh lệch và tải xuống ghế phía hạ lưu. Với cách bố trí gắn trên trục, quả bóng được hỗ trợ về mặt cơ học thông qua hệ thống trục và thân/hỗ trợ thấp hơn, trong khi các cụm ghế có lò xo thiết lập tiếp điểm bịt ​​kín. Sự sắp xếp này thường được ưu tiên cho các lỗ khoan lớn hơn hoặc áp suất chênh lệch cao hơn vì nó có thể giúp quản lý việc tải và vận hành chỗ ngồi dễ dàng hơn.

Tuy nhiên, “mô-men xoắn thấp” không phải là đặc tính cố định. Mô-men xoắn mở có thể thay đổi theo áp suất chênh lệch, thiết kế chỗ ngồi, nhiệt độ chất lỏng, cặn lắng, bôi trơn và thời gian đóng. Đối với các van tự động, hãy yêu cầu mô-men xoắn, vận hành và nối lại do nhà sản xuất tạo ra ở các điều kiện đã chỉ định, không phải số danh mục chung.

Việc bố trí tách thân có thể đơn giản hóa một số quy trình đại tu nhất định. Thiết kế lối vào hàng đầu cho phép tiếp cận từ phía trên trong các điều kiện bảo trì giảm áp thích hợp, trong khi các thân được hàn hoàn toàn giảm thiểu các đường rò rỉ giữa thân và khớp nhưng có những hạn chế sửa chữa khác nhau. Xem dòng sản phẩm van bi trục và van bi trunnion giả mạo cho các cấu hình dự án.

3. Chọn Lớp 600, 900, 1500 hoặc 2500

Cấp áp suất là chỉ định đánh giá được tiêu chuẩn hóa; Loại 900 không có nghĩa là van được định mức 900 psi trong mọi điều kiện. Áp suất cho phép thay đổi theo nhóm vật liệu và nhiệt độ. Xác định áp suất thiết kế, nhiệt độ thiết kế tối đa và tối thiểu, các điều kiện nhất thời và định mức áp suất-nhiệt độ liên quan trước khi yêu cầu đề nghị.

Loại 600 có thể phù hợp với một số hệ thống thu thập hoặc chuyển giao áp suất cao, trong khi Loại 900 và 1500 gặp phải khi áp suất thiết kế yêu cầu xếp hạng cao hơn. Loại 2500 được sử dụng cho nhiệm vụ áp suất quy định nghiêm ngặt hơn, tùy thuộc vào giới hạn về kích thước và kiểu máy. Đây là những danh mục ứng dụng mang tính biểu thị, không thay thế cho bảng nhiệt độ-áp suất.

Tại kết nối, hãy phân biệt mặt RF với mặt RTJ và xác định tiêu chuẩn và sê-ri mặt bích thích hợp; đối với các đầu mối hàn đối đầu, chỉ định đường kính ngoài của ống, lịch trình, độ dày thành ống và sự chuẩn bị mối hàn. Một loại van cao cấp đắt tiền không giải quyết được tình trạng không khớp ở các đầu nối cuối.

Bảng thông số mua hàng ví dụ

4. DBB, DIB, Định hướng chỗ ngồi và Áp suất khoang

Để tách hydrocarbon, các thông số kỹ thuật mua sắm thường yêu cầu chặn và tách kép (DBB) hoặc cách ly và tách kép (DIB). Các thuật ngữ này đề cập đến sự sắp xếp cách ly và cách thức thử nghiệm được xác định chứ không chỉ đơn giản là “hai chỗ ngồi trong một van”. Với các ghế có hiệu ứng pít-tông đơn (SPE) thông thường, áp suất khoang bị kẹt có thể được giảm bớt qua ghế theo thiết kế. Ghế có hiệu ứng pít-tông kép (DPE) có thể mang lại phản ứng cách ly khác nhau, nhưng khả năng duy trì áp suất khoang của chúng tạo ra nghĩa vụ giảm nhẹ riêng biệt.

Khi chất lỏng bị mắc kẹt giữa các ghế đóng, sự nóng lên có thể làm tăng mạnh áp suất khoang. Chỉ định hướng hỗ trợ được phép, cấu hình ghế liên quan, bất kỳ thiết bị hỗ trợ bên ngoài nào và cách lắp ráp sẽ được kiểm tra. Điểm đến cứu trợ ở hạ lưu không thể thay thế được với đích đến ở thượng nguồn khi hoạt động yêu cầu cách ly tích cực.

Để biết cách điều trị chi tiết hơn, hãy xem giảm khoang trong van bi và hiện có hướng dẫn thiết kế trục. Trong đơn đặt hàng, hãy mô tả chính xác chỗ ngồi và hiệu suất chảy máu sẽ được chứng kiến ​​thay vì chỉ dựa vào chữ viết tắt DBB.

5. Vật liệu mỏ dầu: Thép cacbon, thép nhiệt độ thấp và dịch vụ chua

Việc lựa chọn vật liệu thân bắt đầu với chất lỏng, nhiệt độ thiết kế, mức cho phép ăn mòn khi có liên quan, mức độ tiếp xúc với môi trường và loại đường ống dự án. Thép carbon rèn ASTM A105 và thép carbon đúc A216 WCB là những ứng cử viên quen thuộc cho nhiệt độ và môi trường không ăn mòn phù hợp. ASTM A350 LF2 và A352 LCC được xem xét cho các thiết kế ở nhiệt độ thấp khi cần có đặc tính chịu va đập đủ tiêu chuẩn của chúng. Vật liệu không gỉ hoặc song công có thể phù hợp với các điều kiện ăn mòn cụ thể nhưng yêu cầu đánh giá clorua, nhiệt độ và chế tạo cẩn thận.

Đối với đường ống khí ướt hoặc chất lỏng được sản xuất có H₂S, đánh giá áp dụng NACE MR0175 / ISO 15156 yêu cầu. Giới hạn vật liệu phụ thuộc vào môi trường dịch vụ chua thực tế, luyện kim thành phần, độ cứng, xử lý nhiệt và điều kiện tiếp xúc. Chứng chỉ chung cho biết “tuân thủ NACE” không thể thay thế cho việc đánh giá lựa chọn vật liệu được ghi lại.

Bề mặt bóng và thân có thể sử dụng vật liệu không gỉ hoặc lớp phủ kỹ thuật phù hợp. Mạ niken điện phân (ENP) có thể cải thiện một số tính chất bề mặt nhất định, nhưng nó không phải là rào cản ăn mòn phổ biến cho tất cả các mỏ hóa chất. Xác minh thông số kỹ thuật của lớp phủ, độ dày, độ bám dính, độ xốp và tính phù hợp với cơ chế mài mòn dự kiến.

6. Ghế ngồi, tính năng an toàn cháy nổ và khí thải thoát ra

Ghế mềm dựa trên hỗn hợp PTFE, PTFE hoặc PEEK được gia cố có thể tắt hiệu quả trong phạm vi tiếp xúc với áp suất, nhiệt độ và chất lỏng đã được phê duyệt. Sự mài mòn nghiêm trọng, chất rắn, đạp xe thường xuyên hoặc nhiệt độ cao có thể biện minh cho chỗ ngồi bằng kim loại được thiết kế, thường phải trả giá bằng các đặc tính rò rỉ và mô-men xoắn khác nhau. Các vòng đệm đàn hồi yêu cầu xác minh khả năng chống lại hydrocarbon, amin, metanol, sự giảm áp suất khí nhanh và bất kỳ hóa chất phun nào thực sự có mặt.

Việc xây dựng an toàn chống cháy có thể được chỉ định bằng việc xác minh theo các tiêu chuẩn hiện hành như API 607 hoặc ISO 10497, nhưng tuyên bố về thiết kế an toàn cháy nổ không giống như bằng chứng về cấu hình đã được thử nghiệm có liên quan. Tương tự như vậy, tính liên tục chống tĩnh điện, thiết kế thân van chống phun trào và lớp đệm kín có mức phát thải thấp cần phải được kiểm tra riêng. Yêu cầu báo cáo hoặc chứng chỉ với mô hình, kích thước và khả năng ứng dụng cấu hình đã được thiết lập.

Dịch vụ đa pha chứa cát đáng được quan tâm đặc biệt: chất rắn có thể làm xước lớp phủ bóng và gây hư hỏng mặt tựa ngay cả khi cấp áp suất danh nghĩa là đủ. Xác nhận nguy cơ tải chất rắn và xói mòn dự kiến ​​trước khi xử lý van đường ống đế mềm thông thường ở mức có thể chấp nhận được.

7. Lựa chọn dẫn động bằng tay, khí nén, điện hoặc thủy lực

Người vận hành thiết bị có thể phù hợp với các van có thể tiếp cận cục bộ nơi tần số hoạt động thấp và thời gian tắt không quan trọng. Thiết bị truyền động bằng khí nén rất phổ biến khi có sẵn không khí hoặc khí sạch cho dụng cụ. Thiết bị truyền động điện phù hợp với điều khiển từ xa ở nơi có cơ sở hạ tầng điện. Các gói thủy lực hoặc điện-thủy lực có thể cung cấp mô-men xoắn cao và vận hành khẩn cấp có kiểm soát, nhưng độ phức tạp của chúng phải được xem xét.

Đối với nhiệm vụ tắt khẩn cấp (ESD), kỹ sư nên chỉ định vị trí an toàn, thời gian đóng, năng lượng khả dụng khi mất điện hoặc tín hiệu, yêu cầu hành trình một phần và giao diện với hệ thống điều khiển. Đóng quá nhanh có thể tạo ra áp suất thoáng qua không thể chấp nhận được. Nhà sản xuất nên định cỡ gói hàng theo đường cong mô-men xoắn đã được xác minh của nó với biên độ thích hợp được dự án phê duyệt.

8. Kiểm tra, thử nghiệm và lập hồ sơ cho gói thầu EPC

API 6D là thông số kỹ thuật van đường ống quan trọng nhằm giải quyết vấn đề sản xuất, kiểm tra, thử nghiệm và lập tài liệu. Phiên bản áp dụng và các sửa đổi phải được xác định theo hợp đồng và các thử nghiệm đặc biệt không nên được coi là được đưa vào thử nghiệm tiêu chuẩn tại xưởng. các Cập nhật API 6D của Viện Dầu khí Hoa Kỳ minh họa tại sao việc kiểm soát phiên bản lại quan trọng đối với người mua thiết bị.

Kế hoạch kiểm tra và kiểm tra dự án (ITP) có thể xác định các điểm giữ và chứng kiến để kiểm tra vỏ và mặt ngồi, lỗ thông hơi trong khoang, kiểm tra khí áp suất thấp khi được chỉ định, kiểm tra kích thước, PMI, NDE, kiểm tra lớp phủ và kiểm tra chức năng cuối cùng. Môi trường thử nghiệm, thời gian, áp suất, tiêu chí chấp nhận và tình trạng chứng kiến ​​phải được thống nhất trước khi sản xuất.

Các gói tài liệu điển hình bao gồm bản vẽ bố trí chung (GA) đã được phê duyệt, bảng dữ liệu, danh mục vật liệu, chứng chỉ kiểm tra vật liệu (MTC) với số nhiệt có thể theo dõi, báo cáo kiểm tra áp suất, mọi bằng chứng thử nghiệm cháy có thể áp dụng, hồ sơ lớp phủ, tính toán mô-men xoắn và hệ thống dây điện của bộ truyền động hoặc sơ đồ thủy lực. Xác nhận định dạng và ngôn ngữ được yêu cầu trước khi báo giá.

9. RFQ Van bi mỏ dầu hữu ích hơn

Thay vì chỉ yêu cầu “van bi trục loại 900 10 inch”, hãy nêu rõ: kích thước và lỗ khoan; lớp áp lực và mặt cuối; thành phần chất lỏng, H₂S và CO₂ sự tập trung; áp suất và nhiệt độ tối đa và tối thiểu; lịch trình đường ống; sắp xếp chỗ ngồi và khoang; rò rỉ cho phép; yêu cầu an toàn cháy nổ và chống tĩnh điện; người vận hành và điều khiển; và chế độ kiểm tra, chứng nhận.

Để so sánh thương mại, hãy yêu cầu Điều kiện Incoterms EXW/FOB/CIF/CPT (địa điểm được chỉ định và phiên bản Incoterms), đơn giá, MOQ nếu có, thời gian sản xuất, kích thước đóng gói, trọng lượng tịnh và tổng, nước xuất xứ, điều kiện bảo hành và hiệu lực của báo giá. Giữ thời gian sản xuất khác biệt với thời gian vận chuyển.

Người mua so sánh các giải pháp đường ống hàn cũng có thể xem xét van bi hàn hoàn toàn, trong khi bản tóm tắt lựa chọn rộng hơn có sẵn trên Trang sản phẩm van bi cao áp.

10. Danh sách kiểm tra lựa chọn cuối cùng

Gói cách ly mỏ dầu đáng tin cậy bắt đầu với ranh giới thiết kế rõ ràng và các yêu cầu có thể kiểm chứng. Xác nhận rằng phạm vi API của van phù hợp với vị trí, mức áp suất-nhiệt độ phù hợp với trường hợp thiết kế, cấu hình đế của van cung cấp hành vi cách ly được chỉ định và vật liệu của van phù hợp với chất lỏng thực tế. Sau đó xem xét kích thước bộ truyền động và các thử nghiệm nghiệm thu được ghi lại. Quy trình công việc này thường ngăn chặn những thay đổi muộn tốn kém đối với mặt bích, mặt tựa, bộ truyền động hoặc chứng nhận.

Đối với đề xuất dành riêng cho dự án, hãy gửi cho Vcore Valve điều kiện vận hành, thông số kỹ thuật của đường ống, tài liệu cần thiết và số lượng đặt hàng ước tính. Sau đó, có thể thực hiện so sánh kỹ thuật với thông số kỹ thuật đã được phê duyệt thay vì chỉ dựa vào kích thước và phân loại danh nghĩa.

Câu hỏi thường gặp

Van bi trục có phù hợp với đường ống mỏ dầu áp suất cao không?

Có, miễn là thiết kế van đã chọn, định mức áp suất-nhiệt độ, vật liệu, chỗ ngồi, kết nối và các yêu cầu về chất lượng phù hợp với điều kiện đường dây thực tế. Van đường ống API 6D không được tự động thay thế cho thiết bị đầu giếng API 6A.

Tôi nên chọn Class 900, 1500 hay 2500?

Chọn cấp áp suất sử dụng áp suất thiết kế tối đa, nhiệt độ thiết kế tối thiểu và tối đa, nhóm vật liệu và bảng nhiệt độ áp suất áp dụng. Số lớp không phải là giá trị áp suất vận hành tính bằng psi.

Sự khác biệt giữa DBB và DIB là gì?

DBB và DIB mô tả hiệu suất cách ly và xả chỗ ngồi được chỉ định khác nhau. Bố trí DIB có thể sử dụng ghế có hiệu ứng pít-tông kép và yêu cầu giải pháp giảm áp suất khoang được thiết kế. Luôn chỉ định bài kiểm tra cần thiết và sắp xếp chỗ ngồi.

Thân thép rèn có luôn tốt hơn thân đúc không?

Không nhất thiết phải như vậy. Cả thân rèn và đúc đều có thể được chấp nhận khi vật liệu, thiết kế áp suất, chất lượng sản xuất và kiểm tra của chúng đáp ứng các đặc điểm kỹ thuật của dự án. Việc rèn thường được xem xét cho nhu cầu dịch vụ áp suất cao.

Điều gì thay đổi khi nước giếng chứa H2S?

Các vật liệu tiếp xúc với chất lỏng xử lý cần phải được đánh giá về dịch vụ chua so với phiên bản hiện hành của NACE MR0175/ISO 15156, bao gồm độ cứng, xử lý nhiệt và giới hạn môi trường. Một tuyên bố NACE chung chung là không đủ.

Có phải tất cả các van trục áp suất cao đều cần bộ truyền động thủy lực?

Không. Có thể sử dụng các tùy chọn vận hành bằng bánh răng, khí nén, điện và thủy lực. Việc lựa chọn phụ thuộc vào mô-men xoắn ly khai và vận hành, các tiện ích sẵn có, thời gian đóng cửa, chu kỳ làm việc và bất kỳ yêu cầu tắt khẩn cấp nào.

Những tài liệu nào cần được cung cấp cùng với báo giá van mỏ dầu?

Yêu cầu bảng dữ liệu đã ký, bản vẽ bố trí chung, danh sách vật liệu, xếp hạng áp suất-nhiệt độ, sơ đồ chỗ ngồi, dữ liệu mô-men xoắn, kế hoạch kiểm tra và kiểm tra, MTC và bằng chứng tuân thủ hiện hành, cùng với các điều khoản giao hàng và thương mại.

Tài liệu tham khảo kỹ thuật: Thông báo xuất bản API 6D; Ứng dụng van dầu khí SLB WKM 370D. Các tiêu chuẩn, trình độ chuyên môn và sự tuân thủ phải tuân theo phiên bản được chỉ định và cấu hình van chính xác.