Az olajmező dugós szelepek megértése: típusok, nyomásértékek és főbb alkalmazások

An olajmező dugós szelep egy negyed fordulatú leválasztó szelep, amely hengeres vagy kúpos dugót használ furatjárattal az áramlás szabályozására. A dugó 90 fokkal történő elforgatása teljesen kinyitja vagy zárja a szelepet, így ideális a gyors elzáráshoz termelési, csővezetéki és kútfej alkalmazásokban. A dugaszoló szelepek általában től számítanak 150. osztály-Class 2500 (akár 15 000 psi API 6A kivitelben) és a toló- vagy golyósszelepek helyett akkor választható, ha gyors működés, szoros elzárás és többportos áramlás-elterelés szükséges ugyanabban az eszközben.

Mi az olajmező dugós szelep

A dugós szelep egy testből, egy átmenőlyukkal ellátott hengeres vagy enyhén kúpos dugóból és egy szárból áll, amely a dugót 90 fokkal elforgatja nyitott és zárt helyzetek között. Ellentétben a tolózárakkal, amelyek működtetéséhez többszörös fordulat szükséges, a dugós szelepeket kínálják negyedfordulós működés , csökkenti a működési időt és egyszerűsíti az automatizálást. Az olajmezők szolgáltatásaiban a dugószelepeket általában az API 6D (csővezeték-szelepek) vagy az API 6A (kútfej-berendezések) szabványok szerint építik, beépítési helyüktől függően.

Alapvető szerkezeti jellemzők

• Hengeres, kúpos vagy excenteres dugó geometriája a szerviztől függően
• Olajozott vagy nem kenhető (hüvelyes) tömítőrendszerek
• Kétirányú, háromutas vagy négyirányú port konfigurációk az áramlás eltereléséhez
• Tűzbiztos kialakítás, amely kompatibilis az API 607 vagy API 6FA szabványokkal a kritikus szolgáltatásokhoz
• Kézi kar, sebességváltó vagy pneumatikus/hidraulikus működtetőmű

A többportos képesség kulcsfontosságú megkülönböztető tényező: egyetlen három- vagy négyutas dugós szelep helyettesíthet két vagy három különálló tolózárat az elosztórendszerekben, csökkentve a lábnyomot és a szivárgási pontokat.

Az olajmező dugós szelepek gyakori típusai

A dugós szelep kiválasztása elsősorban a tömítési mechanizmustól és a dugó geometriájától függ, amelyek mindegyike különböző nyomás- és karbantartási feltételekhez igazodik.

Olajozott dugós szelep

A dugó és a test közé fecskendezett tömítőanyagot használ a szoros tömítés fenntartása és a forgás megkönnyítése érdekében. Általános a nagynyomású csővezetékek és gyűjtőrendszerek szolgáltatásaiban, ahol az időszakos kenés üzemszerűen elfogadható.

Nem kenhető (hüvelyes) dugós szelep

Rugalmas hüvelyt, jellemzően PTFE-t vagy elasztomert alkalmaz, amely tartósan bevonja a dugót, és nincs szükség tömítőanyagra. Előnyös, ha a karbantartáshoz való hozzáférés korlátozott, vagy a tömítőanyag szennyeződése aggodalomra ad okot, például a kútfejekben és az adagolósínekben.

Excentrikus dugós szelep

Tartalmaz egy dugót, amely a középponttól eltérően elfordul, kinyitáskor leemelkedik az ülésről, hogy minimalizálja az ülés kopását. Gyakran használják iszapban, előállított vízben vagy részecskékkel terhelt áramlásban, ahol a kopásállóság kritikus.

Nyomásértékek és osztálymegjelölések

Az olajmezőszervizben használt dugaszoló szelepek a szerint vannak besorolva ANSI/ASME B16.34 nyomásosztályok csővezeték- és folyamatalkalmazásokhoz, vagy API 6A PSL/PR osztályok kútfej-berendezésekhez . Az alábbi táblázat felvázolja a tipikus besorolásokat és azok általános alkalmazási pontjait.

A csővezeték-besorolású dugószelepek általában az API 6D tesztelési és tervezési követelményeit követik, míg a kútfej-besorolású egységek az API 6A-t. Lényeges annak megerősítése, hogy melyik szabvány alkalmazandó, mivel a két specifikáció különbözik az anyagok nyomon követhetőségében, a PSL vizsgálati mélységben és a tűzbiztonsági követelményekben .

Kulcsfontosságú alkalmazások az olajmező berendezésekben

A dugaszolószelepeket több ponton telepítik az áramlás előtti és középső rendszerekben, ahol a gyors működés és az áramlás elterelése a prioritás.

1. Kútfej és elosztó szigetelés — gyors működésű leállítás a termelés átállásakor
2. Csővezeték fővezeték és blokkszelepek — csővezetékek szakaszosítása karbantartás és vészleállítás céljából
3. Több portos átirányítás — három- és négyutas dugószelepek, amelyek az áramlást a leválasztók, tartályok vagy vizsgálóvezetékek között irányítják
4. Előállított víz és hígtrágya kezelése — kopásálló kopásálló excenterdugós szelepek
5. Gázgyűjtő és adagoló csúszótalpak — szoros elzárás a felügyeleti jog átvitelének pontossága érdekében

A többlyukú betétes műveleteknél a dugószelepeket gyakran előnyben részesítik az elosztóvezetékek csomópontjainál, mivel egyetlen szelep képes ellátni két tolózár funkcióját, a telepítési lábnyom nagyjából 30-40%-kal csökkenthető miközben csökkenti a lehetséges szivárgási utak számát.

Dugószelep vs. tolózár és golyósszelep

A dugós, tolózáras és gömbcsapok közötti választás a működési frekvenciától, az áramlási jellemzőktől és a karbantartási filozófiától függ.

A dugós szelepek hol nyernek az elterelés és a gyors kikapcsolás többet jelent, mint az abszolút nyomású mennyezet , míg a legnagyobb nyomású kútfej leválasztási pontjainál továbbra is a tolózárak maradnak az alapértelmezésben, a golyóscsapokat pedig előnyben részesítik, ahol a minimális nyomaték és a hosszú élettartam a prioritás.

Anyagválasztás maró és savanyú szervízhez

A karosszéria és a díszítő anyagokat a folyadék összetételéhez kell igazítani, különösen a H2S és CO2 tartalmú áramok esetében NACE MR0175/ISO 15156 . A gyakori anyagválasztások a következők:

• Szénacél (WCB/WCC) karosszéria normál, nem savanyú kiszolgáláshoz
• Alacsony hőmérsékletű szénacél (LCC) hideg éghajlati vagy sarkvidéki csővezetékekhez
• Duplex vagy szuperduplex rozsdamentes acél magas kloridtartalmú vagy offshore környezetekhez
• Korrózióálló ötvözet (Inconel vagy Monel) borítás savanyú, magas H2S-tartalmú kutakhoz
• PTFE vagy PEEK hüvely bélés kémiailag agresszív vagy koptató folyadékokhoz

A helytelen anyagválasztás az egyik vezető oka a szelepek idő előtti meghibásodásának a savanyú üzemben, ahol a szulfidos feszültségrepedés több hónapon belül, nem pedig éveken belül veszélyeztetheti a szénacél alkatrészeket.

Kiválasztás és karbantartás legjobb gyakorlatai

A dugószelepek megfelelő kiválasztása és karbantartása közvetlenül befolyásolja a működési megbízhatóságot és a hosszú távú birtoklási költségeket.

• Egyezzen meg a portkonfigurációt a tényleges áramlási szükségletekre, ahelyett, hogy alapértelmezés szerint kétutas szelepeket alkalmaznának
• Erősítse meg a tűzbiztonsági tanúsítványt (API 607/API 6FA) minden kútfej vagy technológiai tűzveszélyes zóna közelében lévő szelephez
• Ütemezze be az időszakos újrakenést olajozott dugós szelepekhez gyártói időközönként a tömítés integritásának megőrzése érdekében
• Ellenőrizze a hüvely kopását a nem kenhető szelepeken az átfutási karbantartás során
• Ellenőrizze az API Monogram licencét a gyártó számára a kútfej-besorolású (API 6A) szolgáltatáshoz szükséges szelepek beszerzésekor

A dokumentált ellenőrzési és kenési ütemterv követése általában jelentősen meghosszabbítja a dugószelep élettartamát, és csökkenti az ülésszivárgás vagy a szelepszár beszorulása miatti nem tervezett leállások valószínűségét.