Yukarı Yöndeki Operasyonlarda Petrol Sahası Plug Vanaları: Tasarım, Standartlar ve Uygulama Kılavuzu

bir petrol sahası tapa valfi yukarı akışlı petrol ve gaz sistemlerinde akışı başlatmak, durdurmak veya yönlendirmek için delikli geçişe sahip silindirik veya konik bir tapa kullanan çeyrek dönüşlü bir izolasyon ve akış kontrol vanasıdır. Plug vanalar kuyu başlarında, manifoldlarda, toplama sistemlerinde ve üretilen su elleçlemede yaygın olarak kullanılır çünkü aşağıdaki özellikleri sunarlar: sıkı kapatma, hızlı çeyrek dönüşlü çalışma ve aşındırıcı veya çok fazlı sıvılara karşı güçlü direnç birçok sürgülü veya küresel vana tasarımıyla karşılaştırıldığında.

Petrol Sahası Plug Vanası Nasıl Çalışır?

Bir tapa valfi, valf gövdesi içinde 90 derece dönen, silindirik veya hafif konik bir gövdeye sahip bir tapadan geçen akışı kontrol eder. Delik boru hattıyla aynı hizada olduğunda akış içinden geçer; çeyrek tur döndürüldüğünde tıkacın sağlam kısmı akış yolunu tamamen bloke eder. Bu mekanizma, tapa valflerine, ayrı bir yuva halkasının bir bilyeye karşı aşınmasına dayanmayan basit, sağlam bir sızdırmazlık yöntemi sağlar; bu da bunların aşındırıcı veya kum yüklü yukarı akışlı sıvılarda tercih edilmesinin bir nedenidir.

Fişin kendisi sızdırmazlık yüzeyini oluşturduğundan, fiş vanaları genellikle daha düşük çalışma torku ve daha hızlı çevrim süreleri Benzer sürgülü vanalara kıyasla, test manifoldları ve çok kuyulu toplama sistemleri gibi akış yolları arasında sık sık geçiş yapılmasının gerekli olduğu yerlerde onları yaygın bir seçim haline getiriyor.

Yukarı Akış Operasyonlarında Kullanılan Plug Vana Çeşitleri

Tüm plug vanalar aynı şekilde üretilmemiştir. Doğru tipin seçilmesi, taşınan akışkana, basınç farkına ve vananın ne sıklıkla çevrileceğine bağlıdır.

Eksantrik plug vanalar yukarı yöndeki serviste özel ilgiyi hak eder çünkü tapanın merkezden kaçık dönüşü, açma ve kapama sırasında onu yuvadan uzaklaştırır ve kum veya kireç içeren üretilen su ile çalışırken yuva aşınmasını büyük ölçüde azaltır; bu, aynı servisteki standart tapa ve küresel vanalar için yaygın bir arıza noktasıdır.

Geçerli Standartlar ve Sertifikalar

Kuyu başı, boru hattı ve yüzey üretim uygulamalarında kullanılan petrol sahası plug vanaları, vananın sistemin neresine monte edildiğine bağlı olarak tipik olarak API ve ASME standartlarının bir kombinasyonuna göre tasarlanıp test edilir.

Temel Standartlar

• API6D: Toplama ve iletim hatlarında kullanılan tapalı vanalar da dahil olmak üzere boru hattı vanalarını yönetir
• API6A: Tapalı vanaların kuyu başı veya Noel ağacı ekipmanının bir parçası olarak kullanıldığı durumlarda geçerlidir
• API599: Özellikle metal tapalı vana tasarımını, boyutlarını ve test gereksinimlerini kapsar
• ASME B16.34: Valf malzemeleri ve sınıfları için basınç-sıcaklık değerleri sağlar
• NACE MR0175/ISO 15156: Valf ekşi (H2S içeren) servise maruz kalacağı zaman gereklidir

API 599'a göre üretilen vanalar şu adreste bir kabuk testini geçmelidir: Nominal çalışma basıncının 1,5 katı ve standardın sızıntı sınıfı tablosu tarafından tanımlanan izin verilen maksimum sızıntı oranlarıyla nominal basınçta bir koltuk testi. Yalnızca ASME B16.34 sertifikasına sahip bir vana, boru hattı bağlantıları için API 6D dokümantasyon gerekliliklerini karşılamayabileceğinden, boru hattı veya kuyu başı servisi için tapa vanaları belirleyen operatörler, belirli kurulum noktasını hangi standardın yönettiğini her zaman doğrulamalıdır.

Malzemeler ve Basınç Sınıfları

Giriş yönü servisindeki tapa valf gövdeleri, akışkanın aşındırıcılığına ve ortam koşullarına bağlı olarak en yaygın olarak karbon çeliğinden, düşük sıcaklıklı karbon çeliğinden (LTCS) veya paslanmaz çelikten üretilir. Standart ASME basınç sınıfları Sınıf 150'den Sınıf 2500'e kabaca nominal çalışma basınçlarına karşılık gelir 285 psi'den 6.170 psi'ye kadar standart sıcaklıkta, sıcaklık arttıkça değer kaybı eğrileri uygulanır.

Ekşi servis kuyularında, gövde malzemelerini tipik olarak belirli düşük sertlikte karbon çeliği kaliteleri veya korozyona dayanıklı alaşımlarla sınırlayan sülfit stres çatlamasını önlemek için gövde ve kaplama malzemeleri NACE MR0175/ISO 15156 sertlik ve metalurji sınırlarına uygun olmalıdır.

Upstream Sistemlerde Plug Vanaların Kullanıldığı Yerler

Plug vanalar, kuyu sahasından toplama ve işleme tesislerine kadar yukarı akış yolu boyunca bulunur. Ortak kurulum noktaları şunları içerir:

• Kuyu manifoldları: Üretim kuyuları ile test veya üretim başlıkları arasındaki akışı yönlendirme
• Hatların toplanması: Bakım veya pigleme işlemleri için boru hattı bölümlerinin izole edilmesi
• Üretilen su sistemleri: Eksantrik tapa tasarımlarıyla aşındırıcı, katı madde yüklü suyun taşınması
• Test ayırıcıları: Birden fazla kuyu akışı arasında akışı değiştiren çok portlu tapa valfleri
• Kimyasal enjeksiyon kızakları: Korozyon önleyicilerin ve diğer arıtma kimyasallarının hassas açma/kapama kontrolü

Özellikle test manifoldu uygulamalarında, tapalı vanalar tercih edilir çünkü bunların çeyrek turlu çalışması, operatörlerin, sürgülü vanalarla ilişkili çok turlu gecikme olmaksızın bir kuyuyu üretimden test akışına saniyeler içinde geçirmesine olanak tanır; bu, çok kuyulu bir ped üzerinde sık kuyu testleri çalıştırırken anlamlı bir avantajdır.

Yukarı Yönde Servis için Doğru Fişli Vana Nasıl Seçilir

Doğru tapalı vananın seçilmesi, saha genelinde tek bir standart konfigürasyona bağlı kalmak yerine, vana tasarımının ve malzemelerinin kurulum noktasındaki spesifik akışkan özelliklerine ve basınç koşullarına uygun hale getirilmesini gerektirir.

Seçim Kontrol Listesi

1. Standart, eksantrik veya yağlamalı tapa tasarımının uygun olup olmadığını belirlemek için akışkan tipini (temiz gaz, katı madde içeren üretilmiş su veya çok fazlı akış) belirleyin.
2. Nominal çalışma basıncını onaylayın ve beklenen maksimum çalışma basıncının üzerinde yeterli marja sahip bir ASME sınıfı seçin
3. Ekşi servis gereksinimlerini kontrol edin ve H2S mevcutsa NACE MR0175/ISO 15156 uyumlu malzemeleri belirtin
4. Döngü sıklığını belirleyin — test manifoldları gibi yüksek döngülü uygulamalar, tekrarlanan sızdırmazlık maddesi enjeksiyonunu önleyen yağlamasız manşon tasarımlarından yararlanır
5. Uç bağlantı tipinin (flanşlı, dişli veya kaynaklı) eşleşen borularla eşleştiğini doğrulayın
6. Çalıştırma yöntemine karar verin - seyrek kullanım için manuel kol veya uzaktan veya otomatik manifold değişimi için pnömatik/elektrikli çalıştırma

Örneğin, üretilen bir su hattı taşıyan 600 psi'de ince kum genellikle bir çağrı yapardım PTFE ile güçlendirilmiş yataklı eksantrik plug vana aşındırıcı aşınmaya karşı direnç sağlamak için, benzer basınçtaki temiz bir gaz toplama hattında ise daha düşük maliyetle standart yağlamasız manşonlu tapa valfi kullanılabilir.

Hizmet Ömrünü Uzatan Bakım Uygulamaları

Plug vanalar genellikle sürgülü vanalardan daha az bakım gerektirir, ancak yukarı akış koşulları (kum üretimi, kireç oluşumu ve H2S'ye maruz kalma) erken arızayı önlemek için hala yapılandırılmış bir bakım programı gerektirir.

• Yağlanmış tapa valfleri için, sızdırmazlık bütünlüğünü korumak amacıyla sızdırmazlık maddesini üreticinin önerdiği aralıklarla yeniden enjekte edin
• Özellikle katı madde yüklü hizmetlerde, manşon veya koltuk astarlarını erozyona karşı periyodik olarak inceleyin
• Çalışma torkunun önemli ölçüde artmadığını doğrulayın; bu, kireç oluşumunun veya fişin tutukluk yaptığını gösterebilir.
• Valfin hala nominal sızıntı sınıfını karşıladığını doğrulamak için periyodik yuva sızıntı testleri yapın
• Uzak manifold konumlarında kullanılan otomatik plug vanalardaki aktüatör fonksiyonunu ve hava/hidrolik besleme hatlarını kontrol edin

Birçok operatör her yıl tam valf denetimi ve yeniden sertifikalandırma işlemi planlar. 2 ila 3 yıl yüksek çevrim test manifoldu valfleri için ve daha yakın 5 yıl Toplama hatlarındaki düşük devirli izolasyon vanaları için aralığın, gözlemlenen aşınma oranlarına ve her bir spesifik bölgede üretilen akışkan özelliklerine göre ayarlanması.