API 6A kapuszelep: Szilárd gyám az olaj- és gázkút

Az olaj- és gázkutatás és fejlődés alapvető területein, amelyek tele vannak nagy nyomással, magas hőmérsékleten, korrozív közegekkel, sőt a robbanó és robbanásveszélyes kockázatokkal, API 6A kapuszelepek Játsszon létfontosságú szerepet, mint "biztonsági kapcsolót" a kútfejű berendezésekben és a karácsonyfákban. Ez nem csak a Fluid Control végrehajtója, hanem kulcsfontosságú akadály a személyi biztonság biztosítása, a környezetszennyezés és a berendezések megbízható működésének megakadályozása érdekében.

1. Alapkoncepció: Nagynyomású szelepek szigorú szabványok szerint
API 6A szabvány: Az API az American Petroleum Institute rövidítése. Az API Spec 6A egy globális hiteles specifikáció, amely kifejezetten a "Wellhead berendezések és a karácsonyfa berendezések" számára. Rendkívül szigorú követelményeket ír elő a tervezés, az anyagok, a gyártás, a tesztelés, a jelölés és a dokumentáció teljes folyamatára annak biztosítása érdekében, hogy a berendezések biztonságosan és megbízhatóan működhessenek sok éven át kemény földalatti és felszíni környezetben.
A kapuszelep lényege: A kapuszelep egy szelep, amely kinyílik és bezárja a kapu lemez (más néven ék vagy kapu lemez) felemelésével és leengedésével, merőleges a folyadékáram irányára. Amikor a kapu teljesen megemelkedik, az áramlási csatorna akadálytalan; Amikor a kapu teljesen leesik, a tömítőfelület megnyomja a szelep ülését a kényszer tömítés elérése érdekében.
API 6A kapuszelep meghatározása: Különösen egy olyan kapuszelepre utal, amelyet szigorúan az API 6A szabványoknak megfelelően terveztek, gyártanak, teszteltek és tanúsítanak. Széles körű munkakörülményekhez, például magas nyomás, magas hőmérséklet, homok és hidrogén -szulfid (H2S) esetén az olaj- és gázkúton. Általában a működési nyomás besorolása nagyon magas, például 2000 psi (13,8 MPa), 3000 psi (20,7 MPa), 5000 psi (34,5 MPa), 10000 psi (69,0 MPa), 15000 psi (103,5 MPa) vagy akár 20000 PSI (138,0 MPa).

2. Felépítés és működési elv: A szilárdság és a megbízhatóság sarokköve
Alapvető összetevők:
Szeleptest: A nyomást hordozó test, általában szilárd kovácsolt szénacélból, alacsony ötvözött acélból vagy rozsdamentes acélból, és az áramlási csatorna kialakítását a turbulencia és az erózió minimalizálása érdekében kell. A csatlakozási módszer szerint elsősorban a karimás típus, a bilincs típusa és a menetes típusú (kevésbé használják a nagynyomású főszelephez).
Bonnet/motorháztető: Csukja be a szeleptest felső részét, és biztosítson egy szelep szárcsatornát. Vannak olyan minták, mint a csavarcsatlakozás, a nyomás önmegtőző tömítés és a forgó motorháztető. Általában nyomáscsökkentő szeleptel/dugóval felszerelve, hogy biztonságosan felszabadítsák a szokatlanul nagy nyomást a szelep üregében.
Katu: A mag nyílása és bezárása. Fő típusok:
Wedge Gate: Egyetlen vagy rugalmas szerkezet, amely az ék akcióra támaszkodik a tömítés, a jó tömítés és a legszélesebb körben használt.
Párhuzamos kapu: A két kapu között van egy tartó mechanizmus (például egy rugó), amely mindkét oldalán a szelep ülésekkel párhuzamosan nyomja meg a hőmérsékleti változásokat, és gyakran használják a szilárd részecskéket tartalmazó munkakörülményekben.
Szelep szár: Az az alkatrész, amely továbbítja a működési nyomatékot és az emelési mozgást, amelynek nagy szilárdságú és korrózióálló (általában rozsdamentes acél) kell lennie. Vannak emelő szárak (a szelepszár emelkedik és esik a kapuval, és a szálak a szeleptesten kívül vannak) és a forgó szárak (a szelepszár csak forog, nem emelkedik fel és esik, és a szálak a szeleptest belsejében vannak).
Szelep ülés: Egy gyűrűs alkatrész, amely érintkezik a kapu tömítés felületével, hogy tömítést képezzen. Az API 6A kapuszelepek általában cserélhető szelep üléseket használnak az egyszerű karbantartáshoz. A szelep ülés tömítésének felületét kemény ötvözettel (például csillagötvözet) hegesztik, hogy javítsák a kopásállóságot és a korrózióállóságot.
Tömegdoboz: A szelep szárát körülvevő, rugalmas csomagolással (például grafitgyűrűkkel) töltve, és egy mirigyel préselve, hogy megakadályozzák a tápközeg kiszivárogását a szelep szárán. Az API 6A szigorú alacsony szivárgási előírásokat igényel.
Működési mechanizmus:
Kézi: kézikerek, sebességváltó (nagy átmérőjű nagynyomású szelepekhez).
Automatikus: hidraulikus hajtómű, pneumatikus hajtómű, elektromos működtető, amelyet gyakran távirányítóhoz vagy vészhelyzeti kikapcsoláshoz (ESD) használnak.
Működési elv:
Nyissa ki a szelepet: Forgassa el a kézkerék óramutató járásával megegyező irányba, vagy hajtsa végre a működtetőt.
Csukja be a szelepet: Forgassa el a kézkeréket az óramutató járásával ellentétes irányba, vagy hajtsa végre a működtetőt.

3. Főbb jellemzők és szigorú követelmények: megfeleljen a szélsőséges kihívásoknak
Nagynyomású integritás: át kell mennie a héj szilárdságának és tömítési tesztjének (beleértve a felső tömítővizsgálatot, az alacsony nyomású tömítés tesztet, a nagynyomású tömítéstesztet), amely az API 6A-ban van megadva, amely sokkal magasabb, mint az általános ipari szelepek követelményei, hogy a szivárgást és a deformációt ne biztosítsák a maximális névleges nyomáson.
Anyag és fokozat:
PSL (Termék -specifikáció szintje): A minőség -ellenőrzés szigorú szintjét képviseli. A PSL 1 az alapvető követelmény, míg a PSL 2/3/3G/4 szigorúbb anyag-ellenőrzést, ellenőrzést, tesztelést és dokumentumot igényel a nyomon követhetőség (például az ütközés-szilárdság teszt, az átfogóbb NDT nem romboló tesztelés).
PR (teljesítményigény): Az anyag teljesítménykövetelményeit egy adott hőmérsékleten (például erő és keménység) képviseli. A PR1/PR2 -t általában használják.
Anyagválasztás: Szigorúan válassza ki a standard anyagokat a munkakörülmények (nyomás, hőmérséklet, közepes korrozivitás, H2S részleges nyomás stb.), Az általánosan használt osztályok, például az AISI 4130/4140 (alacsony ötvözött acél), az F22/F316/F51 (duplex acél) stb.
Tűzbiztonság: Meg kell felelnie az API 6FA vagy API 6FC tűzoltási szabványoknak. Szimulált tűzkörnyezetben (magas hőmérsékletű lángégetés) a szelep továbbra is fenntarthatja a külső és a belső tömítést (vagy a szabvány által megengedett szivárgási sebességet), ha névleges nyomásnak van kitéve a katasztrofális következmények megakadályozása érdekében. Ez az alapvető biztonsági követelmény, amely megkülönbözteti az API 6A szelepeket a szokásos ipari szelepektől.
Extrém tömítő teljesítmény:
Fő tömítés (szelep ülés / kapu): nulla szivárgást vagy rendkívül alacsony szivárgási sebességet igényel (az ISO 5208 / API 598 A osztályú vagy szigorúbb szabványok szerint).
Felső tömítés: A szelepszár és a szelepfedél közötti tömítés teljesen nyitott állapotban lehetővé teszi a csomagolás teljesen nyitott állapotban történő cseréjét, amely az API 6A szelepek kötelező funkciója.
Csomagolási tömítés: Alacsony szökevényes kibocsátási követelmények, az ISO 15848-1 vagy API 622 szabványok szerint, minimalizálják a káros média szivárgás kockázatát.
Tartósság és ellenállás: A tervezésnek figyelembe kell vennie olyan kihívásokat, mint az erózió (nagysebességű homoktartalmú folyadék), korrózió (CO2, H2S, sós víz), kopás, termikus ciklus és gyakori működés.
Szigorú tesztelés és tanúsítás: A gyártási folyamatnak szigorú minőség -ellenőrzési rendszert kell követnie (általában az ISO 9001 tanúsítás).
Minden szelepnek kötelező tesztek sorozatát (héjszilárdság, tömítés, felső tömítés) kell teljesítenie, mielőtt elhagyja a gyárat.
A gyártóknak át kell adniuk az API monogram tanúsítást, és a termékeket az API monogrammal kell megjelölni, hogy bizonyítsa, hogy teljes mértékben megfelelnek az API 6A szabványoknak.

4. Alapvető alkalmazási területek: Az olaj- és gázfejlesztés kulcspontja
Az API 6A kapuszelep a kútfej és a karácsonyfa alapvető alkotóeleme. A közös telepítési helyek a következők:
A ház fej/csőfej: főszelep, szárnyszelep.
Karácsonyfa: Főszelep (a főszelep felső szelepe, az alsó főszelep), a szárnyszelep (termelési szárnyszelep, a ház szelepe), a konverziós szelep (keresztszelep), fojtószelepszelep (egyes tervek kapuszelepet használnak).
Blowout Preaterer vezérlőeszköz: Nagynyomású hidraulikus kapuszelep.
Törési elosztó/tesztelési elosztó: Nagynyomású áramlás-vezérlőpont.
Fő funkciói a nagynyomású folyadék elkülönítése a kútban, szabályozza a termelési/injekciós folyadék áramlási irányát, és biztonságos küszöböt biztosít a berendezések karbantartásához vagy vészhelyzetében (például a robbantás).

5. A kiválasztás kulcsfontosságú tényezői
A megfelelő API 6A kapuszelep kiválasztása megfontolást igényel:
A névleges működési nyomás (működőnyomás -besorolás): a rendszer várható maximális nyomása, vagy magasabbnak kell lennie.
Hőmérsékleti fokozat: Világosan határozza meg a munkahőmérsékleti tartományt (alacsony hőmérséklet, normál hőmérséklet, magas hőmérséklet).
Fáratméret: furat méret (például 2-1/16 ", 3-1/8", 5-1/8 "stb.).
Végső csatlakozás: karima (RF, RTJ), CLAMP HUB, menetes.
Anyagosztály: Válassza ki a megfelelő fokú szénacél, alacsony ötvözött acél vagy rozsdamentes acél (AA, BB, CC, DD, EE, FF, HH) a közeg korrozivitása (különösen a H2S Content-CO2 részleges nyomás) szerint.
PSL szint: Határozza meg a szükséges minőség -ellenőrzési szintet a projekt specifikációinak vagy a munkafeltétel -kockázatoknak megfelelően.
Üzemmód: Kézi (kézikerek, sebességváltó), hidraulikus működtető, pneumatikus működtető, elektromos működtető.
Különleges követelmények: Függetlenül attól, hogy be kell-e felelni a NACE MR0175/MR0103 (anti-szulfid stressz-repedése), tűzvédelmi követelményeknek (API 6FA/6FC), alacsony hőmérsékleti ütközési követelmények stb.

6. Karbantartás és gondozás
API, bár a 6A kapuszelepet erősnek tervezték, ez továbbra is rendszeres karbantartást igényel szélsőséges munkakörülmények mellett:
Rendszeres működés: Még a normál nyitott vagy általában zárt állapotban is a teljes löketkapcsoló működését rendszeresen (például havonta) kell elvégezni, hogy megakadályozzák, hogy a kapu ragaszkodjon a szelep üléshez vagy a szelep szárához.
Ellenőrizze a csomagolási szivárgást: Figyelje a töltelékdobozt a szivárgáshoz.
Korrózióvédelem: Tartsa tisztán a szelep külső oldalát, és alkalmazzon egy korróziógátló bevonatot.
Professzionális karbantartás: Ha probléma merül fel, vagy a karbantartási ciklus elérésekor, a szakembereknek szétszerelniük, ellenőrizniük kell, javítják (például a szelep ülés cseréjét, a tömítésgyűrűt, a csomagolást, a lezáró felület csiszolását), és az API és a gyártó előírásainak megfelelően újbóli tesztelést kell végezniük.

Az API 6A kapuszelep elengedhetetlen nagy megbízható kulcsfontosságú berendezés az olaj- és gázipar upstream mezőjében. A legszigorúbb tervezési előírások, a legmagasabb szintű anyagválasztás, a legszigorúbb gyártási és tesztelési szabványok, valamint a legfontosabb tűzbiztonsági koncepció testesíti meg. A mélytengeri fúrási platformoktól a magas nyomású gázkútokig, az API-ig, kiváló szerkezeti integritással és tömítési teljesítményével, a 6A kapu szelep csendesen őrzi a kútfej biztonságát szélsőséges környezetben, hatékonyan szabályozza az értékes olaj- és gázkészletek áramlását, és biztosítja az egész iparág biztonságos termelését. A tervezési alapelvek megértése, a kiválasztási előírások követése és a megfelelő karbantartás elvégzése elengedhetetlen az olaj- és gázmezők biztonságos és hatékony működésének biztosítása érdekében. Az API 6A szabványnak megfelelő és hivatalos tanúsítvánnyal rendelkező szelepek kiválasztása az alapvető előfeltétele a projekt biztonságának és megbízhatóságának biztosításához.