Valvole per l'industria petrolifera e del gas: valvole a saracinesca API 6A, valvole a maschio e apparecchiature per testa pozzo

In un pozzo di scisto nel Texas occidentale, una valvola a saracinesca per lastre API 6A da 3 pollici non è riuscita a sigillarsi durante una sostituzione di routine dell'albero di Natale. L'equipaggio aveva chiuso la valvola, ma il fluido di produzione continuava a migrare attraverso il sedile. L'operatore ha perso 12 ore di pompaggio e ha dovuto ordinare una valvola sostitutiva in caso di emergenza. Il guasto non è stato attribuito al materiale della valvola, ma a un insieme di sede e saracinesca che era stato eroso da 40.000 ppm di acqua prodotta carica di sabbia in soli sei mesi. Una valvola specificata con un trim di durezza più elevato e il giusto livello PSL avrebbe mantenuto il pozzo in linea.

La lezione è semplice: nelle apparecchiature di superficie per petrolio e gas, la valvola non è una merce. È un componente di controllo della pressione che deve essere selezionato in base al flusso, alla pressione, alla temperatura e al fluido effettivi. La scelta giusta dipende dalla classe di pressione API 6A, dalla classe del materiale, dal livello delle specifiche del prodotto e dal design della valvola che corrisponde al ciclo di lavoro.

Lo standard API 6A: cosa devono verificare gli acquirenti prima di ordinare

API 6A è la specifica principale per le apparecchiature per teste di pozzo e alberi di Natale utilizzate nell'industria petrolifera e del gas, comprese le valvole a saracinesca, le valvole a maschio e i corpi valvola utilizzati nelle teste degli involucri e nelle teste dei tubi. Definisce una gamma di valori di pressione da 2.000 psi a 20.000 psi, insieme a classi di materiali, classi di temperatura e livelli di specifiche del prodotto (PSL).

Per un ingegnere responsabile degli acquisti, il punto più importante è che la targhetta API 6A non è un singolo numero. Una valvola da 5.000 psi può essere costruita in diverse classi di materiali. La classe AA è per il servizio generale. La classe EE è per servizio acido con elevato H2S. Alcuni operatori specificano PSL 2 o PSL 3 per pozzi critici, mentre PSL 1 è accettabile per un servizio dolce e a basso rischio. Scegliere la classe o il livello PSL sbagliato senza controllare le effettive condizioni del pozzo è una causa comune di degrado delle guarnizioni e di sostituzione prematura della valvola.

Per uno sguardo più approfondito su dove vengono applicate le valvole a saracinesca API 6A nella perforazione, nel completamento e nella produzione, vedere questa discussione su Valvole a saracinesca standard API 6A nell'industria petrolifera e del gas .

Molti operatori del settore petrolifero e del gas richiedono inoltre la conformità NACE MR0175 per il servizio acido. Questo è un ulteriore requisito di materiale e durezza che previene la rottura da stress da solfuro. Una valvola non classificata per H2S può guastarsi in modo catastrofico in un pozzo di gas con anche tracce di idrogeno solforato.

Valvole a saracinesca per testa pozzo e servizio di produzione

Le valvole a saracinesca sono il cavallo di battaglia delle apparecchiature per le teste dei pozzi di petrolio e gas. Usano un cancello che si muove perpendicolarmente al percorso del flusso. Quando è aperto, il foro è completamente libero, il che significa una caduta di pressione minima. Quando è chiuso, il cancello preme contro due sedi per isolare la pressione. Le valvole a saracinesca sono standard su alberi di Natale, bobine di rivestimento e collettori di produzione. Esistono diverse famiglie di valvole a saracinesca conformi allo standard API 6A e ciascuna è adatta a condizioni operative diverse.

Valvole a saracinesca espandibili

Una valvola a saracinesca espandibile utilizza una saracinesca in due pezzi che si espande contro le sedi mentre si chiude. L'azione del cuneo produce una tenuta meccanica che mantiene la pressione anche dopo che la valvola è rimasta chiusa per mesi. Ciò rende le valvole a saracinesca espandibili una scelta eccellente per le valvole principali sugli alberi di Natale e altri compiti di intercettazione in cui l'isolamento a tenuta stagna è fondamentale.

Valvola a saracinesca espandibile WKM per il controllo della pressione della testa pozzo Questa valvola a saracinesca espandibile API 6A è disponibile nelle dimensioni da 2-1/16" a 7-1/16" e valori di pressione fino a 5000 psi, con un gruppo a cuneo che garantisce un isolamento a tenuta stagna anche dopo lunghi periodi di chiusura. Visualizza il prodotto →

YUXOIL produce una valvola a saracinesca espandibile specifica per il controllo della pressione della testa pozzo. È costruito secondo il design API 6A ed è disponibile nelle classi di pressione comunemente utilizzate sui camini delle teste pozzo. Per le applicazioni in cui la valvola resterà chiusa per lunghi periodi e non deve presentare perdite, il design della saracinesca espandibile merita una seria considerazione.

Valvole a saracinesca per lastre (PFF)

La valvola a saracinesca a piastra della serie PFF utilizza una saracinesca parallela che scorre tra due sedi flottanti. La sua costruzione è semplice e robusta, il che lo rende un'opzione affidabile per l'arresto manuale nel servizio di produzione. La valvola PFF è comune sui pozzi a pressione da bassa a moderata, sui collettori choke and kill e sulle linee di trasferimento dove è richiesta un'apertura a passaggio totale per ridurre al minimo la perdita di pressione.

Valvola a saracinesca manuale PFF Slab con tenuta bidirezionale La serie PFF offre un design a saracinesca parallela nelle dimensioni da 2-1/16" a 4-1/16" e pressioni fino a 5000 psi, con tenuta bidirezionale e sedi flottanti per una chiusura affidabile nelle applicazioni di produzione e su collettori. Visualizza il prodotto →

YUXOIL offre la valvola a saracinesca manuale per lastre PFF nella configurazione standard API 6A. Il corpo viene testato a pressione prima della spedizione e la connessione della porta è disponibile in versioni flangiate o bloccate per adattarsi allo stack della testa pozzo esistente.

Design compatti delle valvole a saracinesca: FC e FLS

Le valvole a saracinesca FC e FLS sono due configurazioni API 6A compatte utilizzate nelle apparecchiature della testa pozzo e del collettore. Il design FC offre un percorso di flusso semplice ed è spesso selezionato per installazioni in cui lo spazio è limitato. Il design FLS fornisce una diversa geometria di tenuta che gli operatori possono scegliere in base al modello di flusso previsto e al differenziale di pressione. La scelta tra FC e FLS dipende solitamente dalla posizione della valvola nello stack e dalle dimensioni della linea.

Valvole a maschio: controllo a un quarto di giro per collettori ad alta pressione

Le valvole a maschio sono valvole a quarto di giro. Un tappo cilindrico o rastremato con una porta ruota di 90 gradi per aprire o chiudere il percorso del flusso. Poiché il funzionamento è rapido, le valvole a maschio vengono spesso utilizzate nelle linee di fratturazione, nei collettori di scarico e nei sistemi di distribuzione in cui un operatore deve isolare rapidamente una linea. Una valvola a maschio offre un'apertura a passaggio totale o a passaggio ridotto. La tenuta della tenuta dipende dall'accoppiamento tra l'otturatore e il corpo e, in alcuni modelli, da un sigillante iniettato nella valvola.

Valvola a maschio FMC per linee di fratturazione ad alta pressione Questa valvola a maschio fornisce un funzionamento a quarto di giro con coppia bassa, progettata per il controllo di liquidi ad alta pressione nel consolidamento e nella fratturazione dei pozzi, dotata di un'uscita 1502 e di tenuta metallo-metallo per prestazioni affidabili. Visualizza il prodotto →

YUXOIL fornisce valvole a maschio costruite per il servizio in giacimenti petroliferi ad alta pressione. Il design è compatibile con i comuni modelli di connessione del collettore e della testa pozzo, il che consente la sostituzione diretta in molte configurazioni di fratturazione e produzione. Quando si seleziona una valvola a maschio, guardare la coppia operativa. Se la valvola è difficile da girare, l'operatore potrebbe dover applicare una forza eccessiva, che può danneggiare lo stelo o la guarnizione. Una valvola a maschio montata correttamente con il giusto sigillante o materiale di rivestimento girerà senza intoppi e manterrà la pressione senza perdite.

Valvola a saracinesca e valvola a maschio: differenze pratiche

Una delle decisioni più comuni nelle apparecchiature per pozzi di superficie è se una valvola a saracinesca o una valvola a maschio sia la scelta giusta per una linea specifica. La risposta dipende dalla frequenza di funzionamento, dalla caduta di pressione consentita e dallo spazio disponibile.

Specifiche delle valvole: sei domande prima di ordinare

Specificare una valvola per apparecchiature di superficie per petrolio e gas significa rispondere a sei domande prima di effettuare un ordine:

• Qual è la pressione massima di esercizio? Le classi API 6A includono 2.000, 3.000, 5.000, 10.000, 15.000 e 20.000 psi.
• Qual è l'intervallo di temperatura operativa del pozzo?
• Qual è la composizione del fluido? Il servizio agrodolce, il contenuto di H2S, CO2 e sabbia influiscono tutti sulla scelta del materiale.
• Qual è il livello di specifica del prodotto richiesto (PSL 1, 2, 3 o 4)?
• Quali connessioni terminali sono necessarie: flangiate, filettate o a morsetto?
• La valvola verrà azionata manualmente, tramite attuatore o da remoto?

Ogni risposta modifica il design della valvola. Ad esempio, un pozzo che produce con il 12% di H2S e una temperatura superficiale superiore a 250 gradi Fahrenheit richiede una classe di materiale e una temperatura nominale specifiche. Ignorare questi requisiti rappresenta un rischio di approvvigionamento che influisce direttamente sul costo del ciclo di vita del pozzo.

Perché la capacità del fornitore e il controllo della qualità sono importanti

Una volta stabilite le specifiche della valvola, la capacità del fornitore diventa il principale fattore di rischio. Un fornitore affidabile di valvole deve controllare l'intera catena: fusione, lavorazione, assemblaggio e collaudo. Le aziende che esternalizzano tutto potrebbero non essere in grado di garantire proprietà dei materiali e spessore delle pareti coerenti.

YUXOIL gestisce una fabbrica di valvole e una fabbrica di colata nella stessa struttura, che copre le principali fasi di produzione. L'azienda dispone di uno stabilimento di 13.000 metri quadrati con più di 30 unità di lavorazione grandi, medie e di precisione. Esegue inoltre prove chimiche e meccaniche, prove non distruttive, metrologiche e prove di tipologia di prodotto. Questo livello di controllo interno aiuta a mantenere i corpi delle valvole, le superfici delle saracinesche e le aree di tenuta entro le tolleranze richieste dall'API 6A.

Un modo pratico per valutare un fornitore è chiederne una descrizione dettagliata processo di produzione : da dove proviene la fusione, come viene contratto il trattamento termico, quali test vengono eseguiti su ciascun corpo valvola e come viene registrato il test di pressione. Le risposte rivelano se il fornitore è un vero produttore o una società commerciale.

Conclusione: adattare la valvola al ciclo di lavoro

Il costo di una valvola è una piccola frazione del costo di un intervento su un pozzo nel settore petrolifero e del gas. Una valvola che si guasta durante un lavoro di fratturazione o di sostituzione di un albero può costare decine di migliaia di dollari in tempi di inattività e perdita di produzione. Ecco perché le specifiche della valvola devono essere definite attentamente all'inizio e non negoziate dopo un guasto.

Inizia con il ciclo di lavoro. Scegli una valvola a saracinesca quando hai bisogno di un flusso a passaggio totale e di una chiusura a lungo termine. Scegli una valvola a maschio quando hai bisogno di un funzionamento rapido a un quarto di giro su un collettore o una linea di fratturazione. Verificare la classe API 6A, la classe del materiale e il livello PSL rispetto ai dati effettivi del pozzo. Quindi verificare che il fornitore abbia la capacità di fusione, lavorazione e test per costruire la valvola in modo coerente. Con questi passaggi, la valvola sul tuo albero di Natale, sulla testa dell'involucro o sul collettore di scarico funzionerà come progettato per anni.