شیر دروازه API 6A: یک نگهبان جامد از چاه های نفت و گاز

در مناطق اصلی اکتشاف و توسعه نفت و گاز ، که پر از فشار بالا ، درجه حرارت بالا ، رسانه های خورنده و حتی خطرات قابل اشتعال و انفجاری است دریچه های دروازه API 6A در تجهیزات چاه و درختان کریسمس به عنوان "سوئیچ ایمنی" نقش اساسی داشته باشید. این نه تنها مجری کنترل سیال است ، بلکه یک مانع اصلی برای اطمینان از ایمنی پرسنل ، جلوگیری از آلودگی محیط زیست و عملکرد قابل اعتماد تجهیزات است.

1. مفهوم اصلی: دریچه های فشار قوی تحت استانداردهای سخت
API 6A Standard: API مخفف موسسه نفت آمریکایی است. API Spec 6A یک مشخصات معتبر جهانی به طور خاص برای "تجهیزات چاه و تجهیزات درخت کریسمس" است. این ماده الزامات بسیار سختگیرانه ای را برای کل فرآیند طراحی ، مواد ، تولید ، آزمایش ، مارک و مستندات تعیین می کند تا اطمینان حاصل شود که تجهیزات می توانند با خیال راحت و قابل اعتماد برای سالها در محیط های سخت زیرزمینی و سطحی کار کنند.
جوهر دریچه دروازه: دریچه دروازه دریچه ای است که با بلند کردن و پایین آمدن یک صفحه دروازه (که به آن گوه یا صفحه دروازه نیز گفته می شود) باز و بسته می شود. هنگامی که دروازه به طور کامل بلند شد ، کانال جریان بدون مانع است. هنگامی که دروازه به طور کامل رها شد ، سطح آب بندی آن صندلی دریچه را فشار می دهد تا به آب بندی اجباری برسد.
تعریف دریچه Gate API 6A: به طور خاص به دریچه دروازه ای اشاره دارد که مطابق با استانداردهای API 6A طراحی ، تولید ، آزمایش و تأیید شده است. این شرایط برای شرایط شدید کار مانند فشار زیاد ، درجه حرارت بالا ، شن و ماسه و سولفید هیدروژن (H2S) در چاه های نفت و گاز تنظیم شده است. معمولاً رتبه فشار کار بسیار زیاد است ، مانند 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) یا حتی 20000 PSI (138.0 MPA).

2. ساختار و اصل کار: سنگ بنای استحکام و قابلیت اطمینان
اجزای اصلی:
بدنه دریچه: بدنه دارای فشار ، که معمولاً از فولاد کربن جعلی جامد ، فولاد آلیاژ کم یا فولاد ضد زنگ ساخته شده است و طراحی کانال جریان نیاز به به حداقل رساندن تلاطم و فرسایش دارد. با توجه به روش اتصال ، عمدتا از نوع فلنج ، نوع گیره و نوع نخ (کمتر برای شیر اصلی با فشار بالا استفاده می شود) وجود دارد.
Bonnet/Bonnet: قسمت فوقانی بدنه دریچه را ببندید و یک کانال ساقه دریچه را تهیه کنید. طرح هایی مانند اتصال پیچ ، مهر و موم خود فشار و فشار روتاری وجود دارد. معمولاً مجهز به شیر/پلاگین تسکین فشار برای آزاد کردن فشار غیر طبیعی در حفره دریچه است.
گیت: قسمت اصلی و بسته اصلی. انواع اصلی:
گیت گیت: یک قطعه واحد یا ساختار الاستیک که برای دستیابی به آب بندی ، آب بندی خوب و بیشترین استفاده به عمل گوه متکی است.
دروازه موازی: یک مکانیسم پشتیبانی (مانند چشمه) بین دو دروازه وجود دارد ، که به موازات صندلی های دریچه از هر دو طرف فشار می یابد ، سازگاری خوبی با تغییرات دما دارد و اغلب در شرایط کار حاوی ذرات جامد مورد استفاده قرار می گیرد.
ساقه دریچه: مؤلفه ای که گشتاور عملیاتی و حرکت بلند کردن را منتقل می کند ، که باید با مقاومت بالا و مقاوم در برابر خوردگی (معمولاً فولاد ضد زنگ) باشد. ساقه های بلند کردن وجود دارد (ساقه دریچه با دروازه می ریزد و می ریزد ، و نخ ها خارج از بدنه دریچه هستند) و ساقه های چرخان (ساقه دریچه فقط می چرخد ​​و بالا نمی رود و سقوط می کند ، و نخ ها در بدن دریچه هستند).
صندلی دریچه: یک مؤلفه حلقوی که با سطح آب بندی دروازه تماس می گیرد تا یک مهر و موم تشکیل شود. شیرهای دروازه API 6A معمولاً برای نگهداری آسان از صندلی های دریچه قابل تعویض استفاده می کنند. سطح آب بندی صندلی دریچه با آلیاژ سخت (مانند آلیاژ استولیت) جوش داده می شود تا مقاومت سایش و مقاومت در برابر خوردگی را تقویت کند.
جعبه پر کردن: اطراف ساقه دریچه ، پر از بسته بندی انعطاف پذیر (مانند حلقه های گرافیتی) و با یک غده فشار داده می شود تا از نشت رسانه در امتداد ساقه دریچه جلوگیری شود. API 6A به استانداردهای نشت کم نیاز دارد.
مکانیسم عملیاتی:
دفترچه راهنما: دستگیره ، گیربکس (برای دریچه های فشار زیاد به قطر بزرگ).
اتوماتیک: محرک هیدرولیک ، محرک پنوماتیک ، محرک برقی ، که اغلب برای کنترل از راه دور یا خاموش کردن اضطراری (ESD) استفاده می شود.
اصل کار:
دریچه را باز کنید: دستی را در جهت عقربه های ساعت بچرخانید یا محرک را هدایت کنید ، ساقه دریچه دروازه را به سمت بالا حرکت می دهد تا به سمت بالا حرکت کند و سطح آب بندی صندلی سوپاپ را ترک کند و کانال جریان به تدریج باز می شود تا کاملاً انسداد شود.
شیر را ببندید: دستگیره را در جهت عقربه های ساعت بچرخانید یا محرک را هدایت کنید ، ساقه دریچه دروازه را به سمت پایین حرکت می دهد تا به سمت پایین حرکت کند تا سطح آب بندی دروازه محکم روی سطح آب بندی صندلی سوپاپ فشرده شود تا یک مهر و موم قابل اعتماد تشکیل شود.

3. ویژگی های کلیدی و الزامات دقیق: با چالش های شدید روبرو شوید
یکپارچگی فشار بالا: باید تست قدرت پوسته و تست آب بندی (از جمله تست آب بندی فوقانی ، تست آب بندی کم فشار ، تست آب بندی فشار بالا) را که در API 6A مشخص شده است ، عبور دهید ، که بسیار بالاتر از نیازهای دریچه های صنعتی عمومی است تا از عدم وجود نشت و تغییر شکل در حداکثر فشار امتیاز اطمینان حاصل شود.
مواد و درجه:
PSL (سطح مشخصات محصول): سطح دقیق کنترل کیفیت را نشان می دهد. PSL 1 نیاز اصلی است ، در حالی که PSL 2/3G/4 PSL نیاز به کنترل دقیق تر مواد ، بازرسی ، آزمایش و قابلیت ردیابی اسناد دارد (مانند تست سختی ضربه ، آزمایش جامع تر NDT غیر مخرب).
PR (نیاز به عملکرد): نشان دهنده نیازهای عملکرد مواد در دمای خاص (مانند استحکام و چقرمگی) است. PR1/PR2 معمولاً استفاده می شود.
انتخاب مواد: مواد استاندارد را با توجه به شرایط کار (فشار ، دما ، خوردگی متوسط ​​، فشار جزئی H2S ، و غیره) انتخاب کنید ، درجه های معمولاً مانند AISI 4130/4140 (فولاد آلیاژ کم) ، F22/F316/F51 (فولاد دوبلکس) ، و غیره.
ایمنی آتش سوزی: باید مطابق با استانداردهای تست آتش API 6FA یا API 6FC باشد. در یک محیط آتش نشانی شبیه سازی شده (سوزاندن شعله با دمای بالا) ، دریچه هنوز می تواند آب بندی خارجی و داخلی (یا میزان نشت مجاز توسط استاندارد) را در هنگام قرار گرفتن در معرض فشار قرار دهد تا از عواقب فاجعه بار جلوگیری کند. این شرط اصلی ایمنی است که دریچه های API 6A را از دریچه های صنعتی معمولی متمایز می کند.
عملکرد آب بندی شدید:
مهر و موم اصلی (صندلی / دروازه دریچه): نیاز به نشت صفر یا میزان نشت بسیار کم (مطابق با استانداردهای ISO 5208 / API 598 کلاس A یا سخت تر) دارد.
مهر و موم فوقانی: مهر و موم بین ساقه دریچه و پوشش دریچه در حالت کاملاً باز اجازه می دهد تا بسته بندی در حالت کاملاً باز جایگزین شود ، که این یک عملکرد اجباری دریچه های API 6A است.
مهر و موم بسته بندی: الزامات انتشار فراری کم ، مطابق با استانداردهای ISO 15848-1 یا API 622 ، خطر نشت مضر رسانه ها را به حداقل می رساند.
دوام و مقاومت: طراحی باید چالش هایی مانند فرسایش (مایع حاوی ماسه ای با سرعت بالا) ، خوردگی (CO2 ، H2S ، آب نمک) ، سایش ، دوچرخه سواری حرارتی و عملکرد مکرر را در نظر بگیرد.
آزمایش و صدور گواهینامه دقیق: فرآیند تولید باید از یک سیستم کنترل کیفیت دقیق (معمولاً صدور گواهینامه ISO 9001) پیروی کند.
هر دریچه قبل از ترک کارخانه باید یک سری آزمایشات اجباری (مقاومت پوسته ، مهر و موم ، مهر و موم فوقانی) را پشت سر بگذارد.
تولید کنندگان باید صدور گواهینامه API را تصویب کنند ، و محصولات باید با مونوگرام API مشخص شوند تا ثابت کنند که آنها کاملاً مطابق با استانداردهای API 6A هستند.

4. مناطق کاربردی اصلی: نکته اصلی توسعه نفت و گاز
شیر دروازه API 6A جزء اصلی درخت چاه و درخت کریسمس است. مکانهای نصب مشترک شامل موارد زیر است:
سر/لوله لوله: شیر اصلی ، شیر بال.
درخت کریسمس: دریچه اصلی (شیر اصلی فوقانی ، شیر اصلی پایین) ، شیر بال (دریچه بال تولید ، شیر بالدار) ، شیر تبدیل (شیر متقاطع) ، دریچه دریچه گاز (برخی از طرح ها از دریچه دروازه استفاده می کنند).
دستگاه کنترل پیشگیری از انفجار: دریچه دروازه هیدرولیک با فشار بالا.
شکستگی منیفولد/تست منیفولد: نقطه کنترل جریان فشار بالا.
کارکردهای اصلی آن جداسازی مایعات فشار قوی در چاه ، کنترل جهت جریان مایع تولید/تزریق و ایجاد قطع امن برای نگهداری تجهیزات یا شرایط اضطراری (مانند انفجار) است.

5. عوامل اصلی در انتخاب
انتخاب شیر مناسب API 6A Gate نیاز به توجه دارد:
فشار کار دارای امتیاز (رتبه فشار کار): باید برابر یا بالاتر از حداکثر فشار مورد انتظار سیستم باشد.
درجه دما: دامنه دمای کار (دمای پایین ، دمای طبیعی ، دمای بالا) را به وضوح تعریف کنید.
اندازه مته: اندازه مته (مانند 2-1/16 "، 3-1/8" ، 5-1/8 "و غیره).
اتصال پایان: فلنج (RF ، RTJ) ، توپی گیره ، نخ.
کلاس مواد: درجه مربوطه از فولاد کربن ، فولاد آلیاژ کم یا فولاد ضد زنگ (AA ، BB ، CC ، DD ، EE ، FF ، HH) را با توجه به خوردگی رسانه (به خصوص فشار جزئی H2S-CO2) انتخاب کنید.
سطح PSL: سطح کنترل کیفیت مورد نیاز را با توجه به مشخصات پروژه یا خطرات وضعیت کار تعیین کنید.
حالت عملکرد: دستی (هندوستان ، گیربکس) ، محرک هیدرولیک ، محرک پنوماتیک ، محرک برقی.
الزامات ویژه: آیا لازم است با NACE MR0175/MR0103 (ترک خوردگی استرس ضد سولفید) ، الزامات حفاظت از آتش (API 6FA/6FC) ، نیاز به تأثیر دمای پایین و غیره مطابقت داشته باشد.

6. نگهداری و مراقبت
API گرچه شیر 6A دروازه به گونه ای محکم طراحی شده است ، اما هنوز هم در شرایط کار شدید نیاز به نگهداری منظم دارد:
عملکرد منظم: حتی در حالت عادی باز یا به طور معمول بسته ، عملیات سوئیچ کامل سکته مغزی باید به طور مرتب (مانند ماهانه) انجام شود تا چندین بار از چسبیدن دروازه به صندلی دریچه یا ساقه دریچه جلوگیری شود.
بررسی نشت بسته بندی: جعبه پر کردن را برای نشت کنترل کنید.
محافظت از خوردگی: قسمت بیرونی دریچه را تمیز نگه دارید و یک پوشش ضد خوردگی را بمالید.
تعمیر و نگهداری حرفه ای: هنگامی که یک مشکل رخ می دهد یا چرخه نگهداری به وجود می آید ، متخصصان باید از هم جدا شوند ، بازرسی کنند ، تعمیر کنند (مانند تعویض صندلی سوپاپ ، حلقه مهر و موم ، بسته بندی ، سنگ زنی سطح آب بندی) و مطابق با مشخصات API و تولید کننده.

شیر دروازه API 6A یک تجهیزات کلیدی با قابلیت اطمینان بالا در زمینه بالادست صنعت نفت و گاز است. این نمایش دقیق ترین مشخصات طراحی ، بالاترین درجه انتخاب مواد ، دقیق ترین استانداردهای تولید و آزمایش و مهمترین مفهوم ایمنی در برابر آتش است. از سکوهای حفاری در اعماق دریا گرفته تا چاههای گاز با فشار بالا در زمین ، API با یکپارچگی ساختاری عالی و عملکرد آب بندی خود ، دریچه 6A دروازه به ساکت از ایمنی چاه در محیط های شدید محافظت می کند ، به طور موثری جریان منابع ارزشمند نفت و گاز را کنترل می کند و از تولید ایمن کل صنعت محافظت می کند. درک اصول طراحی آن ، به دنبال مشخصات انتخاب و انجام نگهداری مناسب برای اطمینان از عملکرد ایمن و کارآمد زمینه های نفت و گاز ضروری است. انتخاب دریچه هایی که استاندارد API 6A را رعایت کرده و صدور گواهینامه رسمی را بدست آورده اند ، پیش نیاز اساسی برای اطمینان از ایمنی و قابلیت اطمینان پروژه است. $ $