چگونه دریچه های پروانه DM مایعات خورنده در سیستم های استخراج نفت را کنترل می کنند؟

در سیستم های استخراج نفت ، حمل و نقل مایعات خورنده (مانند گاز اسیدی حاوی سولفید هیدروژن ، آب تولید شده بالا و مخلوط های درایو Co₂) یک چالش اساسی است که مدت طولانی این صنعت را گرفتار کرده است. براساس آمار بین المللی NACE ، صنعت جهانی نفت به دلیل خوردگی ، ضررهای مستقیم اقتصادی تا 13 میلیارد دلار در هر سال متحمل می شود ، که از این رو خرابی های دریچه 23 ٪ را تشکیل می دهد. به عنوان یک گره کلیدی در کنترل سیال ، شیر پروانه DM S در حال تبدیل شدن به یک راه حل استراتژیک برای مبارزه با رسانه های خورنده با کاربردهای نوآورانه علمی مواد و طراحی ساختاری هستند.
1. نوآوری مواد: ساختن یک سد ضد خوردگی در سطح مولکولی
مزیت اصلی دریچه های پروانه DM در مقابله با خوردگی با انتخاب مواد آن آغاز می شود. متفاوت از پیکربندی فولاد ضد زنگ 304/316 از دریچه های پروانه سنتی ، سری DM ترکیبی از فولاد ضد زنگ دوبلکس (2205/2507) و آلیاژ مبتنی بر نیکل (Hastelloy C276/Inconel 625) را تصویب می کند:
فولاد ضد زنگ دوبلکس 5-8 برابر مقاومت در برابر گودال بالاتر از 316L در رسانه های حاوی CL⁻ (تست استاندارد ASTM G48)
میزان خوردگی سالانه Hastelloy C276 در 60 ℃ و فشار جزئی H₂S 0.1MPA تنها 0.0025 میلی متر است (تأیید NACE TM0177)
پوشش کاربید تنگستن مافوق صوت (HVOF) باعث می شود که سختی سطح صفحه شیر به 1400 ساعت برسد و میزان سایش به 1/6 کاربید سیمانی سنتی کاهش می یابد
از طریق بهینه سازی مهندسی ژنتیک مواد ، شیر پروانه DM به مدت 36 ماه بدون نشت در میدان گازی با اسید بالا (غلظت HS 28 ٪) از حوضه Yinggehai در دریای چین جنوبی ، به مدت 36 ماه به کار خود ادامه داده است.
2. سیستم آب بندی: مکانیسم محافظت از پویا سه گانه
برای خرابی آب بندی که به راحتی توسط رسانه های خورنده ایجاد می شود ، شیر پروانه DM یک سیستم کامپوزیتی از مخروط نامتقارن مهر و موم فلزی الاستیک PTFE حلقه کمکی را اتخاذ می کند:
ساختار دوتایی دوتایی 14 درجه باعث می شود که صفحه شیر در هنگام بسته شدن اثر اکستروژن گوه به شکل ایجاد کند و استرس تماس به 80mpa افزایش می یابد
حلقه ذخیره انرژی بهار چند موج ، تغییر شکل ناشی از نوسانات دما را جبران می کند و یک نیروی بستن ثابت در سطح آب بندی را حفظ می کند
حلقه مهر و موم کمکی پرفلوروتر (FFKM) یک مدول الاستیک> 12MPA را در زیر شرایط کار 260 ℃/41MPA حفظ می کند
این طرح با موفقیت در برابر تأثیر مایعات تولید شده با مقدار ماسه ای 15 ٪ و pH = 3 در پروژه آب عمیق در خلیج مکزیک مقاومت کرد و میزان نشت با سرعت ISO 5208 با سرعت A (0.01 × DN Mm³/s) تثبیت شد ، که این دو سفارش از بزرگی بالاتر از دریچه های معمولی است.
3. نوآوری ساختاری: طراحی بهینه سازی دینامیک سیال
طراحی کانال جریان شیر پروانه DM ، شبیه سازی CFD و فناوری سرعت تصویر ذرات (PIV) را برای دستیابی به آن ادغام می کند:
کانتور صفحه شیر ساده ، ضریب افت فشار (مقدار کیلو ولت) را به 0.92 افزایش می دهد و شدت تلاطم را 47 ٪ کاهش می دهد
ساقه دریچه 45 درجه ای گوشه مرده از احتباس متوسط ​​را از بین می برد و میزان سایش در یک محیط حاوی 15 ٪ ذرات جامد 83 ٪ کاهش می یابد
گروه بلبرینگ تعبیه شده از توپ های سرامیکی SI3N4 با ضریب اصطکاک به حداقل 0.08 برای جلوگیری از خوردگی الکتروشیمیایی استفاده می کند
در سیستم Co₂-Eor میدان نفتی کاشاگان در قزاقستان ، راندمان جریان شیر پروانه DM به 98.7 ٪ رسید و به این پروژه کمک کرد تا سالانه تولید نفت خام را 300000 بشکه افزایش دهد.
4. توانمندسازی هوشمند: راه حل پیش بینی نگهداری
آخرین نسل از دریچه های پروانه DM ، آرایه های سنسور انتشار آکوستیک (AE) و ماژول های مانیتورسپروسکوپی الکتروشیمیایی (EIS) را ادغام می کند ، که می توانند در زمان واقعی ضبط شوند:
شروع ریزگردها در سطح آب بندی (ویژگی های فرکانس 50-200kHz)
تغییر ارزش امپدانس پوشش (دقت ± 0.5 Ω · cm²)
زاویه انحراف ساقه دریچه (وضوح 0.001 درجه)
از طریق الگوریتم های یادگیری ماشین ، این سیستم می تواند از خطرات خوردگی 1400 ساعت قبل هشدار دهد و هزینه های نگهداری را 62 ٪ کاهش می دهد. در تحول دیجیتالی میدان نفتی برنت در دریای شمال ، این فناوری هزینه چرخه عمر دریچه (LCC) را 41 ٪ کاهش داد.
تأیید صنعت و دستیابی به موفقیت استاندارد
شیر پروانه DM گذشت:
API 609 نسخه ششم صدور گواهینامه سطح
NACE MR0175/ISO 15156 Acid Environment سطح 3 صدور گواهینامه
استاندارد نشت صفر TA-Luft VDI 2440 صفر
کاربرد سعودی آرامکو در کارخانه تصفیه خانه Abqaiq ثابت کرده است که پس از استفاده از دریچه های پروانه DM ، چرخه تعمیر و نگهداری سیستم خاموش کردن سیستم از 90 روز به 550 روز تمدید شده است ، و صرفه جویی در بیش از 12 میلیون دلار در هزینه های سالانه و نگهداری سالانه .