چگونه شیر دروازه API 6A کنترل جریان فشار بالا را کنترل می کند؟

دریچه های دروازه مطابق با مشخصات API 6A مؤلفه های اساسی در سیستم های فشار قوی و یکپارچگی بالا ، به ویژه در محیط چاه نفت و گاز و محیط درخت کریسمس است. عملکرد اصلی آنها جداسازی قابل اعتماد است - فراهم کردن مهر و موم مثبت برای متوقف کردن جریان به طور کامل تحت فشارهای شدید ، به جای تنظیم جریان مداوم. درک طراحی و اصول عملیاتی در پشت دریچه های دروازه API 6A نشان می دهد که چگونه آنها به طور مؤثر این وظایف کنترل جریان پر فشار را انجام می دهند.

1. طراحی و ساخت قوی: پایه و اساس یکپارچگی

• دستورالعمل API 6A: این استاندارد موسسه نفتی آمریکایی الزامات دقیق برای طراحی ، مواد ، تولید ، آزمایش و مستندات تجهیزات چاه و درخت کریسمس را تعیین می کند. دریچه های دارای مجوز به API 6A (به طور خاص برای اجزای حاوی فشار) برای شرایط خدمات شدید مهندسی می شوند ، از جمله فشارهایی که اغلب بیش از 10،000 PSI (689 بار) و قرار گرفتن در معرض مایعات چاه خورنده (H₂S ، CO₂) و ذرات ساینده هستند.

• بدنه سنگین و بدنه: دریچه های دروازه API 6A دارای بدنه ها و پشته های قوی ، به طور معمول از فولادهای آلیاژ با استحکام بالا (به عنوان مثال ، F22 ، F316 ، F6A) جعل می شوند. ضخامت دیوار و طراحی ساختاری برای مقاومت در برابر حداکثر فشارهای کاری و افزایش فشار احتمالی بدون تغییر شکل محاسبه می شود.

• مرزهای حاوی فشار: این طرح تضمین می کند که تمام قسمت های حاوی فشار-بدن ، صندوق ، اتصالات انتهایی (فلنج یا قطب) ، مهر و موم های ساقه و خود دروازه-یک مرز منسجم و یکپارچه ای را تشکیل می دهند که قادر به حاوی بار فشار داخلی است.

2. مکانیسم دروازه: دستیابی به خاموش کردن مثبت

• طراحی گوه جامد: بیشتر دریچه های دروازه API 6A از گوه جامد استفاده می کنند. این دروازه تک تکه عمود به مسیر جریان حرکت می کند. هنگامی که به طور کامل در موقعیت بسته قرار گرفت ، محکم در مقابل دو حلقه صندلی تطبیق نصب شده در بدنه دریچه قرار می گیرد.

• حلقه های صندلی: این مؤلفه های مهم معمولاً از آلیاژهای سخت شده (به عنوان مثال ، سنگی 6) یا مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته می شوند. ماشینکاری دقیق چهره های دروازه و حلقه های صندلی با بسته شدن کامل ، یک مهر و موم فلزی به فلز را تضمین می کند. این مهر و موم برای جلوگیری از نشت تحت دیفرانسیل های پر فشار ضروری است.

• طراحی صندلی موازی: برخی از طرح ها از صندلی های موازی استفاده می کنند که در آن دو بخش دروازه به بیرون در مقابل حلقه های صندلی مجبور می شوند. ضمن ارائه مزایایی در سناریوهای آب بندی خاص ، گوه جامد در API 6A به دلیل استحکام و سادگی آن تحت فشار زیاد غالب است.

3. ساقه و آب بندی: جلوگیری از مسیرهای نشت

• افزایش ساقه: دریچه های API 6A به طور معمول دارای ساقه رو به رشد غیر چرخش هستند. با چرخش ساقه (از طریق هندوستان یا محرک) ، به صورت خطی ترجمه می شود ، بلند یا پایین می آید. موقعیت بصری ساقه به وضوح وضعیت شیر (باز/بسته) را نشان می دهد.

• مهر و موم های ساقه بحرانی: جلوگیری از نشت در امتداد ساقه بسیار مهم است. دریچه های API 6A شامل چندین موانع آب بندی هستند:

  • مهر و موم اولیه ساقه: حلقه های الاستومریک با کارایی بالا یا مهر و موم های شورون موجود در یک جعبه چاشنی ، که توسط یک پیروان غده فشرده شده است.

  • backseat: یک مهر و موم فلزی به فلزی ثانویه در درپوش. هنگامی که دریچه کاملاً باز است ، شانه ساقه پشت صندلی را درگیر می کند ، یک سد فشار اضافی را فراهم می کند و اجازه می دهد تا در حالی که شیر تحت فشار قرار دارد ، تعویض ایمن بسته بندی ساقه اولیه را فراهم کند. این یک ویژگی ایمنی کلیدی است که توسط API 6A مقرر شده است.

4. رسیدگی به دینامیک و چالش های جریان

• طراحی کامل مته: هنگامی که کاملاً باز شد ، دروازه کاملاً به داخل حفره Bonnet جمع می شود و یک بازگاه کامل را ارائه می دهد. این امر محدودیت جریان و تلاطم را به حداقل می رساند و باعث کاهش فشار در دریچه و کاهش پتانسیل فرسایش در اجزای تریم می شود.

• مقاومت در برابر فرسایش: جریان فشار بالا ، به ویژه اگر شن و ماسه یا مواد جامد دیگر داشته باشد ، بسیار فرسایش دهنده است. دریچه های API 6A از طریق این مبارزه می کنند:

  • انتخاب مواد (صندلی ها و دروازه های سخت).

  • مسیرهای جریان صاف (متولد کامل).

  • اطمینان از اینکه دروازه کاملاً باز یا کاملاً بسته است - هرگز تا حدی برای پرتاب کردن باز شد. پرتاب در سرویس فشار بالا به سرعت سطوح صندلی و دروازه را از بین می برد و یکپارچگی آب بندی را به خطر می اندازد.

• ثبات حرارتی و چرخه ای: مواد و طراحی برای گسترش حرارتی/انقباض و بارگذاری فشار چرخه ای که در عملیات چاه مشترک است برای حفظ یکپارچگی مهر و موم بر زندگی عملیاتی شیر.

5. آزمایش و تأیید: اطمینان از عملکرد
API 6A تست دقیق برای هر دریچه را صادر می کند:

• آزمون پوسته: آزمایش هیدرواستاتیک بدن مونتاژ شده و درپوش در 1.5 برابر فشار کار دارای امتیاز برای تأیید یکپارچگی ساختاری و عدم وجود نشت در مرز فشار.

• آزمون صندلی: آزمایش هیدرواستاتیک هر سطح آب بندی صندلی در فشار کار دارای امتیاز برای تأیید بسته شدن نشت محکم. این معمولاً با فشار اعمال شده در زیر دروازه و سپس بر روی دروازه انجام می شود.

• تست backseat: تأیید مهر و موم پشتی ساقه در فشار دارای امتیاز در هنگام باز شدن شیر.

• مستندات: هر دریچه با یک گواهی دقیق API 6A از انطباق ، قابل ردیابی در سوابق ساخت و آزمایش آن تهیه می شود.

ملاحظات کلیدی برای کنترل جریان فشار بالا موثر

1. انتخاب صحیح: دریچه را با رتبه فشار مناسب (به عنوان مثال ، 5K ، 10K ، 15K ، 20K) ، درجه حرارت ، درجه مواد و نوع اتصال پایان برای شرایط خدمات خاص انتخاب کنید.

2. عملیات: شیر را به طور عمدی به سمت موقعیت های کامل باز یا کامل بسته کار کنید. از "پچ پچ" یا باز شدن جزئی در زیر جریان خودداری کنید. از گشتاور محرک کافی برای عملکرد قابل اعتماد در برابر دیفرانسیل های فشار بالا اطمینان حاصل کنید.

3. نگهداری: به برنامه های تعمیر و نگهداری از تولیدکننده رعایت کنید. به طور مرتب بسته بندی ساقه را بازرسی کرده و در صورت لزوم جایگزین کنید. عملکرد پس از نگهداری را تأیید کنید.

دریچه های دروازه API 6A از طریق ترکیبی از استاندارد سازی دقیق ، ساخت و ساز قوی با استفاده از مواد با استحکام بالا ، مکانیسم های آب بندی دقیق مهندسی (دروازه/صندلی و ساقه) و طراحی کامل ، کنترل جریان فشار بالا (به طور خاص ، جداسازی ایمن) را به دست می آورند. تمرکز آنها بر خاموش کردن مثبت در شرایط شدید ، با حمایت از آزمایش و مستندات اجباری ، آنها را به عنوان انتخاب قابل اعتماد برای نقاط انزوا بحرانی در عملیات نفت و گاز بالادست و سایر برنامه های صنعتی پر فشار تبدیل می کند. اثربخشی آنها به انتخاب صحیح ، عملکرد مناسب فقط بر روی توابع باز/بسته و نگهداری کوشا متمرکز است. $ $