Каковы последствия для безопасности затворных клапанов в процессах экстракции нефти?

В процессе экстракции нефти надежность системы управления жидкости напрямую связана с безопасностью производства, защитой окружающей среды и экономическими выгодами. Как устройство срезания ключа, клапан ворот S широко используется в устройствах для скважины, нефтяных трубопроводах и системах хранения и транспорта из -за их структурных характеристик. Однако за его, казалось бы, простой функцией открытия и закрытия, существует сложная логика безопасности.

1. Структурные характеристики и преимущества безопасности клапанов затвора
Клапан затвора открывается и закрывается путем поднятия пластины затвора, перпендикулярного направлению жидкости. Пряка канала потока в полностью открытом состоянии дает ему два основных преимущества безопасности:
Конструкция сопротивления с низким содержанием потока: когда полностью открыта, пластина затвора полностью отделена от жидкости, что может избежать износа тела клапана, вызванного турбулентностью или локальным высоким давлением, особенно подходящим для нефтяных трубопроводов с высоким потоком.
Способность к двунаправлению герметизации: высококачественные затворные клапаны (такие как твердые плоские клапаны) могут сохранять вперед и обратное уплотнение в среде разности высокого давления, что имеет решающее значение для скважин впрыскивания воды или серосодержащих нефтяных и газовых полей с колебаниями давления.
Случаи международных нефтяных компаний показывают, что уровень несчастных случаев утечки, вызванный отказа уплотнения в устройствах, с использованием стандартных клапанов API 6A, на 37% ниже, чем у других клапанов.

2. Анализ потенциальных рисков безопасности и режимов отказа
Несмотря на то, что клапаны затвора имеют значительные преимущества, в условиях чрезвычайных работ по -прежнему существуют три типичных угроза безопасности:

1. Отказ работы, вызванный масштабированием и блокированием
В восковой и высоко минерализованной среде сырой нефти асфальтена или соли легко осаждаются между воротами и сиденьем клапана. Статистика Американского института нефти (API) показывает, что 23% отказов клапанов затвора вызваны ненормальным увеличением открытия и закрытия крутящего момента, вызванного масштабированием. В 2019 году на нефтяном поле в Казахстане произошла авария на выбросе из -за неспособности к чрезвычайным сокращению из -за застрявшего клапана ворот, что привело к прямым экономическим потерям более 8 миллионов долларов США.

2. Сбой уплотнения при различных колебаниях давления
Когда трубопровод быстро депрессируется (например, эффект водоснабжения), традиционные эластичные затворы могут потерять свою силу герметизации из -за изменения различия давления. Экспериментальные данные показывают, что мгновенное колебание дифференциального давления Δp ＞ 10mpa может привести к увеличению скорости утечки обычных затвольных клапанов в 40 раз.
3. Материальная коррозия и риск охлаждения водорода
В кислой нефтяной и газовой среде, содержащей H₂, клапаны с низким сплавом стальных затворов склонны к коррозионному растрескиванию суроводочного напряжения (SSCC). Согласно стандарту NACE MR0175, в таких условиях труда необходимо использовать дуплексные из нержавеющей стали или на основе никелевых сплавов, но 15% клапанов затвора в обслуживании все еще имеют потенциальный риск переломов из-за неправильного отбора.

Iii. Стратегия предотвращения системного риска и контроля
Чтобы повысить производительность безопасности клапанов затвора, необходимо создать систему защиты из трех аспектов: выбор проекта, эксплуатация и техническое обслуживание, а также технология мониторинга:
1. Оптимизация отбора для адаптации рабочего условия
Эластичные клапаны эластичных затворов на клиноме являются предпочтительными для серы высокого давления, содержащих нефтяные и газовые месторождения, а их V-образные пластины затвора могут компенсировать деформацию температуры;
Клапаны затвора плиты со структурами скребков рекомендуются для твердых частиц среды;
Низкотемпературная вязкость материалов необходимо проверить в глубоководных низкотемпературных средах (см. Стандарт ASTM A370).
2. Процедуры профилактического обслуживания
Регулярно выполнять инъекцию смазки ствола клапана (рекомендуется высокотемпературная смазка, содержащая MOS₂);
Выполнять тесты крутящего момента каждый квартал, чтобы создать базовую базу данных для открытия и закрытия крутящих моментов;
Ультразвуковое тестирование толщины (UT) в сочетании с тестированием магнитных частиц (MT) для контроля коррозии тела клапана.

IV Тенденции отрасли: движение к внутренней безопасности
С технологическими достижениями, новые конструкции клапанов Gate прорываются через традиционные ограничения:
Всеобъемлющая структура тела клапана: устраняет точки утечки фланца и подходит для трубопроводов арктической вечной мерзлоты;
Технология нано-покрытия: ворота CR-AL-N, разработанные FMC в Соединенных Штатах, имеет трехкратное увеличение устойчивости к износу;
Цифровые близнецы: прогнозируйте срок службы клапана посредством динамического моделирования и оптимизации циклов замены.
Как «защитный охранник» нефтяной промышленности, надежность клапанов затвора напрямую влияет на целостность всей производственной цепочки. Благодаря научному отбору, тщательному обслуживанию и технологическим инновациям, можно избежать рисков в наибольшей степени, и может быть достигнут переход от пассивной аварийной реакции к активной защите. В соответствии с целью нейтралитета углерода технологическая итерация в этой области будет продолжать управлять нефтегазовой промышленностью к более безопасному и более эффективному направлению.