Почему затворы предпочтительны в других типах клапанов при бурении масла?

В мире высоких ставок нефтяного бурения каждый компонент должен выдерживать чрезвычайные давления, коррозионные среды и строгие операционные требования. Среди критического оборудования, развернутого в буровых системах, клапан ворот S стал выбором для инженеров и операторов.
1. Надежный дизайн средств высокого давления
Операции по бурению нефти часто включают обработку жидкостей под давлением, абразивными залетами и газовыми смесями на глубинах, превышающих тысячи метров. Клапаны затвора преуспевают в этих условиях из-за их линейного движения. В отличие от вращающихся клапанов (например, шариковых или баботных клапанов), затворные клапаны имеют плоские клинообразные ворота, которые перпендикулярны пути потока. Эта конструкция минимизирует турбулентность и падение давления при полном открытии, обеспечивая эффективную перенос жидкости даже в сценариях высокого давления.
Кроме того, затвольные клапаны спроектированы с металлическими поверхностями герметизации, обычно изготовленными из закаленных материалов из нержавеющей стали или сплава. Эти уплотнения обеспечивают утечка закрытия, критически важное для предотвращения выбросов или неконтролируемых углеводородных выпусков-необоротный приоритет безопасности при бурении.
2. Высшая долговечность в суровых условиях
Среда бурения подвергают клапаны коррозийные химические вещества, песок и твердые частицы, которые могут разлагать компоненты с течением времени. Клапаны уникально подходят для этих проблем:
Гибкость клина: во многих клапанах затвора используется гибкая конструкция клина, которая позволяет небольшой деформации под давлением, чтобы поддерживать плотное уплотнение, даже если корпус клапана или износ сиденья.
Полная конструкция: беспрепятственный путь потока клапана затвора уменьшает эрозию из абразивных жидкостей, что является общей проблемой в клапанах с ограниченным потоком (например, клапаны шара).
Коррозионная устойчивость: производители часто покрывают затвольные клапаны, такие как Inconel, или применяют эпоксидные подкладки для борьбы с серо водорода (H₂S) и коррозией соленой воды, преобладающей в морском бурении.
3. Операционная надежность и простота
В удаленных участках бурения или на оффшорных платформах возможности обслуживания ограничены, а сбои клапанов могут привести к дорогостоянию простоя. Клапаны затвора предлагают низкое обслуживание и длительный срок службы из -за их простого механизма с меньшим количеством движущихся частей. В отличие от шариковых клапанов, которые зависят от сложных вращающихся уплотнений или клапанов диафрагмы, подверженных деградации эластомера, затворные клапаны требуют минимальной смазки и легче восстановить in situ.
Кроме того, затворные клапаны являются двунаправленными, что позволяет потоку в любом направлении без ущерба для производительности. Эта универсальность упрощает установку и снижает риск человеческой ошибки во время настройки.
4. Экономическая эффективность на жизненный цикл клапана
В то время как клапаны ворот могут иметь более высокую аванскую стоимость по сравнению с некоторыми альтернативами, их общая стоимость владения (TCO) часто ниже. Например:
Снижение времени простоя: их долговечность сводит к минимуму незапланированные отключения для замены.
Взаимозаменяемость: затворы придерживаются стандартизированных конструкций (например, спецификации API 6A или 6D), обеспечивая совместимость между системами буровых систем и снижение затрат на запасы.
Масштабируемость: от скважины до трубопроводов, затворные клапаны могут быть масштабированы для различных классов давления (например, от 5000 фунтов на квадратный дюйм до 20 000 фунтов на квадратный дюйм), что снижает необходимость в нескольких типах клапанов.
Исследование 2022 года, проведенное Обществом инженеров -нефтяных инженеров (SPE), сравнивало показатели клапана в глубоководных операциях Мексиканского залива. Клапаны затвора продемонстрировали 98,5%надежность в течение пяти лет, превосходя шаровые клапаны (92%) и контрольные клапаны (88%). Их режимы отказа были преимущественно связаны с внешними факторами (например, образование гидрата), а не сама конструкция клапана.