Oilfield Plug Valve توضیح داده شده: طراحی، کاربردها و مزایای کلیدی

یک شیر پلاگین میدان نفتی یک شیر دوار یک چهارم دور است که از یک پلاگ استوانه ای یا مخروطی با سوراخ عبوری برای کنترل جریان سیال در خطوط لوله نفت و گاز و تجهیزات سر چاه استفاده می کند. هنگامی که سوراخ دوشاخه با خط لوله تراز می شود، جریان آزادانه عبور می کند. یک چرخش 90 درجه، بخش جامد دوشاخه را در مسیر جریان قرار می دهد و یک خاموشی کامل را فراهم می کند. در خدمات میدان نفتی، شیرهای پلاگین به دلیل سادگی، قابلیت خاموش کردن محکم، و توانایی مدیریت مواد ساینده، چسبناک و چند فازی که به سرعت به طرح‌های پیچیده‌تر دریچه‌ها آسیب می‌رسانند، ارزشمند هستند.

مهمترین تمایز در انتخاب دریچه پلاگین میدان نفتی بین طرح های روغن کاری شده و بدون روغن کاری : دریچه های پلاگین روغن کاری شده، درزگیر را بین دوشاخه و بدنه تزریق می کنند تا اصطکاک را کاهش دهند و آب بندی را در سرویس های فشار بالا و دمای بالا حفظ کنند. انواع بدون روغن کاری شده از مواد آستین یا آستر مهندسی شده برای دستیابی به همان نتیجه بدون تزریق درزگیر استفاده می کنند. هر دو نوع تحت استاندارد شده اند API 6D (شیرهای خط لوله) و API 6A (تجهیزات سر چاه)، با درجه بندی فشار از کلاس 150 (تقریباً 285 psi) تا کلاس 2500 (تقریباً 6250 psi) و بالاتر برای خدمات تخصصی سر چاه.

چه چیزی یک شیر دوشاخه را از سایر شیرهای میدان نفتی متفاوت می کند

محیط میدان نفتی به دریچه‌هایی نیاز دارد که می‌توانند به طور قابل‌اطمینانی جریان را تحت شرایط شدید جدا کنند: فشار بیش از 10000 psi در دهانه چاه، دمای بین -46 درجه سانتی‌گراد تا 180 درجه سانتی‌گراد، و محیط‌های حاوی ماسه، رسوب، H2S، CO2 و آب تولید شده در کنار هیدروکربن‌ها. شیرهای دوشاخه در این محیط نقش مشخص و مشخصی را ایفا می کنند که با چندین ویژگی ساختاری از شیرهای توپی، شیرهای دروازه و شیرهای بازرسی متمایز می شوند.

ویژگی های متمایز شیر پلاگین در مقایسه با سایر شیرهای یک چهارم چرخشی عبارتند از:

• فضای نشیمن بزرگ: سطح نشیمن مخروطی یا استوانه ای پلاگین به طور قابل توجهی بزرگتر از نشیمنگاه کروی شیر توپی است که تنش نشیمنگاه را در سطح بیشتری توزیع می کند و سایش موضعی در سرویس ساینده را کاهش می دهد.
• قابلیت تزریق درزگیر: دریچه های پلاگین روغن کاری شده دارای یک پورت تزریق درزگیر داخلی هستند که به اپراتورهای میدانی اجازه می دهد تا آب بندی صندلی را بدون خارج کردن شیر از سرویس بازیابی یا حفظ کنند - یک مزیت حیاتی در مکان های دور خط لوله.
• عملکرد جمع و جور یک چهارم گردش: مانند شیرهای توپی، شیرهای پلاگین با چرخش 90 درجه باز و بسته می شوند و در مقایسه با شیرهای دروازه چند چرخشی، عملکرد سریع دستی یا فعال را امکان پذیر می کنند.
• گزینه تمام سوراخ Piggable: دریچه های پلاگین تمام سوراخ قطر داخلی برابر با سوراخ لوله را حفظ می کنند و به ابزارهای بازرسی خط لوله (خوک) اجازه می دهند بدون انسداد عبور کنند.
• تنظیمات چند پورت: شیرهای دوشاخه را می توان با تنظیمات پورت 3 یا 4 طرفه در یک بدنه تولید کرد که امکان انحراف جریان را بدون نصب چندین شیر فراهم می کند.

انواع شیر دوشاخه میدان نفتی: یک تفکیک تفصیلی

شیرهای پلاگین میدان نفتی بر اساس مکانیسم آب بندی، هندسه پلاگین و پیکربندی سوراخ طبقه بندی می شوند. هر نوع برای فشار، دما و شرایط محیطی خاص مناسب است.

شیر دوشاخه روغن کاری شده

شیر پلاگین روغن کاری شده قدیمی ترین و پرکاربردترین نوع در خدمات میدان نفتی است. یک درزگیر چسبناک - معمولاً یک ترکیب گریس یا رزین که برای دمای سرویس و محیط فرموله شده است - تحت فشار از طریق یک اتصال سوپاپ در بالای ساقه تزریق می شود. درزگیر، شیارهای ماشینکاری شده در سطح پلاگین را پر می کند و یک فیلم پیوسته بین مخروطی پلاگین و سوراخ بدنه تشکیل می دهد، به طور همزمان چرخش را روانکاری می کند و مهر و موم فشار اولیه را فراهم می کند.

پارامترهای عملیاتی کلیدی:

• درجه فشار: تا ANSI کلاس 2500 (6250 psi CWP) در تنظیمات استاندارد؛ بالاتر در طرح های خاص
• محدوده دما: -29 درجه سانتی گراد تا 260 درجه سانتی گراد با انتخاب درزگیر مناسب؛ برخی از فرمول ها تا -46 درجه سانتیگراد برای خدمات قطب شمال گسترش می یابد.
• درزگیر باید با سیال فرآیند سازگار باشد - درزگیر ناسازگار می تواند در هیدروکربن ها حل شود و باعث خرابی آب بند و آلودگی محصول شود.
• نیاز به پر کردن دوره ای درزگیر دارد - معمولاً هر 3 تا 6 ماه در سرویس فعال، اغلب در برنامه های با چرخه بالا.

دریچه های پلاگین روغن کاری شده غالب هستند خطوط جمع آوری بالادست، منیفولدهای تولید و خطوط لوله تنه جایی که فشار بالا و رسانه های ساینده باعث می شود جایگزین های غیر روغنی خیلی سریع سایش شوند.

شیر دوشاخه غیر روغن کاری

دریچه‌های پلاگین بدون روغن کاری شده، فیلم درزگیر را با یک آستین یا آستر جامد-معمولاً PTFE (پلی تترا فلوئورواتیلن)، PEEK (پلی اترترکتون)، یا نایلون تقویت‌شده- که بین دوشاخه و بدنه فشرده می‌شود، جایگزین می‌کنند. آستین چرخش کم اصطکاک و سطح نشیمن ارتجاعی را بدون تزریق درزگیر خارجی فراهم می کند.

مزایا نسبت به طرح های روغن کاری شده:

• خطر آلودگی درزگیر صفر است - مناسب برای کاربردهایی که ورود درزگیر به جریان فرآیند غیرقابل قبول است، مانند اندازه گیری گاز و انتقال نگهدارنده.
• گشتاور عملیاتی کمتر، امکان اندازه کوچکتر محرک و کاهش هزینه محرک.
• کاهش فاصله نگهداری - بدون نیاز به برنامه پر کردن درزگیر.

محدودیت ها: سقف دمای آستین PTFE تقریباً 200 درجه سانتی گراد استفاده در بخار با دمای بالا یا برنامه های بازیابی حرارتی را محدود می کند. سایش آستین در دوغاب ساینده یا سرویس های شن و ماسه سریعتر از طرح های روغن کاری شده است، جایی که درزگیر تازه به طور مداوم شیارهای سایش را پر می کند.

شیر دوشاخه غیرعادی

شیر پلاگین غیرعادی از یک دوشاخه (نیمه استوانه ای) استفاده می کند که روی خط مرکزی افست می چرخد. در هنگام باز کردن، دوشاخه قبل از چرخش از صندلی دور می‌شود و عملاً تماس لغزشی بین صفحه دوش و صندلی در حین کار از بین می‌رود. این بادامک عمل بلند کردن به طور چشمگیری ساییدگی صندلی را کاهش می دهد، و دریچه های پلاگین غیرعادی را به انتخاب ترجیحی برای موارد زیر تبدیل می کند:

• تولید خطوط تزریق آب با مواد جامد معلق
• دوغاب و خطوط لوله گل حفاری
• سرویس روشن/خاموش چرخه بالا که در آن طول عمر صندلی بسیار مهم است

دریچه‌های پلاگین غیرعادی معمولاً به کلاس‌های فشار پایین‌تر (کلاس 150-600 یا 285-1480 psi) در مقایسه با طرح‌های پرشاخه محدود می‌شوند و در میان جریان و جابجایی آب بیشتر از کاربردهای سرچاهی با فشار بالا رایج هستند.

دریچه پلاگین در حال گسترش

دریچه‌های پلاگین انبساط‌شونده از مکانیزم دو تکه پلاگین استفاده می‌کنند که هنگام چرخش به حالت بسته، به‌صورت شعاعی منبسط می‌شود و تماس فلز به فلز یا صندلی ارتجاعی را در اطراف کل محیط دوشاخه ایجاد می‌کند. این طراحی به دست می آورد قابلیت دوبلوک و خونریزی (DBB). در یک بدنه سوپاپ - هر دو صندلی بالادست و پایین دست به طور مستقل آب بندی می شوند و حفره بدن بین آنها می تواند هواگیری یا نظارت شود.

قابلیت DBB گسترش شیرهای پلاگین را در موارد زیر ضروری می کند:

• جداسازی خط لوله برای نگهداری و اتصالات هات تپ
• ایستگاه‌های انتقال اندازه‌گیری و نگهداری که در آن‌ها جداسازی نشت صفر یک الزام قراردادی است
• کاربردهای خدمات ترش (حاوی H2S) که در آن نشت به اتمسفر خطرات ایمنی ایجاد می کند

طراحی سوپاپ دوشاخه: هندسه بدنه، دوشاخه و نشیمنگاه

ساخت بدنه

بدنه شیرهای پلاگین میدان نفتی بسته به کلاس فشار و اندازه معمولاً از یکی از سه فرآیند تولید می شوند:

• ساخت و ساز آهنگری: برای اندازه‌های تقریباً 4 اینچ (DN100) و کلاس‌های فشار بالا (کلاس 900-2500) استفاده می‌شود. آهنگری عیوب تخلخل را از بین می برد و قدرت تسلیم بالاتری را در واحد وزن ایجاد می کند. مواد متداول: فولاد کربنی ASTM A105 برای خدمات استاندارد؛ ASTM A182 F316 ضد زنگ برای خدمات خورنده.
• ساخت و ساز بازیگران: برای اندازه های بزرگتر (6 اینچ و بالاتر) که در آن هزینه های ابزارآلات آهنگری گران می شود استفاده می شود. مواد متداول: ASTM A216 WCB (فولاد کربن)، ASTM A351 CF8M (316 ضد زنگ) یا ASTM A352 LCB برای سرویس در دمای پایین تا -46 درجه سانتیگراد.
• استوک میله ماشینکاری شده: برای شیرهای تخصصی با سوراخ کوچک و فشار بالا (1 اینچ و پایین تر) در خدمات تزریق مواد شیمیایی و جداسازی ابزار استفاده می شود.

مخروطی دوشاخه و هندسه صندلی

زاویه مخروطی پلاگین یک پارامتر طراحی حیاتی است که بر مبادله بین بار نشستن و گشتاور عملیاتی حاکم است:

• شیب تند (زاویه بزرگ شامل، ~7-10 درجه): عملکرد گوه‌زنی بالاتر فشار تماس نشیمنگاه را افزایش می‌دهد و خاموشی را در کاربردهای کم فشار بهبود می‌بخشد. با این حال، در صورت خشک شدن درزگیر یا تشکیل رسوب، گشتاور عملیاتی و خطر انسداد پلاگین را نیز افزایش می دهد.
• مخروطی کم عمق (زاویه کوچک شامل، ~2-5 درجه): گشتاور عملیاتی کمتر و کاهش خطر تشنج، برای اندازه‌های بزرگتر و کلاس‌های فشار بالاتر ترجیح داده می‌شود که در آن اندازه محرک یک محرک هزینه است.
• استوانه ای (مخروطی صفر): در طرح‌های آستین بدون روغن کاری شده استفاده می‌شود، جایی که خود آستین بار نشستن را به جای عمل گوه زدن پلاگین فراهم می‌کند.

گزینه های اتصال پایان

شیرهای پلاگین میدان نفتی در تمام انواع اتصالات انتهای خط لوله استاندارد موجود هستند. انتخاب بستگی به کلاس خط لوله، فشار عملیاتی، و فلسفه تعمیر و نگهداری دارد:

• فلنج دار (RF، RTJ): رایج ترین برای اندازه های 2 اینچ و بالاتر. فلنج های صورت برجسته (RF) در هر ASME B16.5 برای سرویس استاندارد؛ اتصال نوع حلقه (RTJ) برای سرویس فشار بالا (کلاس 900) و ترش که در آن یکپارچگی نشیمنگاه صورت فلنج بسیار مهم است.
• جوش لب به لب (BW): برای خطوط لوله انتقال فشار بالا و کاربردهای زیر دریا که خطر نشت اتصال فلنج باید حذف شود، ترجیح داده می شود. بدون برش جوش قابل جدا شدن نیست.
• جوش سوکت (SW): برای کاربردهای فشار بالا با سوراخ کوچک (½-2 اینچ) استفاده می شود. یک اتصال نشتی با تراز ساده تر از جوش لب به لب فراهم می کند.
• رشته ای (NPT/BSP): برای جداسازی ابزار، تزریق مواد شیمیایی و اتصالات ابزار کوچک استفاده می شود. در اکثر مشخصات میدان نفتی به کلاس 600 و پایین تر محدود می شود.

شیر برقی میدان نفتی در مقابل شیر توپی: تفاوت های کلیدی

سوال دریچه پلاگین در مقابل شیر توپی رایج ترین تصمیم در مورد مشخصات در مهندسی شیر میدان نفتی است. هر دو شیر یک چهارم چرخشی با ویژگی های عملیاتی مشابه هستند، اما از نظر مکانیسم آب بندی، الزامات نگهداری و مناسب بودن برای رسانه های خاص تفاوت قابل توجهی دارند.

زمان انتخاب یک شیر پلاگین به جای شیر توپی: در جمع آوری تولید بالادست که در آن ماسه، رسوب و موم در سیالات تولید شده وجود دارد. در کاربردهایی که نیاز به قابلیت بازسازی درزگیر در حین خدمت دارند. در خدمات انحراف جریان چند بندری؛ و در تاسيسات حساس به هزينه كه هزينه كمتر و قابليت تعمير صحرايي دريچه پلاگ، هزينه كل چرخه عمر را كاهش مي دهد.

زمان انتخاب شیر توپی: در سرویس گاز تمیز که در آن شیرهای توپی با صندلی نرم، خاموشی محکم را ارائه می دهند. در سرویس خودکار چرخه بالا که در آن گشتاور عملیاتی کمتر سایش محرک را کاهش می دهد. و در سرویس‌های برودتی یا با دمای بسیار بالا که در آن مواد صندلی مهندسی شده در شیرهای توپی بهتر از درزگیرهای دریچه پلاگین هستند.

کاربردهای کلیدی شیرهای دوشاخه میدان نفتی

شیرهای دوشاخه در سرتاسر بخش های بالادستی، میانی و پایین دستی صنعت نفت و گاز ظاهر می شوند. مزایای خاص آنها آنها را دریچه انتخابی در برخی کاربردهای تکرارشونده می کند.

مجامع سر چاه و درخت کریسمس

در دهانه چاه، دریچه های پلاگین به عنوان دریچه های بال و دریچه های اصلی در پیکربندی درخت کریسمس عمل می کنند. این دریچه ها باید به هم برسند API 6A الزامات، از جمله درجه بندی فشار تا 15000 psi (1034 بار) برای چاه های گاز فشار بالا، الزامات مواد خدمات ترش به ازای NACE MR0175/ISO 15156، و گواهی طراحی ایمن در برابر آتش بر اساس API 6FA یا ISO 10497.

توانایی شیر پلاگین روغن کاری شده برای بازیابی مهر و موم آن در محل - بدون برداشتن دریچه از سر چاه زنده - به ویژه در این کاربرد ارزشمند است، جایی که تعویض دریچه نیاز به خاموش شدن خوب دارد و باعث مرگ می شود.

منیفولدهای تولید و سیستم های جمع آوری

منیفولدهای تولیدی از چندین چاه جریان می‌یابند و به چرخه مکرر دریچه نیاز دارند زیرا چاه‌های جداگانه آزمایش، جداسازی یا تغییر مسیر می‌شوند. شیرهای دوشاخه به طور گسترده در اینجا استفاده می شوند زیرا:

• بدنه شیر دوشاخه چند پورت می تواند جایگزین دو یا سه شیر دو طرفه جداگانه و اتصال سه راهی شود و تعداد اتصالات فلنجی و نقاط نشتی احتمالی را کاهش دهد.
• سیالات تولید شده در منیفولد معمولاً حاوی ماسه، رسوب، و آب هستند - شرایطی که شیارهای پر شده از درزگیر دریچه پره روغن کاری شده در برابر سایش بهتر از شیرهای توپی با جای نرم مقاومت می کنند.
• بدنه فشرده یک شیر پلاگین ردپای منیفولد را در مقایسه با شیرهای جایگزین که نیاز به فاصله مستقیم برای حرکت ساقه دارند، کاهش می دهد.

جداسازی خط لوله و تله خوک

خطوط لوله تنه و خطوط جمع‌آوری از شیرهای پلاگین تمام سوراخ در نقاط تقسیم‌بندی استفاده می‌کنند تا بخش‌های خط لوله را برای نگهداری، بازرسی یا قطع اضطراری جدا کنند. دریچه های پلاگین انبساط کننده تمام سوراخ در تله های پرتاب کننده و گیرنده خوک به ابزارهای بازرسی اجازه می دهد تا بدون محدودیت از سوراخ سوپاپ عبور کنند و در عین حال جداسازی دوبلوک مثبت وقتی تله خوک برای بازیابی ابزار باز است.

کدهای ASME B31.4 (خطوط لوله مایع) و B31.8 (خطوط گاز) حداکثر فاصله دریچه ها را در کلاس های مکان مختلف مشخص می کنند - در مکان های پرجمعیت کلاس 3 و 4، شیرهای مقطعی نباید بیشتر از 2.5 مایل (4 کیلومتر) از هم فاصله دارند در خطوط انتقال گاز، قابلیت اطمینان سوپاپ و نیازهای تعمیر و نگهداری کم را عوامل انتخاب حیاتی می کند.

حمل و نقل آب تولید شده

آب تولید شده - آبی که با نفت و گاز تولید می شود - معمولاً بالاترین حجم سیال مورد استفاده در میادین نفتی بالغ است که اغلب از حجم تولید هیدروکربن به میزان 5:1 یا بیشتر در عملیات های اواخر عمر میدان فراتر می رود. آب تولید شده حاوی مواد جامد معلق، نمک های محلول، قطرات روغن و مواد معدنی تشکیل دهنده رسوب است که به سرعت دریچه های معمولی نرم را فرسایش می دهند.

دریچه‌های پلاگین غیرعادی با صندلی‌های الاستومری یا سخت، انتخاب استاندارد برای سیستم‌های تزریق آب تولیدی (PWI) هستند، که در آن عملکرد نشستن بلند کردن آن‌ها از زمین خوردن ذرات جامد بین دوشاخه و نشیمنگاه در حین کار جلوگیری می‌کند - حالت خرابی که باعث فرسایش سریع صندلی در شیرهای چرخشی معمولی می‌شود.

کارخانه های فرآوری گاز

در تاسیسات فرآوری و تصفیه گاز - واحدهای آمین، آبگیری گلیکول، بازیابی گوگرد - دریچه‌های پلاگین PTFE بدون روغن کاری، جریان‌های فرآیندی را کنترل می‌کنند که آلودگی درزگیر باعث مسمومیت بستر کاتالیزور یا کاهش کیفیت محصول می‌شود. مقاومت شیمیایی آستین PTFE در برابر H2S، CO2، آمین‌ها و گلیکول‌ها، آن را برای تقریباً تمام جریان‌های پردازش گاز در محدوده دمایی آن مناسب می‌سازد.

برنامه های کاربردی زیر دریا

دریچه های پلاگین زیر دریا در درختان و منیفولدهای آب های عمیق با شرایط محیطی شدید روبرو هستند: عمق آب تا 3000 متر (فشار هیدرواستاتیک تا 300 بار)، دمای آب دریا 2 تا 4 درجه سانتی گراد و نیاز به وسیله نقلیه از راه دور (ROV) یا تحریک هیدرولیک بدون هیچ گونه دسترسی تعمیر و نگهداری برای عمر طراحی 20 تا 25 ساله زیرساخت زیر دریا.

دریچه های پلاگین زیردریایی به جای مهر و موم های الاستومری یا PTFE (که تحت فشار هیدرواستاتیک طولانی مدت تخریب می شوند) از صندلی های فلز به فلز استفاده می کنند و رابط های نادیده گرفته شده با ROV را بر اساس الزامات API 17D ترکیب می کنند.

API و استانداردهای صنعتی حاکم بر شیرهای دوشاخه میدان نفتی

شیرهای پلاگین میدان نفتی بسته به منطقه کاربردشان، تحت چندین استاندارد همپوشانی قرار دارند. درک اینکه کدام استاندارد برای یک نصب معین اعمال می شود برای مشخصات صحیح ضروری است.

برای برنامه های کاربردی خدمات ترش، مطابقت با NACE MR0175 غیرقابل مذاکره است . H2S باعث ترک خوردگی تنش سولفیدی (SSC) در فولادهای با استحکام بالا می شود. بدنه دریچه های پلاگین، ساقه ها و بست ها باید محدودیت های سختی سختی داشته باشند (معمولا حداکثر راکول C22 برای فولادهای کربنی و کم آلیاژ) برای جلوگیری از شکستگی شکننده در محیط های حاوی H2S.

انتخاب مواد برای شیرهای دوشاخه میدان نفتی

انتخاب مواد برای شیرهای پلاگین میدان نفتی باید اثرات ترکیبی فشار، دما و رسانه های خورنده را بررسی کند. جدول زیر ترکیبات رایج مواد را بر اساس شرایط سرویس خلاصه می کند:

مزایای کلیدی شیرهای دوشاخه میدان نفتی

شیرهای دوشاخه در سرویس میدان نفتی علیرغم رقابت شیرهای توپی و دریچه‌های دروازه‌ای باقی می‌مانند زیرا ترکیب خاصی از مزایایی را ارائه می‌دهند که هیچ نوع شیر دیگری به طور کامل تکرار نمی‌کند:

تزریق درزگیر در حین خدمت

توانایی بازیابی آب بندی صندلی با تزریق درزگیر از طریق پورت ساقه - بدون حذف شیر از سرویس - تنها ویژگی با ارزش ترین شیر پلاگین در مکان های دورافتاده میدان نفتی است. یک دریچه پلاگین نشتی در سر چاه یا خط جمع آوری را می توان به طور موقت در عرض چند دقیقه با یک تفنگ درزگیر به کار بازگرداند و از خاموش شدن پرهزینه چاه در زمان برنامه ریزی تعمیر دائمی جلوگیری کرد. هیچ نوع شیر استاندارد دیگری قابلیت آب بندی قابل بازیابی در میدان را ارائه نمی دهد.

مقاومت در برابر مواد ساینده و کثیف

در شیرهای پلاگین روغن کاری شده، فیلم درزگیر پیوسته بی نظمی های سطحی را پر می کند و از تماس مستقیم فلز به ذره در طول چرخش جلوگیری می کند. داده‌های میدانی از سیستم‌های جمع‌آوری تولید به طور مداوم نشان می‌دهد که شیرهای پلاگین روغن‌کاری شده با شیرهای توپی معادل با صندلی نرم 2-4× در طول عمر در سرویس سیال تولید شده با شن و ماسه، که در آن صندلی های شیر توپی کانال های فرسایشی را در عرض چند ماه ایجاد می کنند.

ساخت و ساز ساده و محکم

یک شیر پلاگین روغن کاری شده تنها دارای چهار جزء اصلی است: بدنه، دوشاخه، غده و اتصالات درزگیر. این سادگی به معنی نقاط خرابی بالقوه کمتر، تعمیر میدانی آسان‌تر و تحمل بیشتر در حمل‌ونقل خشن در حین نصب در مقایسه با مجموعه‌های شیر توپی چند جزئی با توپ‌های شناور یا برش، حلقه‌های صندلی متعدد و مهر و موم ساقه است.

انحراف جریان چند پورت در یک بدنه واحد

شیرهای سه طرفه و چهار طرفه به یک بدنه شیر اجازه می دهد تا عملکردهای انحراف جریان را انجام دهد که به دو یا سه دریچه دو طرفه معمولی به همراه اتصالات سه راهی نیاز دارند. در منیفولدهای آزمایشی تولید، یک شیر پلاگین سه طرفه می‌تواند جریان چاه را با یک چرخش 90 درجه به یک جداکننده آزمایشی یا برگشت به سربرگ تولید منحرف کند - اتصالات لوله، نقاط نشت احتمالی و هزینه نصب را کاهش می‌دهد.

هزینه اولیه کمتر در مقایسه با شیرهای توپی معادل

برای سایزهای بالاتر از 6 اینچ در کلاس 600 و بالاتر، شیرهای پلاگین روغن کاری شده معمولاً هزینه دارند. 15 تا 30 درصد کمتر نسبت به شیرهای توپی نصب شده بر روی بند با درجه فشار و مشخصات مواد معادل. در پروژه های خط لوله بزرگ که شامل صدها شیر مقطعی است، این تفاوت هزینه به یک عامل هزینه سرمایه قابل توجه تبدیل می شود.

نحوه انتخاب شیر دوشاخه میدان نفتی مناسب: راهنمای عملی

انتخاب صحیح شیر پلاگین مستلزم کار از طریق مجموعه ای ساختاریافته از معیارهای فنی و عملیاتی است. توالی زیر تصمیماتی را پوشش می دهد که هم عملکرد و هم هزینه کل چرخه عمر را تعیین می کند.

1. سیال سرویس و شرایط خوردگی را تعریف کنید: آیا مایع شیرین است (فقط CO2) یا ترش (H2S موجود است)؟ آیا حاوی ماسه، رسوب یا آب تولید شده با محتوای کلرید بالا است؟ خدمات ترش مواد منطبق با NACE MR0175 را در سراسر کشور الزامی می کند. خدمات ساینده طرح های روغن کاری شده را نسبت به آستین های بدون روغن ترجیح می دهد.
2. تعیین استاندارد قابل اجرا: سرویس سرچاهی → API 6A. خدمات خط لوله و جمع آوری → API 6D. تأیید کنید که آیا گواهی ایمنی در برابر آتش (API 6FA) بر اساس طراحی ایمنی تأسیسات مورد نیاز است یا خیر.
3. پوشش فشار و دما را ایجاد کنید: کلاس فشار ASME (150 تا 2500) را انتخاب کنید که حداکثر فشار کاری مجاز (MAOP) را در حداکثر دمای عملیاتی با حاشیه ایمنی مناسب پوشش می دهد - معمولا MAOP نباید از 72٪ فشار نامی شیر در دمای کار تجاوز کند.
4. روغن کاری شده در مقابل روغن کاری نشده را انتخاب کنید: روغن کاری شده برای محیط های ساینده، فشار بالا، یا جاهایی که ترمیم درزگیر میدانی از نظر عملیاتی ارزشمند است. بدون روغن کاری (آستین PTFE) برای خدمات گاز تمیز، کاربردهای اندازه گیری، یا جایی که آلودگی درزگیر فرآیند غیرقابل قبول است.
5. تعیین سوراخ کامل در مقابل سوراخ کاهش یافته: در صورتی که خط لوله لوله شده باشد یا اگر افت فشار در سراسر شیر باید به حداقل برسد، نیاز به سوراخ کامل (با باز شدن کامل) است. حفره کاهش یافته برای سرویس ایزوله که نیازی به پیگینگ نیست قابل قبول است.
6. نیاز DBB را ارزیابی کنید: اگر شیر باید به عنوان یک نقطه انزوا برای تعمیر و نگهداری خط لوله زنده یا ضربه داغ عمل کند، یک شیر پلاگین انبساط با قابلیت دوبل بلوک و تخلیه و یک شیر تخلیه بدنه را مشخص کنید.
7. فعال سازی را انتخاب کنید: اهرم دستی برای شیرهای زیر 4 اینچ در مکان های قابل دسترس. اپراتور چرخ دنده برای اندازه های بزرگتر یا کاربردهای با گشتاور بالا. محرک پنوماتیک یا هیدرولیک برای سرویس خاموش کردن از راه دور، خودکار یا اضطراری (ESV). بر اساس الزامات ایمنی فرآیند، جهت ایمن محرک (باز کردن یا بسته شدن با شکست) را تأیید کنید.
8. اتصالات انتهایی و ابعاد چهره به چهره را مشخص کنید: درجه بندی فلنج و رو به رو (RF یا RTJ) را با لوله های مجاور مطابقت دهید. برای دریچه‌های جایگزین، ابعاد رو به رو را در API 6D یا استاندارد سازنده تأیید کنید تا از قابلیت تعویض افت در اطمینان حاصل شود.
9. الزامات صدور گواهینامه شخص ثالث را تأیید کنید: بسیاری از مشخصات شرکت اپراتور برای مواد نگهدارنده فشار نیاز به بازرسی شخص ثالث و گواهی آسیاب (MTR) دارند. برای جلوگیری از تاخیر در تحویل، قبل از سفارش مدارک مورد نیاز را تایید کنید.

حالت های رایج خرابی دریچه دوشاخه میدان نفتی و پیشگیری

تشنج پلاگین

تشنج دوشاخه - چرخش دوشاخه غیرممکن می شود - شایع ترین خرابی عملیاتی در شیرهای پریز روغن کاری شده است که برای مدت طولانی در موقعیت باز مانده اند. موم، رسوب، و درزگیر خشک شده بین دوشاخه و سوراخ بدنه رسوب می کند و به طور موثر پلاگ را در جای خود محکم می کند. پیشگیری نیاز به چرخش دوره ای دوشاخه (حداقل سه ماهه) و تزریق درزگیر قبل از هر عملیات دارد. ، حتی اگر شیر چرخشی نشده باشد. بسیاری از اپراتورها نشانگرهای گشتاور را روی محرک‌های بزرگ دریچه‌های پلاگین نصب می‌کنند تا افزایش گشتاور عملیاتی را تشخیص دهند - یک هشدار اولیه در مورد ایجاد تشنج.

شستشوی درزگیر

در سرویس دیفرانسیل با جریان بالا یا فشار بالا، سیال فرآیند می تواند درزگیر را سریعتر از شیارهای پلاگین شستشو دهد - وضعیتی که به آن شستشوی درزگیر می گویند. این منجر به تماس فلز به فلز، سایش سریع و نشت صندلی می شود. پیشگیری شامل انتخاب فرمول‌های درزگیر با ویسکوزیته و چسبندگی بالاتر برای سرویس‌دهی با سرعت بالا و افزایش فرکانس تزریق درزگیر در دریچه‌های آسیب‌دیده است.

نشت مهر و موم ساقه

بسته بندی ساقه مهر و موم فشار بین ساقه پلاگین و جو را فراهم می کند. در سرویس ترش، حمله H2S به مواد بسته بندی می تواند باعث خرابی سریع شود. مشخص کردن بسته بندی گرافیت برای سرویس ترش (همانطور که توسط بسیاری از مشخصات اپراتور مورد نیاز است) به جای بسته بندی الاستومری نگرانی های مربوط به سازگاری H2S را از بین می برد و آب بندی قابل اعتماد تا 260 درجه سانتیگراد را فراهم می کند.

خوردگی بدنه

خوردگی بدنه خارجی یک نگرانی خاص در محیط های دریایی و ساحلی است که در آن اسپری نمک و رطوبت دریایی به بدنه شیرهای فولاد کربنی حمله می کند. روش استاندارد برای تاسیسات دریایی اعمال می شود پوشش اپوکسی با پیوند فیوژن (FBE) یا چند لایه پلی اورتان به دریچه های بیرونی، با حفاظت کاتدی در بخش های مدفون یا زیر آب. خوردگی داخلی ناشی از CO2 و آب نمک به میزان خوردگی در محاسبات ضخامت دیواره بدنه یا ارتقاء به مواد آلیاژی مقاوم در برابر خوردگی نیاز دارد.