ปลั๊กวาล์วบ่อน้ำมันในการทำงานต้นน้ำ: การออกแบบ มาตรฐาน และคู่มือการใช้งาน

อ วาล์วปลั๊กบ่อน้ำมัน คือวาล์วควบคุมการไหลและแยกส่วนเลี้ยวสี่รอบที่ใช้ปลั๊กทรงกระบอกหรือเรียวที่มีทางเจาะเพื่อเริ่ม หยุด หรือเปลี่ยนทิศทางการไหลในระบบน้ำมันและก๊าซต้นทาง ปลั๊กวาล์วถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลุมผลิต ท่อร่วม ระบบรวบรวม และการจัดการน้ำที่ผลิต เนื่องจากสิ่งเหล่านี้นำเสนอ การปิดเครื่องที่แน่นหนา การทำงานแบบ Quarter-turn ที่รวดเร็ว และความต้านทานที่แข็งแกร่งต่อของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหรือหลายเฟส เมื่อเทียบกับการออกแบบประตูหรือบอลวาล์วหลายแบบ

วาล์วปลั๊กบ่อน้ำมันทำงานอย่างไร

ปลั๊กวาล์วควบคุมการไหลผ่านปลั๊ก - ทรงกระบอกหรือเรียวเล็กน้อยพร้อมรูทะลุ - ซึ่งจะหมุน 90 องศาภายในตัววาล์ว เมื่อเจาะสอดคล้องกับท่อ กระแสจะไหลผ่าน เมื่อหมุนหนึ่งในสี่รอบ ส่วนที่เป็นของแข็งของปลั๊กจะปิดกั้นเส้นทางการไหลอย่างสมบูรณ์ กลไกนี้ทำให้ปลั๊กวาล์วมีวิธีการปิดผนึกที่เรียบง่ายและทนทาน ซึ่งไม่ต้องอาศัยวงแหวนรองที่แยกจากกันซึ่งสวมกับลูกบอล ซึ่งเป็นเหตุผลหนึ่งที่วาล์วเหล่านี้นิยมใช้ในอุตสาหกรรมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหรือเต็มไปด้วยทราย

เนื่องจากตัวปลั๊กจะสร้างพื้นผิวการซีล โดยทั่วไปปลั๊กวาล์วจึงมีให้ แรงบิดในการทำงานลดลงและรอบเวลาเร็วขึ้น กว่าวาล์วประตูที่เทียบเคียงได้ ทำให้เป็นตัวเลือกทั่วไปที่จำเป็นต้องสลับระหว่างเส้นทางการไหลบ่อยครั้ง เช่น ในท่อร่วมทดสอบและระบบรวบรวมหลายหลุม

ประเภทของปลั๊กวาล์วที่ใช้ในการดำเนินการต้นน้ำ

ปลั๊กวาล์วบางตัวไม่ได้ถูกสร้างขึ้นในลักษณะเดียวกัน การเลือกประเภทที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับของเหลวที่ถูกจัดการ ความแตกต่างของแรงดัน และความถี่ในการหมุนเวียนวาล์ว

วาล์วปลั๊กประหลาด สมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษในการบริการต้นน้ำ เนื่องจากการหมุนนอกศูนย์กลางของปลั๊กช่วยยกให้พ้นจากเบาะนั่งในระหว่างการเปิดและปิด ช่วยลดการสึกหรอของเบาะนั่งได้อย่างมากเมื่อจัดการกับน้ำที่ผลิตด้วยทรายหรือตะกรัน ซึ่งเป็นจุดที่เกิดข้อผิดพลาดทั่วไปสำหรับปลั๊กและบอลวาล์วมาตรฐานในบริการเดียวกัน

มาตรฐานและการรับรองที่ควบคุม

วาล์วเสียบบ่อน้ำมันที่ใช้ในหลุมผลิต ท่อส่ง และพื้นผิว โดยทั่วไปจะได้รับการออกแบบและทดสอบกับมาตรฐาน API และ ASME ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่ติดตั้งวาล์วในระบบ

มาตรฐานที่สำคัญ

• เอพีไอ 6D: ควบคุมวาล์วท่อ รวมถึงวาล์วปลั๊กที่ใช้ในการรวบรวมและสายส่ง
• เอพีไอ 6A: ใช้เมื่อใช้ปลั๊กวาล์วเป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์หลุมผลิตหรือต้นคริสต์มาส
• เอพีไอ 599: ครอบคลุมการออกแบบ วาล์วปลั๊กโลหะ ขนาด และข้อกำหนดในการทดสอบโดยเฉพาะ
• ASME B16.34: ให้คะแนนอุณหภูมิความดันสำหรับวัสดุวาล์วและคลาส
• NACE MR0175/ISO 15156: จำเป็นเมื่อวาล์วสัมผัสกับสารเปรี้ยว (มี H2S)

วาล์วที่สร้างขึ้นสำหรับ API 599 จะต้องผ่านการทดสอบเชลล์ที่ 1.5 เท่าของแรงดันใช้งานที่กำหนด และการทดสอบบ่าที่แรงดันที่กำหนด โดยมีอัตราการรั่วไหลสูงสุดที่อนุญาตซึ่งกำหนดโดยตารางระดับการรั่วไหลของมาตรฐาน ผู้ปฏิบัติงานที่ระบุปลั๊กวาล์วสำหรับบริการท่อหรือหลุมผลิตควรยืนยันเสมอว่ามาตรฐานใดควบคุมจุดติดตั้งเฉพาะ เนื่องจากวาล์วที่ได้รับการรับรองเฉพาะ ASME B16.34 อาจไม่เป็นไปตามข้อกำหนดเอกสาร API 6D สำหรับการผูกท่อ

ชั้นเรียนวัสดุและความดัน

ตัววาล์วปลั๊กในบริการต้นทางมักผลิตจากเหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าคาร์บอนอุณหภูมิต่ำ (LTCS) หรือเหล็กกล้าไร้สนิม ขึ้นอยู่กับการกัดกร่อนของของไหลและสภาวะแวดล้อม ระดับแรงดันมาตรฐาน ASME มีตั้งแต่ คลาส 150 ถึงคลาส 2500 ซึ่งสอดคล้องกับความกดดันในการทำงานที่ได้รับการจัดอันดับจากประมาณ 285 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ถึง 6,170 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ที่อุณหภูมิมาตรฐาน โดยใช้เส้นโค้งการลดพิกัดเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น

สำหรับหลุมบริการที่มีกรด ตัวถังและวัสดุตกแต่งต้องเป็นไปตามขีดจำกัดความแข็งและโลหะผสมของ NACE MR0175/ISO 15156 เพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าวจากความเค้นซัลไฟด์ ซึ่งโดยทั่วไปจะจำกัดวัสดุของตัวถังไว้เฉพาะเกรดเหล็กกล้าคาร์บอนความแข็งต่ำหรือโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อน

ตำแหน่งที่ใช้ปลั๊กวาล์วในระบบต้นน้ำ

ปลั๊กวาล์วจะพบได้ตลอดเส้นทางการไหลต้นน้ำ ตั้งแต่หลุมเจาะไปจนถึงโรงงานรวบรวมและแปรรูป จุดติดตั้งทั่วไป ได้แก่ :

• แหล่งต่างๆ ของหลุมเจาะ: กำหนดทิศทางการไหลระหว่างหลุมผลิตและส่วนหัวของการทดสอบหรือการผลิต
• เส้นรวบรวม: การแยกส่วนท่อเพื่อการบำรุงรักษาหรือการดำเนินการพิก
• ระบบน้ำที่ผลิต: การจัดการน้ำที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและของแข็งด้วยการออกแบบปลั๊กประหลาด
• ตัวแยกการทดสอบ: วาล์วปลั๊กหลายพอร์ตสลับการไหลระหว่างลำธารหลายบ่อ
• รางเลื่อนฉีดสารเคมี: การควบคุมการเปิด/ปิดที่แม่นยำของสารยับยั้งการกัดกร่อนและสารเคมีบำบัดอื่นๆ

ในการใช้งานในท่อร่วมทดสอบโดยเฉพาะ ปลั๊กวาล์วเป็นที่นิยมเนื่องจากการทำงานแบบเปิดสี่รอบช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานเปลี่ยนหลุมจากการผลิตเป็นทดสอบการไหลได้ภายในไม่กี่วินาที โดยไม่มีความล่าช้าหลายรอบที่เกี่ยวข้องกับวาล์วประตู — เป็นข้อได้เปรียบที่มีความหมายเมื่อทำการทดสอบหลุมบ่อยๆ บนแผ่นหลายหลุม

วิธีการเลือกปลั๊กวาล์วที่เหมาะสมสำหรับบริการอัปสตรีม

การเลือกวาล์วปลั๊กที่ถูกต้องจำเป็นต้องจับคู่การออกแบบวาล์วและวัสดุกับคุณลักษณะของของไหลเฉพาะและสภาวะความดันที่จุดติดตั้ง แทนที่จะตั้งค่าเริ่มต้นเป็นการกำหนดค่ามาตรฐานเดียวทั่วทั้งสนาม

รายการตรวจสอบการคัดเลือก

1. ระบุประเภทของของไหล — ก๊าซสะอาด น้ำที่ผลิตด้วยของแข็ง หรือการไหลแบบหลายเฟส — เพื่อพิจารณาว่าการออกแบบปลั๊กมาตรฐาน เยื้องศูนย์ หรือแบบหล่อลื่นมีความเหมาะสมหรือไม่
2. ยืนยันแรงดันใช้งานที่กำหนดและเลือกคลาส ASME โดยมีระยะขอบเพียงพอเหนือแรงดันใช้งานสูงสุดที่คาดไว้
3. ตรวจสอบข้อกำหนดด้านบริการเปรี้ยวและระบุวัสดุที่เป็นไปตามมาตรฐาน NACE MR0175/ISO 15156 หากมี H2S อยู่
4. กำหนดความถี่ในการปั่นจักรยาน — การใช้งานรอบสูง เช่น ท่อร่วมทดสอบจะได้ประโยชน์จากการออกแบบปลอกที่ไม่ต้องใช้การหล่อลื่น ซึ่งหลีกเลี่ยงการฉีดสารกันรั่วซ้ำๆ
5. ยืนยันว่าประเภทการเชื่อมต่อปลาย (หน้าแปลน เกลียว หรือแบบเชื่อม) ตรงกับท่อผสมพันธุ์
6. ตัดสินใจเลือกวิธีการสั่งงาน — คันโยกแบบแมนนวลสำหรับการใช้งานไม่บ่อยนัก หรือการสั่งงานด้วยลม/ไฟฟ้าสำหรับการสลับท่อร่วมไอดีจากระยะไกลหรือแบบอัตโนมัติ

ตัวอย่างเช่น สายน้ำที่ผลิตขึ้นมา ทรายละเอียดที่ 600 psi โดยทั่วไปจะเรียกหา วาล์วปลั๊กประหลาดพร้อมบ่าเสริม PTFE เพื่อต้านทานการสึกหรอจากการกัดกร่อน ในขณะที่ท่อรวบรวมก๊าซสะอาดที่ความดันใกล้เคียงกันสามารถใช้ปลั๊กวาล์วแบบปลอกแบบไม่หล่อลื่นมาตรฐานในราคาที่ต่ำกว่า

แนวทางปฏิบัติในการบำรุงรักษาที่ยืดอายุการใช้งาน

โดยทั่วไปปลั๊กวาล์วจะมีการบำรุงรักษาต่ำกว่าวาล์วประตู แต่สภาพต้นน้ำ เช่น การผลิตทราย การสะสมของตะกรัน และการสัมผัส H2S ยังคงต้องมีโปรแกรมการบำรุงรักษาที่มีโครงสร้างเพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร

• สำหรับวาล์วปลั๊กที่มีการหล่อลื่น ให้ฉีดสารกันรั่วอีกครั้งตามช่วงเวลาที่ผู้ผลิตแนะนำเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของซีล
• ตรวจสอบปลอกหรือบุรองนั่งเป็นระยะๆ เพื่อดูการสึกกร่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริการที่มีของแข็ง
• ตรวจสอบว่าแรงบิดในการทำงานไม่ได้เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งอาจบ่งบอกถึงการสะสมของตะกรันหรือการยึดปลั๊ก
• ดำเนินการทดสอบการรั่วของเบาะนั่งเป็นระยะเพื่อยืนยันว่าวาล์วยังคงเป็นไปตามระดับการรั่วไหลที่กำหนด
• ตรวจสอบฟังก์ชันแอคชูเอเตอร์และท่อจ่ายอากาศ/ไฮดรอลิกบนปลั๊กวาล์วอัตโนมัติที่ใช้ในสถานที่ตั้งท่อร่วมระยะไกล

ผู้ปฏิบัติงานหลายรายกำหนดเวลาการตรวจสอบวาล์วแบบเต็มและการรับรองซ้ำทุกครั้ง 2 ถึง 3 ปี สำหรับวาล์วร่วมทดสอบรอบสูงและใกล้กับ 5 ปี สำหรับวาล์วแยกรอบรอบต่ำในท่อรวบรวม การปรับช่วงเวลาตามอัตราการสึกหรอที่สังเกตได้ และคุณลักษณะของของไหลที่ผลิตในแต่ละไซต์เฉพาะ