-
+86-13961903990
2026.07.06
ข่าวอุตสาหกรรม
วาล์วบ่อน้ำมันแรงดันสูง แบ่งออกเป็นหกประเภทหลัก ได้แก่ วาล์วเกท บอล เช็ค เข็ม โช้ค และปลั๊ก ซึ่งแต่ละประเภทได้รับการออกแบบมาเพื่อการทำงานที่แตกต่างกันภายในการผลิตขั้นต้น การควบคุมหลุมผลิต และระบบการประมวลผลพื้นผิว การเลือกประเภทวาล์วไม่ถูกต้องสำหรับการใช้งานที่กำหนดเป็นหนึ่งในข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดและมีค่าใช้จ่ายสูงในการจัดซื้ออุปกรณ์บ่อน้ำมัน นำไปสู่ความล้มเหลวของเบาะนั่งก่อนเวลาอันควร การไหลที่ไม่สามารถควบคุมได้ หรือการละเมิดการควบคุมแรงดันที่แรงดันใช้งานเกิน 20,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว คู่มือนี้ให้คำจำกัดความวาล์วแต่ละประเภท อธิบายตำแหน่งที่ใช้ และจัดเตรียมกรอบงานที่มีโครงสร้างสำหรับการเลือกตามการใช้งาน
วาล์วประตูเป็นประเภทวาล์วที่โดดเด่นบนหัวหลุมบ่อน้ำมันแรงดันสูงและต้นคริสต์มาส มันทำงานโดยการยกหรือลดประตูทึบที่ตั้งฉากกับเส้นทางการไหล โดยให้ การปิดแบบเต็มรูปแบบ สองทิศทาง ฟองแน่น เมื่อปิด เมื่อเปิดเต็มที่ ประตูจะหดกลับออกจากเส้นทางการไหลโดยสิ้นเชิง ทำให้เกิดข้อจำกัดการไหลเป็นศูนย์ ซึ่งเป็นคุณลักษณะที่สำคัญสำหรับหลุมเจาะที่เครื่องมือแบบมีสาย ท่อขด และปืนเจาะจะต้องผ่านวาล์ว
วาล์วประตูสำหรับบริการบ่อน้ำมันแรงดันสูงอยู่ภายใต้การควบคุมของ เอพีไอ 6A (อุปกรณ์หลุมผลิตและต้นคริสต์มาส) หรือ เอพีไอ 6D (บริการทางท่อ) วาล์วประตู เอพีไอ 6A ได้รับการจัดอันดับแรงดันใช้งาน 2,000–20,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว และต้องระบุด้วยระดับแรงดันใช้งาน ระดับวัสดุ (AA ถึง HH สำหรับบริการเปรี้ยว) ระดับข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ (PSL 1–4) และข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ (PR1 หรือ PR2) สำหรับวาล์วหลักหลุมผลิตหรือวาล์วปีกนก PSL 3 และ PR2 ขั้นต่ำเป็นค่าพื้นฐานที่ถูกต้อง — ไม่เคยใช้ PSL 1 หรือ PR1 สำหรับบริการการผลิต
บอลวาล์วใช้องค์ประกอบปิดทรงกลมที่มีรูเจาะซึ่งสอดคล้องกับเส้นทางการไหลเมื่อเปิดและหมุน 90° เพื่อปิดกั้นการไหลเมื่อปิด ที่ การทำงานแบบหมุนควอเตอร์ทำให้บอลวาล์วทำงานได้เร็วกว่าวาล์วประตูอย่างมาก และการเคลื่อนที่แบบหมุนอย่างง่ายนั้นเข้ากันได้กับแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าและนิวแมติกที่ใช้ในระบบปิดอัตโนมัติมากกว่า
ที่ความกดดันสูง บอลวาล์วติดรองแหนบ เป็นทางเลือกที่ถูกต้อง ในการออกแบบลูกบอลลอย แรงกดของเส้นจะดันลูกบอลกับที่นั่งด้านล่างเพื่อสร้างการปิดผนึก ที่ 5,000 psi และสูงกว่า แรงสัมผัสของเบาะนั่งที่เกิดขึ้นจะเกินกว่าที่เบาะนั่งแบบยางส่วนใหญ่สามารถรับมือได้โดยไม่เสียรูป การออกแบบที่ติดตั้ง Trunnion จะยึดลูกบอลไว้บน Trunnion ด้านบนและด้านล่าง ถ่ายโอนแรงกดของเส้นไปยังโครงสร้างตัวถัง แทนที่จะเป็นเบาะนั่ง และช่วยให้เบาะนั่งแบบสปริงสามารถรักษาแรงปิดผนึกที่สม่ำเสมอโดยไม่ขึ้นอยู่กับแรงกด บอลวาล์วลอยมีความเหมาะสมสูงสุดประมาณ 1,500 psi ในการให้บริการบ่อน้ำมันเท่านั้น
เช็ควาล์วอนุญาตให้ไหลในทิศทางเดียวเท่านั้น โดยจะปิดโดยอัตโนมัติเมื่อพยายามไหลย้อนกลับ ไม่มีตัวดำเนินการภายนอก - การปิดจะถูกขับเคลื่อนโดยส่วนต่างแรงดันที่ขวางวาล์วทั้งหมด ในการใช้งานบ่อน้ำมันแรงดันสูง ความล้มเหลวของเช็ควาล์ว (ความล้มเหลวในการปิดหรือความล้มเหลวในการปิดค้างไว้) อาจทำให้ของเหลวจากหลุมเจาะแรงดันสูงไหลย้อนกลับเข้าสู่ระบบหัวฉีด การปนเปื้อนในท่อฉีดสารเคมี หรือทำให้คอมเพรสเซอร์และปั๊มเสียหาย .
สำหรับเช็ควาล์วบริการเปรี้ยว จะใช้ข้อกำหนดวัสดุ NACE MR0175 เดียวกันกับที่ควบคุมตัววาล์วประตู — ส่วนประกอบที่เปียกทั้งหมดต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความแข็งและโลหะผสมสำหรับแรงดันย่อย H₂S ที่มีอยู่ รวมถึงสปริง จาน และแหวนรองเบาะ
วาล์วโช้คเป็นอุปกรณ์ควบคุมปริมาณที่สร้างแรงดันตกที่ควบคุมได้ทั่วช่องที่จำกัด ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถจัดการแรงดันการไหลของหลุมผลิตและอัตราการผลิตได้ ต่างจากวาล์วแยก - ซึ่งเปิดสุดหรือปิดสุด - วาล์วโช้คทำงานอย่างต่อเนื่องในตำแหน่งเปิดบางส่วนภายใต้สภาวะการไหลที่มีการกัดกร่อนอย่างรุนแรงและเกิดโพรงอากาศ วาล์วโช้คบนบ่อก๊าซขนาด 10,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว อาจมีแรงดันลดลง 8,000–9,500 psi ทั่วทั้งขอบทังสเตนคาร์ไบด์โดยมีความเร็วของก๊าซเข้าใกล้โซนิคที่เบาะนั่ง .
การเลือกวัสดุตกแต่งวาล์วโช้คนั้นได้รับแรงหนุนจากการกัดกร่อนของกระแสของเหลวที่เกิดขึ้น ทังสเตนคาร์ไบด์ (WC-Co, 94% WC) เป็นวัสดุตกแต่งมาตรฐานสำหรับบริการที่ใช้ทรายหรือก๊าซความเร็วสูง โดยให้ความต้านทานการสึกกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิม 17-4 PH ชุบแข็งได้ 5–10 เท่า สำหรับบริการที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหรือเปรี้ยวสูง จะมีการระบุโอเวอร์เลย์ Stellite 6 หรือขอบ Inconel 625 ร่วมกับที่นั่งสุขา
วาล์วเข็มใช้ลูกสูบรูปเข็มเรียวเรียวซึ่งติดตั้งอยู่ในที่นั่งทรงกรวยที่เข้ากันเพื่อจัดเตรียม การควบคุมการไหลที่ละเอียดและแม่นยำในเครื่องมือแรงดันสูงและท่อฉีดสารเคมีที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก . ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อหน้าที่แยกส่วนเต็มรูปแบบ — พื้นที่สัมผัสแบบเข็มต่อเบาะบางๆ ไม่ได้มีไว้เพื่อให้ปิดแบบกันฟองภายใต้การหมุนเวียนซ้ำๆ
โดยทั่วไปแล้ววาล์วเข็มของบ่อน้ำมันแรงดันสูงจะผลิตจาก สแตนเลส 316, Inconel 625 หรือสแตนเลสดูเพล็กซ์ สำหรับวัสดุตัวเรือนและเข็ม ที่มีขนาดการเชื่อมต่อ 1/4 นิ้วถึง 1 นิ้ว NPT หรือการเชื่อมต่อแรงดันปานกลาง (MP) แบบหม้อนึ่งความดัน และแรงดันสูง (HP) การเชื่อมต่อแบบกรวยและเกลียวที่พิกัด 20,000 psi
ปลั๊กวาล์วใช้ปลั๊กทรงกระบอกหรือเรียวซึ่งมีช่องผ่านที่หมุนได้ 90° ภายในตัวเครื่องเพื่อเปิดหรือปิดเส้นทางการไหล — การทำงานคล้ายกับบอลวาล์วแต่มีองค์ประกอบทรงกระบอกแทนที่จะเป็นองค์ประกอบปิดทรงกลม ในการให้บริการบ่อน้ำมันแรงดันสูง วาล์วปลั๊กหล่อลื่น เป็นตัวแปรที่พบบ่อยที่สุด: สารเคลือบหลุมร่องฟันจะถูกฉีดเข้าไปในช่องว่างรูปวงแหวนระหว่างปลั๊กและตัวเครื่อง เพื่อให้การหล่อลื่นในระหว่างการหมุนและเสริมการปิดผนึกหลักระหว่างโลหะกับโลหะ
ปลั๊กวาล์วในบริการบ่อน้ำมันแรงดันสูงมักได้รับการจัดอันดับให้เป็น 3,000–10,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว และผลิตตาม เอพีไอ 6D หรือ เอพีไอ 6A ขึ้นอยู่กับสถานที่ให้บริการ โดยทั่วไปควรใช้บอลวาล์วและเกทวาล์วที่สูงกว่า 10,000 psi เนื่องจากความยากลำบากในการรักษาประสิทธิภาพการฉีดยาแนวที่สม่ำเสมอที่แรงดันต่างที่สูงมาก
ตารางด้านล่างสรุปความแตกต่างในการใช้งานระหว่างวาล์วบ่อน้ำมันแรงดันสูงทั้ง 6 ประเภทเพื่อรองรับการเลือกเบื้องต้น:
| ประเภทวาล์ว | ฟังก์ชั่นหลัก | แรงดันสูงสุด (ทั่วไป) | ความสามารถในการควบคุมการไหล | ทางเดินเครื่องมือ | มาตรฐานการปกครอง |
|---|---|---|---|---|---|
| ประตู | การแยกตัวเต็มรู | 20,000 psi | เปิด/ปิดเท่านั้น | ใช่ (เต็มเจาะ) | เอพีไอ 6A / API 6D |
| บอล | การแยกสารที่ออกฤทธิ์เร็ว / ESD | 15,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | เปิด/ปิดเท่านั้น | ใช่ (เต็มเจาะ) | เอพีไอ 6D / API 6A |
| ตรวจสอบ | การป้องกันการไหลย้อนกลับ | 15,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | ไม่มี (อัตโนมัติ) | ไม่ | เอพีไอ 6D / API 594 |
| สำลัก | การควบคุมแรงดันตก/อัตรา | 20,000 psi | การควบคุมปริมาณอย่างต่อเนื่อง | ไม่ | เอพีไอ 6A |
| เข็ม | การสูบจ่ายที่แม่นยำ/การแยกเครื่องมือ | 20,000 psi | การควบคุมปริมาณอย่างละเอียด (เส้นเล็ก) | ไม่ | ข้อมูลจำเพาะ ASME B16.34 / mfr |
| ปลั๊ก | การผันหลายพอร์ต / การแยกสารละลาย | 10,000 psi | เปิด/ปิด/มัลติพอร์ต | ไม่ | เอพีไอ 6D / API 599 |
การเลือกวาล์วควรเป็นไปตามลำดับที่มีโครงสร้าง การข้ามขั้นตอนต่างๆ โดยเฉพาะการข้ามไปยังแค็ตตาล็อกของผู้ผลิตก่อนกำหนดเงื่อนไขการบริการ เป็นสาเหตุหลักของความล้มเหลวในการระบุรายละเอียดส่วนใหญ่
เริ่มจากสิ่งที่วาล์วต้องทำ ไม่ใช่วาล์วประเภทไหน มีเพียงสี่ฟังก์ชั่นวาล์วในบริการบ่อน้ำมัน:
สำหรับตำแหน่งวาล์วแต่ละตำแหน่ง ให้จัดทำซองบริการเต็มรูปแบบก่อนติดต่อผู้ผลิต:
ตำแหน่งการติดตั้งจะกำหนดว่ามาตรฐาน API หรือ ASME ใดที่ควบคุมข้อกำหนดของวาล์ว:
| สถานที่ติดตั้ง | มาตรฐานการปกครอง | ประเภทวาล์วที่ใช้งานได้ |
|---|---|---|
| หลุมผลิตและต้นคริสต์มาส | เอพีไอ 6A | ประตู, choke, needle |
| ท่อและการส่ง | เอพีไอ 6D | ประตู, ball, check, plug |
| หลุมผลิตใต้ทะเลและต้นไม้ | เอพีไอ 17D | ประตู, ball, check |
| Downhole (ท่อลำเลียง) | เอพีไอ 14A | บอล (SSSV), check |
| กระบวนการพื้นผิวและการแยก | ASME B16.34 / API 6D | บอล, gate, check, needle |
เมื่อมีการกำหนดประเภทของวาล์วและมาตรฐานการควบคุมแล้ว ชั้นข้อกำหนดขั้นสุดท้ายคือข้อกำหนดด้านคุณภาพและการทดสอบ สำหรับวาล์ว API 6A นี่หมายถึง PSL และ PR สำหรับวาล์ว API 6D หมายถึงการระบุข้อกำหนดการทดสอบเพิ่มเติมจากภาคผนวกของมาตรฐาน รวมถึงการทดสอบที่นั่งแรงดันต่ำ NDE ในการเชื่อมตัวถัง และการทดสอบแรงกระแทกแบบชาร์ปี จำเป็นต้องมีการตรวจสอบย้อนกลับวัสดุอย่างครบถ้วนและชุดเอกสารการทดสอบตามเงื่อนไขในการจัดส่งเสมอ — หากไม่มี คุณจะไม่สามารถแสดงให้เห็นถึงการปฏิบัติตามกฎระเบียบหรือดำเนินการวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริงได้หากวาล์วทำงานล้มเหลว
สภาพแวดล้อมการบริการสองแบบ ได้แก่ ก๊าซเปรี้ยว (ประกอบด้วย H₂S) และความดันสูง / อุณหภูมิสูง (HPHT ซึ่งกำหนดไว้ที่สูงกว่า 15,000 psi และ/หรือสูงกว่า 300 °F) กำหนดข้อกำหนดที่เกินกว่าข้อกำหนดเฉพาะของวาล์ว API มาตรฐาน ในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ แค็ตตาล็อกวาล์วมาตรฐานที่ตรงตามระดับความดัน API ที่กำหนดและเกรดวัสดุมักจะไม่เพียงพอ และผู้ปฏิบัติงานจะต้องให้ผู้ผลิตตรวจสอบการออกแบบโดยละเอียดก่อนที่จะระบุ
วาล์วบ่อน้ำมันแรงดันสูงหกประเภท ได้แก่ เกท บอล เช็ค โช้ค เข็มและปลั๊ก ไม่สามารถใช้แทนกันได้ แต่ละรายการมีอยู่เนื่องจากสามารถแก้ไขปัญหาการควบคุมการไหลเฉพาะที่ผู้อื่นไม่สามารถแก้ไขได้อย่างมีประสิทธิภาพ การเลือกวาล์วที่ถูกต้องจะเริ่มต้นด้วยการกำหนดฟังก์ชันที่ต้องการ ไม่ใช่การเรียกดูแคตตาล็อกผลิตภัณฑ์ : การแยกตัว การควบคุมปริมาณ การไม่กลับหรือการเบี่ยงเบน จากนั้น แรงดันในการให้บริการ องค์ประกอบของของเหลว อุณหภูมิ ความถี่ของรอบการทำงาน และมาตรฐานด้านกฎระเบียบจะจำกัดขอบเขตให้แคบลงเหลือข้อกำหนดที่แม่นยำ
ในสภาพแวดล้อมของบ่อน้ำมันแรงดันสูงที่แรงดันใช้งานสูงถึง 10,000–20,000 psi และของเหลวอาจมี H₂S, CO₂, ทราย และน้ำที่ผลิตได้ วาล์วที่พิมพ์อย่างถูกต้องแต่ระบุไม่ถูกต้องสำหรับประเภทวัสดุ, PSL หรือการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านบริการเปรี้ยวจะเป็นอันตรายพอๆ กับวาล์วผิดประเภทโดยสิ้นเชิง กรอบการทำงานสี่ขั้นตอน — ฟังก์ชั่น เงื่อนไขการบริการ มาตรฐานที่ควบคุม ระดับคุณภาพ — นำไปใช้อย่างต่อเนื่องในขั้นตอนทางวิศวกรรมเป็นวิธีการที่เชื่อถือได้มากที่สุดเพื่อให้แน่ใจว่าวาล์วทุกตัวในระบบหลุมผลิตจะทำงานตามที่ออกแบบมาเพื่ออายุการใช้งานเต็มรูปแบบ