I prosessen med oljeutvinning er påliteligheten til væskekontrollsystemet direkte relatert til produksjonssikkerhet, miljøvern og økonomiske fordeler. Som en nøkkelavskjæring, portventil S er mye brukt i brønnhodeenheter, oljerørledninger og lagrings- og transportsystemer på grunn av deres strukturelle egenskaper. Bak den tilsynelatende enkle åpnings- og lukkefunksjonen er det imidlertid en kompleks sikkerhetslogikk.
1. Strukturelle egenskaper og sikkerhetsfordeler med portventiler
Portventilen åpnes og lukkes ved å løfte portplaten vinkelrett på væskens retning. Rettigheten av strømningskanalen i helt åpne tilstand gir den to kjernesikkerhetsfordeler:
Design med lav strømningsmotstand: Når den er helt åpen, skilles portplaten fullstendig fra væskekanalen, noe som kan unngå ventilkroppslitasje forårsaket av turbulens eller lokalt høyt trykk, spesielt egnet for rørledninger med høy strømningsolje.
Bidireksjonell tetningsevne: Gateventiler av høy kvalitet (for eksempel hardholede flate portventiler) kan fremdeles opprettholde fremover og revers forsegling under miljø med høyt trykkforskjell, noe som er avgjørende for vanninjeksjonsbrønner eller svovelholdige olje- og gassfelt med trykksvingninger.
Tilfeller av internasjonale oljeselskaper viser at lekkasjulykkehastigheten forårsaket av tetningssvikt i brønnhodeinnretninger ved bruk av API 6A standardportventiler er 37% lavere enn for andre ventiler.
2. Analyse av potensielle sikkerhetsrisikoer og feilmodus
Selv om portventiler har betydelige fordeler, er det fortsatt tre typiske sikkerhetsfarer under ekstreme arbeidsforhold:
1. Operasjonssvikt forårsaket av skalering og blokkering
I et voksaktig og sterkt mineralisert råoljemiljø blir asfalten eller saltskala lett avsatt mellom porten og ventilsetet. Statistikk fra American Petroleum Institute (API) viser at 23% av portventilfeilene er forårsaket av unormal økning i åpning og lukkende dreiemoment forårsaket av skalering. I 2019 skjedde det en utblåsningsulykke i et oljefelt i Kasakhstan på grunn av manglende evne til nødavskjæring på grunn av Stuck Gate -ventilen, noe som resulterte i direkte økonomiske tap på mer enn 8 millioner amerikanske dollar.
2. Tetningssvikt under trykkdifferensialsvingninger
Når rørledningen raskt trykker på trykket (for eksempel vannhammereffekt), kan den tradisjonelle elastiske porten miste tetningskraften på grunn av reversering av trykkdifferensialet. Eksperimentelle data viser at den øyeblikkelige trykktifferensialsvingning av ΔP ＞ 10MPa kan føre til at lekkasjfrekvensen for ordinære portventiler bølger med 40 ganger.
3. Materialkorrosjon og hydrogenforvirringsrisiko
I et surt olje- og gassmiljø som inneholder H₂s, er lave legeringsstålportventiler utsatt for hydrogensulfidspenningskorrosjonssprekker (SSCC). I henhold til NACE MR0175-standarden, må dupleks rustfritt stål eller nikkelbasert legeringsmaterialer brukes under slike arbeidsforhold, men 15% av portventilene i tjeneste har fremdeles potensielle bruddrisikoer på grunn av feil valg.
Iii. Systemisk risikoforebygging og kontrollstrategi
For å forbedre sikkerhetsytelsen til portventiler, er det nødvendig å bygge et beskyttelsessystem fra tre aspekter: design av design, drift og vedlikehold og overvåkingsteknologi:
1. Optimalisering av valg for tilpasning av arbeidstilstand
Elastiske portventiler av kilen er å foretrekke for svovelholdige olje- og gassfelt med høyt trykk, og deres V-formede portplater kan kompensere for temperaturdeformasjon;
Plateventiler med skraperkonstruksjoner anbefales for faste partikkelmedier;
Den lave temperaturen påvirknings seighet av materialer må verifiseres i dyphavs miljøer med lav temperatur (se ASTM A370-standard).
2. Forebyggende vedlikeholdsprosedyrer
Utfør ventilstammefettinjeksjon regelmessig (høye temperaturfett som inneholder MOS₂ anbefales);
Utføre dreiemomenttester hvert kvartal for å etablere en baseline -database for åpning og lukke moment;
Ultralydtykkelsestesting (UT) kombinert med magnetisk partikkeltesting (MT) for å overvåke ventilkorrosjonen.
IV. Bransjetrender: Å bevege seg mot egen sikkerhet
Med teknologiske fremskritt bryter nye portventildesign gjennom tradisjonelle begrensninger:
All-sveiset ventil kroppsstruktur: eliminerer flenslekkasjepunkter og er egnet for arktiske permafrost-rørledninger;
Nano-beleggsteknologi: CR-AL-N-belagte gate utviklet av FMC i USA har en tredoblet økning i slitestyrke;
Digitale tvillinger: Forutsi ventillevetid gjennom dynamisk simulering og optimalisere erstatningssykluser.
Som "sikkerhetsvakt" for oljeindustrien påvirker påliteligheten til portventiler direkte integriteten til hele produksjonskjeden. Gjennom vitenskapelig seleksjon, grundig vedlikehold og teknologisk innovasjon, kan risikoer unngås i størst grad, og overgangen fra passiv beredskap til aktivt forsvar kan oppnås. Under målet om karbonneutralitet vil teknologisk iterasjon på dette feltet fortsette å drive olje- og gassindustrien mot en tryggere og mer effektiv retning.
