The Shoke Valve , také známý jako ventil škrticí klapky nebo ventil škrticí klapky, je klíčovým ovládacím zařízením v olejovém a plynárenském průmyslu a dalších vysokotlakých tekutinových systémech. Jeho základní funkcí je přesně ovládat průtok a tlak tekutiny, zejména za drsných pracovních podmínek vysokotlakého rozdílu, pevných částic nebo multiphasového toku plynu.
1.. Základní funkce a účel dusivého ventilu
Řídicí tlak na studnu: Toto je nejdůležitější funkce. V rané fázi produkce ropy a plynu nebo ve vysokotlakých jamkách je tlak spodního otvoru mnohem vyšší než tolerance systému zpracování downstream. Šumatový ventil snižuje tlak tekutiny na bezpečný provozní rozsah vytvořením nastavitelného odporu (poklesu tlaku), aby chránil downstream potrubí, separátory a další zařízení.
Nastavení výroby: Změna otevření ventilu (oblast škrticího prostoru) je objemový průtok ropného a plynového studny nebo potrubí přesně kontrolován, aby se dosáhlo cílů přidělování výroby nebo požadavků na testování.
Zabraňte kavitaci/blesku: Za určitých pracovních podmínek (jako je náhlý pokles tlaku vedoucí k tekutému odpařování) může správně navržený ventil sytiče (jako je vícestupňový škrticí výskyt) zpomalit rychlost poklesu tlaku, snížit nebo eliminovat destruktivní kavitaci a erozi ventilu.
Bezpečnost kontroly studny: Při vrtání, dokončení a opravných opravných operacích je nastavitelný ventil sytiče klíčovou součástí skupiny preventivních prevencí, která se používá k implementaci dobře zabíjených operací, ovládání studených kopů nebo vyfukování a je jednou z posledních bariér pro kontrolu bezpečnosti.
Zajištění toku: Řízení toku pomáhá zpomalit problémy, jako je tvorba hydrátu, depozice vosku nebo škálování.
Testování a měření: Poskytněte stabilní podmínky zpětného tlaku a toku během testování výroby nebo měření průtoku.
2. Hlavní typy dusivních ventilů
Podle jejich struktury a metody přizpůsobení jsou rozděleny hlavně do dvou kategorií:
Pevný dusivý ventil (pevný sytič)
Princip: Uvnitř je instalován nepřipravitelný škrticí prvek (obvykle keramické nebo karbidové pouzdro s přesnou velikostí vrtání - fazole).
Funkce:
Jednoduchá struktura, odolná a relativně nízká cena.
Silná odolnost proti erozi (zejména keramické nebo pouzdra karbidu).
Ovládání toku/tlaku je opraveno. Pokud je třeba jej změnit, musí být stroj zastaven, aby se nahradil škrticí pouzdro různými clonami.
Aplikace: Používá se hlavně v situacích, kdy je vyžadován dlouhodobý stabilní tok/tlak, nebo jako záložní/pomocný škrticí prvek pro nastavitelné ventily sytiče. Také běžně používané v testovacích procesech.
Nastavitelný ventil sytiče (nastavitelný / variabilní sytič)
Princip: Otevření (oblast škrticí plocha) mezi jádrem ventilu a sedadlem ventilu je nepřetržitě upravováno prostřednictvím externího operačního mechanismu (manuální, hydraulický, pneumatický nebo elektrický) ke změně poklesu průtoku a tlaku.
Základní struktura (běžné typy):
Typ ventilu jehly: Do otvoru odpovídajícího ventilu (sedadla) se vloží kuželový jehlový ventil (jehla) a axiální pohyb jehly mění prstencovou oblast škrticího škrticí klapky. Vysoká přesnost, vhodná pro čisté tekutiny.
Typ klec/typ více otvorů: jádro ventilu (typ písem nebo typ rukávu) se pohybuje v kleci (kleci) se speciálními otvory pro změnu plochy průtoku. Konstrukce díry (velikost, tvar, distribuce čísel) na kleci může optimalizovat charakteristiky toku, snížit hluk, kavitaci a erozi. Nejpoužívanější.
Typ brány brány/nůž: Podobně jako ventil brány, ale se speciálně navrženou řeznou hranou může poskytovat omezené a škrticí funkce v kalisech obsahujících pevné částice.
Funkce:
Během provozu může nepřetržitě a jemně upravit tok a tlak a rychle reagovat.
Vysoký stupeň automatizace, snadno se integruje do řídicích systémů (jako jsou SCADA, DCS).
Struktura je relativně složitá, náklady jsou vysoké a opotřebení je citlivější (je vyžadována pravidelná údržba).
Režim pohonu:
Manuál: Provozováno ručním kowem a převodovkou. Jednoduché a spolehlivé, nízké náklady, vhodné pro občasné přizpůsobení nebo pohotovostní režim.
Hydraulický/pneumatický: k pohonu ovladače použijte hydraulický olej nebo stlačený vzduch. Poskytovat silné tahové, exploziové, vhodné pro dálkové nebo drsné prostředí. Nejběžnější.
Elektrika: Pohon je poháněn motorem. Je třeba zvážit vysokou přesnost kontroly, pohodlný přenos signálu, odolnost proti výbuchu a spolehlivost.
3. Klíčové funkce designu a výzvy
Šumatový ventil pracuje za extrémních podmínek a návrh musí řešit následující výzvy:
Odolnost proti erozi:
Kalení klíčových komponent: Povrchové kalení jádra ventilu, sedadlo ventilu a klece (jako je postřik karbidu wolframu, nitriding a povrchové úpravy slitiny stellite).
Výběr materiálů Superhard: keramika (alumina, křemíkový karbid), pouzdra nebo komponenty slitiny karbidu wolframu.
Optimalizace průtokového kanálu: Hladce vede tekutinu přes oblast škrticího škrticího prostoru, abyste se vyhnuli turbulenci a přímému dopadu.
Kavitační odpor:
Vícestupňové redukce tlaku: Dispersujte celkový pokles tlaku ve více sériích připojených ke sériích malých tlakových stádiích tlaku (vícestupňová škrtící klece), aby se zabránilo klesajícímu tlaku jednobodovému tlaku pod tlak kapaliny.
Konstrukce klecí pro kavitační odpor: Speciální typy otvorů (například typ labyrintu) podporují kolaps bublin ve vysokotlaké komoře a snižují přímý dopad na povrch kovu.
Výběr materiálu: Tvrdé materiály jsou odolnější vůči poškození kavitací.
Těsnění:
Těsnění kov-kov: jádro a sedadlo ventilu jsou vyrobeny z tvrdé slitiny, aby se zajistilo spolehlivé těsnění a dlouhou životnost při vysokotlakém rozdílu. Hlavní typ těsnění.
Pomocná těsnění: Balení stonků ventilu (jako je grafit, PTFE) zabraňuje vnějšímu úniku. API 6A ventily vyžadují přísné hladiny těsnění (jako je PR2, PR2F).
Provozní síla a kontrola:
Vyvážený design: Snižte tah/točivý moment potřebný pro provoz ventilu (zejména pro vysokotlaké diferenciální ventily s velkým průměrem).
Výběr ovladače: Dostatečný tah k překonání síly tekutin a tření, aby bylo zajištěno přesné a spolehlivé polohování.
4. typické scénáře aplikací
Produkce ropy a plynu:
Wellhead škrtící ropné jamky, plynové jamky a kondenzátní plynové jamky (ovládací tlak v studni a upravte výrobu).
Ovládání tlaku vstupního testu.
Vstřikování vody/vstřikování plynu.
Ovládání objemu plynu v umělých systémech výtahu (jako je plynový výtah).
Vrtání a dokončení:
Core Core Components, používané pro zabití a škrticí řeč.
Kontrola průtoku/tlaku při cirkulačních systémech vrtání a dokončení (bahenní).
Regulace toku a tlaku během testování tvorby (DST).
Ostatní průmyslová odvětví:
Vysokotlaké parní systémy v chemických rostlinách a elektrárnách.
Kaše v dolech.
Vysokotlaké vodní tryskové systémy.
5. Klíčové úvahy pro výběr
Výběr správného dusivého ventilu je zásadní a vyžaduje vyhodnocení:
Vlastnosti tekutin: olej, plyn, voda, vícefázový tok, obsah písku, obsah H₂S/CO₂ (požadavky na materiál), teplota, viskozita.
Provozní parametry:
Tlak proti proudu (P1)
Tlak po proudu (P2)
Očekávaný pokles tlaku (ΔP = P1 - P2) - nejkritičtější parametr
Maximální/minimální tok (q)
Teplota tekutiny
Funkční požadavky: Je hlavním účelem kontrolovat tlak, tok nebo obojí? Je potřeba časté úpravy? Je automatické ovládání vyžadováno?
Metoda velikosti a připojení: Velikost potrubí (NPS/DN), úroveň tlaku (jako je třída ANSI, PN), standard příruby (ASME, API, DIN) nebo připojení svařování zadek.
Stupeň materiálu: Materiály těla a obložení ventilu musí splňovat požadavky na tlak, teplotu, korozi a erozi. Zaměření na jádro ventilu, sedadlo ventilu, materiál klece/pouzdra (jako je 316SS, duplexní ocel, slitina 625, karbid wolframu, keramika). Sledujte NACE MR0175/ISO 15156 (kyselá služba).
Režim ovládání: Manuál, hydraulický, pneumatický, elektrický? Kolik tahu/točivého momentu je vyžadováno? Je nutná zpětná vazba pozice?
Standardy a specifikace: Je zásadní dodržovat průmyslové standardy:
API 6A: Specifikace vybavení Wellhead a Christmas Tree - nejdůležitější standard pro nadpřirozené ropy a plyn, pokrývající tlakové úrovně, materiály, návrh, testování a požadavky na dokumentaci (jako je PSL, PR úroveň).
API 14C/ISO 10418: Analýza bezpečnostních systémů na moři, návrh a instalaci.
API 6D/ISO 14313: Specifikace potrubí.
ASME B16.34: Veliové příruby, vlákna a koncovky svařování.
NACE MR0175/ISO 15156: Průmysl ropy a zemního plynu - materiály pro prostředí obsahující H₂S v produkci ropy a plynu.
6. Klíčové body pro provoz a údržbu
Operace:
Upravte se pomalu: Vyvarujte se náhlých změn toku/tlaku, který může způsobit šok systému.
Vyvarujte se malého otvoru: Extrémně malý otevření zvyšuje riziko eroze a kavitace. Pochopte minimální doporučené otevření ventilu.
Parametry monitorování: Věnujte zvýšenou pozornost tlaku proti proudu a po proudu, teplotu, změnám toku a abnormálnímu šumu/vibraci.
Údržba:
Pravidelná inspekce:
Externí únik (balení stonků, připojení příruby).
Zda ovladač pracuje hladce.
Zda je měřič tlaku a indikátor polohy normální.
Preventivní údržba:
Zkontrolujte/vyměňte jádro ventilu, sedadlo ventilu, klece/pouzdro a další díly podle doporučeného cyklu výrobce.
Namažte pohyblivé části.
Zkontrolujte/vyměňte balení ventilu.
Náhradní díly: rezervní klíč na sobě díly (zejména náhradní ruční ventily pro pevné dusivé ventily).
