De ce sunt preferate valvele de poartă față de alte tipuri de supape în forajul petrolier?

În lumea cu miză mare a forajului petrolier, fiecare componentă trebuie să reziste la presiuni extreme, medii corozive și cerințe operaționale riguroase. Printre echipamentele critice implementate în sistemele de foraj, Supapă de poartă S a apărut ca alegere pentru ingineri și operatori.
1. Design robust pentru medii de înaltă presiune
Operațiunile de foraj petrolier implică adesea gestionarea lichidelor sub presiune, suspensii abrazive și amestecuri de gaz la adâncimi care depășesc mii de metri. Valvele de poartă excelează în aceste condiții datorită proiectării lor liniare. Spre deosebire de supapele rotative (de exemplu, robinetele cu bilă sau fluture), supapele de poartă au o poartă plană, în formă de pană, care se deplasează perpendicular pe calea de curgere. Acest design minimizează turbulența și căderea presiunii atunci când este deschisă, asigurând transferul eficient de fluide chiar și în scenarii de înaltă presiune.
Mai mult decât atât, supapele de poartă sunt proiectate cu suprafețe de etanșare metal-metal, fabricate în mod obișnuit din oțel inoxidabil întărit sau din materiale din aliaj. Aceste sigilii asigură o închidere etanșă la scurgere, critică pentru prevenirea exploziei sau a eliberărilor de hidrocarburi necontrolate-o prioritate de siguranță care nu este negociabilă în foraj.
2. Durabilitate superioară în condiții dure
Mediile de foraj expun valvele la substanțe chimice corozive, nisip și particule care pot degrada componentele în timp. Valvele de poartă sunt potrivite în mod unic pentru aceste provocări:
Flexibilitatea panoului: Multe supape de poartă folosesc un design flexibil al panelor, care permite o ușoară deformare sub presiune pentru a menține o etanșare strânsă, chiar dacă corpul supapei sau scaunul se îmbracă.
Construcție completă: Calea de curgere neobstrucționată a unei supape de poartă reduce eroziunea de la lichidele abrazive, o problemă comună în valvele cu flux restrâns (de exemplu, valvele globului).
Rezistența la coroziune: producătorii adesea acoperă supapele de poartă cu materiale precum Inconel sau aplică garnituri epoxidice pentru a combate sulfura de hidrogen (H₂S) și coroziunea apei sărate, predominantă în forajul offshore.
3. fiabilitate operațională și simplitate
În site -urile de foraj la distanță sau pe platformele offshore, oportunitățile de întreținere sunt limitate, iar defecțiunile supapelor pot duce la perioade de oprire costisitoare. Supapele de poartă oferă o întreținere scăzută și durată de viață lungă datorită mecanismului lor simplu, cu mai puține piese în mișcare. Spre deosebire de supapele cu bilă, care se bazează pe garnituri rotative complexe sau pe supapele cu diafragmă predispuse la degradarea elastomerelor, supapele de poartă necesită un lubrifiere minimă și sunt mai ușor de reparat in situ.
În plus, supapele de poartă sunt bidirecționale, permițând fluxul în ambele direcții fără a compromite performanța. Această versatilitate simplifică instalarea și reduce riscul de eroare umană în timpul configurației.
4.. Eficiența costurilor peste ciclul de viață al supapei
În timp ce supapele de poartă pot avea un cost în avans mai mare în comparație cu unele alternative, costul total al proprietății (TCO) este adesea mai mic. De exemplu:
Timpul de oprire redus: durabilitatea lor reduce la minimum oprirea neplanificată pentru înlocuitori.
Interchangeabilitate: supapele de poartă aderă la proiectele standardizate (de exemplu, specificațiile API 6A sau 6D), asigurând compatibilitatea pe sistemele de foraj și reducerea costurilor de inventar.
Scalabilitate: de la puțuri la conducte, supapele de poartă pot fi scalate pentru diverse clase de presiune (de exemplu, 5.000 psi până la 20.000 psi), reducând nevoia de mai multe tipuri de valve.
Un studiu din 2022 realizat de Societatea Inginerilor Petrolului (SPE) a comparat performanța valvei în operațiunile din Golful Deepwater din Mexic. Supapele de poartă au demonstrat o rată de fiabilitate de 98,5%pe parcursul a cinci ani, depășind valvele cu bilă (92%) și supapele de verificare (88%). Modurile lor de defecțiune au fost predominant legate de factori externi (de exemplu, formarea de hidrat), nu de proiectarea valvei în sine.