אופטימיזציה של ביצועים: תפקידם של שסתומי ניתוק במתקנים עליונים של פלטפורמה ימית

משבר האנרגיה של שנות ה-70 הביא לסיום עידן הנפט הזול והוביל את המירוץ לקדוח נפט ימי.עם מחירה של חבית נפט גולמי דו ספרתי, מתחילות להכיר כמה מטכניקות הקידוח וההשבה המתוחכמות יותר, גם אם הן יקרות יותר.לפי הסטנדרטים של היום, פלטפורמות ימיות מוקדמות ייצרו בדרך כלל נפחים נמוכים - בסביבות 10,000 חביות ליום (BPD).יש לנו אפילו את ThunderHorse PDQ, מודול קידוח, ייצור וחיים שיכול להפיק עד 250,000 חביות נפט ו-200 מיליון רגל מעוקב (Mmcf) של גז ביום.יחידת ייצור כה גדולה, מספר השסתומים הידניים עד 12,000 נוספים, רובםשסתומי כדור.מאמר זה יתמקד במספר סוגים של שסתומי ניתוק הנפוצים במתקנים העליונים של פלטפורמות ימיות.

הפקת נפט וגז מצריכה גם שימוש בציוד עזר שאינו מבצע ישירות את עיבוד הפחמימנים, אלא רק מספק תמיכה רלוונטית לתהליך.ציוד עזר כולל מערכת הרמת מי ים (חילופי חום, הזרקה, כיבוי אש ועוד), מערכת חלוקת מים חמים ומי קירור.בין אם מדובר בתהליך עצמו או בציוד עזר, יש צורך להשתמש בשסתום המחיצה.הפונקציות העיקריות שלהם מחולקות לשני סוגים: בידוד ציוד ובקרת תהליך (on-off).להלן, ננתח את המצב של שסתומים רלוונטיים סביב קווי האספקה ​​של נוזלים נפוצים שונים בפלטפורמות ייצור ימיות.

משקל הציוד הוא קריטי גם עבור פלטפורמות ימיות.כל קילוגרם של ציוד על הרציף צריך להיות מועבר לאתר על פני אוקיינוסים ואוקיינוסים, ויש לתחזק אותו לאורך מחזור חייו.בהתאם לכך, השסתומים הכדוריים משמשים לרוב בפלטפורמה מכיוון שהם קומפקטיים ובעלי יותר פונקציות.כמובן, יש יותר חזק (שטוחשסתומי שער) או שסתומים קלים יותר (כגון שסתומי פרפר), אך בהתחשב בגורמים שונים כגון עלות, משקל, לחץ וטמפרטורה, שסתומים כדוריים הם לרוב הבחירה המתאימה ביותר.

שסתום כדור קבוע יצוק שלושה חלקים

מובן מאליו,שסתומי כדורהם לא רק קלים יותר, אלא גם בעלי ממדי גובה קטנים יותר (ולעתים קרובות ממדי רוחב).לשסתום הכדורי יש גם יתרון בכך שהוא מספק פתח פריקה בין שני המושבים, כך שניתן לבדוק נוכחות של נזילות פנימיות.יתרון זה שימושי עבור שסתומי חירום (ESDV) מכיוון שיש לבדוק את ביצועי האיטום שלהם לעתים קרובות.

הנוזל מבאר נפט הוא בדרך כלל תערובת של נפט וגז, ולפעמים מים.בדרך כלל, ככל שחייה של באר מזדקנים, המים נשאבים כתוצר לוואי של החזרת נפט.לגבי תערובות כאלה - ובאמת לגבי סוגי נוזלים אחרים - הדבר הראשון שצריך לקבוע הוא האם יש בהן זיהומים כלשהם, כמו פחמן דו חמצני, מימן גופרתי וחלקיקים מוצקים (חול או פסולת קורוזיבית וכו').אם קיימים חלקיקים מוצקים, יש לצפות את המושב והכדור במתכת כדי למנוע שחיקה מופרזת מראש.גם CO2 (פחמן דו חמצני) וגם H2S (מימן גופרתי) גורמים לסביבות קורוזיביות, המכונה בדרך כלל קורוזיה מתוקה וקורוזיה חומצית.קורוזיה מתוקה גורמת בדרך כלל לאובדן אחיד של שכבת פני השטח של הרכיב.ההשלכות של קורוזיה חומצה מסוכנות יותר, מה שגורם לרוב להתפרקות חומר, וכתוצאה מכך לכשל בציוד.בדרך כלל ניתן לעכב את שני סוגי הקורוזיה על ידי בחירת חומרים מתאימים והזרקת מעכבים רלוונטיים.NACE פיתחה סט תקנים במיוחד לקורוזיה חומצית: "MR0175 לתעשיית הנפט והגז, חומרים לשימוש בסביבות המכילות גופרית בהפקת נפט וגז".חומרי השסתומים בדרך כלל עומדים בתקן זה.כדי לעמוד בתקן זה, על החומר לעמוד במספר דרישות, כמו קשיות, על מנת להתאים לשימוש בסביבות חומציות.

שסתום כדור קבוע יצוק שלושה חלקים
שסתום כדור קבוע יצוק שני חלקים

רוב שסתומי הכדור לייצור בים מתוכננים בהתאם לתקני API 6D.חברות נפט וגז לרוב מטילות דרישות נוספות על תקן זה, בדרך כלל על ידי הטלת תנאים נוספים לחומרים או דרישת בדיקות קפדניות יותר.לדוגמה, תקן S-562 שהוצג על ידי האיגוד הבינלאומי ליצרני נפט וגז (IOGP).תוסף S-562-API 6D Ball Valve Standard פותח על ידי מספר חברות נפט וגז גדולות כדי לגבש ולייעל את הדרישות השונות שהיצרנים צריכים לעמוד בהן.באופן אופטימי, זה יפחית עלויות ויקצר את זמני ההובלה.

למי ים מגוון רחב של תפקידים בפלטפורמות קידוח, לרבות כיבוי אש, הצפת מאגרים, חילופי חום, מים תעשייתיים וחומר הזנה למי שתייה.צינור הובלת מי ים הוא בדרך כלל גדול בקוטר ובלחץ נמוך - שסתום הפרפר מתאים יותר למצב העבודה.שסתומי פרפר עומדים בתקני API 609 וניתן לחלקם לשלושה סוגים: קונצנטרי, כפול אקסצנטרי ומשולש אקסצנטרי.בגלל העלות הנמוכה יותר, שסתומי פרפר קונצנטריים עם זיזים או עיצובי מהדק הם הנפוצים ביותר.גודל הרוחב של שסתומים כאלה הוא קטן מאוד, וכאשר מותקן על הצינור, הוא חייב להיות מיושר במדויק, אחרת זה ישפיע על ביצועי השסתום.אם יישור האוגן אינו נכון, הדבר עלול להפריע לפעולת השסתום, ואף לגרום לכך שהשסתום לא יוכל לפעול.תנאים מסוימים עשויים לדרוש שימוש בשסתומי פרפר כפול אקסצנטרי או משולש אקסצנטרי;עלות השסתום עצמו גבוהה יותר, אך עדיין נמוכה מהעלות של יישור מדויק במהלך ההתקנה.


זמן פרסום: 28 ביוני 2024