API 6A GATE VALVE: Un gardien solide des têtes de puits de pétrole et de gaz

Dans les zones centrales de l'exploration et du développement pétroliers et gazières, qui sont pleins de haute pression, de température élevée, de milieux corrosifs et même des risques inflammables et explosifs, Vannes de porte API 6A Jouez un rôle essentiel en tant que "commutateur de sécurité" dans l'équipement de tête de puits et les arbres de Noël. Ce n'est pas seulement l'exécuteur testamentaire du contrôle des fluides, mais aussi une barrière clé pour assurer la sécurité du personnel, prévenir la pollution de l'environnement et le fonctionnement fiable de l'équipement.

1. Concept de base: valves à haute pression selon des normes strictes
API 6A Standard: API est l'abréviation de l'American Petroleum Institute. API Spec 6A est une spécification globale faisant autorité spécifiquement pour "l'équipement de puits et l'équipement d'arbres de Noël". Il stipule les exigences extrêmement strictes pour l'ensemble du processus de conception, de matériaux, de fabrication, de test, de marquage et de documentation pour s'assurer que l'équipement peut fonctionner en toute sécurité et de manière fiable pendant de nombreuses années dans des environnements souterrains et de surface.
L'essence de la vanne de porte: une vanne de porte est une valve qui s'ouvre et se ferme en soulevant et en abaissant une plaque de porte (également appelée cale ou plaque de porte) perpendiculaire à la direction de l'écoulement du fluide. Lorsque la porte est pleinement soulevée, le canal d'écoulement n'est pas obsédé; Lorsque la porte est complètement abandonnée, sa surface d'étanchéité presse le siège de soupape pour atteindre le scellement forcé.
Définition de la soupape de porte API 6A: se réfère spécifiquement à une vanne de porte conçue, fabriquée, testée et certifiée en stricte conforme aux normes API 6A. Il est adapté à des conditions de travail extrêmes telles que la haute pression, la température élevée, le sable et le sulfure d'hydrogène (H2S) aux têtes de puits de pétrole et de gaz. Habituellement, l'évaluation de la pression de travail est très élevée, comme 2000 psi (13,8 MPa), 3000 psi (20,7 MPa), 5000 psi (34,5 MPa), 10000 psi (69,0 MPa), 15000 psi (103,5 MPa) ou même 20000 psi (138,0 MPa).

2. Structure et principe de travail: la pierre angulaire de la fermeté et de la fiabilité
Composants centraux:
Corps de soupape: le corps portant la pression, généralement en acier au carbone forgé solide, en acier à faible alliage ou en acier inoxydable, et la conception du canal d'écoulement doit minimiser les turbulences et l'érosion. Selon la méthode de connexion, il existe principalement le type de bride, le type de pince et le type fileté (moins utilisé pour la vanne principale à haute pression).
Bonnet / bonnet: Fermez la partie supérieure du corps de soupape et fournissez un canal de tige de soupape. Il y a des conceptions telles que la connexion du boulon, le joint de serrage auto-assoupli et le capot rotatif. Généralement équipé d'une soupape / bouchon de décharge de pression pour libérer en toute sécurité la pression anormalement élevée dans la cavité de la valve.
Porte: la partie d'ouverture et de clôture de base. Types principaux:
Porte de coin: une seule pièce ou une structure élastique qui s'appuie sur l'action de coin pour atteindre le scellement, le bon scellement et le plus largement utilisé.
Porte parallèle: Il existe un mécanisme de support (comme un ressort) entre les deux portes, qui presse parallèlement aux sièges de soupape des deux côtés, a une bonne adaptabilité aux changements de température et est souvent utilisé dans des conditions de travail contenant des particules solides.
Tide de soupape: le composant qui transmet le couple de fonctionnement et le mouvement de levage, qui doit être résistant à la résistance et résistante à la corrosion (généralement en acier inoxydable). Il y a des tiges de levage (la tige de soupape monte et diminue avec la porte, et les fils sont à l'extérieur du corps de la valve) et des tiges rotatives (la tige de soupape ne fait que tourner et ne monte pas et ne tombe pas, et les filetages sont à l'intérieur du corps de soupape).
Siège de soupape: un composant annulaire qui contacte la surface d'étanchéité de la porte pour former un joint. Les vannes de la porte API 6A utilisent généralement des sièges de vanne remplaçables pour une maintenance facile. La surface d'étanchéité du siège de soupape est soudée avec un alliage dur (comme l'alliage stellite) pour améliorer la résistance à l'usure et la résistance à la corrosion.
Boîte de farce: entourant la tige de soupape, remplie d'emballage flexible (comme les anneaux de graphite) et pressé avec une glande pour empêcher le milieu de fuir le long de la tige de soupape. L'API 6A nécessite des normes de fuite faibles strictes.
Mécanisme de fonctionnement:
Manuel: roue à main, boîte de vitesses (pour les vannes à haute pression de grand diamètre).
Automatique: actionneur hydraulique, actionneur pneumatique, actionneur électrique, souvent utilisé pour la télécommande ou l'arrêt d'urgence (ESD).
Principe de travail:
Ouvrez la soupape: faites pivoter le volant dans le sens horaire ou entraînez l'actionneur, la tige de soupape entraîne la porte pour se déplacer verticalement vers le haut, laissant la surface de scellage du siège de la valve et le canal d'écoulement s'ouvre progressivement jusqu'à ce qu'il soit complètement non bloqué.
Fermez la soupape: faites pivoter le volant dans le sens antihoraire ou entraînez l'actionneur, la tige de soupape pousse le portail pour se déplacer verticalement vers le bas jusqu'à ce que la surface d'étanchéité de la porte soit étroitement pressée sur la surface d'étanchéité du siège de soupape pour former un joint fiable.

3. Caractéristiques clés et exigences strictes: relever des défis extrêmes
Intégrité à haute pression: doit passer le test de résistance à la coque et le test d'étanchéité (y compris le test d'étanchéité supérieur, test d'étanchéité à basse pression, test d'étanchéité à haute pression) spécifié dans l'API 6A, qui est beaucoup plus élevé que les exigences des vannes industrielles générales pour ne garantir aucune fuite et déformation à la pression maximale.
Matériel et grade:
PSL (niveau de spécification du produit): représente le niveau strict de contrôle de la qualité. Le PSL 1 est l'exigence de base, tandis que le PSL 2/3/3G / 4 nécessite un contrôle, une inspection, des tests et des documents de traçabilité (tels que le test de ténacité à impact, des tests non destructifs NDT plus complets).
PR (exigence de performance): représente les exigences de performance du matériau à une température spécifique (comme la résistance et la ténacité). PR1 / PR2 sont couramment utilisés.
Sélection des matériaux: Sélectionnez strictement les matériaux standard en fonction des conditions de travail (pression, température, corrosivité moyenne, pression partielle H2S, etc.), des grades couramment utilisés tels que l'AISI 4130/4140 (acier à faible alliage), F22 / F316 / F51 (acier en duplex), etc. Les surfaces clés en contact avec le milieu sont souvent soudées avec des allaises de Corrosion-Resistant et des allocations.
Sécurité incendie: Doit se conformer aux normes de test d'incendie API 6FA ou API 6FC. Dans un environnement d'incendie simulé (combustion de flammes à haute température), la valve peut toujours maintenir un étanchéité externe et interne (ou le taux de fuite autorisé par la norme) lorsqu'il est soumis à une pression nominale pour éviter les conséquences catastrophiques. Il s'agit de la principale exigence de sécurité qui distingue les vannes API 6A des vannes industrielles ordinaires.
Performances de scellement extrêmes:
Joint principal (siège de soupape / porte): nécessite une fuite nulle ou un taux de fuite extrêmement faible (conformément aux normes ISO 5208 / API 598 de classe A ou plus strictes).
Joint supérieur: Le joint entre la tige de soupape et le couvercle de soupape à l'état entièrement ouvert permet de remplacer l'emballage à l'état entièrement ouvert, qui est une fonction obligatoire des vannes API 6A.
Joint d'emballage: faibles exigences d'émission fugitive, conformément aux normes ISO 15848-1 ou API 622, minimiser le risque de fuite de médias nocifs.
Durabilité et résistance: La conception doit prendre en compte des défis tels que l'érosion (liquide contenant du sable à grande vitesse), la corrosion (CO2, H2S, eau salée), l'usure, le cycle thermique et le fonctionnement fréquent.
Test et certification stricts: le processus de fabrication doit suivre un système de contrôle de la qualité strict (généralement la certification ISO 9001).
Chaque soupape doit passer une série de tests obligatoires (résistance à la coque, joint, joint supérieur) avant de quitter l'usine.
Les fabricants doivent passer la certification API monogramme et les produits doivent être marqués du monogramme de l'API pour prouver qu'ils sont entièrement conformes aux normes API 6A.

4. Zones d'application de base: le point clé du développement du pétrole et du gaz
La vanne de la porte API 6A est le composant central de la tête de puits et de l'arbre de Noël. Les emplacements d'installation courants comprennent:
Tête de boîtier / tube Tête: soupape principale, soupape d'aile.
Arbre de Noël: soupape principale (soupape principale supérieure, soupape principale inférieure), soupape d'aile (soupape d'aile de production, soupape d'aile en tubage), soupape de conversion (soupape transversale), soupape de papillon (certaines conceptions utilisent une vanne de porte).
Dispositif de contrôle de l'empresseur de l'éruption: soupape de grille hydraulique à haute pression.
Mélanrie de fracturation / Mélloire de test: point de contrôle de flux à haute pression.
Ses principales fonctions sont d'isoler le liquide à haute pression dans le puits, de contrôler la direction d'écoulement du liquide de production / injection, et de fournir une coupure sûre pour l'entretien de l'équipement ou les situations d'urgence (telles que l'éruption).

5. Facteurs clés de la sélection
La sélection d'une soupape de porte API 6A appropriée nécessite une considération:
Pression de travail nominale (taux de pression de travail): doit être égal ou supérieur à la pression maximale attendue du système.
Grade de température: Définissez clairement la plage de température de travail (basse température, température normale, haute température).
Taille de l'alésage: taille de l'alésage (comme 2-1 / 16 ", 3-1 / 8", 5-1 / 8 ", etc.).
Connexion d'extrémité: bride (RF, RTJ), Hub Blamp, fileté.
Classe de matériaux: Sélectionnez la qualité correspondante de l'acier au carbone, de l'acier à faible alliage ou de l'acier inoxydable (AA, BB, CC, DD, EE, FF, HH) selon la corrosivité du milieu (en particulier la pression partielle du contenu H2S-CO2).
Niveau PSL: Déterminez le niveau de contrôle de la qualité requis en fonction des spécifications du projet ou des risques de travail.
Mode de fonctionnement: manuel (roue main, boîte de vitesses), actionneur hydraulique, actionneur pneumatique, actionneur électrique.
Exigences spéciales: s'il est nécessaire de se conformer à la NACE MR0175 / MR0103 (fissuration de contrainte anti-sulfure), exigences de protection contre les incendies (API 6FA / 6FC), exigences d'impact à basse température, etc.

6. Entretien et soins
API Bien que la vanne 6A de la porte soit conçue pour être robuste, elle nécessite toujours une maintenance régulière dans des conditions de travail extrêmes:
Fonctionnement régulier: Même à l'état normalement ouvert ou normalement fermé, le fonctionnement complet de l'interrupteur de course doit être effectué régulièrement (comme mensuel) pendant plusieurs fois pour empêcher la porte de s'en tenir au siège de la soupape ou à la tige de la soupape de rester coincé.
Vérifiez les fuites d'emballage: surveillez la boîte de farce pour les fuites.
Protection de la corrosion: gardez l'extérieur de la valve propre et appliquez un revêtement anti-corrosion.
Entretien professionnel: Lorsqu'un problème se produit ou que le cycle de maintenance est atteint, les professionnels doivent démonter, inspecter, réparer (tels que le remplacement du siège de soupape, le sceau de joint, l'emballage, le broyage de la surface d'étanchéité) et retester selon les spécifications de l'API et du fabricant.

L'API 6A Gate Valve est un équipement clé à haute fiabilité indispensable dans le domaine en amont de l'industrie pétrolière et gazière. Il incarne les spécifications de conception les plus strictes, la sélection la plus élevée de matériaux, les normes de fabrication et de test les plus strictes et le concept de sécurité incendie le plus important. Des plates-formes de forage en haute mer aux puits de gaz à haute pression sur terre, API avec son excellente intégrité structurelle et ses performances d'étanchéité, la valve 6A Gate protège silencieusement la sécurité des puits dans des environnements extrêmes, contrôle effectivement le flux de ressources pétrolières et gazières précieuses et garantit la production sûre de l'ensemble de l'industrie. Comprendre ses principes de conception, suivre les spécifications de sélection et effectuer une maintenance appropriée sont essentiels pour assurer le fonctionnement sûr et efficace des champs pétroliers et gaziers. La sélection des vannes qui répondent à la norme API 6A et qui ont obtenu la certification formelle est la condition préalable de base pour assurer la sécurité et la fiabilité du projet.