Öljynpoistoprosessissa nesteenhallintajärjestelmän luotettavuus liittyy suoraan tuotannon turvallisuuteen, ympäristönsuojeluun ja taloudellisiin etuihin. Keskeisenä katkaisulaitteena, porttiventtiili S: tä käytetään laajasti kaivojen laitteissa, öljyputkistoissa sekä varastointi- ja kuljetusjärjestelmissä niiden rakenteellisten ominaisuuksien vuoksi. Kuitenkin näennäisesti yksinkertaisen avaus- ja sulkemistoiminnon takana on kuitenkin monimutkainen turvalogiikka.
1. Porttiventtiilien rakenteelliset ominaisuudet ja turvallisuusetuudet
Porttiventtiili avataan ja suljetaan nostamalla porttilevy kohtisuorassa nesteen suuntaan nähden. Virtauskanavan suoruus täysin avoimessa tilassa antaa sille kaksi ydinturvallisuusetuja:
Matala virtauksen vastussuunnitelma: Kun portlevy on täysin auki, porttilevy on täysin erotettu nestekanavasta, mikä voi välttää venttiilin rungon kulumisen, joka johtuu turbulenssista tai paikallisesta korkeapaineesta, erityisesti sopivan suuren virtauksen raakaöljyputkiin.
Kaksisuuntainen tiivistymiskyky: Korkealaatuiset porttiventtiilit (kuten kova suljetut litteät porttiventtiilit) voivat silti ylläpitää eteenpäin ja kääntää tiivistymisen korkeapaineeron ympäristössä, mikä on ratkaisevan tärkeää veden injektiokaivoille tai rikkiä sisältäville öljy- ja kaasukenttille, joissa on painevaihteluita.
Kansainvälisten öljy -yhtiöiden tapaukset osoittavat, että Sealhead -laitteiden tiivisteen vikaantumisen aiheuttama vuoto -onnettomuuksien määrä API 6A -standardiporttiventtiilien avulla on 37% pienempi kuin muiden venttiilien.
2. mahdollisten turvallisuusriskien ja vikatilojen analyysi
Vaikka porttiventtiileillä on merkittäviä etuja, äärimmäisissä työolosuhteissa on edelleen kolme tyypillistä turvallisuusrisketä:
1. Skaalauksen ja estämisen aiheuttama toimintavirhe
Vahamaisessa ja erittäin mineralisoidussa raakaöljyympäristössä asfalteeni tai suolaa kerrostetaan helposti portin ja venttiilin istuimen väliin. American Petroleum Institute (API) -tilastot osoittavat, että 23% porttiventtiilin vikoista johtuu skaalauksen aiheuttaman avautumisen ja sulkemismomentin epänormaalista lisääntymisestä. Vuonna 2019 Kazakstanin öljykentällä tapahtui räjähdys onnettomuus johtuen kyvyttömyydestä hätätilanteen kyvyttömyyden vuoksi, mikä johti yli 8 miljoonan dollarin välisiin taloudellisiin tappioihin.
2. Tiiviste vika paine -eron vaihteluissa
Kun putkilinja on nopeasti masentunut (kuten vesivasaravaikutus), perinteinen joustava portti voi menettää tiivistysvoimansa paine -eron kääntymisen vuoksi. Kokeelliset tiedot osoittavat, että AP ＞ 10MPA: n hetkellinen paine -erotusvaihtelu voi aiheuttaa tavallisten porttiventtiilien vuototaajuuden nousun 40 kertaa.
3. Materiaalikorroosio- ja vetyhallintariski
Happamassa öljy- ja kaasuympäristössä, joka sisältää H₂: tä, alhaiset seosteräksen porttiventtiilit ovat alttiita rikkivetyen rasituskorroosiohalkeiluun (SSCC). NACE MR0175 -standardin mukaan näissä työolosuhteissa on käytettävä duplex-ruostumattomasta teräksestä valmistettuja tai nikkelipohjaisia seosmateriaaleja, mutta 15 prosentilla käytössä olevista porttiventtiileistä on edelleen mahdollisia murtumisriskiä virheellisen valinnan vuoksi.
III. Systeeminen riskien ehkäisy- ja hallintastrategia
Porttiventtiilien turvallisuustehokkuuden parantamiseksi on tarpeen rakentaa suojajärjestelmä kolmelta näkökohdalta: Suunnittelun valinta, käyttö ja ylläpito sekä valvontatekniikka:
1. Valinnan optimointi työolosuhteiden sopeutumiseen
Kiilatyyppinen elastiset porttiventtiilit ovat edullisia korkeapaineisille rikkipitoisille öljy- ja kaasukenttille, ja niiden V-muotoiset portlevyt voivat kompensoida lämpötilan muodonmuutoksen;
Laatan porttiventtiilit, joissa on kaavinrakenteita, suositellaan kiinteiden hiukkasten väliaineille;
Materiaalien matalan lämpötilan vaikutuksen sitkeys on varmistettava syvänmeren matalan lämpötilan ympäristöissä (katso ASTM A370 -standardi).
2. ennaltaehkäisevät huoltomenettelyt
Suorita venttiilin varren rasva-injektio säännöllisesti (MOS₂: n sisältäviä korkean lämpötilan rasvaa on suositeltavaa);
Suorita vääntömomenttikokeet joka vuosineljännes perustaaksesi perustietokannan vääntömomenttien avaamiseen ja sulkemiseen;
Ultraäänipaksuustestaus (UT) yhdistettynä magneettisen hiukkasten testaukseen (MT) venttiilin rungon korroosion seuraamiseksi.
Iv. Teollisuuden suuntaukset: siirtyminen kohti sisäistä turvallisuutta
Teknologisella kehityksellä uudet porttiventtiilimallit murtavat perinteiset rajoitukset:
Kaikkien hitsattu venttiilin rungon rakenne: eliminoi laipan vuotopisteet ja sopii arktisten ikirousteiden putkistoihin;
Nanopäällystystekniikka: FMC: n kehittämä CR-Al-N-päällystetyllä portilla Yhdysvalloissa on kolminkertainen kulumiskestävyys;
Digitaaliset kaksoset: Ennusta venttiilin elämä dynaamisen simulaation avulla ja optimoi korvausjaksot.
Öljyteollisuuden "turvavartijaksi" porttiventtiilien luotettavuus vaikuttaa suoraan koko tuotantoketjun eheyteen. Tieteellisen valinnan, huolellisen ylläpidon ja teknologisen innovaatioiden avulla riskejä voidaan välttää suurimmassa määrin ja siirtyminen passiivisesta hätätilanteesta aktiiviseen puolustukseen voidaan saavuttaa. Hiilen neutraalisuuden tavoitteena tällä alalla tekninen iteraatio jatkaa öljy- ja kaasuteollisuuden ajamista kohti turvallisempaa ja tehokkaampaa suuntaa.
