I processen med olieekstraktion er pålideligheden af væskekontrolsystemet direkte relateret til produktionssikkerhed, miljøbeskyttelse og økonomiske fordele. Som en nøgleafbrydelse Gateventil S er vidt brugt i brøndhoveder, olierørledninger og opbevarings- og transportsystemer på grund af deres strukturelle egenskaber. Bag sin tilsyneladende enkle åbnings- og lukningsfunktion er der imidlertid en kompleks sikkerhedslogik.
1. Strukturelle egenskaber og sikkerhedsfordele ved portventiler
Gateventilen åbnes og lukkes ved at løfte portpladen vinkelret på væskens retning. Strømningskanalens ligehed i den helt åbne stat giver den to kernesikkerhedsfordele:
Design med lav strømningsmodstand: Når gatepladen er helt åben, er portpladen fuldstændigt adskilt fra fluidkanalen, som kan undgå ventilkropsslitage forårsaget af turbulens eller lokalt højt tryk, især egnet til højstrøms råolie-rørledninger.
Bidirektional tætningsevne: Gate-ventiler af høj kvalitet (såsom hårdforseglede fladportventiler) kan stadig opretholde fremad og omvendt tætning under forskel på høj tryk, hvilket er afgørende for vandinjektionsbrønde eller svovlholdige olie- og gasfelter med trykfluktuationer.
Tilfælde af internationale olieselskaber viser, at lækageulykkehastigheden forårsaget af tætningsfejl i brøndhoveder ved hjælp af API 6A standard gate -ventiler er 37% lavere end for andre ventiler.
2. Analyse af potentielle sikkerhedsrisici og fejltilstande
Selvom portventiler har betydelige fordele, er der stadig tre typiske sikkerhedsfarer under ekstreme arbejdsforhold:
1. driftsfejl forårsaget af skalering og blokering
I et voksagtigt og stærkt mineraliseret råoliemiljø deponeres asfalten eller saltskala let mellem porten og ventilsædet. Statistik fra American Petroleum Institute (API) viser, at 23% af portventilfejl er forårsaget af unormal stigning i åbning og lukning af drejningsmoment forårsaget af skalering. I 2019 forekom en udblæsningsulykke i et oliefelt i Kasakhstan på grund af manglende evne til at nedskære nødsituation på grund af den fastlåste portventil, hvilket resulterede i direkte økonomiske tab på mere end 8 millioner amerikanske dollars.
2. Forseglingssvigt under udsving i trykforskellene
Når rørledningen hurtigt er depressuriseret (såsom vandhammereffekt), kan den traditionelle elastiske port miste sin tætningskraft på grund af omvendelsen af trykforskellen. Eksperimentelle data viser, at den øjeblikkelige trykforskel fluktuering af ΔP ＞ 10MPa kan forårsage lækagehastigheden for almindelige portventiler til stigning med 40 gange.
3. Materiel korrosion og hydrogenudviklingsrisiko
I et surt olie- og gasmiljø, der indeholder H₂s, er ventiler med lav legering af stålporten tilbøjelige til hydrogens sulfidstress korrosion krakning (SSCC). I henhold til NACE MR0175-standarden skal duplex rustfrit stål eller nikkelbaserede legeringsmaterialer bruges under sådanne arbejdsforhold, men 15% af portventilerne i service har stadig potentielle brudrisici på grund af forkert valg.
III. Systemisk risikoforebyggelse og kontrolstrategi
For at forbedre portventilernes sikkerhedsydelse er det nødvendigt at opbygge et beskyttelsessystem fra tre aspekter: designvalg, drift og vedligeholdelse og overvågningsteknologi:
1. Optimering af selektion til tilpasning af arbejdstilstand
Elastiske portventiler af kiletype foretrækkes til højtrykssvovlholdige olie- og gasfelter, og deres V-formede portplader kan kompensere for temperaturdeformation;
Pladeportventiler med skraberstrukturer anbefales til faste partikelmedier;
Materialernes lavtemperaturpåvirkning af materialer skal verificeres i dybt havs lavtemperaturmiljøer (se ASTM A370 Standard).
2. Forebyggende vedligeholdelsesprocedurer
Udfør regelmæssigt ventilstammefedtinjektion (høj temperaturfedt, der indeholder MOS₂, anbefales);
Udfør drejningsmomentforsøg hvert kvartal for at etablere en baseline -database til åbning og lukning af drejningsmomenter;
Ultrasonisk tykkelsestest (UT) kombineret med magnetisk partikelforsøg (MT) for at overvåge ventilkropskorrosion.
Iv. Industri tendenser: bevæger sig mod iboende sikkerhed
Med teknologiske fremskridt bryder nye portventildesign gennem traditionelle begrænsninger:
All-svejset ventilkropsstruktur: eliminerer flange lækagepunkter og er velegnet til arktiske permafrostrørledninger;
Nano-belægningsteknologi: CR-Al-N-coatet port udviklet af FMC i USA har en tredobbelt stigning i slidstyrke;
Digitale tvillinger: Forudsig ventil levetid gennem dynamisk simulering og optimer udskiftningscyklusser.
Som "sikkerhedsvagten" i olieindustrien påvirker pålideligheden af portventiler direkte integriteten af hele produktionskæden. Gennem videnskabelig udvælgelse, omhyggelig vedligeholdelse og teknologisk innovation, kan risici undgås i størst grad, og overgangen fra passiv beredskab til aktivt forsvar kan opnås. Under målet om kulstofneutralitet vil teknologisk iteration på dette felt fortsat drive olie- og gasindustrien mod en sikrere og mere effektiv retning.
