Jak prawidłowo wybrać materiał i ciśnienie zasuw API 6A w oparciu o warunki na polu naftowym?

Zasuwy API 6A są kluczowymi komponentami głowic odwiertów na polach naftowych i zespołów choinkowych. Prawidłowy dobór materiału i ciśnienia jest niezbędny bezpieczeństwo, niezawodność i zgodność ze standardami branżowymi.

Krok 1: Określ wymagane ciśnienie znamionowe

Ciśnienie znamionowe zaworu musi być równe lub większe od Maksymalne przewidywane ciśnienie robocze (MAOP) studni.

• Zbierz dane: Określ najwyższe potencjalne ciśnienie w głowicy odwiertu (ciśnienie zamknięcia, ciśnienie przepływu i wszelkie potencjalne skoki ciśnienia).
• Wybierz ocenę API 6A: Wartość ciśnienia jest określona przez Poziom specyfikacji produktu API 6A (PSL) i powiązaną klasę ciśnienia nominalnego. Klasy ciśnienia zaworów API 6A zazwyczaj wahają się od 2000 psi do 20 000 psi .

• Margines bezpieczeństwa: Powszechną praktyką jest wybieranie ratingu zapewniającego margines bezpieczeństwa powyżej MAOP.

Krok 2: Określ wymaganą klasę materiału (odporność na korozję)

Wybór materiału jest najważniejszym krokiem i zależy wyłącznie od płynny skład (ropa, gaz, woda i zanieczyszczenia) oraz temperatura robocza . Jest to określone przez Klasa materiału API 6A .

A. Zidentyfikuj czynniki żrące

• Hydrogen Sulfide ($\text{H}_2\text{S}$): Poważny problem, ponieważ powoduje Pękanie naprężeniowe siarczkowe (SSC) , especially in high-strength steels. Wells containing $\text{H}_2\text{S}$ are classified as Kwaśna obsługa i wymagają materiałów zgodnych z NACE MR0175/ISO 15156 .
• Carbon Dioxide ($\text{CO}_2$): Przyczyny słodka korozja (pitting and uniform corrosion). High $\text{CO}_2$ content or elevated temperatures may necessitate corrosion-resistant alloys (CRAs).
• Chlorides ($\text{Cl}^-$): Wysokie stężenia mogą prowadzić do pękanie korozyjne naprężeniowe (SCC) , especially in combination with $\text{H}_2\text{S}$ or high temperatures.

B. Wybierz klasę materiału (AA do GG)

API 6A używa oznaczenia literowego do określenia wymagań materiałowych w oparciu o działanie korozyjne:

• Kwaśna obsługa Requirement: If the $\text{H}_2\text{S}$ partial pressure exceeds 0,05 $ psi bezwzględne (0,345 $ kPa bezwzględne) , ty musi wybierz klasę materiału zgodną z NACE ( DD, EE, FF lub HH ).

Krok 3: Określ temperaturę znamionową

Klasa materiału (krok 2) jest często uściślana na podstawie temperatury znamionowej. Zawór musi być przystosowany do pełnego zakresu potencjalnych temperatur roboczych.

• Zidentyfikuj maksymalne/minimalne temperatury: Określ maksymalną i minimalną przewidywaną temperaturę płynu roboczego i otoczenia.
• Wybierz klasę temperaturową: Klasy temperaturowe API 6A są oznaczone literą (K, L, N, P, S, T, U, V, X, Y):

• Integracja: Ostateczny wybór będzie stanowić kombinację klasy materiału i klasy temperatury (np. FF/U do dań kwaśnych w wysokiej temperaturze).

Krok 4: Zdefiniuj poziom specyfikacji produktu API 6A (PSL)

The PSL określa poziom jakości produkcji, testów i dokumentacji wymaganej dla sprzętu. Wyższe PSL oznaczają bardziej rygorystyczne wymagania.

• PSL 1: Najniższy poziom, wymaga minimalnej dokumentacji i testów. Nadaje się do zastosowań niskociśnieniowych i niskiego ryzyka.
• PSL 2: Poziom średniozaawansowany, z większymi wymaganiami dotyczącymi testowania i identyfikowalności materiałów. Najczęściej spotykane w przypadku standardowych głowic odwiertów.
• PSL 3: Wysoki poziom, z szeroko zakrojonymi testami materiałów, identyfikowalnością i wymogami badań nieniszczących (NDE). Nadaje się do studni wysokociśnieniowych/wysokotemperaturowych lub o znaczeniu krytycznym.
• PSL4: Najwyższy poziom, wymagający dalszych szczegółowych testów i dokumentacji (np. specyficznych testów udarności). Używany do najbardziej krytycznych zastosowań lub zastosowań głębinowych.

Zasada wyboru: Wybierz PSL w oparciu o krytyczność i ryzyko związany ze studnią. W przypadku większości standardowych studni produkcyjnych, PSL 2 lub PSL 3 jest właściwe.