The injap tercekik , juga dikenali sebagai injap pendikit atau injap tercekik, adalah peranti kawalan utama dalam industri minyak dan gas dan sistem cecair tekanan tinggi yang lain. Fungsi terasnya adalah untuk mengawal aliran dan tekanan cecair dengan tepat, terutamanya di bawah keadaan kerja keras perbezaan tekanan tinggi, zarah pepejal atau aliran multiphase gas-cecair.
1. Fungsi teras dan tujuan injap tercekik
Kawalan Tekanan Wellhead: Ini adalah fungsi yang paling penting. Pada peringkat awal pengeluaran minyak dan gas atau di telaga tekanan tinggi, tekanan lubang bawah jauh lebih tinggi daripada toleransi sistem pemprosesan hiliran. Injap tercekik mengurangkan tekanan bendalir ke julat operasi yang selamat dengan mewujudkan rintangan laras (penurunan tekanan) untuk melindungi saluran paip hiliran, pemisah dan peralatan lain.
Laraskan pengeluaran: Dengan menukar pembukaan injap (kawasan pendikit), aliran kelantangan minyak dan gas atau saluran paip dikawal dengan tepat untuk mencapai sasaran peruntukan pengeluaran atau keperluan ujian.
Mencegah peronggaan/kilat: Di bawah keadaan kerja tertentu (seperti penurunan tekanan secara tiba-tiba yang membawa kepada pengewapan cecair), injap tercekik yang direka dengan baik (seperti pendikit pelbagai peringkat) dapat melambatkan kadar penurunan tekanan, mengurangkan atau menghapuskan peronggaan dan hakisan yang merosakkan injap.
Keselamatan Kawalan Baik: Dalam operasi penggerudian, penyempurnaan dan pembaikan yang baik, injap tercekik laras adalah komponen utama kumpulan pencegahan blowout, yang digunakan untuk melaksanakan operasi pembunuhan yang baik, mengawal tendangan atau blowout yang baik, dan merupakan salah satu halangan terakhir untuk mengawal keselamatan dengan baik.
Jaminan Aliran: Mengawal aliran membantu melambatkan masalah seperti pembentukan hidrat, pemendapan lilin atau skala.
Ujian dan pemeteran: Menyediakan tekanan belakang dan keadaan aliran yang stabil semasa ujian pengeluaran atau pemeteran aliran.
2. Jenis utama injap tercekik
Menurut kaedah struktur dan pelarasan mereka, mereka dibahagikan kepada dua kategori:
Injap tercekik tetap (tercekik tetap)
Prinsip: Unsur pendikit yang tidak dapat diselaraskan dipasang di dalam (biasanya seramik atau karbida dengan saiz penggerudian yang tepat - kacang).
Ciri -ciri:
Struktur mudah, tahan lama dan agak rendah.
Rintangan hakisan yang kuat (terutamanya bushings seramik atau karbida).
Kawalan aliran/tekanan ditetapkan. Sekiranya perlu diubah, mesin perlu dihentikan untuk menggantikan sesendal pendikit dengan apertur yang berbeza.
Permohonan: Terutamanya digunakan dalam situasi di mana aliran/tekanan stabil jangka panjang diperlukan, atau sebagai elemen pendikit sandaran/tambahan untuk injap tercekik laras. Juga biasa digunakan dalam proses ujian.
Injap tercekik laras (tercekik boleh laras / berubah -ubah)
Prinsip: Pembukaan (kawasan pendikit) antara teras injap dan kerusi injap terus diselaraskan melalui mekanisme operasi luaran (manual, hidraulik, pneumatik atau elektrik) untuk menukar aliran dan penurunan tekanan.
Struktur Teras (Jenis Biasa):
Jenis injap jarum: Injap jarum conical (jarum) dimasukkan ke dalam lubang injap (tempat duduk) yang sepadan, dan pergerakan paksi injap jarum mengubah kawasan pendikit anulus. Ketepatan yang tinggi, sesuai untuk cecair bersih.
Jenis sangkar/jenis multi-lubang: teras injap (jenis plunger atau jenis lengan) bergerak dalam sangkar (sangkar) dengan lubang khas untuk menukar kawasan aliran. Reka bentuk lubang (saiz, bentuk, pengedaran nombor) pada sangkar dapat mengoptimumkan ciri -ciri aliran, mengurangkan bunyi, peronggaan dan hakisan. Yang paling banyak digunakan.
GATE/PAKAIAN KETIGA JENIS: Sama dengan injap pintu, tetapi dengan canggih yang direka khas, ia dapat menyediakan fungsi pemotongan dan pendikit dalam buburan yang mengandungi zarah pepejal.
Ciri -ciri:
Ia boleh secara berterusan dan halus menyesuaikan aliran dan tekanan semasa operasi, dan bertindak balas dengan cepat.
Tahap automasi yang tinggi, mudah diintegrasikan ke dalam sistem kawalan (seperti SCADA, DCS).
Strukturnya agak rumit, kosnya tinggi, dan ia lebih sensitif terhadap dipakai (penyelenggaraan tetap diperlukan).
Mod pemacu:
Manual: Dikendalikan oleh Handwheel dan Gearbox. Mudah dan boleh dipercayai, kos rendah, sesuai untuk pelarasan yang jarang berlaku atau siap sedia.
Hidraulik/pneumatik: Gunakan minyak hidraulik atau udara termampat untuk memacu penggerak. Menyediakan teras yang kuat, bukti letupan, sesuai untuk persekitaran terpencil atau keras. Paling biasa.
Elektrik: Penggerak didorong oleh motor. Ketepatan kawalan tinggi, penghantaran isyarat mudah, bukti letupan dan kebolehpercayaan perlu dipertimbangkan.
3. Ciri dan cabaran reka bentuk utama
Injap tercekik berfungsi di bawah keadaan yang melampau, dan reka bentuk mesti menangani cabaran berikut:
Rintangan hakisan:
Pengerasan komponen utama: Pengerasan permukaan teras injap, kerusi injap, dan sangkar (seperti penyemburan tungsten karbida, nitriding, dan permukaan aloi stellite).
Pemilihan Bahan Superhard: Seramik (Alumina, Silicon Carbide), Tungsten Carbide Alloy Bushings atau komponen.
Pengoptimuman Saluran Aliran: Bimbingan cecair dengan lancar melalui kawasan pendikit untuk mengelakkan pergolakan dan kesan langsung.
Rintangan Cavitation:
Pengurangan tekanan pelbagai peringkat: Menyebarkan jumlah penurunan tekanan dalam pelbagai tahap penurunan tekanan kecil yang berkaitan dengan siri (sangkar pendikit pelbagai peringkat) untuk mengelakkan tekanan satu titik daripada menjatuhkan di bawah tekanan wap cecair.
Reka bentuk sangkar rintangan Cavitation: Jenis lubang khas (seperti jenis labirin) mempromosikan keruntuhan gelembung di ruang tekanan tinggi, mengurangkan kesan langsung ke permukaan logam.
Pemilihan Bahan: Bahan keras lebih tahan terhadap kerosakan peronggaan.
Pengedap:
Pengedap logam-ke-logam: Kerusi teras injap dan injap diperbuat daripada aloi keras untuk memastikan pengedap yang boleh dipercayai dan jangka hayat di bawah perbezaan tekanan tinggi. Jenis meterai utama.
Meterai tambahan: Pembungkusan batang injap (seperti grafit, PTFE) menghalang kebocoran luaran. Injap API 6A memerlukan tahap pengedap yang ketat (seperti PR2, PR2F).
Pasukan dan kawalan operasi:
Reka bentuk seimbang: Kurangkan tujahan/tork yang diperlukan untuk operasi injap (terutamanya untuk injap pembezaan tekanan tinggi diameter).
Pemilihan penggerak: Tujahan yang mencukupi untuk mengatasi daya cecair dan geseran untuk memastikan kedudukan yang tepat dan boleh dipercayai.
4. Senario aplikasi biasa
Pengeluaran Minyak dan Gas:
Tangkapan sumur minyak, telaga gas, dan telaga gas kondensat (mengawal tekanan kepala dan menyesuaikan pengeluaran).
Kawalan tekanan masuk pemisah ujian.
Suntikan air/suntikan gas kawalan aliran baik.
Kawalan volum gas dalam sistem buatan (seperti angkat gas).
Penggerudian dan penyiapan:
Komponen teras BOP, digunakan untuk membunuh dan pendikit dengan baik.
Kawalan aliran/tekanan dalam sistem peredaran penggerudian dan penyempurnaan cecair (MUD).
Aliran dan kawalan tekanan semasa ujian pembentukan (DST).
Industri lain:
Sistem stim tekanan tinggi dalam loji kimia dan loji kuasa.
Paip buburan di lombong.
Sistem jet air tekanan tinggi.
5. Pertimbangan Utama untuk Pemilihan
Memilih injap tercekik yang betul adalah penting dan memerlukan penilaian:
Ciri -ciri bendalir: Minyak, gas, air, aliran berbilang, kandungan pasir, kandungan H₂s/Co₂ (keperluan bahan), suhu, kelikatan.
Parameter operasi:
Tekanan hulu (P1)
Tekanan hiliran (P2)
Penurunan tekanan yang dijangkakan (ΔP = P1 - P2) - Parameter paling kritikal
Aliran maksimum/minimum (Q)
Suhu cecair
Keperluan Fungsian: Adakah tujuan utama untuk mengawal tekanan, aliran, atau kedua -duanya? Adakah pelarasan kerap diperlukan? Adakah kawalan automatik diperlukan?
Kaedah Saiz dan Sambungan: Saiz saluran paip (NPS/DN), tahap tekanan (seperti kelas ANSI, PN), flange standard (ASME, API, DIN) atau sambungan kimpalan pantat.
Gred bahan: Badan injap dan bahan trim mesti memenuhi keperluan tekanan, suhu, kakisan dan hakisan. Fokus pada teras injap, kerusi injap, bahan sangkar/sesendal (seperti 316SS, keluli dupleks, 625 aloi, karbida tungsten, seramik). Ikuti NACE MR0175/ISO 15156 (perkhidmatan masam).
Mod Pengaktifan: Manual, Hidraulik, Pneumatik, Elektrik? Berapa banyak tujahan/tork yang diperlukan? Adakah maklum balas kedudukan diperlukan?
Piawaian dan spesifikasi: Adalah penting untuk mengikuti piawaian industri:
API 6A: Spesifikasi Peralatan Pokok Wellhead dan Krismas - Standard paling teras untuk minyak dan gas hulu, meliputi tahap tekanan, bahan, reka bentuk, ujian, dan keperluan dokumentasi (seperti PSL, tahap PR).
API 14C/ISO 10418: Analisis Sistem Keselamatan Platform Luar Pesisir, Reka Bentuk dan Pemasangan.
API 6D/ISO 14313: Spesifikasi injap saluran paip.
ASME B16.34: Flanges injap, benang dan kimpalan berakhir.
NACE MR0175/ISO 15156: Industri petroleum dan gas asli - Bahan untuk persekitaran yang mengandungi H₂s dalam pengeluaran minyak dan gas.
6. Titik utama untuk operasi dan penyelenggaraan
Operasi:
Laraskan perlahan -lahan: Elakkan perubahan mendadak aliran/tekanan yang boleh menyebabkan kejutan kepada sistem.
Elakkan pembukaan kecil: Pembukaan yang sangat kecil meningkatkan risiko hakisan dan peronggaan. Memahami pembukaan injap minimum yang disyorkan.
Parameter pemantauan: Perhatikan tekanan hulu dan hiliran, suhu, perubahan aliran dan bunyi/getaran yang tidak normal.
Penyelenggaraan:
Pemeriksaan biasa:
Kebocoran luaran (pembungkusan batang, sambungan bebibir).
Sama ada penggerak beroperasi dengan lancar.
Sama ada pengukur tekanan dan penunjuk kedudukan adalah normal.
Penyelenggaraan pencegahan:
Memeriksa/menggantikan teras injap, kerusi injap, sangkar/sesendal dan bahagian memakai lain mengikut kitaran yang disyorkan pengilang.
Pelincir bahagian bergerak.
Periksa/ganti pembungkusan batang injap.
Bahagian ganti: Rizab kekunci memakai bahagian (terutamanya injap tangan ganti untuk injap tercekik tetap).
