API 6A và hơn thế nữa: Hiểu các tiêu chuẩn cho lựa chọn van mỏ dầu

Trong lĩnh vực phát triển dầu khí áp suất cao, các van, làm thiết bị chính để kiểm soát việc phân phối chất lỏng và đảm bảo an toàn hệ thống, phải có độ tin cậy và khả năng thích ứng cực kỳ cao. Do các điều kiện khắc nghiệt của áp suất cao, nhiệt độ cao và khí ăn mòn cao (như CO₂, H₂S) thường được tìm thấy trong điều kiện làm việc trên mỏ dầu, các tiêu chuẩn cực kỳ cao được đặt ra cho thiết kế van và hiệu suất.
Tiêu chuẩn API 6A được xây dựng bởi Viện Dầu khí Hoa Kỳ (API) là thông số kỹ thuật của thiết bị đầu tốt được theo dõi rộng rãi trong ngành dầu khí, cung cấp một cơ sở cơ bản để lựa chọn và thiết kế các van.

1. API 6A là gì?

API 6A là viết tắt của "Đặc điểm kỹ thuật cho các thiết bị đầu tư và cây thông Noel". Đây là một trong những tiêu chuẩn kỹ thuật được xây dựng bởi API (Viện Dầu khí Hoa Kỳ). Nó đặc biệt dành cho các thiết bị đầu giếng dầu khí, bao gồm thiết kế, sản xuất, thử nghiệm và yêu cầu vật liệu của nhiều loại khác nhau Van dầu áp suất cao (chẳng hạn như van cổng, van kiểm tra, van bướm ga, v.v.).

Mục đích của tiêu chuẩn này là đảm bảo độ tin cậy, an toàn và khả năng thay thế của thiết bị trong môi trường áp suất cao và có nguy cơ cao. Nó bao gồm một loạt các điều kiện làm việc từ các giếng đất thông thường đến các giếng Deepwater áp suất cực cao và cung cấp một tiêu chuẩn kỹ thuật thống nhất cho thiết bị mỏ dầu, để các nhà sản xuất và người dùng có đường cơ sở chất lượng và hiệu suất chung.

2. Giải thích chi tiết về các tham số chính của API 6A

PSL (Cấp độ đặc tả sản phẩm) Cấp đặc tả sản phẩm

PSL 1: Yêu cầu tối thiểu, phù hợp cho môi trường có nguy cơ thấp.

PSL 2 Ném4: Kiểm tra vật liệu, thử nghiệm không phá hủy (NDE), yêu cầu hàn và truy xuất nguồn gốc ghi lại được thêm vào dần dần. PSL 4 là mức cao nhất và thường được sử dụng trong môi trường khắc nghiệt (như vùng biển sâu và khu vực chứa lưu huỳnh).

Lớp vật chất
Chỉ ra loại phương tiện ăn mòn mà vật liệu được sử dụng trong thiết bị là phù hợp, ví dụ:
AA/N: Môi trường không ăn mòn
BB/CC: Thích hợp cho môi trường ăn mòn vừa phải
HH: Thích hợp cho môi trường ăn mòn cao có chứa H₂s (phải đáp ứng NACE MR0175)
Xếp hạng nhiệt độ
Xếp hạng nhiệt độ chung bao gồm:
L (-46 ° C ~ 121 ° C)
U (-18 ° C ~ 121 ° C)
X (-46 ° C ~ 250 ° C)
Xếp hạng đặc biệt cũng có thể thích ứng với môi trường -75 ° C hoặc lên đến 350 ° C
Áp lực và kích thước làm việc được đánh giá
API 6A xác định mức áp suất: 2.000 psi, 3.000 psi, 5.000 psi, 10.000 psi, 15.000 psi và thậm chí 20.000 psi
Kích thước van và cấu trúc kết nối mặt bích dưới mỗi mức áp suất được điều chỉnh nghiêm ngặt để đảm bảo khả năng tương thích của hệ thống

3. Tại sao API 6A không đủ? Có nghĩa là những gì bên ngoài có nghĩa là gì?
Mặc dù API 6A là tiêu chuẩn công nghiệp cơ bản, nhưng trong các ứng dụng thực tế, nhiều kịch bản đưa ra các yêu cầu cao hơn cho các van:
Hiệu suất nâng cao trong điều kiện làm việc phức tạp
Biển sâu, khí đá phiến, giếng khí axit và các dịp khác có yêu cầu cao hơn đối với khả năng chống áp suất van, niêm phong và chống ăn mòn
API 6A không bao gồm tất cả các trường hợp cực đoan, chẳng hạn như phương pháp kiểm tra hiệu suất niêm phong trong điều kiện HPHT (áp suất cao và nhiệt độ cao)
Thiết kế tùy chỉnh
Khách hàng có thể yêu cầu:
Chức năng mở và đóng nhanh (như tích hợp bộ truyền động thủy lực/khí nén)
Hệ thống niêm phong dự phòng
Cảm biến nhúng để theo dõi trực tuyến
Áp dụng các vật liệu mới
Ví dụ:
Các hợp kim chống ăn mòn như Inconel 625, Monel, Super DuPlex
Lớp lót gốm và lớp phủ cacbua vonfram cải thiện khả năng chống mài mòn
Những vật liệu nâng cao này không được chỉ định từng cái một trong API 6A
Tài liệu tham khảo về các tiêu chuẩn phụ trợ
API 6D: Tiêu chuẩn cho các van cho vận chuyển đường ống
NACE MR0175/ISO 15156: Yêu cầu bảo vệ ăn mòn căng thẳng sunfua
ISO 10423: Tiêu chuẩn thiết bị đầu tốt quốc tế, tương ứng với một số nội dung của API 6A

4. Làm thế nào để dựa trên API 6A Chọn van dầu áp suất cao bên phải?
Bước 1: Xác định môi trường hoạt động
Bao gồm thành phần trung bình (hàm lượng CO₂/H₂S), nhiệt độ, áp suất, cho dù có tạp chất cát hay rắn, v.v.
Bước 2: Xác nhận mức tiêu chuẩn
Xác định PSL cần thiết, cấp vật liệu, cấp độ nhiệt độ, v.v. theo yêu cầu của quốc gia/khách hàng của dự án
Bước 3: Xác nhận các yêu cầu hiệu suất bổ sung
Cho dù phòng cháy chữa cháy (an toàn lửa), niêm phong hai chiều, mở và đóng nhanh, bảo trì trực tuyến và các chức năng khác được yêu cầu
Bước 4: Chọn nhà cung cấp với trình độ và trường hợp
Chọn các nhà sản xuất van có chứng nhận API 6A và trải nghiệm ứng dụng lịch sử phong phú để giảm rủi ro

5. Xu hướng trong tương lai: Tiêu chuẩn sẽ phát triển như thế nào?
Nhu cầu bảo vệ môi trường và carbon thấp
Tổ chức API đang sửa đổi một số tiêu chuẩn để đáp ứng các yêu cầu quản lý khí thải, chẳng hạn như không có van rò rỉ
Tự động hóa và trí thông minh
Van sẽ được trang bị nhiều bộ điều khiển từ xa và cảm biến giám sát điều kiện
Chức năng ghi dữ liệu có thể trở thành một trong những yêu cầu mới của các tiêu chuẩn API trong tương lai
HPHT tinh chỉnh tiêu chuẩn đặc biệt
Các quy trình xác minh thiết kế cho nhiệt độ cao hơn và giếng áp suất cao đang dần được tiêu chuẩn hóa, chẳng hạn như các quy trình được đề cập trong các khuyến nghị kỹ thuật API 17TR8