API 6A وما بعده: فهم معايير اختيار صمام حقول النفط

في مجال تطوير الزيت والغاز عالي الضغط ، يجب أن يكون للصمامات ، كمعدات رئيسية للتحكم في توصيل السوائل وضمان سلامة النظام ، موثوقية عالية للغاية وقدرة على التكيف. نظرًا للظروف القاسية المتمثلة في ارتفاع الضغط ودرجة الحرارة العالية والغازات المتآكلة للغاية (مثل CO₂ ، H₂s) عادة ما تكون موجودة في ظروف عمل حقول النفط ، يتم تحديد معايير عالية للغاية لتصميم الصمام والأداء.
إن معيار API 6A الذي وضعه معهد البترول الأمريكي (API) هو مواصفات معدات Wellhead التي تتبعها على نطاق واسع في صناعة النفط والغاز ، مما يوفر أساسًا أساسيًا لاختيار الصمامات وتصميمها.

1. ما هو API 6A؟

API 6A هو اختصار "مواصفات لمعدات شجرة البئر وعيد الميلاد". وهي واحدة من المعايير الفنية التي صاغها API (معهد البترول الأمريكي). وهي مخصصة خصيصًا لمعدات رأس البئر من النفط والغاز ، بما في ذلك التصميم والتصنيع والاختبار ومتطلبات المواد المختلفة صمام حقل الزيت عالي الضغط (مثل صمامات البوابة ، تحقق من الصمامات ، صمامات الخانق ، إلخ).

الغرض من هذا المعيار هو ضمان موثوقية وسلامة وإمكانية التبادل للمعدات في بيئات عالية الضغط وبيئات عالية الخطورة. ويغطي مجموعة متنوعة من ظروف العمل من آبار الأراضي التقليدية إلى آبار المياه العميقة ذات الضغط العالي ، ويوفر معيارًا تقنيًا موحدًا لمعدات حقول النفط ، بحيث يكون للمصنعين والمستخدمين خط أساس جودة وأداء مشترك.

2. شرح مفصل للمعلمات الرئيسية API 6A

مستوى مواصفات PSL (مستوى مواصفات المنتج)

PSL 1: الحد الأدنى من المتطلبات ، مناسبة للبيئات منخفضة المخاطر.

PSL 2–4: يتم إضافة فحص المواد ، والاختبار غير المدمر (NDE) ، ومتطلبات اللحام وتتبع السجل تدريجياً. PSL 4 هو أعلى مستوى وغالبًا ما يتم استخدامه في البيئات القاسية (مثل المناطق التي تحتوي على أعماق البحار والكبريت).

فئة المواد
يشير إلى نوع الوسائط المسببة للتآكل التي تناسب المواد المستخدمة في الجهاز ، على سبيل المثال:
AA/N: البيئة غير التآكل
BB/CC: مناسبة للبيئة المتآكلة بشكل معتدل
HH: مناسبة للبيئة المتآكلة للغاية التي تحتوي على H₂s (يجب أن تلتقي NACE MR0175)
تصنيف درجة الحرارة
تشمل تقييمات درجة الحرارة الشائعة:
L (-46 درجة مئوية ~ 121 درجة مئوية)
U (-18 درجة مئوية ~ 121 درجة مئوية)
x (-46 درجة مئوية ~ 250 درجة مئوية)
يمكن أن تتكيف التصنيفات الخاصة أيضًا مع -75 درجة مئوية أو تصل إلى 350 درجة مئوية
تصنيف ضغط العمل وحجمه
يحدد API 6A مستويات الضغط: 2000 رطل و 3000 رطل و 5000 رطل و 10،000 رطل و 15000 رطل وحتى 20،000 رطل / بوصة مربعة
يتم تنظيم بحجم الصمام وهيكل اتصال الحافة تحت كل مستوى ضغط لضمان توافق النظام

3. لماذا لا يكفي API 6A؟ - ماذا يعني "ما وراء"؟
على الرغم من أن API 6A هو المعيار الأساسي للصناعة ، في تطبيقات حقول النفط الفعلية ، فإن العديد من السيناريوهات تقدم متطلبات أعلى للصمامات:
الأداء المعزز في ظل ظروف العمل المعقدة
في أعماق البحر ، والغاز الصخري ، وآبار الغازات الحمضية ، والمناسبات الأخرى لها متطلبات أعلى لمقاومة ضغط الصمام وختم ومقاومة التآكل
لا يغطي API 6A جميع الحالات القصوى ، مثل طريقة اختبار أداء الختم في ظل ظروف HPHT (الضغط العالي ودرجة الحرارة المرتفعة)
تصميم مخصص
قد يطلب العملاء:
وظيفة الفتح والإغلاق السريع (مثل تكامل المشغل الهيدروليكي/الهوائي)
نظام الختم زائد
مستشعر مضمن للمراقبة عبر الإنترنت
تطبيق مواد جديدة
على سبيل المثال:
سبائك مقاومة للتآكل مثل Inconel 625 ، Monel ، Super Duplex
بطانة السيراميك وطلاء كربيد التنغستن تحسين مقاومة التآكل
لم يتم تحديد هذه المواد المتقدمة واحدة تلو الأخرى في API 6A
الإشارات إلى المعايير الإضافية
API 6D: معيار الصمامات لنقل خطوط الأنابيب
NACE MR0175/ISO 15156: متطلبات حماية تآكل الإجهاد الكبريتيد
ISO 10423: معيار معدات رأس البئر الدولي ، المقابل لبعض محتويات API 6A

4.
الخطوة 1: تحديد بيئة التشغيل
بما في ذلك التكوين المتوسط ​​(محتوى CO₂/H₂S) ، ودرجة الحرارة ، والضغط ، سواء كان هناك رمل أو شوائب صلبة ، إلخ.
الخطوة 2: تأكيد المستوى القياسي
حدد PSL المطلوبة ، درجة المواد ، درجة الحرارة ، إلخ. وفقًا لمتطلبات البلد/العميل للمشروع
الخطوة 3: تأكيد متطلبات الأداء الإضافية
ما إذا كانت هناك حاجة للحماية من الحرائق (FIRE) ، وختم ثنائي الاتجاه ، والافتتاح والإغلاق السريع ، والصيانة عبر الإنترنت وغيرها
الخطوة 4: حدد الموردين ذوي المؤهلات والحالات
اختر شركات تصنيع الصمامات مع شهادة API 6A وتجربة تطبيق تاريخية غنية لتقليل المخاطر

5. الاتجاهات المستقبلية: كيف ستتطور المعيار؟
احتياجات حماية الكربون المنخفضة والبيئة
تقوم منظمة API بمراجعة بعض المعايير لتلبية متطلبات إدارة الانبعاثات ، مثل صفر صمامات التسرب
الأتمتة والذكاء
سيتم تجهيز الصمامات بمزيد من وحدات التحكم عن بُعد وأجهزة استشعار مراقبة الحالة
قد تصبح وظيفة تسجيل البيانات واحدة من المتطلبات الجديدة لمعايير API المستقبلية
صقل قياسي خاص بـ HPHT
يتم توحيد إجراءات التحقق من التصميم لارتفاع درجة الحرارة والآبار ذات الضغط العالي تدريجياً ، مثل تلك المغطاة في التوصيات الفنية API 17TR8