Válvulas para el sector del petróleo y el gas en alta mar: 7 factores de selección
Las válvulas para petróleo y gas en alta mar son componentes fundamentales para el control del flujo que se utilizan en plataformas marinas, instalaciones de producción flotantes, equipos submarinos, oleoductos de exportación, sistemas de inyección, circuitos de agua de mar y redes de transporte de petróleo y gas natural.
El transporte por tuberías es uno de los eslabones fundamentales entre la producción en alta mar, el procesamiento, el almacenamiento y el suministro en tierra. Las válvulas deben funcionar de forma fiable bajo alta presión, expuestas al agua de mar corrosiva, a las vibraciones, con acceso limitado para el mantenimiento y en condiciones de caudal variables.
Las válvulas de retención son especialmente importantes porque se cierran automáticamente cuando se invierte el flujo. Unas válvulas de retención correctamente seleccionadas ayudan a proteger las bombas, los compresores, las tuberías y los equipos de proceso contra el flujo inverso y los picos de presión asociados.
JST Valve suministra soluciones de válvulas resistentes a la corrosión, de alta presión, para condiciones de servicio extremas y a medida, destinadas a aplicaciones en el sector del petróleo y el gas natural en alta mar, el agua de mar, la inyección de productos químicos y las tuberías marítimas.
Aplicaciones típicas
Plataformas marinas, instalaciones FPSO, tuberías submarinas, colectores de producción, sistemas de inyección, terminales de carga y sistemas de agua de mar.
Medios de proceso habituales
Petróleo crudo, gas natural, agua de producción, agua de mar, productos químicos, condensado, fluidos multifásicos, dióxido de carbono y medios que contienen sulfuro de hidrógeno.
Tipos comunes de válvulas
Válvulas de retención, válvulas de bola con muñón, válvulas de compuerta, válvulas de mariposa, válvulas de control, válvulas de cierre de emergencia y válvulas de doble bloqueo y purga.
¿Dónde se utilizan las válvulas para petróleo y gas en alta mar?
Las válvulas para petróleo y gas en alta mar se instalan en todos los sistemas de producción, separación, tratamiento, compresión, inyección, almacenamiento, carga, exportación y seguridad.
- Árboles de producción submarinos y colectores
- Tuberías de proceso y de servicios en plataformas marinas
- Oleoductos y gasoductos de exportación de petróleo crudo y gas natural
- Sistemas de compresión de gas y de descarga de bombas
- Sistemas de inyección de agua y de productos químicos
- Sistemas de tratamiento y eliminación de agua de producción
- Redes de refrigeración por agua de mar y de agua contra incendios
- Sistemas de carga, descarga, almacenamiento y trasvase para FPSO
- Sistemas de parada de emergencia y de protección contra la presión
Por qué son importantes las válvulas de retención en las tuberías submarinas
Una válvula de retención permite el flujo en la dirección prevista y se cierra automáticamente cuando el flujo comienza a invertirse. No requiere ningún accionamiento independiente para su apertura y cierre normales.
En los gasoductos marinos, puede producirse un flujo inverso tras la parada de una bomba o un compresor, cambios bruscos en la presión aguas abajo, activaciones de los sistemas de protección de los equipos o cambios en las condiciones de producción.
Una válvula de retención adecuada ayuda a limitar el flujo inverso, protege los equipos rotativos, mantiene la dirección del flujo en la tubería y reduce el riesgo de daños causados por un reflujo incontrolado.
La respuesta de cierre es especialmente importante. Una válvula que se cierre demasiado lentamente puede permitir una gran velocidad de flujo inverso, mientras que una válvula inestable o sobredimensionada puede abrirse y cerrarse repetidamente, provocando vibraciones, golpes, desgaste y fluctuaciones de presión.
Nota técnica
Una válvula de retención impide el flujo inverso, pero no es una válvula de control de presión. La protección contra los picos de presión requiere una evaluación completa del sistema que puede incluir la dinámica de las válvulas, el tiempo de cierre, el volumen de la tubería, el comportamiento de la bomba o el compresor, la lógica de control y los dispositivos de alivio de presión.
7 factores a tener en cuenta en la selección de válvulas para el sector del petróleo y el gas en alta mar
1. Condiciones del medio de proceso y del caudal
Identifique el fluido completo, incluyendo el petróleo crudo, el gas natural, el condensado, el agua de mar, el agua de producción, los productos químicos, los sólidos, el dióxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno. El caudal, la densidad, la viscosidad, la fracción gaseosa y el comportamiento multifásico también influyen en la selección de la válvula.
2. Presión y presión diferencial
La presión de funcionamiento, la presión de diseño, la presión diferencial de cierre, la presión transitoria y la posible presión de bloqueo determinan la capacidad nominal de la válvula, la resistencia del cuerpo, la carga sobre el asiento, las fuerzas que actúan sobre el disco y los requisitos del actuador.
3. Respuesta de cierre de la válvula de retención
El diseño de la válvula de retención debe adaptarse a la velocidad de flujo prevista, al caudal mínimo, a la aceleración del flujo inverso, a la orientación de la instalación y a la dinámica del sistema. Los diseños de boquilla, de flujo axial, de doble placa, oscilantes, de elevación y de placa única presentan características de funcionamiento diferentes.
4. Resistencia al agua de mar y a la corrosión
Las válvulas marinas pueden estar expuestas, tanto interna como externamente, al agua de mar, a los cloruros, al aire salino húmedo, al agua de producción, al gas ácido y a los aditivos químicos. El acero dúplex, el acero súper dúplex, el acero súper austenítico, el Monel, el bronce de níquel y aluminio, el titanio, el Hastelloy o las aleaciones de níquel pueden evaluarse en función de las condiciones completas de servicio.
5. Arena, sólidos y erosión
Los fluidos extraídos pueden contener arena, incrustaciones, productos de corrosión u otras partículas. La alta velocidad y la caída de presión pueden provocar la erosión de los asientos, discos, bolas, jaulas y conductos internos de flujo. Puede ser necesario aplicar un recubrimiento duro, proteger las superficies de sellado, dejar holguras adecuadas o utilizar materiales resistentes a la erosión.
6. Seguridad contra incendios, emisiones y aislamiento
Los sistemas de hidrocarburos en alta mar pueden requerir diseños sometidos a ensayos de resistencia al fuego, una construcción antiestática, vástagos resistentes a las erupciones, control de las emisiones fugitivas, cierre hermético, doble aislamiento o funciones de parada de emergencia. Los requisitos exactos deben confirmarse en las especificaciones del proyecto.
7. Automatización, pruebas y mantenimiento
El acceso limitado en alta mar hace que la fiabilidad y la facilidad de mantenimiento cobren especial importancia. Los actuadores neumáticos, hidráulicos, eléctricos o electrohidráulicos pueden requerir control remoto, retroalimentación de posición, acción a prueba de fallos, pruebas de carrera parcial y protección para zonas peligrosas.
Tipos habituales de válvulas de retención para servicio en alta mar
| Tipo de válvula de retención | Aplicación típica | Enfoque principal de la selección |
|---|---|---|
| Válvulas de retención axiales o de boquilla | Gas a alta presión, descarga de compresores, protección de bombas y aplicaciones que requieren una respuesta de cierre rápida. | Velocidad de flujo, fuerza del resorte, caída de presión, respuesta dinámica, caudal mínimo, vibración y aceleración del flujo inverso. |
| Válvulas de retención de doble placa | Tuberías compactas para instalaciones marítimas, sistemas de agua de mar, líneas de servicios públicos, agua de producción y tuberías de mayor diámetro. | Selección de resortes, estabilidad de la placa, sentido de montaje, pérdida de presión, corrosión, desgaste de las bisagras y respuesta de cierre. |
| Válvulas de retención oscilantes | Servicios relacionados con el petróleo, el agua, los servicios públicos, la inyección y los oleoductos, en los que es importante que la válvula se abra por completo y que la restricción de caudal sea mínima. | Orientación, recorrido del disco, velocidad mínima, riesgo de golpe, estado de la bisagra, asistencia al cierre y acceso para el mantenimiento. |
| Válvulas de retención de elevación o de pistón | Tuberías de alta presión de menor tamaño, inyección de productos químicos, fluidos limpios y determinados servicios de proceso. | Limpieza, caída de presión, posición de instalación, tensión del resorte, estanqueidad del asiento, riesgo de agarrotamiento y frecuencia de funcionamiento. |
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Cómo las válvulas para petróleo y gas en alta mar mejoran la seguridad de los oleoductos
Las válvulas para petróleo y gas en alta mar, seleccionadas adecuadamente, ayudan a mantener la dirección de flujo prevista, aislar los equipos, limitar el flujo inverso, controlar las condiciones de producción y facilitar secuencias de parada seguras.
Una dinámica adecuada de la válvula de retención puede reducir el impacto del disco, los ciclos inestables, las vibraciones y las perturbaciones de presión relacionadas con el flujo inverso.
Los materiales resistentes a la corrosión, un sellado fiable, los valores de presión adecuados y las pruebas pertinentes también contribuyen a reducir las necesidades de mantenimiento en alta mar y las interrupciones imprevistas de la producción.
¿Por qué elegir la válvula JST?
JST Valve suministra válvulas para el sector petrolero y gasístico en alta mar, destinadas al transporte de petróleo crudo, gas natural, agua de mar, agua de producción, productos químicos, condensado, fluidos corrosivos y sistemas de tuberías de alta presión.
- Opciones de válvulas de retención axiales, de boquilla, de doble placa, oscilantes, de placa única y de elevación
- Materiales dúplex, superdúplex, superausteníticos, Monel, Hastelloy, Inconel, titanio, aleaciones de níquel y bronce de níquel y aluminio
- Estructuras de válvulas para alta presión y condiciones de funcionamiento extremas
- Soluciones resistentes a la corrosión para el agua de mar y los entornos marinos
- Conjuntos de actuadores neumáticos, eléctricos, hidráulicos y a prueba de fallos
- Pruebas, inspecciones, planos y documentación de proyectos a medida
Descubre los productos de JST Valve para tuberías en alta mar, sistemas de agua de mar, instalaciones marítimas y aplicaciones relacionadas con el petróleo y el gas natural.
Información necesaria para la selección de válvulas
Para que podamos ofrecerle una recomendación precisa sobre válvulas para el sector del petróleo y el gas en alta mar, le rogamos que nos facilite:
- Composición química del medio de proceso y composición química completa
- Condiciones de flujo de gas, líquido o multifásico
- Temperatura de funcionamiento y de diseño
- Presión de funcionamiento y presión diferencial máxima
- Caudal normal, mínimo y máximo
- Velocidad de flujo inverso o datos transitorios, cuando estén disponibles
- Tipo de válvula, tamaño, clase de presión y norma de conexión
- Instrucciones de instalación y orientación de las tuberías
- Requisitos relativos al servicio en condiciones ácidas, a las pruebas de resistencia al fuego, a las emisiones y a los materiales
- Ámbito de aplicación de las pruebas de fugas, las inspecciones y la certificación exigidas
- Requisitos relativos al actuador, la señal de control, la posición de seguridad y el tiempo de funcionamiento
Referencias técnicas
Para obtener más información sobre los oleoductos marinos, el control del flujo de petróleo y gas natural y los requisitos relativos a las válvulas de los oleoductos, consulte los siguientes recursos técnicos:
- Especificación API 6D para válvulas de tuberías y conductos
- DNV-ST-F101: Sistemas de tuberías submarinas
- Aplicaciones de Flowserve en el sector de petróleo y gas upstream
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la función de una válvula de retención en un gasoducto marítimo?
Una válvula de retención permite el flujo en la dirección prevista y se cierra cuando se produce un flujo inverso. Ayuda a proteger las bombas, los compresores, las tuberías y los equipos de proceso contra el reflujo incontrolado.
¿Pueden las válvulas de retención evitar los picos de presión?
Una respuesta de cierre rápida y estable puede ayudar a reducir las perturbaciones de presión relacionadas con el reflujo. Sin embargo, la protección contra los golpes de ariete requiere un análisis de todo el sistema de tuberías y no debe basarse únicamente en la válvula de retención.
¿Qué válvula de retención es adecuada para las tuberías de gas natural?
Las válvulas de retención de flujo axial o de boquilla suelen evaluarse para aplicaciones con gas a alta presión y en la descarga de compresores. La selección final depende del caudal, la caída de presión, la velocidad mínima, la dinámica del flujo inverso, la orientación, los materiales y las normas del proyecto.
¿Qué materiales son adecuados para las válvulas de agua de mar en instalaciones marítimas?
Se pueden tener en cuenta el acero dúplex, el acero súper dúplex, el acero súper austenítico, el bronce de níquel y aluminio, el Monel, el titanio y determinadas aleaciones de níquel. La selección definitiva del material debe basarse en datos completos sobre el agua de mar, la temperatura, la presión, la velocidad, el oxígeno, la cloración y la corrosión.
¿Puede JST Valve fabricar válvulas de retención personalizadas para instalaciones en alta mar?
JST Valve puede evaluar las estructuras, los materiales, las dimensiones, las conexiones, los resortes, los sistemas de sellado, los planes de inspección, los requisitos de ensayo y la documentación de las válvulas de retención a medida, de acuerdo con los datos del proyecto del cliente.
Solicitar una recomendación sobre válvulas para instalaciones en alta mar
¿Necesita válvulas de retención o soluciones personalizadas de control de caudal para una plataforma marítima, un gasoducto submarino, una instalación FPSO, una estación de compresión, un sistema de agua de mar, una unidad de inyección o un proyecto de transporte de petróleo y gas natural?
Envíe al equipo de ingeniería de JST Valve la información relativa al fluido, el caudal, la presión, la temperatura, la orientación de la tubería, los requisitos de materiales, el tamaño de la válvula, las normas y las especificaciones de ensayo.
