Van dầu khí ngoài khơi: 7 yếu tố lựa chọn

Van dầu khí ngoài khơi là các bộ phận điều khiển lưu lượng quan trọng được sử dụng trên các giàn khoan ngoài khơi, các cơ sở sản xuất nổi, thiết bị dưới đáy biển, đường ống xuất khẩu, hệ thống bơm áp lực, mạch nước biển và mạng lưới vận chuyển dầu và khí tự nhiên.

Vận chuyển qua đường ống là một trong những khâu then chốt kết nối giữa các hoạt động sản xuất, chế biến, lưu trữ ngoài khơi với việc phân phối trên đất liền. Các van phải hoạt động đáng tin cậy trong điều kiện áp suất cao, tiếp xúc với nước biển có tính ăn mòn, rung động, khả năng tiếp cận để bảo trì hạn chế và điều kiện dòng chảy thay đổi.

Van một chiều có vai trò đặc biệt quan trọng vì chúng tự động đóng lại khi dòng chảy đảo chiều. Việc lựa chọn van một chiều phù hợp giúp bảo vệ máy bơm, máy nén, đường ống và thiết bị công nghệ khỏi hiện tượng dòng chảy ngược cũng như các đợt tăng áp đột ngột liên quan.

JST Valve cung cấp các giải pháp van chống ăn mòn, chịu áp suất cao, hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt và được thiết kế theo yêu cầu, dành cho các ứng dụng trong lĩnh vực dầu khí ngoài khơi, khí tự nhiên, nước biển, bơm hóa chất và đường ống hàng hải.

Van dầu khí ngoài khơi được sử dụng ở đâu?

Các van dầu khí ngoài khơi được lắp đặt trong toàn bộ các hệ thống sản xuất, tách, xử lý, nén, bơm, lưu trữ, bốc dỡ, xuất khẩu và an toàn.

• Cụm van khai thác và cụm van phân phối dưới đáy biển
• Hệ thống đường ống công nghệ và tiện ích trên giàn khoan ngoài khơi
• Đường ống xuất khẩu dầu thô và khí đốt tự nhiên
• Hệ thống nén khí và hệ thống bơm-xả
• Hệ thống phun nước và phun hóa chất
• Hệ thống xử lý và thải nước thải khai thác
• Hệ thống làm mát bằng nước biển và hệ thống cấp nước chữa cháy
• Hệ thống bốc dỡ, lưu trữ và xả hàng trên tàu FPSO
• Hệ thống ngắt khẩn cấp và hệ thống bảo vệ áp suất

Tại sao van một chiều lại quan trọng trong các đường ống dẫn ngoài khơi

Van một chiều cho phép dòng chảy đi theo hướng mong muốn và tự động đóng lại khi dòng chảy bắt đầu đảo chiều. Van này không cần thiết bị điều khiển riêng để thực hiện các thao tác đóng mở thông thường.

Trong các đường ống dẫn ngoài khơi, hiện tượng dòng chảy ngược có thể xảy ra sau khi máy bơm hoặc máy nén ngừng hoạt động, do những thay đổi đột ngột về áp suất ở phía hạ lưu, sự cố ngắt thiết bị hoặc những thay đổi trong điều kiện khai thác.

Một van một chiều phù hợp giúp hạn chế dòng chảy ngược, bảo vệ thiết bị quay, duy trì hướng dòng chảy trong đường ống và giảm nguy cơ hư hỏng do dòng chảy ngược không được kiểm soát gây ra.

Khả năng đóng van là yếu tố đặc biệt quan trọng. Một van đóng quá chậm có thể dẫn đến tốc độ dòng chảy ngược lớn, trong khi van không ổn định hoặc có kích thước quá lớn có thể liên tục mở và đóng, gây ra rung động, va đập, mài mòn và dao động áp suất.

7 yếu tố lựa chọn van cho ngành dầu khí ngoài khơi

1. Môi trường quá trình và điều kiện dòng chảy

Xác định toàn bộ môi trường, bao gồm dầu thô, khí tự nhiên, nước ngưng tụ, nước biển, nước khai thác, hóa chất, chất rắn, carbon dioxide và hydro sunfua. Tốc độ dòng chảy, mật độ, độ nhớt, tỷ lệ khí và tính chất đa pha cũng ảnh hưởng đến việc lựa chọn van.

2. Áp suất và áp suất chênh lệch

Áp suất làm việc, áp suất thiết kế, chênh lệch áp suất đóng van, áp suất quá độ và áp suất có thể xảy ra khi van bị kẹt là những yếu tố quyết định thông số kỹ thuật của van, độ bền thân van, tải trọng lên đế van, lực tác động lên đĩa van và các yêu cầu đối với bộ truyền động.

3. Phản ứng đóng của van một chiều

Thiết kế van một chiều phải phù hợp với tốc độ dòng chảy dự kiến, lưu lượng tối thiểu, gia tốc dòng chảy ngược, hướng lắp đặt và động học của hệ thống. Các kiểu thiết kế như van vòi phun, van dòng trục, van hai tấm, van xoay, van nâng và van một tấm có các đặc tính vận hành khác nhau.

4. Khả năng chống nước biển và chống ăn mòn

Các van ngoài khơi có thể tiếp xúc với nước biển, clorua, không khí mặn ẩm, nước khai thác, khí axit và các chất phụ gia hóa học từ bên trong hoặc bên ngoài. Thép duplex, thép siêu duplex, thép siêu austenit, Monel, đồng thau niken-nhôm, titan, Hastelloy hoặc các hợp kim niken có thể được đánh giá dựa trên các điều kiện vận hành cụ thể.

5. Cát, chất rắn và xói mòn

Chất lỏng khai thác có thể chứa cát, cặn vôi, sản phẩm ăn mòn hoặc các hạt khác. Tốc độ cao và chênh lệch áp suất có thể gây xói mòn các bộ phận như đế van, đĩa van, bi van, lồng bi và các đường dẫn lưu chất bên trong. Có thể cần phải áp dụng các biện pháp như phủ lớp chống mài mòn, bảo vệ bề mặt làm kín, đảm bảo khe hở thích hợp hoặc sử dụng vật liệu chống xói mòn.

6. An toàn phòng cháy, khí thải và cách ly

Các hệ thống hydrocarbon ngoài khơi có thể yêu cầu thiết kế đã qua thử nghiệm chống cháy, kết cấu chống tĩnh điện, các trục chống phun trào, kiểm soát phát thải không kiểm soát, van ngắt kín, cách ly kép hoặc các chức năng ngắt khẩn cấp. Các yêu cầu cụ thể phải được xác nhận dựa trên bản vẽ kỹ thuật của dự án.

7. Tự động hóa, Kiểm thử và Bảo trì

Việc tiếp cận ngoài khơi bị hạn chế khiến độ tin cậy và khả năng bảo trì trở nên đặc biệt quan trọng. Các bộ truyền động khí nén, thủy lực, điện hoặc điện-thủy lực có thể cần điều khiển từ xa, phản hồi vị trí, cơ chế an toàn khi hỏng hóc, kiểm tra hành trình một phần và bảo vệ trong khu vực nguy hiểm.

Các loại van một chiều phổ biến dùng trong khai thác ngoài khơi

Trên thiết bị di động, hãy vuốt ngang để xem toàn bộ bảng.

Các van dầu khí ngoài khơi góp phần nâng cao an toàn đường ống như thế nào

Các van dầu khí ngoài khơi được lựa chọn phù hợp giúp duy trì hướng dòng chảy theo thiết kế, cách ly thiết bị, hạn chế dòng chảy ngược, kiểm soát các điều kiện khai thác và hỗ trợ các quy trình ngừng hoạt động an toàn.

Đặc tính động học phù hợp của van một chiều có thể giảm thiểu lực va đập lên đĩa van, hiện tượng hoạt động không ổn định, rung động và các dao động áp suất liên quan đến dòng chảy ngược.

Các vật liệu chống ăn mòn, khả năng bịt kín đáng tin cậy, mức áp suất định mức phù hợp và các thử nghiệm thích hợp cũng góp phần giảm thiểu nhu cầu bảo trì ngoài khơi và các sự cố gián đoạn sản xuất ngoài kế hoạch.

Tại sao nên chọn van JST?

JST Valve cung cấp các loại van dầu khí ngoài khơi dành cho dầu thô, khí tự nhiên, nước biển, nước thải khai thác, hóa chất, nước ngưng tụ, môi trường ăn mòn và các hệ thống đường ống áp suất cao.

• Các loại van một chiều: trục dọc, vòi phun, hai tấm, xoay, một tấm và nâng
• Các vật liệu như duplex, siêu duplex, siêu austenit, Monel, Hastelloy, Inconel, titan, hợp kim niken và đồng thau niken-nhôm
• Cấu trúc van chịu áp suất cao và hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt
• Các giải pháp chống ăn mòn dành cho nước biển và môi trường biển
• Các bộ truyền động khí nén, điện, thủy lực và có chức năng an toàn tự động
• Thử nghiệm, kiểm tra, bản vẽ và tài liệu dự án được thiết kế theo yêu cầu

Thông tin cần thiết để lựa chọn van

Để nhận được đề xuất chính xác về van dầu khí ngoài khơi, vui lòng cung cấp:

• Phương tiện xử lý và thành phần hóa học đầy đủ
• Điều kiện dòng chảy khí, chất lỏng hoặc đa pha
• Nhiệt độ hoạt động và thiết kế
• Áp suất làm việc và áp suất chênh lệch tối đa
• Lưu lượng bình thường, tối thiểu và tối đa
• Tốc độ dòng chảy ngược hoặc dữ liệu tạm thời (nếu có)
• Loại van, kích thước, cấp áp suất và tiêu chuẩn kết nối
• Hướng lắp đặt và hướng đường ống
• Yêu cầu về dịch vụ axit, thử nghiệm chịu lửa, khí thải và vật liệu
• Phạm vi bắt buộc về rò rỉ, thử nghiệm, kiểm tra và chứng nhận
• Thiết bị truyền động, tín hiệu điều khiển, vị trí an toàn khi hỏng hóc và các yêu cầu về thời gian hoạt động

Tài liệu tham khảo kỹ thuật

Thông tin bổ sung về đường ống dẫn ngoài khơi, kiểm soát lưu lượng dầu và khí tự nhiên, cũng như các yêu cầu đối với van đường ống có thể tham khảo từ các tài liệu kỹ thuật sau:

• Tiêu chuẩn API 6D dành cho van đường ống và hệ thống ống dẫn
• DNV-ST-F101 Hệ thống đường ống ngầm
• Các ứng dụng của Flowserve trong lĩnh vực dầu khí thượng nguồn

Các câu hỏi thường gặp

Mục đích của van một chiều trong đường ống dẫn ngoài khơi là gì?

Van một chiều cho phép dòng chảy theo hướng mong muốn và đóng lại khi xuất hiện dòng chảy ngược. Van này giúp bảo vệ máy bơm, máy nén, đường ống và thiết bị công nghệ khỏi hiện tượng dòng chảy ngược không kiểm soát được.

Van một chiều có thể ngăn chặn hiện tượng tăng áp đột ngột không?

Phản ứng đóng van nhanh và ổn định có thể giúp giảm thiểu các dao động áp suất do dòng chảy ngược gây ra. Tuy nhiên, việc bảo vệ chống đột biến áp suất đòi hỏi phải phân tích toàn bộ hệ thống đường ống và không nên chỉ dựa vào van một chiều.

Van một chiều nào phù hợp với đường ống dẫn khí tự nhiên?

Van một chiều dòng trục hoặc van một chiều kiểu vòi phun thường được xem xét sử dụng trong các ứng dụng khí áp suất cao và dòng xả của máy nén. Việc lựa chọn cuối cùng phụ thuộc vào lưu lượng, độ sụt áp, vận tốc tối thiểu, động học dòng chảy ngược, hướng lắp đặt, vật liệu và các tiêu chuẩn của dự án.

Những loại vật liệu nào phù hợp để chế tạo van nước biển dùng ngoài khơi?

Có thể xem xét sử dụng thép duplex, thép siêu duplex, thép siêu austenit, đồng thau niken-nhôm, Monel, titan và một số hợp kim niken được lựa chọn. Việc lựa chọn vật liệu cuối cùng phải dựa trên dữ liệu đầy đủ về nước biển, nhiệt độ, áp suất, vận tốc, nồng độ oxy, hàm lượng clo và mức độ ăn mòn.

Công ty JST Valve có thể sản xuất van một chiều dùng cho công trình ngoài khơi theo yêu cầu không?

JST Valve có thể đánh giá các cấu trúc, vật liệu, kích thước, kết nối, lò xo, hệ thống làm kín, kế hoạch kiểm tra, yêu cầu thử nghiệm và tài liệu liên quan đến van một chiều theo yêu cầu tùy chỉnh dựa trên dữ liệu dự án của khách hàng.