صمام بوابة الحقل النفطي

صمامات البوابة في حقول النفط هي معدات أساسية لا غنى عنها في عملية استغلال ونقل النفط. وتستخدم بشكل رئيسي للتحكم في تدفق السوائل من آبار النفط، بما في ذلك قطع تدفق السوائل، ووصلها، وتنظيمها داخل الأنابيب.

1. النوع

وبحسب متطلبات التطبيق، هناك أنواع مختلفة من صمامات البوابة في حقول النفط، مثل صمامات البوابة عالية الضغط، وصمامات البوابة المستوية، وغيرها.

وفقاً للشكل الهيكلي للبوابة، يمكن تقسيم صمامات البوابة إلى نوعين: نوع الوتد ونوع الموازاة. يشكل سطح الختم في صمام البوابة الوتدية زاوية معينة مع الخط المركزي العمودي لصمام البوابة. عادةً ما تكون صمامات البوابة الوتدية من النوع أحادي البوابة، حيث يشكل السطحان الختميان شكلاً وتدية. يُستخدم هذا النوع من صمامات البوابة بشكل شائع في خطوط أنابيب النفط والماء والغاز التي تتعرض لتغيرات كبيرة في درجة الحرارة.

يكون سطح الختم في صمام البوابة الموازي موازياً للخط المركزي العمودي لصمام البوابة. غالباً ما يُصنع هذا النوع من صمامات البوابة ببوابة مزدوجة، وهو مناسب لخطوط الأنابيب ذات الضغط المنخفض والقطر الكبير وزيت الماء عالي اللزوجة، أو خطوط دخول مضخات النفط والماء.

2. البنية

العنصر المسؤول عن الفتح والإغلاق في صمام البوابة النفطية هو القرص البوابي. يكون حركة القرص البوابي عمودية على اتجاه التدفق، لذلك يمكن للصمام أن يكون مفتوحاً بالكامل أو مغلقاً بالكامل فقط، ولا يمكن تعديل تدفقه أو تقييده.

تتضمن البنية الرئيسية قرص البوابة، وجسم الصمام، ومقعد الصمام، والعجلة اليدوية. يُعتبر قرص البوابة المكون الرئيسي المسؤول عن حجب مسار السائل أو ربطه.

يتم تجهيز بعض صمامات البوابة في حقول النفط بجهاز حماية للقضيب لتقليل احتمال تلفه وتمديد عمر القضيب التشغيلي.

3. مبدأ العمل

مبدأ تشغيل صمام البوابة في حقول النفط هو إغلاق وفتح تدفق السوائل من خلال الحركة الرأسية لقرص البوابة. عندما يكون قرص البوابة مفتوحًا بالكامل، يمكن للسائل المرور بحرية عبر الصمام؛ وعندما يكون قرص البوابة مغلقًا تمامًا، يتوقف تدفق السائل تمامًا. وفي بعض الحالات، يمكن فتح صمام البوابة جزئيًا لضبط تدفق السائل، ولكن يمكن لهذه الطريقة أن تسبب بسهولة تيارات دوامية خلف قرص البوابة، مما يؤدي إلى تآكل القرص واهتزازه. ولذلك، لا يُوصى عمومًا باستخدام صمام البوابة لأغراض التحكم في التدفق.

4. الخصائص الأداء

وسائط تطبيق واسعة: تُستخدم صمامات البوابة في حقول النفط عادةً لنقل وسائط مثل الماء والزيت والبخار. ولكل وسط متطلبات مختلفة فيما يتعلق بمواد صمامات البوابة والأداء الختمي. على سبيل المثال، تتطلب صمامات البوابة المستخدمة لنقل المنتجات النفطية مقاومة ممتازة للتآكل.

مقاومة واسعة للحرارة: تتراوح درجة حرارة تشغيل صمامات البوابة في حقول النفط عادةً بين -29°م و230°م. وتناسب صمامات البوابة المصنوعة من مواد مختلفة نطاقات حرارية مختلفة. على سبيل المثال، يمكن استخدام صمامات البوابة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ في درجات حرارة أعلى.

ختم جيد: تعتمد صمامات البوابة في حقول النفط على آلية ختم إجبارية لضمان ختم محكم عند الإغلاق ومنع التسرب.

هيكل بسيط وصيانة سهلة: تمتلك صمامات البوابة في حقول النفط هيكلًا نسبيًا بسيطًا، مما يجعلها سهلة التصنيع والإصلاح والصيانة.

5. حالات الاستخدام

تُستخدم صمامات البوابة في حقول النفط على نطاق واسع في أنظمة الحقن المائي في الحقول النفطية وأنظمة إنتاج النفط، وكذلك في خطوط نقل وجمع النفط والغاز ومرافق التكرير. فهي لا تتحكم بشكل فعال في اتجاه تدفق النفط والغاز عالي الضغط فحسب، بل تُوقف تدفقه بسرعة في حالات الطوارئ، مما يضمن سلامة الأفراد والمعدات. علاوة على ذلك، فإن مقاومتها للتآكل والاهتراء تضمن تشغيلها لفترة طويلة وثابتة في الظروف القاسية التي توجد فيها الحقول النفطية.

6. نقاط رئيسية في الاختيار

اختيار المواد: اختيار مواد مناسبة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو مواد مقاومة للتآكل الأخرى بناءً على درجة تآكل الوسيط.

مستوى مقاومة الضغط: اختيار مستوى مقاومة الضغط المناسب بناءً على ضغط التشغيل في النظام لضمان تحمل الصمام لضغط النظام.

أداء الإغلاق: اختيار صمامات ذات أداء موثوق في الإغلاق لضمان قطع تدفق السائل بشكل كامل عند الإغلاق.

القطر الاسمي: اختر القطر الاسمي المناسب وفقًا للاحتياجات الفعلية للاستخدام لضمان قدرة الصمام على تلبية متطلبات تدفق نظام الأنابيب.

نوع القيادة: اختر بين القيادة اليدوية أو الكهربائية أو الهوائية بناءً على تكرار التشغيل ودرجة الأتمتة.