API 6A et au-delà: compréhension des normes pour la sélection des soupapes du champ pétrolier

Dans le domaine du développement de pétrole et de gaz à haute pression, les vannes, en tant qu'équipement clé pour contrôler la livraison des fluides et assurer la sécurité du système, doivent avoir une fiabilité et une adaptabilité extrêmement élevées. En raison des conditions difficiles de haute pression, de température élevée et de gaz hautement corrosifs (tels que Co₂, H₂s) couramment trouvés dans les conditions de travail du champ pétrolier, des normes extrêmement élevées sont fixées pour la conception et les performances de la valve.
La norme API 6A formulée par l'American Petroleum Institute (API) est la spécification de l'équipement de tête de puits largement suivie dans l'industrie pétrolière et gazière, fournissant une base de base pour la sélection et la conception des vannes.

1. Qu'est-ce que l'API 6A?

L'API 6A est l'abréviation de "Spécification pour la tête de puits et les équipements d'arbres de Noël". C'est l'une des normes techniques formulées par l'API (American Petroleum Institute). Il s'agit spécifiquement de l'équipement de tête de puits de pétrole et de gaz, y compris la conception, la fabrication, les tests et les exigences de matériaux de divers Vanne de champ de pétrole à haute pression (comme les vannes de porte, les clapulades, les vannes de gaz, etc.).

Le but de cette norme est d'assurer la fiabilité, la sécurité et l'interchangeabilité de l'équipement dans des environnements à haute pression et à haut risque. Il couvre une variété de conditions de travail, des puits de terrain conventionnels aux puits en eau profonde ultra-haute pression, et fournit une norme technique unifiée pour l'équipement du champ pétrolier, afin que les fabricants et les utilisateurs aient une qualité de base et de performance communes.

2. Explication détaillée des paramètres clés de l'API 6A

PSL (niveau de spécification du produit) Niveau de spécification du produit

PSL 1: exigences minimales, adaptées aux environnements à faible risque.

PSL 2–4: L'inspection des matériaux, les tests non destructeurs (NDE), les exigences de soudage et la traçabilité enregistrée sont progressivement ajoutés. Le PSL 4 est le plus haut niveau et est souvent utilisé dans des environnements extrêmes (comme les zones contenant de la mer et du soufre).

Classe de matériel
Indique quel type de support corrosif le matériau utilisé dans l'équipement convient, par exemple:
AA / N: environnement non corrosif
BB / CC: Convient à un environnement modérément corrosif
HH: Convient à un environnement hautement corrosif contenant des H₂s (doit rencontrer NACE MR0175)
Cote de température
Les cotes de température communes comprennent:
L (-46 ° C ~ 121 ° C)
U (-18 ° C ~ 121 ° C)
X (-46 ° C ~ 250 ° C)
Les notes spéciales peuvent également s'adapter à -75 ° C ou jusqu'à 350 ° C
Pression de travail et taille nominale
L'API 6A définit les niveaux de pression: 2 000 psi, 3 000 psi, 5 000 psi, 10 000 psi, 15 000 psi et même 20 000 psi
La taille de la vanne et la structure de connexion de la bride sous chaque niveau de pression sont strictement régulées pour assurer la compatibilité du système

3. Pourquoi l'API 6A n'est-elle pas suffisante? - Que signifie «au-delà»?
Bien que l'API 6A soit la norme de base de l'industrie, dans les applications réelles du champ pétrolier, de nombreux scénarios proposent des exigences plus élevées pour les vannes:
Performances améliorées dans des conditions de travail complexes
Les eaux profondes, les gaz de schiste, les puits de gaz acide et d'autres occasions ont des besoins plus élevés pour la résistance à la pression de la valve, la résistance à l'étanchéité et à la corrosion
L'API 6A ne couvre pas tous les cas extrêmes, tels que la méthode de test de performance d'étanchéité dans des conditions HPHT (haute pression et haute température)
Conception personnalisée
Les clients peuvent exiger:
Fonction d'ouverture et de clôture rapide (comme l'intégration de l'actionneur hydraulique / pneumatique)
Système d'étanchéité redondant
Capteur intégré pour la surveillance en ligne
Application de nouveaux matériaux
Par exemple:
Alliages résistants à la corrosion tels que Inconel 625, Monel, Super Duplex
Le revêtement en céramique et le revêtement en carbure de tungstène améliorent la résistance à l'usure
Ces matériaux avancés ne sont pas spécifiés un par un dans l'API 6A
Références aux normes auxiliaires
API 6D: Norme pour les vannes pour le transport du pipeline
NACE MR0175 / ISO 15156: Exigences pour la protection contre la corrosion des contraintes de sulfure
ISO 10423: Norme internationale de l'équipement de puits de puits, correspondant à certains contenus de l'API 6A

4. Comment se baser sur l'API 6A Sélectionnez la bonne soupape de champ pétrolifère à haute pression?
Étape 1: Identifiez l'environnement de fonctionnement
Y compris la composition moyenne (teneur en co₂ / h₂s), la température, la pression, qu'il y ait du sable ou des impuretés solides, etc.
Étape 2: Confirmer le niveau standard
Déterminez le PSL, le matériau, le grade, la température, etc. requis selon les exigences du pays / client du projet
Étape 3: Confirmer des exigences de performance supplémentaires
Que la protection contre les incendies (sécurisation des incendies), le scellage bidirectionnel, l'ouverture et la fermeture rapides, l'entretien en ligne et d'autres fonctions sont nécessaires
Étape 4: Sélectionnez les fournisseurs avec des qualifications et des cas
Choisissez les fabricants de valves avec certification API 6A et riche expérience d'application historique pour réduire les risques

5. Tendances futures: comment l'évoluer la norme?
Besoins de protection à faible teneur en carbone et en environnement
L'organisation API révise certaines normes pour répondre aux exigences de gestion des émissions, telles que des vannes de fuite zéro
Automatisation et intelligence
Les vannes seront équipées de capteurs de surveillance plus télécommandés et d'état
La fonction d'enregistrement des données peut devenir l'une des nouvelles exigences des futures normes d'API
HPHT Raffinement standard spécial
Les procédures de vérification de conception pour une température plus élevée et les puits à haute pression sont progressivement standardisés, tels que ceux couverts dans l'API 17TR8 Recommandations techniques