Types de vannes à gaz : un guide pratique pour la sélection et l'entretien dans le secteur du pétrole et du gaz

Demandez à un groupe d'ingénieurs de lister les types de vannes à gaz et vous obtiendrez une liste légèrement différente de chacune d'entre elles. Ce n’est pas de la confusion ; c'est parce que « vanne à gaz » décrit un devoir plutôt qu'un seul produit. Dans la collecte de gaz naturel, l'entretien des têtes de puits, les stations de compression et la tuyauterie des usines, la bonne réponse dépend de si vous avez besoin d'une isolation étanche, d'un débit contrôlé, d'une protection unidirectionnelle ou d'une libération sûre de la surpression.

Nous fabriquons des vannes et des équipements de tête de puits pour les services pétroliers et gaziers, donc cet aperçu provient autant de l'atelier que du catalogue. Vous trouverez ci-dessous les principaux types de vannes à gaz avec lesquelles vous êtes susceptible de travailler, ce que chacune fait bien et les détails qui déterminent généralement la sélection.

Comment les vannes de gaz sont classées

Deux systèmes simples couvrent presque toutes les vannes que vous rencontrerez sur une conduite de gaz.

• Par fonction : isolation, étranglement ou régulation, anti-retour et décompression.
• Par mouvement : les vannes linéaires telles que les modèles à vanne, à globe et à membrane transforment une tige en course droite, tandis que les vannes rotatives telles que les modèles à clapet, à bille et à papillon fonctionnent sur un quart de tour.

Le service de gaz ajoute ses propres règles. Le gaz est compressible et trouvera son chemin à travers des espaces qui ne laisseraient jamais passer le liquide. Il est généralement sec, le milieu lui-même ne fournit donc aucune lubrification. Et dans les travaux en amont et intermédiaire, il arrive souvent chaud et à haute pression. Ces trois faits expliquent pourquoi les vannes à gaz utilisent si souvent des sièges métal sur métal, des garnitures conçues pour le contrôle des émissions et des caractéristiques nominales du corps confortablement supérieures à la pression de service de la conduite.

Vannes à vanne : la bête de somme pour le débit de gaz tout ou rien

Lorsqu'une vanne passe sa vie soit complètement ouverte, soit complètement fermée, et que vous souhaitez un chemin dégagé et à passage intégral, une vanne à vanne est généralement le premier choix. La vanne glisse sur le flux, de sorte que la chute de pression est presque nulle et que les travaux de câble ou de raclage ne sont pas obstrués.

Les vannes à dalle, y compris le style PFF, utilisent une seule plaque solide se fermant contre deux sièges. Les vannes à vanne expansible divisent la vanne en deux moitiés qui s'écartent lorsque la vanne se ferme, appuyant fortement contre les deux sièges et produisant un joint très étanche sous haute pression. Les conceptions FC et FLS sont également courantes dans ce domaine. Si vous souhaitez connaître le contexte des normes, il existe une explication utile de le rôle des vannes API 6A dans le secteur du pétrole et du gaz sur notre site.

Vanne à vanne expansible WKM API 6A pour le pétrole et le gaz A voir pour une isolation fiable dans les applications pétrolières et gazières à haute pression, avec un faible couple de fonctionnement et des joints métalliques. Voir le produit →

La seule chose qu’on ne devrait jamais demander à un robinet-vanne est d’étrangler. Maintenir une porte partiellement ouverte envoie du gaz à grande vitesse sur les faces des sièges et les érode rapidement. Utilisez-le pour l'isolement et il servira pendant des années.

Vannes à boisseau : isolation quart de tour en service dur

Un robinet à boisseau utilise un bouchon cylindrique ou conique avec un orifice traversant. Tournez-le à quatre-vingt-dix degrés et le port s'aligne avec le flux ou fait face à la paroi du corps. Le mouvement est rapide, la conception est mécaniquement simple et elle tolère mieux les flux de gaz sales ou sableux que la plupart des vannes à siège souple. C'est pourquoi les vannes à boisseau apparaissent dans les conduites de collecte, les stations de compression, les collecteurs de têtes de puits et les spreads de fracturation.

Vanne à boisseau FMC pour les opérations de consolidation de puits et de fracturation A voir pour les flux de gaz sales et la fracturation, avec une ouverture rapide et un faible couple, mais notez un couple de fonctionnement plus élevé que les vannes à bille. Voir le produit →

Les versions lubrifiées injectent du produit d'étanchéité pour maintenir le bouchon libre et étanche, tandis que les versions non lubrifiées reposent sur un revêtement ou sur une géométrie conique soignée. Attendez-vous à ce que le couple de fonctionnement soit plus élevé que sur un robinet à tournant sphérique et spécifiez l'actionneur en gardant cela à l'esprit.

Robinets à tournant sphérique : rapides, familiers et faciles à automatiser

Le robinet à tournant sphérique est le cousin rotatif que la plupart des gens imaginent en premier. Une sphère percée tourne contre deux sièges, offrant une fermeture étanche, un faible couple et un corps compact. Les conceptions à billes flottantes conviennent aux tailles plus petites, tandis que les billes montées sur tourillon supportent la charge dans des conduites de gaz plus grandes et à plus haute pression.

Les sièges souples scellent extrêmement bien sur le gaz propre et sec, mais ont des limites de température. Lorsque la sécurité incendie est importante, recherchez des conceptions testées et antistatiques. Les robinets à tournant sphérique s'automatisent également facilement, ce qui en fait un choix populaire pour les conduites de gaz télécommandées.

Vannes à soupape et à pointeau : là où le débit de gaz est régulé

Si le travail consiste à contrôler le débit plutôt que de simplement l’arrêter, une vanne à soupape est la réponse honnête. Le clapet se déplace perpendiculairement au siège, forçant le gaz à suivre un chemin profilé, de sorte que la vanne peut être réglée dans des positions intermédiaires sans se détruire.

Le coût est une véritable chute de pression, c'est pourquoi les vannes à soupape sont rarement utilisées comme dispositifs d'isolation sur les longs trajets de gaz. Les vannes à pointeau sont la version de petit calibre de la même idée, et elles sont omniprésentes dans les conduites de gaz d'instrument, d'échantillonnage et de jauge.

Clapets anti-retour et soupapes de décharge : des vannes qui agissent toutes seules

Toutes les vannes de gaz n'attendent pas un opérateur. Un clapet anti-retour s'ouvre avec un débit direct et se ferme au moment où le débit s'inverse, protégeant les compresseurs, les pompes et les compteurs du reflux. Les conceptions à balançoire, à levage, à double plaque et à piston sont toutes utilisées dans le service du gaz ; le choix se résume généralement à la rapidité avec laquelle le disque doit se fermer et à la chute de pression acceptable.

Les soupapes de décharge et de sécurité constituent la dernière ligne de défense. Les types à ressort et à commande pilote libèrent du gaz lorsque la pression dépasse un point de consigne, et sur les systèmes à gaz, ils méritent plus d'attention qu'ils n'en reçoivent souvent, car le gaz piégé ou dilaté thermiquement peut augmenter rapidement la pression.

Vannes papillon et à membrane : utiles au bon endroit

Les vannes papillon sont compactes, légères et peu coûteuses dans de grandes tailles, elles sont donc courantes sur les conduites de gaz public, de ventilation et d'installations basse pression. Ce ne sont pas des vannes de tête de puits ; le disque repose dans le trajet d'écoulement et le siège est facilement endommagé par un étranglement à grande vitesse.

Les vannes à membrane isolent le mécanisme du fluide grâce à une membrane flexible, adaptée aux gaz corrosifs, humides ou chargés de particules à des pressions et des températures modérées.

Comparaison des types courants de vannes à gaz

Comment choisir la bonne vanne de gaz

Dans notre propre boutique, quatre questions précèdent toute recommandation.

1. Quelle est la pression de service et quelle est la classification du corps exigée par la norme ?
2. Le devoir est-il un isolement, une régulation, un non-retour ou une protection ?
3. Qu'y a-t-il dans le gaz : sec, humide, acide, sableux, corrosif ?
4. La vanne sera-t-elle actionnée manuellement, par un actionneur, ou seulement rarement ?

Répondez à ces questions et la liste des modèles appropriés se réduit rapidement. À partir de là, la sélection des matériaux, les connexions d’extrémité et les exigences de test complètent le tableau. Si vous souhaitez voir comment une vanne passe du moulage au test de pression final, notre processus de fabrication La page montre les étapes que nous contrôlons en interne.

Notes de terrain : erreurs que nous constatons le plus souvent

1. Étranglement avec un robinet-vanne, puis blâmer la vanne pour les dommages au siège.
2. Dimensionner un clapet anti-retour pour le tuyau plutôt que pour le débit, donc le disque bavarde.
3. Ignorer le couple de l'actionneur sur les vannes à boisseau, en particulier par temps froid.
4. Choisir un siège souple pour des températures de gaz supérieures à sa valeur nominale.
5. Ignorer les tests de pression documentés avant l’installation.

Les types de vannes gaz ne sont pas vraiment une liste à mémoriser ; il s'agit d'un ensemble d'outils, chacun étant adapté à un devoir. Gardez l'isolation, la régulation, la protection contre le refoulement et la protection contre la surpression séparés dans votre réflexion, et la bonne vanne devient généralement évidente.

Si vous travaillez sur une spécification pour une tête de puits, un collecteur ou une ligne de fracturation et que vous souhaitez un deuxième avis, parlez-nous. Nous serons heureux d'examiner l'application avec vous et de vous suggérer ce qui vous convient, y compris les options dont vous n'avez peut-être pas réellement besoin.