Vanne de boîtier

L’industrie pétrolière et gazière constitue la pierre angulaire du marché énergétique moderne, consommant des millions de gallons de carburant chaque année. Cet article approfondira les vannes de boîtier. Nous examinerons les Applications, les fonctions de base et les principaux domaines d'utilisation industrielle des vannes à boîtier pour aider les concepteurs à déterminer si une vanne à boîtier répond à leurs exigences techniques.

Qu'est-ce qu'une vanne de boîtier ?

Figure 1 : Assemblage de la tête de puits

Plusieurs vannes de boîtier sont utilisées ici, à la fois en surface et sous terre.

Une vanne de tubage, également connue sous le nom d'obturateur d'éruption, de vanne de régulation de boîtier, etc., est une vanne utilisée pour accéder au tubage du puits. En termes simples, une enveloppe est une « paille » à travers laquelle les produits (liquides ou gazeux) sont « aspirés » de la terre. Ces boîtiers sont télescopiques, c'est-à-dire qu'ils sont constitués de plusieurs tubes de diamètres progressivement décroissants qui s'emboîtent les uns dans les autres comme un télescope à mesure qu'ils atteignent des profondeurs plus profondes. Ils empêchent l’effondrement et scellent les formations indésirables à l’intérieur du puits. La vanne de tubage fait partie de l’ensemble tête de puits, située juste au-dessus du début du tubage du puits de pétrole. Les valves de boîtier donnent accès à l'espace entre ces tubes télescopiques (également appelé espace annulaire) et empêchent les matériaux indésirables et/ou les mouvements entre les boîtiers. Ces espaces annulaires sont souvent remplis de béton pour renforcer le puits et, selon la conception, des vannes de tubage peuvent être utilisées pour pomper le béton ou évacuer les matériaux en excès. Ils assurent la décompression et d'autres mesures de sécurité et constituent un élément crucial des applications pétrolières et autres applications de forage.

Comment fonctionne une vanne de boîtier ?

Figure 2 : Schéma simplifié d'une vanne de boîtier typique

Remarque : Il existe d'autres types/méthodes de vannes de boîtier.

La fonction des vannes de boîtier dépend du fabricant et de l'application spécifique, mais implique généralement une interaction avec l'espace annulaire. Ils sont également utilisés pour réduire ou fermer le diamètre du pipeline transportant des produits afin de diminuer sa pression (rappelez-vous que lorsque la surface d'écoulement diminue, la vitesse augmente et la pression diminue, un peu comme si on mettait le pouce sur un tuyau d'arrosage). La figure 2 montre comment un ensemble de piston de base peut être utilisé pour pousser le fluide hors de l'espace du boîtier et le diriger vers la surface. Ces pistons peuvent également se connecter à un dispositif annulaire pour sceller le boîtier, empêchant ainsi les hydrocarbures dangereux de pénétrer dans le puits de forage (dans ce cas, la vanne du boîtier est connue sous le nom de Blowout Preventer ou BOP). Dans d'autres applications, la vanne de boîtier donne simplement accès à l'espace entre les boîtiers, ce qui est utile pour des applications spécifiques. Ils sont également utilisés pour soulager la pression différentielle, car ils peuvent résister à des pressions et des températures élevées.

Caractéristiques

La spécification d'une vanne de boîtier nécessite non seulement de comprendre le système auquel appartient la vanne de boîtier, mais également les réglementations, les mesures de sécurité et d'autres considérations relatives au domaine dans lequel elle est utilisée. Cette section décrit brièvement les spécifications de base des vannes de tubage, mais notez que ces spécifications doivent être discutées avec des experts en forage, des fabricants de puits expérimentés et/ou des fournisseurs sous contrat. Les vannes de boîtier font partie d'un système plus vaste, leurs spécifications dépendent donc fortement de ce système.

Type de vanne

En fonction de votre application, vous devrez peut-être configurer une vanne de boîtier unique. Assurez-vous de bien comprendre la fonction attendue de la vanne de boîtier, comment elle doit être utilisée de manière responsable et toutes les fonctions supplémentaires qu'elle doit remplir. Le type de vanne sélectionné doit être examiné conjointement par les concepteurs de puits et les fournisseurs afin de choisir le modèle correct.

Type d'actionneur

Assurez-vous de sélectionner le bon actionneur pour votre vanne de boîtier ; cela dépend en grande partie de la tête de puits, de l'utilisation prévue et d'autres facteurs. Ce choix peut aller de quelque chose d'aussi simple qu'un bouton manuel à un système de commande électronique plus complexe. Quel que soit le besoin, assurez-vous qu'il est inclus dans la fiche technique.

Taille du pipeline pression nominale

Les puits utilisent généralement des pipelines plus grands et une pression élevée, ce qui entraîne des débits plus élevés. En spécifiant la taille estimée du pipeline et la plage de pression correcte pour la vanne de boîtier sélectionnée, assurez-vous que la vanne peut gérer ces dimensions et pressions.

Matériaux caractéristiques de sécurité

Les puits interagissent avec des hydrocarbures, des produits chimiques, des sédiments et des gaz qui peuvent éroder les équipements au fil du temps ; les vannes sont particulièrement sensibles car elles interagissent fréquemment avec les fluides de procédé et constituent des points de défaillance courants. Assurez-vous que la vanne de boîtier spécifiée est fabriquée à partir de matériaux capables de résister à une exposition répétée. De plus, prenez des mesures de sécurité pour éviter une panne catastrophique en cas de dysfonctionnement de la vanne du boîtier. Si elles sont mal gérées, les opérations de forage peuvent rapidement se transformer en désastres environnementaux et/ou financiers. Il est donc essentiel de spécifier chaque composant (y compris les vannes de tubage) selon les normes de sécurité les plus élevées.

Application

Comme mentionné, les vannes de tubage font partie intégrante de la tête de puits et constituent un composant principal dans la plupart des opérations de forage. Les vannes de tubage interagissent avec l'espace annulaire entre les tubages, ce qui en fait des points d'accès pour la cimentation, la lubrification et les mesures de sécurité qui autrement ne pourraient pas être réalisées. Les vannes de tubage ont de nombreuses utilisations dans le domaine du forage, mais la liste ci-dessous met en évidence leurs applications les plus courantes.

Les applications notables des vannes de boîtier comprennent :

Applications du gaz naturel

Puits terrestres, plates-formes offshore et puits sous-marins

Systèmes de sécurité pour les applications de forage à grande échelle

Systèmes anti-éruption (BOP)

Et plus

Outre les systèmes ci-dessus, Cowinns est l'un des Fournisseur de robinet à tournant sphérique C63200, et nous pouvons concevoir et fabriquer des vannes en bronze nickel-aluminium pour les applications d'eau de mer.