Valvola dell'involucro

L’industria del petrolio e del gas è la pietra angolare del moderno mercato energetico, consumando milioni di litri di carburante ogni anno. Questo articolo approfondirà le valvole dell'involucro. Esamineremo le applicazioni, le funzioni di base e le principali aree di utilizzo industriale delle valvole con involucro per assistere i progettisti nel determinare se una valvola con involucro soddisfa i loro requisiti ingegneristici.

Cos'è una valvola sull'involucro?

Figura 1: assemblaggio della testa pozzo

Qui vengono utilizzate valvole a corpo multiplo, sia fuori terra che sotterranee.

Una valvola dell'involucro, nota anche come dispositivo di prevenzione dello scoppio, valvola di controllo dell'involucro, ecc., è una valvola utilizzata per accedere all'involucro del pozzo. In poche parole, un involucro è una "cannuccia" attraverso la quale i prodotti (liquidi o gassosi) vengono "aspirati" dalla terra. Questi involucri sono telescopici, cioè sono costituiti da diversi tubi con diametro progressivamente decrescente che si incastrano l'uno nell'altro come un telescopio man mano che raggiungono profondità più profonde. Impediscono il collasso e sigillano le formazioni indesiderate all'interno del pozzo. La valvola dell'involucro fa parte del gruppo della testa del pozzo, situato appena sopra il punto in cui inizia l'involucro del pozzo petrolifero. Le valvole dell'involucro forniscono l'accesso allo spazio tra questi tubi telescopici (chiamato anche spazio anulare) e impediscono materiali indesiderati e/o movimenti tra gli involucri. Questi spazi anulari sono spesso riempiti di cemento per rinforzare il pozzo e, a seconda del progetto, le valvole dell'involucro possono essere utilizzate per pompare calcestruzzo o scaricare i materiali in eccesso. Forniscono una riduzione della pressione e altre misure di sicurezza e sono un componente cruciale delle applicazioni petrolifere e di altre trivellazioni.

Come funziona una valvola sull'involucro?

Figura 2: diagramma semplificato di una tipica valvola dell'involucro

Nota: esistono ulteriori tipi/metodi di valvole dell'involucro.

La funzione delle valvole sull'involucro dipende dal produttore e dall'applicazione specifica, ma in genere comporta l'interazione con lo spazio anulare. Vengono utilizzati anche per ridurre o chiudere il diametro della tubazione che trasporta prodotti per diminuirne la pressione (ricordate che quando l'area del flusso diminuisce, la velocità aumenta e la pressione diminuisce, proprio come mettere un pollice su un tubo da giardino). La Figura 2 mostra come è possibile utilizzare un gruppo pistone di base per spingere il fluido fuori dallo spazio dell'involucro e dirigerlo verso la superficie. Questi pistoni possono anche connettersi a un dispositivo anulare per sigillare l'involucro, impedendo l'ingresso di idrocarburi pericolosi nel pozzo (in questo caso, la valvola dell'involucro è nota come Blowout Preventer o BOP). In altre applicazioni, la valvola dell'involucro fornisce semplicemente l'accesso allo spazio tra gli involucri, utile per applicazioni specifiche. Vengono utilizzati anche per scaricare la pressione differenziale, poiché possono resistere all'alta pressione e alle alte temperature.

Specifiche

Per specificare una valvola con involucro è necessario comprendere non solo il sistema a cui appartiene la valvola con involucro, ma anche le normative, le misure di sicurezza e altre considerazioni per l'area in cui viene utilizzata. Questa sezione delineerà brevemente le specifiche di base per le valvole dell'involucro, ma tieni presente che queste specifiche dovrebbero essere discusse con esperti di perforazione, produttori di pozzi esperti e/o fornitori a contratto. Le valvole dell'involucro fanno parte di un sistema più ampio, quindi le loro specifiche dipendono fortemente da quel sistema.

Tipo di valvola

A seconda dell'applicazione, potrebbe essere necessario impostare un involucro della valvola unico. Assicurati di comprendere la funzione prevista del corpo della valvola, come dovrebbe essere utilizzata in modo responsabile e qualsiasi funzione aggiuntiva che dovrebbe svolgere. Il tipo di valvola selezionato dovrebbe essere esaminato congiuntamente dai progettisti e dai fornitori del pozzo per scegliere il modello corretto.

Tipo di attuatore

Assicurati di selezionare l'attuatore corretto per la tua valvola dell'involucro; ciò dipende in gran parte dalla testa del pozzo, dall'uso previsto e da altri fattori. Questa scelta può variare da qualcosa di semplice come una manopola manuale a un sistema di azionamento elettronico più complesso: qualunque cosa sia richiesta, assicurati che sia inclusa nella scheda tecnica.

Dimensioni della tubazione pressione nominale

I pozzi in genere utilizzano condutture più grandi e alta pressione, con conseguenti portate più elevate. Specificando la dimensione stimata della tubazione e l'intervallo di pressione corretto per la valvola dell'involucro selezionata, assicurarsi che la valvola possa gestire tali dimensioni e pressioni.

Materiali caratteristiche di sicurezza

I pozzi interagiscono con idrocarburi, sostanze chimiche, sedimenti e gas che possono erodere le apparecchiature nel tempo; le valvole sono particolarmente sensibili poiché interagiscono frequentemente con i fluidi di processo e sono comuni punti di guasto. Assicurarsi che l'involucro della valvola specificato sia realizzato con materiali in grado di resistere a esposizioni ripetute. Inoltre, adottare misure di sicurezza per evitare guasti catastrofici in caso di malfunzionamento della valvola dell'involucro. Se gestite in modo inadeguato, le operazioni di perforazione possono rapidamente trasformarsi in disastri ambientali e/o finanziari, quindi è essenziale specificare che ciascun componente (comprese le valvole dell'involucro) rispetti i più elevati standard di sicurezza.

Applicazione

Come accennato, le valvole del rivestimento sono componenti integrali della testa pozzo e rappresentano un componente primario nella maggior parte delle operazioni di perforazione. Le valvole degli involucri interagiscono con lo spazio anulare tra gli involucri, rendendoli punti di accesso per la cementazione, la lubrificazione e le misure di sicurezza che altrimenti non potrebbero essere eseguite. Le valvole con involucro hanno numerosi usi nel campo della perforazione, ma l'elenco seguente evidenzia le loro applicazioni più comuni.

Notevoli applicazioni delle valvole sull'involucro includono:

Applicazioni del gas naturale

Pozzi onshore, impianti offshore e pozzi sottomarini

Sistemi di sicurezza per applicazioni di perforazione su larga scala

Sistemi di prevenzione dello scoppio (BOP).

E altro ancora

Oltre ai sistemi di cui sopra, Cowinns è uno dei Fornitore di valvole a sfera C63200, e possiamo progettare e produrre valvole in bronzo al nichel-alluminio per applicazioni con acqua di mare.