석유 및 가스 생산의 복잡하고 높은 지분 환경에서 지하 저장소의 엄청난 힘을 제어하는 것이 가장 중요합니다. Wellhead에 설치된 중요한 구성 요소 중 초크 밸브 안전, 안정성 및 효율성을 보장하는 데 필수적인 역할을합니다.
주요 기능 : 제어 및 규제
핵심적으로 초크 밸브의 기능은 유속을 제어하고 우물에서 생성 된 유체의 압력을 줄이는 것입니다. 오일과 가스가 표면으로 가져 오면 저수지 압력이 매우 높습니다. 이러한 압력이 표면 생산 시설로 제한되지 않도록 허용하는 것은 안전하지 않고 운영상 비현실적입니다.
초크 밸브는 제한 오리피스 역할을하여 높은 웰 보어 압력과 표면 흐름 라인 및 분리기의 낮은 압력 사이의 압력 강하를 만듭니다. 이 통제 된 제한은 몇 가지 중요한 목적을 제공합니다.
-
흐름 규정 : 우물의 생산 속도를 관리하여 운영자는 복구를 극대화하고 규제 또는 저수지 관리 지침을 준수하는 최적의 수준에서 생산할 수 있습니다.
-
압력 제어 : 하류 표면 장비 (예 : 분리기 및 히터)가 완전 웰 헤드 압력에 노출되어 손상을 방지하고 안전한 작동 조건을 보장하는 것을 방지합니다.
-
흐르는 바닥 홀 압력 제어 : 표면의 압력을 제어함으로써 초크 밸브는 웰의 바닥의 압력을 간접적으로 조절합니다. 이것은 모래 생산 또는 물 원뿔과 같은 저수지 손상을 방지하는 데 중요합니다.
-
킥 및 블로우 아웃 방지 : 시추 또는 잘 제어 작업 중에 초크 밸브는 BOP (Blowout Preventer) 시스템의 중요한 구성 요소입니다. 표면 역압을 적용하여 예상치 못한 형성 유체 (킥) 유입을 안전하게 순환하는 데 사용됩니다.
Wellhead Choke 밸브의 주요 유형
초크 밸브는 주로 조정 방법에 따라 두 가지 유형으로 분류됩니다.
1. 양의 질식 (고정 초크)
-
디자인 : 이들은 고정 된 크기의 오리피스와 함께 조절할 수없는 질식입니다.
-
기능 : 일정한 미리 정해진 압력 강하 및 유량을 제공합니다.
-
적용 : 양성 초크는 일반적으로 일관된 유속이 필요한 안정적인 예측 가능한 우물 조건에서 사용됩니다. 그들은 단순하고 강력하며 저렴하지만 유연성이 부족합니다.
2. 조절 가능한 질식
-
설계 :이 밸브를 사용하면 운영자가 오리피스 크기를 변경하여 유량과 압력 강하를 조정할 수 있습니다. 두 가지 주요 디자인은 다음과 같습니다.
-
바늘과 좌석 : 테이퍼 딩 바늘이 좌석 안팎으로 움직여서 흐름 영역을 점차 변화시킵니다. 이 디자인은 정확한 제어를 허용합니다.
-
BEAN 및 CAGE : 천공 된 케이지에는 슬라이딩 슬리브 또는 플러그가있어 흐름 스트림에 다양한 숫자와 크기의 구멍을 노출시킵니다. 이 디자인은 종종 연마 재료로부터의 침식에 더 저항력이 있습니다.
-
-
응용 프로그램 : 조절 가능한 초크는 변동하는 압력, 우물 정리 작업 중 또는 능동 흐름 관리가 필요한 상황에 필수적입니다.
수동 초크 (핸드 휠에 의해 작동) 및 자동 초크 (유압 또는 전기 시스템으로 작동, 종종 디지털 제어 시스템과 통합)에 따라 추가 차이가 이루어질 수 있습니다.
우물 수명주기의 주요 응용 프로그램
초크 밸브는 우물의 다양한 단계에서 사용됩니다.
-
시추 : 킥을 관리하기위한 우물 제어 시스템의 일부로.
-
잘 완성 및 정리 : 초기 유량을 제어하는 데 사용되어 완료 유체를 안전하게 제거하고 표면 장비의 점진적인 압력을 가질 수 있습니다.
-
생산 : 일일 생산 흐름과 압력을 조절하는 주요 단계.
-
잘 테스트 : 유량을 정확하게 조작하여 생산성과 저수지 특성을 잘 측정하는 데 사용됩니다.
-
잘 자극 : 유압 파쇄 또는 기타 자극 처리 후 흐름을 제어합니다.
비판적 고려 사항 : 침식 및 재료
초크 밸브의 중대한 도전은 침식입니다. 종종 모래와 같은 연마 입자를 운반하는 유체의 높은 속도 흐름은 내부 구성 요소 (트림)를 빠르게 마모하여 초크의 성능을 변경하고 고장으로 이어질 수 있습니다. 따라서 재료 선택이 중요합니다. 초크 트림은 종종 서비스 수명을 극대화하기 위해 텅스텐 카바이드 또는 세라믹과 같은 고도로 침식 내성 재료로 만들어집니다. 바늘과 좌석 또는 케이지 앤 빔 디자인 사이의 선택은 또한 예상 모래 생산 및 침식 조건에 의해 영향을받습니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
Q : 초크 밸브와 제어 밸브의 차이점은 무엇입니까?
A : 컨트롤 흐름이 모두 있지만 초크 밸브는 심한 서비스, 고압 방울 및 잠재적으로 연마적인 다상 흐름 (오일, 가스, 물, 모래)을 위해 특별히 설계되었습니다. 주요 목적은 상당한 압력 감소를 만드는 것입니다. 제어 밸브는 일반적으로 초크 하류의 심각한 조건에서 더 미세하고 더 조절 된 유량 또는 압력 제어에 사용됩니다.
Q : 올바른 초크 크기는 어떻게 결정됩니까?
A : 초크 크기는 우물 매개 변수를 기반으로 한 엄격한 엔지니어링 계산을 통해 결정됩니다 : 흐름 웰 헤드 압력, 원하는 다운 스트림 압력, 유체 특성 (가스-오일 비율, 점도) 및 표적 유량. 생산 목표와 장비 무결성의 균형을 맞추는 것은 중요한 결정입니다.
Q : 닳은 초크 밸브의 징후는 무엇입니까?
A : 주요 지표에는 안정적인 흐름 또는 압력을 유지할 수 없음, 비정상적인 휘파람 또는 침식 소음, 저수지 행동에 기인 할 수없는 표면 장비 압력의 가시적 변화가 포함됩니다. 정기 검사 및 모니터링이 필요합니다.
Q : 우물을 닫지 않고 초크 밸브를 교체 할 수 있습니까?
A : 그렇습니다. 크리스마스 트리에 2 개의 마스터 밸브와 면봉 밸브가있는 더블 블록 및 블리드 (DBB) 매니 폴드를 사용하여. 이를 통해 하나의 초크 밸브를 분리하고, 억압하며, 우물이 2 차 초크를 통해 흐르는 동안 교체 할 수 있습니다.
Wellhead Choke 밸브는 단순한 제한 이상입니다. 탄화수소의 안전하고 효율적인 생산을 가능하게하는 기본 엔지니어링 보호 및 제어점입니다. 엄청난 저수지 압력을 관리하는 것부터 유량 최적화에 이르기까지 그 기능은 우물의 수명 동안 중요합니다. 석유 및 가스 산업 전역의 전문가에게는 유형, 응용 프로그램 및 엔지니어링 원칙을 이해하는 것이 필수적입니다.
