Van một chiều cho giếng là loại van một chiều có chức năng tự động ngăn chất lỏng chảy ngược khi bơm dừng. Nó được lắp đặt ở đầu giếng, gần máy bơm hoặc trong dây chuyền sản xuất để bảo vệ máy bơm, vỏ và hệ thống khỏi hư hỏng do dòng chảy ngược. Quyết định quan trọng nhất không phải là có nên sử dụng hay không mà là đặt nó ở đâu và loại, vật liệu và mức áp suất nào phù hợp với điều kiện sống của bạn.
Van một chiều cho giếng là gì?
Van một chiều cho giếng là loại cửa một chiều cơ học mở theo hướng sản xuất và đóng lại ngay khi dòng chảy đảo chiều. Trong giếng nước, nó giữ cho ống nhỏ giọt luôn đầy để máy bơm không cần phải mồi lại sau mỗi chu kỳ. Trong giếng dầu hoặc khí đốt, nó ngăn không cho chất lỏng và khí được tạo ra chảy ngược vào bể chứa hoặc giếng khi tắt thiết bị trên bề mặt.
Hầu hết các van kiểm tra giếng đều thuộc hai nhóm vận hành: thiết kế đĩa đóng trọng lực và thiết kế cổng hỗ trợ lò xo. Van hỗ trợ lò xo hoạt động theo mọi hướng và được ưa chuộng hơn cho các hệ thống đầu giếng ngang.
Tại sao van kiểm tra giếng lại quan trọng
Nguyên nhân đầu tiên rất đơn giản: không có van một chiều, cột chất lỏng sẽ chảy ngược trở lại mỗi khi máy bơm dừng. Điều đó tạo ra chân không, cho phép máy bơm quay ngược và cho phép cát và mảnh vụn lắng xuống xung quanh đầu hút của máy bơm.
- Xoay ngược có thể làm hỏng động cơ hoặc khớp nối máy bơm.
- Cột thoát nước làm cho máy bơm bị mất mồi và chạy cạn.
- Cát và mảnh vụn rơi trở lại vào máy bơm, gây hao mòn trong lần khởi động lại đầu tiên.
- Nước bề mặt bị ô nhiễm có thể xâm nhập vào vòng giếng.
- Khởi động lại cột trống sẽ tạo ra búa nước và áp suất tăng vọt.
Để hiểu rộng hơn về vị trí áp dụng van một chiều bên ngoài giếng khoan, hãy xem bài viết của chúng tôi về ứng dụng van một chiều trong các ngành công nghiệp .
Các loại van kiểm tra phổ biến cho giếng
Các thiết kế phổ biến nhất cho dịch vụ giếng khoan là van xoay, van nâng, van phi tiêu, van chặn và van kiểm tra đầu vào. Đối với hầu hết các giếng sản xuất, van xoay và van phi tiêu mang lại hiệu suất giảm áp suất thấp tốt nhất; van nâng phù hợp hơn với hệ thống áp suất cao, dòng chảy thấp.
Van kiểm tra xoay
Van một chiều dạng xoay sử dụng một đĩa bản lề mở ra theo dòng chảy thuận và đóng lại bằng trọng lực và dòng chảy ngược. Đường dẫn dòng chảy lớn của nó giúp giảm áp suất ở mức thấp, điều này rất có giá trị trên dây chuyền sản xuất dòng chảy cao và hệ thống dòng chảy ngược đầu giếng.
Van một chiều kiểu xoay cho dây chuyền sản xuất dòng chảy cao Van một chiều xoay này mở ra với dòng chảy thuận và đóng lại bằng trọng lực và dòng chảy ngược, tạo ra đường dẫn dòng chảy lớn với mức giảm áp suất thấp. Nó phù hợp với dây chuyền sản xuất dòng chảy cao và hệ thống dòng chảy ngược đầu giếng nơi dòng chảy hiệu quả là rất quan trọng. Xem sản phẩm → Van kiểm tra thang máy
Van một chiều nâng có một đĩa hoặc pít-tông di chuyển theo phương thẳng đứng khỏi ghế. Nó nhỏ gọn hơn, cung cấp khả năng ngắt chặt chẽ hơn và xử lý xếp hạng áp suất cao hơn, khiến nó trở thành lựa chọn tốt cho đường ống xả của máy bơm và giếng phun.
Van kiểm tra thang máy for Pump Discharge and Injection Wells Với đĩa hoặc pít-tông chuyển động theo chiều dọc, van một chiều nâng này có thiết kế nhỏ gọn, ngắt chặt hơn và khả năng áp suất cao hơn. Nó rất phù hợp cho các đường ống xả của máy bơm và các ứng dụng giếng phun yêu cầu độ kín đáng tin cậy. Xem sản phẩm → Van kiểm tra phi tiêu
Van một chiều phi tiêu sử dụng một nắp đóng hình phi tiêu nằm trên một ghế hình nón. Thiết kế này được sử dụng rộng rãi trong các hoạt động khoan và dịch vụ giếng, nơi các công cụ hoặc mảnh vụn có thể đi qua dây trong khi van vẫn cần bịt kín chống lại dòng chảy ngược.
Van kiểm tra phi tiêu for Drilling and Well Service Operations Sử dụng một nút đóng hình phi tiêu bịt kín trong ghế hình nón, van một chiều này cho phép các dụng cụ hoặc mảnh vụn đi qua trong khi vẫn duy trì một lớp bịt kín chống lại dòng chảy ngược. Nó được sử dụng rộng rãi trong các hoạt động khoan và dịch vụ giếng. Xem sản phẩm → Bảng dưới đây tóm tắt cách so sánh các loại chính trong cơ chế đóng và ứng dụng giếng điển hình.
| loại | Cơ chế đóng | Ứng dụng giếng điển hình |
|---|---|---|
| đu | Đĩa bản lề | Đầu giếng dòng chảy cao, dây chuyền sản xuất |
| Thang máy | Đĩa dọc hoặc piston | Xả bơm cao áp |
| phi tiêu | phi tiêu-and-cone seat | Dây khoan, dụng cụ sửa chữa giếng khoan |
| cái mỏ | Vạt lò xo | Lắp đặt máy bơm nhỏ gọn |
| Mục nhập hàng đầu | Ghế có thể thay thế thông qua nắp trên | Giếng cần bảo trì nội tuyến nhanh chóng |
Cách chọn van một chiều cho giếng
Chọn van một chiều bằng cách trước tiên xác định áp suất đóng tối đa, tốc độ dòng chảy và độ ăn mòn của chất lỏng; chỉ sau đó mới nhìn vào kích thước vật lý và loại kết nối. Một van quá lớn đối với dòng chảy sẽ rung, trong khi một van quá nhỏ sẽ gây ra tổn thất áp suất quá mức.
- Xác định xem van sẽ ở đầu giếng, lỗ thoát nước hay trên cửa xả của máy bơm.
- Xác nhận rằng mức áp suất bao gồm áp suất đóng hoặc áp suất tăng cao nhất, không chỉ áp suất bơm thông thường.
- Yêu cầu áp suất nứt phù hợp với hệ thống của bạn: thấp hơn đối với giếng thoát trọng lực, cao hơn đối với các ứng dụng nâng áp suất cao.
- Kiểm tra kết nối cuối: ren, mặt bích hoặc hàn để phù hợp với thiết bị đầu giếng của bạn.
- Chọn vật liệu ghế và thân xe có khả năng chống lại cát, cặn, H2S hoặc parafin.
| Yếu tố | Những gì cần xác minh | Tại sao nó quan trọng |
|---|---|---|
| Độ sâu giếng | Mức tĩnh và độ sâu cài đặt của máy bơm | Xác định xem cần có van hạ cấp hay van bề mặt |
| Áp lực | Áp suất đóng tối đa và đột biến thoáng qua | Ngăn ngừa hư hỏng thân xe hoặc ghế ngồi |
| Nhiệt độ | Phạm vi nhiệt độ chất lỏng | Ảnh hưởng đến tuổi thọ của con dấu và chất đàn hồi |
| Tốc độ dòng chảy | Lưu lượng bình thường và cao điểm | Kiểm soát kích thước van và giảm áp suất |
| Loại chất lỏng | Nước ngọt hoặc nước mặn, nước thô, khí, H2S | Ra lệnh lựa chọn vật liệu và trang trí |
| Truy cập dịch vụ | Tần suất can thiệp giếng | Xác định nhu cầu về thiết kế đầu vào hoặc mặt bích |
Khi mua giếng dầu và khí đốt, hãy ưu tiên nhà sản xuất có chứng chỉ API và có thể cung cấp hồ sơ kiểm tra áp suất và truy xuất nguồn gốc vật liệu. Bạn có thể xem lại của chúng tôi Hệ thống chất lượng và chứng chỉ liên quan đến API trước khi đặt hàng.
Vị trí lắp đặt: Đầu giếng hay lỗ hạ lưu?
Vị trí kiểm soát lượng cột chất lỏng được bảo vệ. Câu trả lời về mặt kỹ thuật thực tế là lắp đặt một van kiểm tra càng gần cửa xả của máy bơm càng tốt và thêm một van kiểm tra thứ hai ở đầu giếng nếu giếng sản xuất khí hoặc dùng chung với thiết bị phun.
- Đối với giếng bơm chìm, hãy đặt van một chiều ngay phía trên máy bơm để cột xả luôn đầy.
- Đối với máy bơm bề mặt trên giếng cạn, hãy đặt van một chiều trên đường xả của máy bơm, trước van cách ly đầu tiên.
- Đối với giếng có đầu cao, sử dụng hai van một chiều để tránh cột chất lỏng dài không được đỡ và giảm búa nước.
- Giếng phun phải có van một chiều ở đầu giếng để ngăn chất lỏng ở vỉa chảy ngược vào đường phun.
Một thử nghiệm giếng đơn giản với máy đo chân không có thể cho biết liệu van một chiều bị thiếu hoặc rò rỉ có phải là nguyên nhân khiến máy bơm bị mất mồi hay không.
Cân nhắc về áp suất, nhiệt độ và vật liệu
Thân van, mặt tựa và vòng đệm phải phù hợp với áp suất làm việc tối đa và độ ăn mòn hóa học của chất lỏng giếng. Thép carbon là lựa chọn tiêu chuẩn cho hầu hết các đầu giếng dầu, trong khi thép không gỉ hoặc song công được chỉ định cho H2S và nước có hàm lượng clorua cao. Đồng thau thường được giới hạn ở các giếng nước sinh hoạt nhỏ.
| Chất liệu | Áp lực range | Khuyến nghị sử dụng |
|---|---|---|
| Thép cacbon | 2.000–10.000 psi | Đầu giếng dầu khí tiêu chuẩn và dòng chảy ngược |
| Thép không gỉ | 2.000–10.000 psi | Nước chua, H2S, nước muối ăn mòn |
| Đồng thau | Lên tới 1.000 psi | Giếng nước nhỏ, áp suất thấp |
| Thép không gỉ song công | 5.000–15.000 psi | Dịch vụ ngoài khơi, hàm lượng clorua cao, áp suất cao |
Luôn xác nhận mức áp suất của ghế và lò xo, không chỉ thân xe. Ghế đàn hồi hoạt động tốt trong chất lỏng sạch; ghế kim loại với kim loại được ưu tiên cho dịch vụ nhiệt độ cao hoặc mài mòn.
Các vấn đề thường gặp và bảo trì
Hầu hết các lỗi van kiểm tra giếng đều xuất hiện dưới dạng rò rỉ chậm, âm thanh lạch cạch hoặc máy bơm liên tục mất nguyên tố. Nhiệm vụ đầu tiên là xác nhận rằng van được lắp đặt đúng hướng và ở độ cao chính xác.
- Rò rỉ: làm sạch hoặc thay thế ghế và đĩa; kiểm tra các mảnh vụn hoặc cặn bám trên bề mặt bịt kín.
- Tiếng kêu: van quá khổ hoặc áp suất nứt quá thấp đối với hệ thống.
- Dính: do cặn, parafin hoặc tích tụ cát; kiểm tra các bộ phận chuyển động trong quá trình bảo dưỡng giếng định kỳ.
- Búa nước: lắp lò xo có áp suất nứt thấp hơn và kiểm tra tốc độ quay của bơm.
Kiểm tra van kiểm tra mỗi lần kéo máy bơm để bảo trì. Giữ một bộ dụng cụ sửa chữa có vòng chữ O và lò xo cuộn để có thể sửa lại van bị mòn mà không cần phải lắp ráp mới.
Câu hỏi thường gặp
Có phải mọi giếng đều cần một van kiểm tra?
Không phải mọi lắp đặt đều yêu cầu một cái, nhưng bất kỳ giếng nào có máy bơm nâng cột nước từ độ sâu đều phải có van một chiều để giữ cho cột được mồi và ngăn nước quay ngược.
Nên đặt van một chiều ở đỉnh hay đáy giếng?
Đối với máy bơm chìm, hãy đặt nó ngay phía trên máy bơm. Đối với giếng bơm bề mặt, đặt nó trên đường xả gần đầu giếng. Van thứ hai có thể được lắp thêm ở đầu giếng khi khí hoặc dịch vụ phun tạo ra rủi ro dòng chảy ngược.
Tôi cần van kiểm tra kích thước nào?
Kích thước theo tốc độ dòng chảy chứ không phải theo đường kính ống. Đối với giếng nước, giữ vận tốc dưới 7 ft/s để tránh ma sát quá mức. Đối với giếng dầu tốc độ cao, van phải phù hợp với kích thước ống sản xuất và cấp áp suất.
Bao lâu thì nên thay van kiểm tra giếng?
Không có khoảng thời gian cố định; kiểm tra hàng năm hoặc bất cứ khi nào máy bơm được kéo. Thay thế vòng đệm và chỗ ngồi ngay lập tức nếu kiểm tra rò rỉ cho thấy van không thể giữ áp suất theo hướng ngược lại.
Lời khuyên mua hàng cuối cùng
Bắt đầu với dữ liệu giếng, không phải danh mục phụ tùng. Ghi lại độ sâu, kích thước vỏ hoặc ống, áp suất xả của bơm và phân tích mẫu chất lỏng. So sánh thông tin đó với loại áp suất, tiêu chuẩn kết nối và vật liệu mặt tựa của van một chiều. Một khoản phụ phí nhỏ cho thiết kế thân thiện với dịch vụ, tuân thủ API là biện pháp bảo vệ rẻ nhất mà bạn có thể thêm vào giếng sản xuất.
