API 6A e além: Entendendo os padrões para seleção de válvulas de campo petrolífero

No campo do desenvolvimento de petróleo e gás de alta pressão, as válvulas, como equipamentos-chave para controlar a entrega de fluidos e garantir a segurança do sistema, devem ter confiabilidade e adaptabilidade extremamente alta. Devido às condições adversas de alta pressão, alta temperatura e gases altamente corrosivos (como co₂, h₂s) comumente encontrados nas condições de trabalho do campo de petróleo, padrões extremamente altos são definidos para o design e o desempenho da válvula.
O padrão API 6A formulado pelo American Petroleum Institute (API) é a especificação de equipamentos da cabeça de poço amplamente seguida na indústria de petróleo e gás, fornecendo uma base básica para a seleção e o design das válvulas.

1. O que é API 6A?

API 6A é a abreviação de "Especificação para o equipamento de poço e árvore de Natal". É um dos padrões técnicos formulados pela API (American Petroleum Institute). É especificamente para equipamentos de cabeça de poço e poço de petróleo, incluindo os requisitos de projeto, fabricação, teste e material de vários Válvula de campo de petróleo de alta pressão (como válvulas de portão, válvulas de verificação, válvulas de aceleração, etc.).

O objetivo deste padrão é garantir a confiabilidade, a segurança e a intercambiabilidade do equipamento em ambientes de alta pressão e alto risco. Ele abrange uma variedade de condições de trabalho, desde poços de terra convencionais até poços de águas profundas de alta pressão e fornece um padrão técnico unificado para equipamentos de campo petrolífero, para que fabricantes e usuários tenham uma linha de base comum e de desempenho.

2. Explicação detalhada dos parâmetros -chave da API 6A

PSL (nível de especificação do produto) Nível de especificação do produto

PSL 1: Requisitos mínimos, adequados para ambientes de baixo risco.

PSL 2–4: Inspeção de material, testes não destrutivos (NDE), requisitos de soldagem e rastreabilidade de registros são adicionados gradualmente. O PSL 4 é o nível mais alto e é frequentemente usado em ambientes extremos (como áreas de fundo de mar e enxofre).

Classe de material
Indica para que tipo de mídia corrosiva o material usado no equipamento é adequado, por exemplo:
AA/N: ambiente não corrosivo
BB/CC: Adequado para um ambiente moderadamente corrosivo
HH: Adequado para um ambiente altamente corrosivo contendo H₂s (deve atender a Nace MR0175)
Classificação de temperatura
As classificações de temperatura comum incluem:
L (-46 ° C ~ 121 ° C)
U (-18 ° C ~ 121 ° C)
X (-46 ° C ~ 250 ° C)
Classificações especiais também podem se adaptar a -75 ° C ou até 350 ° C ambientes
Classificação de pressão e tamanho de trabalho
API 6A define níveis de pressão: 2.000 psi, 3.000 psi, 5.000 psi, 10.000 psi, 15.000 psi e até 20.000 psi
O tamanho da válvula e a estrutura de conexão do flange sob cada nível de pressão são estritamente regulamentados para garantir a compatibilidade do sistema

3. Por que a API 6A não é suficiente? - O que "além" significa?
Embora a API 6A seja o padrão básico da indústria, em aplicações reais de campos petrolíferos, muitos cenários apresentam requisitos mais altos para válvulas:
Desempenho aprimorado em condições de trabalho complexas
Mar profundo, gás de xisto, poços de gás ácido e outras ocasiões têm requisitos mais altos para resistência à pressão da válvula, vedação e resistência à corrosão
API 6A não cobre todos os casos extremos, como o método de teste de desempenho de vedação sob condições de HPHT (alta pressão e alta temperatura)
Design personalizado
Os clientes podem exigir:
Função rápida de abertura e fechamento (como integração hidráulica/atuadora pneumática)
Sistema de vedação redundante
Sensor incorporado para monitoramento online
Aplicação de novos materiais
Por exemplo:
Ligas resistentes à corrosão, como Inconel 625, Monel, Super Duplex
Revestimento de cerâmica e revestimento de carboneto de tungstênio melhoram a resistência ao desgaste
Esses materiais avançados não são especificados um por um na API 6A
Referências a padrões auxiliares
API 6D: Padrão para válvulas para transporte de tubulação
NACE MR0175/ISO 15156: Requisitos para proteção contra corrosão por tensão de sulfeto
ISO 10423: Padrão Internacional de Equipamentos de Chefe de Welra

4. Como basear-se na API 6A Selecione a válvula de campo de óleo de alta pressão certa?
Etapa 1: Identifique o ambiente operacional
Incluindo composição média (conteúdo co₂/h₂s), temperatura, pressão, se há areia ou impurezas sólidas, etc.
Etapa 2: confirme o nível padrão
Determine a PSL necessária, grau de material, grau de temperatura etc. De acordo com os requisitos de país/cliente do projeto
Etapa 3: Confirme requisitos de desempenho adicionais
Se são necessárias proteção contra incêndio (segurança de incêndio), vedação bidirecional, abertura e fechamento rápido, manutenção on-line e outras funções
Etapa 4: Selecione Fornecedores com qualificações e casos
Escolha fabricantes de válvulas com certificação API 6A e rica experiência de aplicação histórica para reduzir os riscos

5. Tendências futuras: Como o padrão evoluirá?
Necessidades de proteção ambiental e baixa de carbono
A organização da API está revisando alguns padrões para atender aos requisitos de gerenciamento de emissões, como válvulas de vazamento zero
Automação e inteligência
As válvulas serão equipadas com mais controladores remotos e sensores de monitoramento de condições
A função de gravação de dados pode se tornar um dos novos requisitos dos futuros padrões da API
Refinamento padrão especial de HPHT
Os procedimentos de verificação do projeto para os poços de alta temperatura e alta pressão estão sendo gradualmente padronizados, como aqueles cobertos em recomendações técnicas da API 17TR8