La aplicación de las válvulas de bola DBB a plataformas petroleras marinas

Resumen: Dado que las plataformas marinas tienen requisitos estrictos en términos de espacio, calidad y seguridad, surgió un nuevo tipo de válvula DBB integrada. El principio de sellado y forma estructural de Se exponen, y se analizan en detalle sus ventajas de aplicación en plataformas offshore. Tomando como ejemplo una plataforma en el Mar Meridional de China, el uso de válvulas DBB en la plataforma en alta mar reduce el peso en 63 toneladas y el espacio en un 10%. En términos de seguridad, el sellado es mejor debido a la reducción de los puntos de fugas.

1. Descripción general
En la ingeniería offshore, hay estrictas restricciones en el espacio y la calidad debido a la diferencia en el diseño de equipos entre las plataformas offshore y los proyectos de petróleo y gas en tierra. Por lo tanto, bajo la premisa de garantizar el rendimiento completo y la fiabilidad del equipo, reducir el peso y el volumen puede reducir en gran medida el costo y la dificultad de la construcción de la plataforma en alta mar. El surgimiento de la válvula de bola integrada DBB está en línea con este concepto.

2. Principio de sellado de la válvula de bola DBB
Las válvulas de bola DBB adoptan una estructura de doble bola de un solo cuerpo, que integra un dispositivo de combinación de válvulas de estructura tradicional en una válvula. Esta estructura no solo reduce en gran medida el espacio general y la calidad de la válvula, sino que tampoco reduce la función. La Figura 1 es un dispositivo de combinación de válvulas tradicionales, y la Figura 2 es una válvula DBB típica.

 
Figura 1 Dispositivos convencionales de combinación de válvulas


Figura 2 Válvulas DBB típicas

Las válvulas de bola DBB consisten en 2 bolas y 4 asientos de válvulas. Cuando las dos bolas se cierran al mismo tiempo, después de que las aguas arriba y aguas abajo se someten a la presión media, la fuerza del pistón generada por el efecto del pistón causado por la diferencia de área hace que el anillo de sellado se deforme elásticamente y la superficie de sellado se adhiera estrechamente a la superficie de la esfera, generando la fuerza de sellado, haciendo que la bola de la válvula y el asiento de la válvula se presionen firmemente, y lograr el efecto de sellado. Dado que hay dos asientos de válvulas aguas arriba y aguas abajo, se puede lograr el doble efecto de sellado, como se muestra en la Figura 3. El medio residual en la cavidad de la válvula puede descargarse a través de la válvula de alivio del dispositivo externo del cuerpo de la válvula. Las 2 bolas también se pueden cerrar por separado, lo que es equivalente a una válvula de bola común y tiene un efecto de sellado, como se muestra en la Figura 4 y la Figura 5. En el proceso de uso real, si el sellado de una bola falla, la otra bola aún puede desempeñar un efecto de sellado para garantizar el funcionamiento normal de la tubería.


Figura 3 Alivio de presión después del cierre de la válvula doble


Figura 4 Alivio de la presión después del cierre de la válvula derecha


Figura 5 Alivio de presión después del cierre de la válvula izquierda

3. Análisis estructural de válvulas de doble bola DBB en plataformas offshore
Existen dos formas estructurales de válvulas de doble bola DBB comúnmente utilizadas. Uno es compacto, y la estructura se muestra en la Figura 6, que está conectado a la tubería con hilos. La ventaja de esta estructura es que la longitud de extremo a extremo de la válvula de bola doble DBB tiene el mismo tamaño y especificación que la de la válvula de bola única. La desventaja es que el perno de una sola cabeza utilizado para la conexión es demasiado largo, y el hilo del extremo de la conexión se daña fácilmente durante la instalación in situ o el mantenimiento posterior, lo que resulta en que no se conecta. Por lo tanto, esta estructura no se promueve ampliamente en plataformas offshore. La otra es la válvula DBB con extremos de brida. La estructura se muestra en la figura 7. La conexión final de esta estructura es una conexión de brida tradicional, que es más confiable, y la construcción en el sitio es relativamente madura. Se utiliza más ampliamente en plataformas offshore.


Figura 6 Válvulas compactas DBB


Figura 7 Válvulas de DBB con extremos de brida

4. Las ventajas de las válvulas de doble bola DBB en plataformas marinas
4.1 Pesos y espacio
La plataforma offshore está limitada por sus costos de fabricación y espacio, y tiene estrictos requisitos de calidad. La forma de reducir el peso se ha convertido en un factor clave en el diseño de la plataforma Tomando una plataforma en el Mar del Sur de China como ejemplo, toda la plataforma utiliza 182 válvulas DBB. El peso total se reduce en 63 toneladas, y el espacio se reduce en un 10%, lo que juega un papel vital en la reducción del peso de la plataforma.

4.2 El análisis de la economía
Tomando una plataforma en el Mar Meridional de China como ejemplo, después de reemplazar dos válvulas de bola única con válvulas de bola doble integradas DBB, el costo de adquisición de válvulas se ahorró en aproximadamente 3,2 millones de RMB, y la construcción in situ se redujo en 546 juntas de soldadura, ahorrando 1.200 horas-hombre de instalación y reduciendo RT por 364 veces, con un ahorro total de 4,9 millones de RMB, que está en línea con el concepto actual de conservación energética y reducción de emisiones.

4.3 Calidad y seguridad
Después de que la válvula de bola doble de una pieza se utiliza para reemplazar las dos válvulas de bola única, por un lado, las juntas y los puntos de fuga se reducen, lo que puede reducir efectivamente el riesgo de fugas de aceite y gas de alta presión, y la seguridad se ha mejorado en gran medida. Por otro lado, al buscar los datos, el sistema estándar de SHELL tiene las especificaciones correspondientes para las válvulas DBB. Después de que la válvula DBB adopta un diseño integrado de doble bola, con el diseño general, la resistencia de la carcasa de la válvula no solo es mayor que la de dos válvulas en serie, sino que la resistencia general al momento de flexión de la válvula se ha mejorado en gran medida y la seguridad es mejor.