API 6A y más allá: Comprensión de los estándares para la selección de válvulas de campo petrolero

En el campo del desarrollo de petróleo y gas de alta presión, las válvulas, como el equipo clave para controlar la entrega de líquidos y garantizar la seguridad del sistema, debe tener una confiabilidad y adaptabilidad extremadamente altas. Debido a las duras condiciones de alta presión, alta temperatura y gases altamente corrosivos (como CO₂, H₂S) comúnmente encontrados en condiciones de trabajo en el campo petrolero, se establecen estándares extremadamente altos para el diseño y el rendimiento de las válvulas.
El estándar API 6A formulado por el American Petroleum Institute (API) es la especificación de equipo de Wellhead seguida ampliamente en la industria del petróleo y el gas, proporcionando una base básica para la selección y el diseño de válvulas.

1. ¿Qué es API 6A?

API 6A es la abreviatura de "Especificación para el equipo de Wellhead y Christmas Tree". Es uno de los estándares técnicos formulados por API (American Petroleum Institute). Es específicamente para equipos de cabecera de petróleo y gas, incluidos los requisitos de diseño, fabricación, pruebas y materiales de varios Válvula de campo petrolero de alta presión (como válvulas de compuerta, válvulas de retención, válvulas de acelerador, etc.).

El propósito de este estándar es garantizar la confiabilidad, seguridad e intercambiabilidad de los equipos en entornos de alta presión y de alto riesgo. Cubre una variedad de condiciones de trabajo, desde pozos terrestres convencionales hasta pozos de aguas profundas de ultra alta presión, y proporciona un estándar técnico unificado para equipos de campos petroleros, de modo que los fabricantes y usuarios tengan una calidad de calidad común y un rendimiento.

2. Explicación detallada de los parámetros de clave API 6A

Nivel de especificación del producto PSL (PRODUCTO)

PSL 1: Requisitos mínimos, adecuados para entornos de bajo riesgo.

PSL 2–4: Inspección de materiales, pruebas no destructivas (NDE), requisitos de soldadura y trazabilidad registrada se agregan gradualmente. PSL 4 es el nivel más alto y a menudo se usa en entornos extremos (como las áreas que contienen aguas profundas y azufre).

Clase material
Indica para qué tipo de medios corrosivos es adecuado el material utilizado en el equipo, por ejemplo:
AA/N: entorno no corrosivo
BB/CC: adecuado para un entorno moderadamente corrosivo
HH: Adecuado para un entorno altamente corrosivo que contiene H₂S (debe conocer a NACE MR0175)
Calificación de temperatura
Las clasificaciones de temperatura comunes incluyen:
L (-46 ° C ~ 121 ° C)
U (-18 ° C ~ 121 ° C)
X (-46 ° C ~ 250 ° C)
Las calificaciones especiales también pueden adaptarse a entornos de -75 ° C o hasta 350 ° C
Presión de trabajo y tamaño calificados
API 6a define los niveles de presión: 2,000 psi, 3,000 psi, 5,000 psi, 10,000 psi, 15,000 psi e incluso 20,000 psi
El tamaño de la válvula y la estructura de conexión de brida en cada nivel de presión están estrictamente regulados para garantizar la compatibilidad del sistema

3. ¿Por qué la API 6A no es suficiente? ¿Qué significa "más allá"?
Aunque API 6A es el estándar básico de la industria, en aplicaciones reales de campo petrolero, muchos escenarios presentan requisitos más altos para las válvulas:
Rendimiento mejorado en condiciones de trabajo complejas
Mar profundo, gas de esquisto bituminoso, pozos de gas ácido y otras ocasiones tienen mayores requisitos para la resistencia a la presión de la válvula, el sellado y la resistencia a la corrosión
API 6A no cubre todos los casos extremos, como el método de prueba de rendimiento de sellado en condiciones de HPHT (alta presión y alta temperatura)
Diseño personalizado
Los clientes pueden requerir:
Función de apertura y cierre rápido (como la integración del actuador hidráulico/neumático)
Sistema de sellado redundante
Sensor integrado para monitoreo en línea
Aplicación de nuevos materiales
Por ejemplo:
Aleaciones resistentes a la corrosión como Inconel 625, Monel, Super Duplex
Revestimiento de cerámica y recubrimiento de carburo de tungsteno Mejorar la resistencia al desgaste
Estos materiales avanzados no se especifican uno por uno en API 6A
Referencias a estándares auxiliares
API 6D: Estándar para válvulas para el transporte de tuberías
NACE MR0175/ISO 15156: Requisitos para la protección contra la corrosión del estrés por sulfuro
ISO 10423: Estándar de equipos internacionales de cabeza de pozo, correspondiente a algunos contenidos de API 6A

4. ¿Cómo basar en la API 6A Seleccione la válvula de campo petrolero de alta presión correcta?
Paso 1: identificar el entorno operativo
Incluyendo composición media (contenido de CO₂/H₂S), temperatura, presión, ya sea de arena o impurezas sólidas, etc.
Paso 2: confirme el nivel estándar
Determine el PSL requerido, el grado de material, el grado de temperatura, etc. de acuerdo con los requisitos del proyecto del país/cliente del proyecto
Paso 3: Confirmar los requisitos de rendimiento adicionales
Se requieren protección contra incendios (segura de incendio), sellado bidireccional, apertura y cierre rápido, mantenimiento en línea y otras funciones
Paso 4: Proveedores seleccionados con calificaciones y casos
Elija los fabricantes de válvulas con la certificación API 6A y la rica experiencia de aplicación histórica para reducir los riesgos

5. Tendencias futuras: ¿Cómo evolucionará el estándar?
Necesidades bajas de protección del carbono y medio ambiente
La organización API está revisando algunos estándares para cumplir con los requisitos de gestión de emisiones, como las válvulas de fuga cero
Automatización e inteligencia
Las válvulas estarán equipadas con más controladores remotos y sensores de monitoreo de condición
La función de grabación de datos puede convertirse en uno de los nuevos requisitos de los estándares de API futuros
Refinamiento estándar especial de HPHT
Los procedimientos de verificación de diseño para pozos de mayor temperatura y alta presión se están estandarizando gradualmente, como los cubiertos de las recomendaciones técnicas API 17TR8