Trong khoan cũng như sản xuất, chế biến, bảo quản và vận chuyển, dầu khí được lưu thông trong các đường ống. Trong dầu khí có áp lực lớn, chứa các chất như lưu huỳnh, hydrogen sulfide gây ra ăn mòn trong đường ống – một vấn đề mà đã ảnh hưởng đến hơn 80% các đường ống vận chuyển dầu khí, từ đó dẫn đến các rò rỉ, hỏng hóc. Để sửa chữa được đường ống ta phải ngăn dòng chảy của chất lưu, và van là thiết bị rất quan trọng luôn được sử dụng trong hệ thống.
Van được sử dụng thêm trong hệ thống đường ống để ngắt chuyển hoặc điều chỉnh dòng chất lỏng. Dựa vào chức năng của van, sự thay đổi trong trạng thái dòng của van, có thể điều chỉnh được bằng tay, hoặc tự động nhờ cài tín hiệu từ thiết bị điều khiển, hoặc là van có thể tự động để tác động để thay đổi chế độ của hệ thống.
Từ đường ống khai thác đến nơi phân phối dầu khí gồm 3 phân đoạn: thượng nguồn, trung nguồn và hạ nguồn, tại mỗi phân đoạn van lại có tác dụng riêng: + Thượng nguồn: van kiểm soát dòng chảy của dầu thô và khí tự nhiên từ hệ thống phun tới thiết bị đối áp BOP phía trên giếng khoan. Trong giai đoạn này thường dùng van cửa và van bi vì ở vị trí này yêu cầu có công suất lớn và có thể thay đổi vận tốc và áp suất lớn để đẩy dầu khí đi nhanh hơn.
+ Trung nguồn: sau khi khai thác dầu được vận chuyển qua đường ống rất dài để tới các nhà máy lọc hóa, vì vậy van được yêu cầu để bảo vệ thiết bị trong đường ống đảm bảo dòng chảy trong được vận hành.
+ Hạ nguồn: van được sử dụng trong các công đoạn tinh chế và phân phối sản phẩm ra thị trường. Yêu cầu của van trong giai đoạn này phải được thiết kế phù hợp với áp suất cùng công nghệ chế tạo phải thích ứng với nhiệt độ mà tại các nhà máy đang hoạt động.
- Chức năng của van:
+ Van một chiều: bảo vệ thiết bị cơ khí trong hệ thống đường ống , không cho dòng chảy theo chiều ngược lại. Trong máy bơm và máy nén khí van ngăn dòng chảy ngược lại vào trong máy nếu không sẽ gây hỏng bên trong thiết bị, làm tắt máy của hệ thống, trường hợp nghiêm trọng có thể là cả nhà máy.
+ Van bi, van cổng: sử dụng trong cụm phân dòng manifold, trong đường ống vận chuyển và phân phối.
Chương 3: CÁC DẠNG HỎNG VÀ BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG CỦA VAN
I. Các dạng hỏng của van:
- Mòn do áp lực, vận tốc dòng chảy thay đổi.
- Tắc nghẽn van do lắng đọng parafin và các tạp chất:
+ Khi áp suất trong đường ống giảm, việc tách và hình thành pha khí được tăng cường từ đó làm giảm nhiệt độ của dòng chảy. Ngoài ra, khí các thành phần nhẹ được tách dẫn đến khả năng hòa tan Parafin của dầu cũng giảm theo. Việc
duy trì áp suất cao tạo cho dòng chảy trong ống có tốc độ lớn gây động lực ngăn cản lắng đọng.
+ Tính chất của dầu là yếu tố quan trọng quyết định đến khả năng hòa tan, hàm lượng và nhiệt độ kết tinh của Parafin. Dầu càng nhẹ, hàm lượng Parafin càng thấp và nhiệt độ kết tinh càng thấp, việc vận chuyển càng thuận lợi. Chính vì vậy, việc vận chuyển hỗn hợp dầu – khí giảm lắng đọng Parafin.
+ Thành phần nhựa của dầu cũng có ảnh hưởng lớn đến lắng đọng Parafin. Tỷ lệ keo nhựa gây ra hiện tượng bám dính lên bề ống tạo mầm kết tinh gây lắng đọng Parafin.
- Hỏng ty van, cửa van do quá trình làm việc lâu dài. - Hiện tượng han gỉ do tác động hóa lý của môi trường.
- Hiện tượng mỏi gây hỏng van do trong thời gian làm việc van chịu các tải trọng cơ học của dòng chảy đặc biệt là các xung áp lực khi vận chuyển dầu khí có hàm lượng từ trung bình tới cao.
Phân tích sự mòn cơ học của van:
Trong đường ống, các hạt mài trong dung dịch theo dòng chảy bắt đầu gây ra va đập, cọ xát vào bề mặt chi tiết của van gây ra mòn.
+ Các hạt mài phá vỡ kết cấu kim loại cấu tạo nên chi tiết làm nó bị xước, xuất hiện các vết rỗ và bong các vẩy kim loại. Nhiều lần như vậy gây nên sự mòn hỏng của van làm ảnh hưởng đến tuổi thọ và khả năng làm việc của van.
+ Ngoài ra các hạt mài có thể bị nhét vào giữa các bề mặt lắp ghép cứng của đế van và đĩa van khi đóng. Sự lặp đi lặp lại nhiều lần như vậy gây ra mòn hỏng bề mặt các chi tiết của van, vị trí tương đối giữa các đĩa van và mặt đế van bị mất đi, đồng thời lò xo nén đĩa van bị yếu do biến dạng mòn và các ống dẫn hướng của đĩa van bị mòn ô van đường kính trong làm cho đĩa van làm việc không còn vuông góc với bề mặt lắp ghép của mặt đế van dẫn đến đế van bị cong và kéo theo đệm làm kín bị rách.