IT201900008811A1

IT201900008811A1 - Organo selettore e di tenuta per valvola multi selettore

Info

Publication number: IT201900008811A1
Application number: IT102019000008811A
Authority: IT
Inventors: Manuele Messeni; Antonello Vago
Original assignee: Truflo Rona S R L
Priority date: 2019-06-13
Filing date: 2019-06-13
Publication date: 2020-12-13
Also published as: WO2020250105A1; EP3983705A1; EP3983705B1

Description

ORGANO SELETTORE E DI TENUTA PER VALVOLA MULTI

SELETTORE

DESCRIZIONE

Settore tecnico dell’invenzione

La presente invenzione è relativa ad una valvola multi selettore per uso nel settore “Oil and Gas” che raccoglie i flussi provenienti delle linee di pozzo permettendo l’analisi dei parametri di ogni singola linea di adduzione deviando ciascun flusso da analizzare in modo selettivo. L’isolamento di un flusso è ottenuto per mezzo di un innovativo organo selettore e di tenuta.

Tecnica nota

Com’è noto, nella produzione di petrolio, gas naturale e altri fluidi, le valvole sono una necessità in qualsiasi operazione a causa della necessità di dirigere il flusso di fluidi (gas, acqua e olio) tra pozzi, pompe, serbatoi e raffinerie. In generale, lo sviluppo del petrolio e del gas comprende perforazione, produzione (adduzione di fluidi in superficie), trattamento delle varie miscele di petrolio e gas e trasporto alle raffinerie di petrolio e ai punti vendita di gas. Generalmente, i fluidi provenienti dai pozzi vengono trasportati in una zona centrale di raccolta, per combinarli o separarli ulteriormente per i successivi processi come la raffinazione, la vendita di gas, ecc. Inoltre, spesso sono richiesti test per ciascun flusso per garantire la qualità stessa dei fluidi prodotti. Di conseguenza, la produzione di ciascun pozzo è generalmente diretta ad una zona collettiva che indirizza i prodotti del pozzo a varie destinazioni di test e/o produzione. Per fare ciò, in generale vengono utilizzate tubazioni o sistemi di tubazioni e valvole multi selettore per dirigere i flussi nelle posizioni desiderate o indirizzare più ingressi ad una singola destinazione.

Tale tecnica è nota, si può evincere, ad esempio, dal documento US2012216887 A1, nel quale è descritta un ad una valvola multi selettore comprendente un collettore di flusso disposto in modo girevole in modo tale che il flusso sia allineabile tramite rotazione con ciascuna della pluralità di aperture di ingresso.

Nelle soluzioni note, inoltre, i collettori delle valvole multi selettore, si basano sulla tecnologia che mette in contatto tra loro superfici cilindriche, ossia una prima superficie cilindrica (SEAT) è precaricata contro una seconda superficie cilindrica (BODY) tra l'elemento selettore e ciascuna linea di adduzione. Generalmente le valvole multi selettore sono provviste di un'unica superficie cilindrica (SEAT) morbida che viene precaricata contro la superficie interna del corpo (BODY) delle differenti linee per effettuare l’accoppiamento e la sigillatura.

Le soluzioni note presentano gli inconvenienti dovuti alle perdite di tenuta tra elemento selettore e una o più linee a seguito dell’usura delle superfici morbide di collegamento che provocano, molto spesso trafilamenti anche da altre linee. Questo si traduce nel dover effettuare dei fermi impianto, generalmente ogni sei mesi, per monitorare le diverse linee di adduzione.

Esiste, pertanto, l’esigenza di definire un innovativo organo selettore e di tenuta per una valvola multi selettore che sia scevro dagli inconvenienti sopra menzionati.

Sintesi dell’invenzione

La presente invenzione si pone l’obiettivo di risolvere i seguenti problemi tecnici: migliorare l’isolamento della linea di adduzione da caratterizzare e la tenuta dell’elemento selettore rendendolo più affidabile e duraturo nel tempo e di aumentarne quindi le prestazioni rispetto a quelli di cui alla tecnica nota.

A tale scopo, secondo invenzione, la valvola multi selettore presenta un innovativo organo selettore e di tenuta, ossia un accoppiamento tra una superficie conica (SEAT) ed una superficie sferica (BALL) tra l'elemento selettore e ciascuna linea di adduzione, che presenta le caratteristiche enunciate nella rivendicazione indipendente di prodotto.

Ulteriori modi di attuazione dell’invenzione preferiti e/o particolarmente vantaggiosi, sono descritti secondo le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni dipendenti annesse.

Breve descrizione dei disegni

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui:

- la figura 1 è una vista assonometrica d’insieme di una valvola multi selettore,

- la figura 2 è schematizzata una sezione dell’interno di una valvola multi selettore comprendente un elemento selettore e di tenuta secondo la presente invenzione, nella quale l'elemento selettore è nella posizione di riposo,

- la figura 3 è schematizzata una sezione longitudinale della valvola multi selettore di Fig. 2,

- la figura 4 è schematizzata una sezione dell’interno di una valvola multi selettore comprendente un elemento selettore e di tenuta secondo la presente invenzione, nella quale l'elemento selettore è nella posizione di intercetto e deviazione della linea da calibrare,

- la figura 5 è schematizzata una sezione longitudinale della valvola multi selettore di Fig. 4,

- la figura 6 è una sezione trasversale della valvola multi selettore di Fig. 1, in cui è visibile la forma dell’otturatore e dell’elemento di tenuta secondo la presente invenzione,

- la figura 7 è un dettaglio della tenuta tra elemento selettore e linea di adduzione, secondo la presente invenzione,

- la figura 8 è un dettaglio della tenuta tra il corpo valvola, elemento selettore e una linea di adduzione.

Descrizione dettagliata

Con riferimento alle suddette figure, la figura 1 è una vista assonometrica d’insieme di una valvola multi selettore 100. La valvola multi selettore 100 comprende un corpo valvola 4, una pluralità di raccordi di ingresso 1 in collegamento con rispettive linee di adduzione, ad esempio in numero di sette (mostrate nelle Figure 2-5), provenienti da molteplici pozzi posizionati tra loro a varie distanze, un connettore di mandata 20 e un connettore di mandata per l’esecuzione dei test 2’.

Nella posizione di riposo, mostrata in Figura 2 e Figura 3, l'elemento selettore 10 isola la mandata per l’esecuzione dei test 2’ in quanto la medesima non è in comunicazione con alcun raccordo di ingresso 1, ma comunica con la cosiddetta posizione di riposo 2 (inattivo).

Con riferimento alla figura 4 e alla figura 5, è mostrato l'elemento selettore 10 in fase di lavoro. In particolare, ad esempio, l'elemento selettore 10 isola un raccordo di ingresso 1’ della pluralità di raccordi di ingresso 1 in collegamento con una linea di adduzione operativa, per effettuare i test, mettendola in comunicazione con la mandata per l’esecuzione dei test 2’. Una volta completata l’analisi, l'elemento selettore 10 è movimentato per testare un'altra linea di adduzione o per tornare nella posizione di riposo 2. Con riferimento alla figura 6, è visibile l’elemento selettore 10 in sezione ed in particolare un primo collegamento 10’ tra un raccordo di ingresso 1 della linea di adduzione intercettata e la mandata per l’esecuzione dei test 2’. E’ inoltre visibile un secondo collegamento 10” con una generica linea di adduzione non sottoposta a test.

Vantaggiosamente, la geometria dei collegamenti 10” è identica per tutte le line di adduzione 1.

Più, in particolare con riferimento alle Figure 6 e 7, è mostrato in sezione trasversale, la zona di tenuta tra l’elemento selettore 10 e un generico raccordo di ingresso 1.

La tenuta in pressione tra l'elemento selettore 10 e un raccordo di ingresso 1 è realizzata tramite un elemento o seggio di tenuta 11 che, essendo realizzato con una superficie conica 3 in accoppiamento ad una superficie sferica 12 dell’elemento selettore 10, genera un accoppiamento di tipo conico-sferico. Tale tenuta è presente su ognuna degli otto raccordi di ingresso 1 della valvola multi selettore 100.

Sia l’elemento selettore 10 che il seggio di tenuta 11, vengono rivestiti superficialmente mediante l’apporto di carburi metallici (tungsteno o cromo), ovvero con un trattamento di indurimento superficiale (nitrurazione), che permette di generare la tenuta di pressione cono-sfera tra elementi interamente metallici (superficie conica 3 del seggio di tenuta 11 e la superficie sferica 12 dell’elemento selettore 10), limitando l’usura ed impedendo il grippaggio delle parti.

In particolare, la superficie conica 3 del seggio di tenuta 11 e la superficie sferica 12 dell’elemento selettore 10 sono indurite superficialmente, ad esempio per mezzo di rivestimento in Carburo di Tungsteno/Cromo (HVOF) per uno spessore variabile tra 150 e 400 µm e raggiungono una durezza uguale o maggiore di 1000HV.

Il contatto stabile tra la superficie conica 3 e la superficie sferica 12 è assicurato da un mezzo elastico 5. Inoltre, tra il raccordo di ingresso 1 ed il seggio di tenuta 11 è interposta una guarnizione elastomerica o termoplastica 6 che assicura la tenuta tra i due componenti.

Vantaggiosamente, la tenuta conico-sferica consente di creare una superficie di contatto sferica completa tra l'otturatore e la sede e quindi non permette alcun trafilamento.

Vantaggiosamente, le prestazioni di tenuta sono le stesse delle tradizionali valvole a sfera, è quindi possibile per raggiungere la ISO 5208 - Tasso A.

Ancora più vantaggiosamente la tenuta è ottenuta metallo su metallo per garantire prestazioni di lunga durata con bassa manutenzione. In metallo sono costruiti sia la superficie conica che la superficie sferica dell’otturatore, rivestiti per mezzo di un procedimento a spruzzo termico (denominato High Velocity Oxy-Fuel coating spraying (HVOF)> 1000HV). I rivestimenti tipici delle superfici di tenuta, a titolo esemplificativo, possono essere 316L SS, 22Cr Duplex SS, 25Cr Super-Duplex SS, Inconel® 625 (E-NiCrMo3 or ER-NiCrMo3).

Come mostrato più in dettaglio in figura 8, la tenuta tra il corpo valvola 4 e un raccordo di ingresso 1 comprende una prima tenuta 7 ed una seconda tenuta 8. La prima tenuta 7 può essere una guarnizione elastomerica o termoplastica, a seconda delle condizioni di servizio. La seconda tenuta 8 è una guarnizione elastomerica per contenere la pressione in caso di danneggiamento della prima guarnizione 7 a causa, ad esempio, dell'esposizione al fuoco. Vantaggiosamente, questa combinazione di tenute è pienamente conforme ai requisiti delle specifiche antincendio ed è certificata di conseguenza. Questa tipologia di tenuta “ridondante” è applicata a tutte le giunzioni tra corpo valvola 4 e raccordi di ingresso 1.

Oltre ai modi di attuazione dell’invenzione, come sopra descritti, è da intendere che esistono numerose ulteriori varianti. Deve anche intendersi che detti modi di attuazione sono solo esemplificativi e non limitano l’oggetto dell’invenzione, né le sue applicazioni, né le sue configurazioni possibili. Al contrario, sebbene la descrizione sopra riportata rende possibile all’uomo di mestiere l’attuazione della presente invenzione almeno secondo una sua configurazione esemplificativa, si deve intendere che sono concepibili numerose variazioni dei componenti descritti, senza che per questo si fuoriesca dall’oggetto dell’invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate, interpretate letteralmente e/o secondo i loro equivalenti legali.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Valvola multi selettore (100) comprendente un corpo valvola (4), una pluralità di raccordi di ingresso (1), in collegamento con rispettive linee di adduzione provenienti da molteplici pozzi e posizionati tra loro a varie distanze, un primo connettore di mandata (20) e un secondo connettore di mandata (2’) per l’esecuzione di test, detta valvola (100) essendo caratterizzata dal fatto che la tenuta tra un elemento selettore (10) e ciascun raccordo d’ingresso (1) è realizzato per mezzo di una tenuta conosfera.
2. Valvola (100) secondo le rivendicazioni 1, laddove la tenuta conosfera è realizzata tra una superficie conica (3) di un seggio di tenuta (11) e una superficie sferica (12) dell’elemento selettore (10).
3. Valvola (100) secondo la rivendicazione 1 o 2, laddove la tenuta cono-sfera tra la superficie conica (3) del seggio di tenuta (11) e la superficie sferica (12) dell’elemento selettore (10) è assicurata da un mezzo elastico (5).
4. Valvola (100) secondo una delle rivendicazioni precedenti, laddove tra il raccordo di ingresso (1) e il seggio di tenuta (11) è interposta una guarnizione elastomerica (6) che assicura la tenuta tra il raccordo di ingresso (1) e il seggio di tenuta (11).
5. Valvola (100) secondo una delle rivendicazioni precedenti, laddove la superficie conica (3) e la superficie sferica (12) sono indurite superficialmente per mezzo di un rivestimento in Carburo di Tungsteno/Cromo (HVOF).
6. Valvola (100) secondo la rivendicazione 5, laddove il rivestimento in Carburo di Tungsteno/Cromo ha uno spessore variabile tra 150 e 400 µm.
7. Valvola (100) secondo la rivendicazione 5 o 6, laddove la superficie conica (3) e la superficie sferica (12) raggiungano una durezza uguale o maggiore di 1000HV.
8. Valvola (100) secondo una delle rivendicazioni precedenti, laddove la tenuta tra il corpo valvola (4) e il raccordo di ingresso (1) comprende una prima tenuta (7) e una seconda tenuta (8) con funzione di ridondanza.
9. Valvola (100) secondo la rivendicazione 8, laddove la prima tenuta (7) è una guarnizione elastomerica o termoplastica e la seconda tenuta (8) è una guarnizione elastomerica per contenere la pressione in caso di danneggiamento della prima guarnizione (7).