صمام الخنق

صمام الخنق (Choke Valve)

يتكون نظام إنتاج النفط والغاز من المياه العميقة من العديد من المكونات، الصمامات إحدى أهم هذه المكونات، توجد هذه الصمامات في العديد من النقاط ومن أهمها شجرة الكريسماس، التي تتكون في الأساس من مجموعة من الصمامات والأنابيب التي تعمل على توجيه الإنتاج والتحكم به من البئر ونقله إلى خط الأنابيب؛ لمزيد من المعلومات يُرجى الرجوع لهذه المقالة عن شجرة الكريسماس .

ما صمام الخنق (Choke Valve)؟ وما الفارق بينه وبين باقي الصمامات المستخدمة في نظام الإنتاج؟

غالبية الصمامات المستخدمة في شجرة الكريسماس صمامات عزل (Isolation)، أي أنها تعمل إما لفتح المسار أمام الإنتاج المستخرج من البئر أو غلقه، بينما وظيفة صمام الخنق تكمن في التحكم (Regulation) في مقدار الإنتاج عبر تغيير معدل السريان والضغط الخارج من شجرة الكريسماس، ومن هنا يأتي الاسم، فهو صمام خنق لقدرته على التحكم في معدل الإنتاج الخارج من البئر عبر شجرة الكريسماس. ولهذا يوجد هذا الصمام عند آخر نقطة في مسار الإنتاج المستخرج من البئر قبل انتقاله إلى خط الأنابيب.

فكرة العمل

فكرة عمل صمام الخنق (1)

يعمل صمام الخنق على أساس تغيير مساحة الفتحة المتاحة لسريان الإنتاج المستخرج من البئر بالزيادة والنقصان، وبهذه الطريقة يمكن التحكم في معدلات السريان والضغط الخارج من البئر. بخلاف باقي الصمامات الموجودة ضمن شجرة الكريسماس؛ فإن صمام الخنق يمكن فكه واستبداله بآخر جديد، يأتي هذه التصميم نظرًا لتعرض هذا الصمام بالتحديد للنحر والتآكل مما يستدعي تغييره عند الحاجة.

مشغلات الحركة (Actuators)

يتمتع صمام الخنق بمجال واسع من الحركة يتراوح بين 0% إلى 100%، حيث 0% تعني أنه مغلق تمامًا و100% تعني أنه مفتوح تمامًا، وتتحرك سدادة الصمام صعودًا وهبوطًا بين هذا المجال على هيئة خطوات (Steps). 

يحتوي صمام الخنق على مشغلين للحركة، أحدهما للفتح والآخر للغلق. يعمل كل مشغل منهما بالضغط الهيدروليكي، عند تلقي إشارة تنشيط للفتح على سبيل المثال؛ ينشط مشغل الحركة الخاص بالفتح ويتلقى نبضة من الضغط الهيدروليكي، فيتحرك للأمام ليحرك معه ترس صمام الخنق الذي يدور ليحرك السدادة لأعلى، مما يوفر مساحة أكبر للسريان، ثم يعود مشغل الحركة لمكانه مرة أخرى بواسطة الزنبرك المسؤول عن إعادته لمكانه، وبذلك يُفتح صمام الخنق بمقدار خطوة واحدة (Step)، ويتكرر الأمر حتى يمكن الوصول إلى الوضع المطلوب الذي يوفر الضغط المناسب.

صورة توضح ترس الحركة متوسطًا بين مشغلي الحركة (2)

مخطط يوضح الدائرة الهيدروليكية المسئولة عن تشغيل صمام الخنق (3)

المراجع
_____

1-Subsea Engineering Handbook, Ch24, Subsea Trees

2-University of Aberdeen, Subsea Controls, Valve Actuation

3-University of Aberdeen, Subsea Controls, Valve Actuation