En backventil för en brunn är en envägsventil som automatiskt hindrar vätska från att strömma bakåt när pumpen stannar. Den är installerad vid brunnshuvudet, nära pumpen eller i produktionssträngen för att skydda pumpen, höljet och formationen från återflödesskador. Det viktigaste beslutet är inte om du ska använda en, utan var den ska placeras och vilken typ, material och tryckklassning som passar dina brunnsförhållanden.
Vad är en backventil för en brunn?
En backventil för en brunn är en mekanisk envägsport som öppnar i produktionsriktningen och stänger så snart flödet vänder. I en vattenbrunn håller den droppröret fullt så att pumpen inte behöver fylla om varje cykel. I en olje- eller gasbrunn förhindrar den producerade vätskor och gas från att flöda tillbaka in i reservoaren eller borrhålet när ytutrustning stängs av.
De flesta brunnsbackventiler delas in i två arbetsgrupper: gravitationsstängande skivkonstruktioner och fjäderstödda portkonstruktioner. Fjäderstödda ventiler fungerar i alla riktningar och är att föredra för horisontella brunnshuvudsystem.
Varför en brunnskontrollventil är viktig
Den första anledningen är enkel: utan backventil töms vätskekolonnen tillbaka varje gång pumpen stannar. Det skapar ett vakuum, låter pumpen snurra bakåt och låter sand och skräp lägga sig runt pumpintaget.
- Omvänd rotation kan skada motorn eller pumpkopplingen.
- En tömd pelare gör att pumpen tappar fyllning och går torr.
- Sand och skräp faller tillbaka in i pumpen, vilket orsakar slitage vid den första omstarten.
- Förorenat ytvatten kan komma in i brunnsringen.
- Omstart mot en tom pelare skapar vattenslag och tryckspikar.
För en bredare förståelse av var backventiler används utanför borrhålet, se vår artikel om backventilapplikationer över branscher .
Vanliga typer av backventiler för brunnar
De vanligaste designerna för brunnsservice är sväng-, lyft-, pil-, klaff- och backventiler med övre ingång. För de flesta producerande brunnar erbjuder sväng- och pilventiler den bästa prestanda vid lågtrycksfall; lyftventiler passar bättre högtrycks- och lågflödessystem.
Sväng backventil
En svängbackventil använder en gångjärnsförsedd skiva som öppnar med framåtflöde och stänger av gravitation och omvänt flöde. Dess stora flödesbana håller tryckfallet lågt, vilket är värdefullt på produktionslinjer med högt flöde och återflödessystem i brunnshuvudet.
Svängtyp backventil för högflödesproduktionslinjer Denna svängbackventil öppnar med framåtflöde och stänger av gravitation och bakåtflöde, vilket erbjuder en stor flödesväg med lågt tryckfall. Den lämpar sig för högflödesproduktionslinjer och återflödessystem i brunnshuvudet där effektivt flöde är avgörande. Visa produkt → Lyft backventilen
En hissbackventil har en skiva eller kolv som rör sig vertikalt från ett säte. Den är mer kompakt, ger tätare avstängning och klarar högre tryckklasser, vilket gör den till ett bra val för pumputloppsledningar och injektionsbrunnar.
Lyft backventilen for Pump Discharge and Injection Wells Med en vertikalt rörlig skiva eller kolv ger denna hissbackventil en kompakt design, tätare avstängning och högre tryckkapacitet. Den är väl lämpad för pumputloppsledningar och injektionsbrunnar som kräver pålitlig tätning. Visa produkt → Dart backventil
En pilbackventil använder en pilformad stängning som landar i ett konsäte. Denna design används i stor utsträckning vid borrning och brunnsservice där verktyg eller skräp kan passera genom strängen medan ventilen fortfarande behöver en positiv tätning mot omvänt flöde.
Dart backventil for Drilling and Well Service Operations Genom att använda en pilformad stängning som tätar ett konsäte, tillåter denna backventil verktyg eller skräp att passera samtidigt som en positiv tätning bibehålls mot omvänt flöde. Det används i stor utsträckning vid borrning och brunnsservice. Visa produkt → Tabellen nedan sammanfattar hur huvudtyperna jämförs i stängningsmekanism och typisk brunnapplikation.
| Typ | Stängningsmekanism | Typisk brunnapplikation |
|---|---|---|
| Gunga | Gångjärnsskiva | Högflödesbrunnshuvuden, produktionslinjer |
| Lyft | Vertikal skiva eller kolv | Högtryckspumputlopp |
| Dart | Dart-och-kon sits | Borrsträng, brunnsserviceverktyg |
| Klaff | Fjäderbelastad klaff | Kompakta pumpinstallationer |
| Topppost | Utbytbar sits via topplock | Brunnar behöver snabbt inline-underhåll |
Hur man väljer en backventil för en brunn
Välj en backventil genom att först bestämma maximalt instängningstryck, flödeshastighet och vätskekorrosivitet; först då titta på fysisk storlek och anslutningstyp. En ventil för stor för flödet kommer att fladdra, medan en för liten ventil tillför alltför stora tryckförluster.
- Identifiera om ventilen kommer att vara vid brunnshuvudet, i hålet eller på pumpens utlopp.
- Bekräfta att tryckklassificeringen täcker det högsta instängnings- eller överspänningstrycket, inte bara normalt pumptryck.
- Be om ett spricktryck som matchar ditt system: lägre för gravitationsbrunnar, högre för högtryckslyftapplikationer.
- Kontrollera ändanslutningen: gängad, flänsad eller svetsad för att matcha din brunnshuvudutrustning.
- Välj sits- och kroppsmaterial som motstår sand, glödskal, H2S eller paraffin.
| Faktor | Vad ska verifieras | Varför det spelar roll |
|---|---|---|
| Brunnsdjup | Statisk nivå och inställningsdjup för pumpen | Bestämmer om en hålventil eller ytventil behövs |
| Tryck | Maximalt instängningstryck och övergående överspänningar | Förhindrar kropps- eller sätesfel |
| Temperatur | Vätsketemperaturintervall | Påverkar tätning och elastomer livslängd |
| Flödeshastighet | Normalt och toppflöde | Styr ventilstorlek och tryckfall |
| Vätsketyp | Färsk- eller saltvatten, råolja, gas, H2S | Bestämmer val av material och trim |
| Tillgång till tjänsten | Frekvens av brunnsintervention | Bestämmer behovet av top-entry eller flänsad design |
När du köper olje- och gaskällor, föredrar du en tillverkare som har API-kvalifikationer och som kan tillhandahålla trycktestprotokoll och materialspårbarhet. Du kan granska vår API-relaterade certifikat och kvalitetssystem innan du gör en beställning.
Installationsplacering: brunnshuvud eller nere i hålet?
Placeringen styr hur mycket av vätskekolonnen som skyddas. Det praktiska tekniska svaret är att installera en backventil så nära pumpens utlopp som möjligt och lägga till en andra backventil vid brunnshuvudet om brunnen producerar gas eller delas med injektionsutrustning.
- För en dränkbar pumpbrunn, sätt backventilen direkt ovanför pumpen för att hålla utloppskolonnen full.
- För en ytpump på en grund brunn, sätt backventilen på pumpens utloppsledning, före den första avstängningsventilen.
- För brunnar med högt tryck, använd två backventiler för att undvika en lång ostödd vätskepelare och minska vattenslag.
- Injektionsbrunnar bör ha en backventil vid brunnshuvudet för att förhindra reservoarvätskor från att flöda tillbaka in i injektionsledningen.
Ett enkelt brunnstest med en vakuummätare kan avslöja om en saknad eller läckande backventil gör att pumpen tappar fyllning.
Tryck, temperatur och materialöverväganden
Ventilhuset, sätet och tätningen måste matcha det maximala arbetstrycket och brunnsvätskans kemiska aggressivitet. Kolstål är standardvalet för de flesta brunnshuvuden i oljefält, medan rostfritt stål eller duplex är specificerat för H2S och vatten med hög kloridhalt. Mässing är vanligtvis begränsad till små hushållsvattenbrunnar.
| Material | Tryck range | Rekommenderad användning |
|---|---|---|
| Kolstål | 2 000–10 000 psi | Standard olje- och gasbrunnshuvud och återflöde |
| Rostfritt stål | 2 000–10 000 psi | Surt vatten, H2S, frätande saltlösningar |
| Mässing | Upp till 1 000 psi | Små vattenbrunnar, lågt tryck |
| Duplex rostfri | 5 000–15 000 psi | Offshore, högklorid, högtryckstjänst |
Kontrollera alltid sätenas och fjädrarnas tryckklass, inte bara karossen. Elastomersäten fungerar bra i rena vätskor; metall-till-metall säten är att föredra för hög temperatur eller nötande service.
Vanliga problem och underhåll
De flesta fel på brunnsbackventilen visar sig som en långsam läcka, ett smattrande ljud eller en pump som upprepade gånger tappar priming. Den första uppgiften är att bekräfta att ventilen är installerad i rätt riktning och på rätt höjd.
- Läckage: rengör eller byt ut sätet och skivan; kontrollera om det finns skräp eller avlagringar på tätningsytan.
- Skrattande: antingen är ventilen överdimensionerad eller så är spricktrycket för lågt för systemet.
- Klibbar: orsakas av avlagringar, paraffin eller sanduppbyggnad; inspektera de rörliga delarna under rutinmässig brunnsservice.
- Vattenhammare: installera en fjäder med lägre spricktryck och inspektera pumpens cykelhastighet.
Inspektera backventilen varje gång pumpen dras för underhåll. Håll en reparationssats med O-ringar och spiralfjädrar så att en sliten ventil kan byggas om utan att vänta på en ny montering.
Vanliga frågor
Behöver varje brunn en backventil?
Inte varje enskild installation kräver en, men varje brunn med en pump som lyfter en vattenpelare från djupet bör ha en backventil för att hålla kolonnen fylld och förhindra omvänd rotation.
Ska backventilen placeras på toppen eller botten av en brunn?
För en dränkbar pump, placera den direkt ovanför pumpen. För en ytpumpad brunn, placera den på utloppsledningen nära brunnshuvudet. En andra ventil kan läggas till vid brunnshuvudet när gas- eller injektionsservice skapar risk för återflöde.
Vilken storlek backventil behöver jag?
Storlek efter flödeshastighet snarare än enbart rördiameter. För vattenbrunnar, håll hastigheten under 7 ft/s för att undvika överdriven friktion. För oljekällor med hög hastighet bör ventilen matcha produktionsslangens storlek och tryckklass.
Hur ofta ska en brunnsbackventil bytas ut?
Det finns inget fast intervall; inspektera årligen eller närhelst pumpen dras. Byt ut tätningar och säten omedelbart om läckagetest visar att ventilen inte kan hålla trycket i motsatt riktning.
Slutliga köpråd
Börja med brunnsdata, inte en reservdelskatalog. Registrera djup, hölje eller slangstorlek, pumpens utloppstryck och analys av vätskeprov. Jämför denna information med tryckklass, anslutningsstandard och sätesmaterial för backventilen. En liten tilläggsavgift för en API-kompatibel, servicevänlig design är det billigaste skyddet du kan lägga till en producerande brunn.
