Ein Ventilschmiermittel, oft als „Ventilfett“ bezeichnet, unterscheidet sich deutlich von den üblichen Mehrzweckfetten, die den meisten Menschen bekannt sind. Die Bedingungen, denen ein Absperrschieber im Feld ausgesetzt ist, sind extrem hart und ein Fett muss in der Lage sein, dieser Umgebung zu widerstehen und dem Schieber weiterhin Schmierung und Schutz zu bieten. Große Temperaturschwankungen, extreme Drücke, fließende Kohlenwasserstoffe, hohe CO2- und Schwefelwasserstoffgehalte (H2S) tragen alle zu sehr schwierigen Bedingungen für ein Fett bei, weshalb es speziell unter Berücksichtigung dieser Bedingungen formuliert werden muss. Nachfolgend sind 6 wesentliche Attribute aufgeführt, die erforderlich sind, um dies zu ermöglichen:
Kohlenwasserstoffbeständig – Sie müssen gegenüber den aus dem Reservoir geförderten Flüssigkeiten beständig sein, sodass sie nicht durch die Flüssigkeiten zersetzt und aufgelöst werden.
Kariesretention – Es muss in der Ventilhöhle zurückgehalten werden, sodass es erfolgreich für die Schmierung sorgt und Verunreinigungen verhindert, indem der Hohlraum blockiert wird.
Verschleißschutz – Ein wirksames Schmiermittel sein, das dem Differenzdruck standhält, der beim Ventilwechsel auftritt. Dies ist besonders wichtig, wenn die Ventile bereits abgenutzt sind.
Effektive Dichtungsleistung – Ein wirksames Ventilschmiermittel sollte auch eine optimale Dichtleistung aufweisen, um die Aufrechterhaltung der integralen Bohrlochbarrieren zu unterstützen.
Korrosionsschutz - Bietet Beständigkeit gegen ätzende Flüssigkeiten und Gase.
Resistent gegen Austrocknen – Widersteht dem Austrocknen und Verhärten, selbst bei extremen Temperaturen und Drücken.
Kohlenwasserstoffbeständigkeit
Die Hauptprodukte, die aus der Lagerstätte gefördert werden, sind Kohlenwasserstoffgase, Rohöl und Wasser. Daher ist es wichtig, dass das Schmiermittel von diesen drei Materialien unlöslich und unbeeinflusst ist. Obwohl die meisten Schmierfette vollständig wasserbeständig sind, lösen sie sich leicht in Rohöl und dem verwandten, aber aggressiveren Gasbohrlochkondensat. Dies führt in der Regel zum Zerfallen und Auswaschen des Ventilhohlraums. Entstehende Kohlenwasserstoffgase, sowohl nasse als auch trockene, zersetzen das Fett und entfernen es aus dem Hohlraum. Dies führt häufig dazu, dass Ablagerungen, die aus einer Kombination des Verdickungsmittels des Schmierfetts zusammen mit im Schmierfett enthaltenen Festschmierstoffen bestehen, im Hohlraum verbleiben. Diese Ablagerungen stören den Betrieb des Ventils und verursachen typischerweise Probleme mit dem Ventilzyklus.
Das Fehlen von Fett verursacht auch andere Probleme. Wenn beispielsweise Fett aus dem Ventilhohlraum ausgewaschen wurde, wird die schützende Schmierfilmschicht entfernt, was eine Beschädigung des Ventils wahrscheinlicher macht. Nicht geschmierte Ventilinnenteile reiben dann wahrscheinlich aneinander und verursachen Riefen auf den Oberflächen, die Leckwege schaffen, die die Dichtfähigkeit des Ventils in der geschlossenen Position beeinträchtigen. Darüber hinaus hinterlässt dies dann einen Hohlraum, wodurch Verunreinigungen wie Sand oder andere Formationstrümmer in den Ventilhohlraum eindringen können, was zu Abrieb und Erosion der metallischen Ventilkomponenten führt.
Kariesretention
Ventilfette fühlen sich oft klebriger an als Mehrzweckfette, und dies ist ein Konstruktionsmerkmal, das für Ventilschmiermittel erforderlich ist, um eine optimale Hohlraumretention zu erreichen. Zusätzlich zu der erforderlichen Klebrigkeit muss das Ventilfett auch Haftfestigkeit an Oberflächen und eine hohe Kohäsionsfestigkeit bieten, um zu verhindern, dass es von unter Druck stehenden Flüssigkeiten und Gasen weggespült wird, die durch das Ventil strömen.
Damit ein hervorragender Ventilschmierstoff herausragt, ist jedoch mehr erforderlich. Wie oben erwähnt, müssen Basisöl, Verdickungsmittel und Additive aufeinander abgestimmt sein, um sicherzustellen, dass Wasserbeständigkeit und Kohlenwasserstoffbeständigkeit aufrechterhalten werden. Wenn eine Komponente nicht kompatibel ist, kann das Fett leicht versagen und weggespült werden.
Die Temperaturen der Reservoirflüssigkeiten können sehr hoch sein, daher muss ein Ventilfett auch thermisch stabil sein, damit es nicht zu flüssig wird und sich leicht aus dem Ventilhohlraum auswaschen lässt.
Schutz tragen
Eine weitere wichtige Anforderung an Ventilschmierstoffe besteht darin, die internen Ventilkomponenten vor extremem Druck und Verschleiß zu schützen. In den meisten Ventilfetten werden einige Verschleißschutzadditive verwendet, um sicherzustellen, dass das Fett den Kräften standhält, die auftreten, wenn Ventile gegen Druck geöffnet werden, und sie sind auch wichtig, um die Verschleißraten zu reduzieren, insbesondere wenn die Ventilinnenteile bereits teilweise beschädigt sind. Wenn die Kontaktflächen der Schieber und Sitze in einem Ventil nicht ausreichend geschützt und geschmiert werden, führt dies dazu, dass das Ventil undicht wird und nicht in der Lage ist, die notwendige integrale Bohrlochbarriere bereitzustellen, um Eingriffsarbeiten durchzuführen.
Effektive Dichtungsleistung
Es ist wichtig, dass ein Ventilschmiermittel eine gute Dichtleistung aufweist, um die Bohrlochbarrieren bei geschlossenem Ventil aufrechtzuerhalten. Sehr häufig treten nach längerem Einsatz eines Ventils im Feld kleine Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche der inneren Schieber und Ventilsitze auf. Wenn ein Ventilschmiermittel eine schlechte Dichtleistung aufweist, können diese kleinen Unregelmäßigkeiten dazu führen, dass der Druck nicht gehalten werden kann und das Ventil in geschlossener Stellung durchgeht.
Dies ist ein Problem, da das Ventil zuverlässig abdichten muss, um eine geplante Überholung oder Intervention an einem Bohrloch durchführen zu können. Verzögerungen bei der Erreichung einer Null-Leckrate über das Ventil können zu hohen Kosten führen, da Wartungspersonal und -ausrüstung bereitstehen. Ein Schmiermittel mit hervorragender Dichtungsleistung kann Ausfallzeiten und Wartungskosten reduzieren, indem es sicherstellt, dass Ihre Ventile zuverlässig abdichten und ihre Integrität erhalten bleibt.
Korrosionsschutz
Wenn ein Ventilhohlraum voll ist, wirkt das Fett als physische Barriere zwischen korrosiven Flüssigkeiten und Gasen, was ein weiterer Grund dafür ist, dass eine gute Hohlraumretention in einem Ventilfett erforderlich ist. Die meisten Premium-Ventilschmiermittel haben auch ein chemisches Korrosionsinhibitorsystem, das als sekundäre Verteidigungslinie fungiert. Dies ist besonders wichtig, wo entweder Solen oder H2S werden produziert.
Resistenz gegen Austrocknung
Einige Ventilfette neigen zum Austrocknen, wenn sie über längere Zeit hohen Temperaturen ausgesetzt werden, und diese Anfälligkeit hängt von der Wärmebeständigkeit des Fetts ab. Bestimmte Fettarten können polymerisieren, was dazu führt, dass das Fett eindickt, dann gummiartig wird und schließlich austrocknet und schließlich hart wird. Insbesondere Mineralölfette sind besonders anfällig für diese Verschlechterung, insbesondere nach längeren Zeiträumen bei hohen Temperaturen, wie sie häufig bei Bohrlochkopf-Absperrschiebern zu beobachten sind.
Kohlenwasserstoffbeständigkeit, Hohlraumretention, Verschleiß- und Korrosionsschutz, gute Dichtungsleistung und Austrocknungsschutz sind allesamt wichtige Merkmale, die Ihren Schmierfettauswahlprozess vorantreiben sollten, um sicherzustellen, dass Ihre Ausrüstung und die Integrität Ihres Betriebs vollständig erhalten bleiben.
