Energieproduktion
Armaturenlösungen für die Förderung von Öl und Gas unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen
Die Energieproduktion beginnt im Reservoir – unter geologischen, thermischen und drucktechnischen Bedingungen, die höchste Anforderungen an die eingesetzte Anlagentechnik stellen. Armaturenlösungen für die Öl- und Gasförderung, die produktionsnahe Aufbereitung sowie sicherheitskritische Anwendungen im Bohrlochumfeld müssen auch unter Hochdruck, bei wechselnden Temperaturen und in anspruchsvollen Medien über lange Betriebszeiten zuverlässig funktionieren.
Armaturen übernehmen dabei zentrale Aufgaben: Sie kontrollieren Förderströme, sichern Druckgrenzen ab, isolieren Anlagenteile und tragen wesentlich zur Betriebssicherheit bei. Entscheidend sind eine dauerhaft zuverlässige Dichtfunktion, robuste Konstruktion und eine Auslegung, die Wartungsaufwand und ungeplante Stillstände reduziert.
Hartmann entwickelt und fertigt Armaturenlösungen für diese Anforderungen – mit Fokus auf Hochdruckanwendungen, sicherheitskritische Systeme und langfristige Betriebssicherheit in der Energieproduktion.
Anwendungen in der Energieproduktion
Einsatzbereiche entlang der Förderkette
Die Energieproduktion umfasst alle Prozesse von der Erschließung eines Reservoirs bis zur Übergabe des geförderten Mediums an nachgelagerte Systeme.
Je nach Prozessschritt unterscheiden sich die Anforderungen an Werkstoffe und Wartung deutlich. Entsprechend müssen Armaturen konsequent an die realen Betriebsbedingungen der jeweiligen Anwendung angepasst werden.
Im Bereich der Förderung liegt der Fokus auf der sicheren Kontrolle des Bohrlochs. Hier treten hohe Drücke, Temperaturgradienten und häufig auch korrosive oder erosive Medien auf.
Bohrlochköpfe übernehmen in diesem Kontext mehrere zentrale Funktionen:
- Druckführung und Abdichtung des Bohrlochs
- Mechanische Aufnahme der Verrohrung (Casing / Tubing)
- Integration von Absperr- und Sicherheitseinrichtungen
- Schnittstelle zu nachgelagerten Systemen
Nach der Förderung werden die Medien in Produktionsanlagen verarbeitet. Dazu gehören unter anderem Phasentrennung, Druckregelung und Aufbereitung für den weiteren Prozess.
In diesen Anwendungen sind Armaturen vor allem für die sichere Isolation von Anlagenteilen und die Kontrolle von Prozessströmen verantwortlich.
Kugelhähne werden eingesetzt, wenn:
- eine zuverlässige Absperrung erforderlich ist
- hohe Drücke vorliegen
- kompakte Bauformen notwendig sind
- geringe Leckagerisiken und lange Standzeiten gefordert sind
Im Mittelpunkt der Energieproduktion stehen Anwendungen in der Förderung sowie in produktionsnahen Aufbereitungsprozessen. Nachgelagerte Prozessschritte wie Energietransport und Energiespeicherung stellen eigene Anforderungen an Armaturen und werden gesondert betrachtet. Anwendungen der Energieumwandlung im Kraftwerksumfeld werden im Bereich Kraftwerkstechnik eingeordnet.
Für einen sicheren Betrieb
Auslegungsrelevante Anforderungen
Die Auswahl geeigneter Armaturen erfolgt auf Basis definierter Betriebsparameter und sicherheitstechnischer Anforderungen. Entscheidend ist nicht nur die nominelle Auslegung, sondern die zuverlässige Funktion unter realen Einsatzbedingungen über die gesamte Lebensdauer hinweg. In der Energieproduktion stehen dabei vor allem Dichtheit, Druck- und Temperaturbeständigkeit, Wartungsaufwand sowie sicherheitsrelevante Absperrkonzepte im Vordergrund.
Typische Auslegungskriterien sind:
Allgemein:
- Zuverlässige Primär- und Sekundärdichtsysteme
- Minimierung flüchtiger Emissionen
- Stabile Dichtheit bei wechselnden Druck- und Temperaturbedingungen
- Verifizierte Dichtfunktion unter Betriebsbedingungen
Umsetzung bei Hartmann:
- Metallisch dichtende Systeme für anspruchsvolle Gas- und Hochdruckanwendungen
- Konstruktive Auslegung zur Minimierung von Leckagepfaden
- Geprüfte Dichtkonzepte für wechselnde Betriebszustände
- Auslegung gemäß anwendungsspezifischer Prüfanforderungen
Technische Merkmale:
- Rein metallische Abdichtung
- Leckrate A nach ISO 15848
- Optional TA-Luft-konforme Ausführung
Allgemein:
- Auslegung für Hochdruck- und HPHT-Anwendungen
- Berücksichtigung thermischer Lastwechsel
- Geeignete Werkstoffauswahl
- Mechanische Stabilität unter zyklischer Belastung
Umsetzung bei Hartmann:
- Auslegung für definierte Druckklassen und Temperaturbereiche
- Auswahl geeigneter Werkstoffe unter Berücksichtigung von Medium und Einsatzfall
- Konstruktive Berücksichtigung thermischer Ausdehnung
- Dimensionierte Bauteile für langfristige mechanische Belastung
Allgemein:
- Lange Standzeiten unter Dauerbelastung
- Minimierter Wartungsaufwand
- Reduzierte Stillstandszeiten
- Lifecycle-orientierte Auslegung
Umsetzung bei Hartmann:
- Robuste Konstruktionen mit reduziertem Verschleiß
- Wartungsarme Dichtsysteme
- Minimierte Eingriffe während der Betriebsphase
- Auslegung auf langfristige Betriebssicherheit
Technische Merkmale:
- Wartungsfreies Dichtungssystem
- Keine fettbasierte Dichtfunktion bei metallischer Abdichtung
- Konstruktiv ausgelegt für lange Einsatzzeiten und hohe Verfügbarkeit
Allgemein:
- Double Block & Bleed (DBB)
- Double Isolation & Bleed (DIB)
- Redundante Dichtsysteme
- Kontrollierte Druckentlastung
Umsetzung bei Hartmann:
- Integration von DBB- und DIB-Konzepten je nach Anwendung
- Konstruktive Umsetzung redundanter Dichtbarrieren
- Sichere Entlastung zwischen Absperrelementen
- Anpassung an spezifische Anlagenanforderungen
Technische Merkmale:
- Doppelte Barrieren für sicherheitskritische Anwendungen
- Fire-Safe-Ausführung optional
- Auslegung für geringe Leckagerisiken auch in anspruchsvollen Betriebszuständen
Wenn Gate Valves an Grenzen stoßen
Warum Kugelhähne in der Energieproduktion konstruktive Vorteile bieten
Die Energieproduktion stellt je nach Prozess, Medium und Betriebsweise unterschiedliche Anforderungen an Absperrarmaturen. Hohe Drücke, starke Temperaturbelastungen und sicherheitskritische Absperraufgaben können die Funktion konventioneller Gate Valves beeinträchtigen. Metallisch dichtende Kugelhähne folgen einem anderen Konstruktionsprinzip und bieten insbesondere bei hohen Anforderungen an Dichtheit, Betriebssicherheit und Wartungsarmut entscheidende Vorteile.
Gate Valves sind in Anlagen zur Energieproduktion weit verbreitet. In Hochdruckanwendungen und bei sicherheitskritischen Absperraufgaben stößt ihr Konstruktionsprinzip jedoch an grundlegende Grenzen. Hohe Differenzdrücke, thermische Belastungen und anspruchsvolle Betriebsbedingungen beanspruchen die Armatur erheblich und wirken sich direkt auf Funktion, Dichtheit und Bedienbarkeit aus.
Gerade unter diesen Bedingungen zeigt sich, dass Gate Valves für häufige Schaltvorgänge und besonders hohe Anforderungen an die Absperrsicherheit nur eingeschränkt geeignet sind. Infolgedessen kann die Zuverlässigkeit der Absperrung sinken – ein kritischer Faktor für die Betriebssicherheit und Verfügbarkeit von Energieanlagen.
Bei hohen Drücken und Temperaturen werden die Führungs-, Sitz- und Dichtungsbereiche eines Gate Valves stark beansprucht. Verunreinigungen, Ablagerungen und thermisch bedingte Verformungen können die lineare Gleitbewegung des Schiebers zusätzlich beeinträchtigen.
Mit der Zeit kann der Schieber schwergängig werden, blockieren oder sich nicht mehr vollständig öffnen und schließen lassen. Gleichzeitig steigt das erforderliche Betätigungsmoment. Häufige Lastwechsel und hohe Differenzdrücke beschleunigen zudem den Verschleiß an Führungen und Dichtflächen. Das kann zu Leckagen, zum Verlust der Dichtungsintegrität und zu einer eingeschränkten oder nicht mehr zuverlässig gewährleisteten Shut-in-Fähigkeit führen.
Kugelhähne von Hartmann Valves basieren auf einem grundlegend anderen Konstruktionsansatz. Anstelle eines linear bewegten Schiebers kommt ein rotierendes Absperrelement in Form einer Kugel zum Einsatz, das innerhalb seines eigenen Volumens rotiert.
Dadurch entfallen viele Geometrien und Führungsbereiche, in denen sich Verunreinigungen oder Ablagerungen ansammeln und die Funktion der Armatur beeinträchtigen können. Die Bewegung erfolgt nicht gleitend entlang kritischer Innenflächen, sondern rotierend und damit konstruktiv deutlich unempfindlicher gegenüber hohen Differenzdrücken, thermischen Lastwechseln und anspruchsvollen Betriebsbedingungen.
Durch ihr Konstruktionsprinzip bleiben Kugelhähne auch unter hohen Drücken, starken Temperaturbelastungen und häufigen Lastwechseln zuverlässig betriebsfähig, während Gate Valves unter diesen Bedingungen an ihre Grenzen stoßen können. Das metallische Dichtsystem gewährleistet eine hohe Dichtheit und zuverlässige Funktion auch bei anspruchsvollen Medien und sicherheitskritischen Absperraufgaben in der Energieproduktion.
Zudem ermöglicht die Konstruktion das Schalten unter vollem Differenzdruck. Robust ausgelegte Antriebssysteme sind in der Lage, hohe Drehmomente sicher zu bewältigen und erhöhte Widerstände kontrolliert zu überwinden. So bleibt die Funktions- und Absperrfähigkeit der Armatur auch unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen erhalten.
Gasdicht, langlebig und wartungsfrei
Kugelhähne mit metallischem Dichtsystem
In der Energieproduktion müssen Armaturen auch unter hohen Drücken, bei anspruchsvollen Medien und über lange Betriebszeiten zuverlässig funktionieren. Neben einer sicheren Absperrfunktion sind dabei vor allem Dichtheit, Standzeit und ein kalkulierbarer Wartungsaufwand entscheidend.
Die Dichtheit unserer Armaturen wird im Rahmen technischer Prüfungen nach den jeweils relevanten Regelwerken verifiziert und erfolgt entsprechend der zugrunde gelegten Produktnorm. Unser interner Herstellerstandard liegt über den Anforderungen gängiger Prüfnormen wie API 598 und DIN 12266. Damit schaffen wir eine belastbare Grundlage für eine sehr hohe Absperrdichtheit in anspruchsvollen Anwendungen. Die interne Definition der Leckrate A wird angelehnt an die DIN ISO 5208.
Die Konstruktion ist auf langlebigen und wartungsarmen Betrieb ausgerichtet. Dadurch lassen sich Instandhaltungsaufwand reduzieren, Stillstandsrisiken begrenzen und Verfügbarkeitsanforderungen auch in sicherheitskritischen Prozessen zuverlässig erfüllen.
Referenz
SOLIDBLOCK IN DER GASPRODUKTION
Im Rahmen der Überholung mehrerer E-Kreuze zur Gasproduktion wurde ein komplett neues Konstruktionsdesign umgesetzt: Statt E-Kreuzen mit Schiebern kommen Solidblock-E-Kreuze mit integrierten Kugelhähnen zum Einsatz.
- Neues Design mit integrierten Kugelhähnen statt Schiebern
- Kompakte Bauweise bei hoher Gasdichtheit
- Erhöhte Sicherheit und einfache Bedienbarkeit
- Deutlich reduzierter Wartungsaufwand
Das Konzept verbindet eine kompakte Bauweise mit den Vorteilen gasdichter Kugelhähne – bei hohen und insbesondere auch bei niedrigen Drücken.
Zertifizierte Sicherheit für die Energieproduktion
Unsere Hochleistungs-Armaturen und Wellhead-Lösungen erfüllen nationale und internationale Anforderungen für den sicheren Einsatz in der Energieproduktion, darunter:
- API 6A
- SIL
- TA-Luft
- ISO 15848
- Fire Safe
- NACE
Unsere Lösungen für die Energieproduktion
2-WEGE KUGELHAHN
API 6A Kugelhähne kombinieren robuste Bauweise mit zuverlässiger Dichtung für den sicheren Einsatz in Hochdruck-Anwendungen. Entwickelt für langlebige Performance.
TWIN BALL VALVE
Twin Ball Valves vereinen zwei unabhängige Absperrsysteme (zwei Kugeln) in einem Gehäuse und sind 0-Blasen-dicht sowie zwischen den Abschlüssen prüfbar. Kompakt, sicher, platz- und kostensparend.
MOLCHKUGELHAHN
Molchkugelhähne vereinen Absperrung und Molchfunktion in einer Armatur und ermöglichen die sichere Aufgabe und Entnahme. Als platz- und kostensparender Ersatz für Molchschleusensysteme.
KELLYHAHN
Kelly Valves dienen als Sicherheitsventil im Bohrstrang und ermöglichen das schnelle Unterbrechen des Medienstroms. Für den Einsatz in Bohranwendungen und nach API Spec 7-1 gefertigt.
EINZELBAUWEISE
Bohrlochköpfe in Einzelbauweise werden kundenindividuell gefertigt. Die modulare Ausführung ermöglicht somit eine passgenaue Konfiguration für die jeweilige Anwendung.
BLOCKBAUWEISE
Bohrlochköpfe in Blockbauweise werden kundenindividuell gefertigt. Die integrierte Ausführung reduziert Schnittstellen, vereinfacht den Aufbau und erhöht die Betriebssicherheit.
Kontaktieren Sie uns
Wir unterstützt Sie in allen Projektphasen: Von der Planung und Auslegung über die Fertigung bis zur Installation und regelmäßigen Überprüfung.
FAQ
Warum sind Kugelhähne von Hartmann ideal für die Energieproduktion?
Hartmann Kugelhähne sind speziell für abrasive und korrosive Medien ausgelegt. Ihre metallische Abdichtung sorgt für absolute Dichtheit (Leckrate A) und reduziert den Wartungsaufwand. Durch jahrzehntelange Erfahrung in Öl-, Gas- und Geothermieprojekten bieten sie höchste Betriebssicherheit – auch unter extremen Bedingungen.
Wie lange sind Hartmann Kugelhähne wartungsfrei?
Betreiber berichten von bis zu 10 Jahren Wartungsfreiheit. Die rein metallische Abdichtung und das wartungsfreie Design ohne Fettfüllung minimieren Stillstandzeiten und Instandhaltungskosten.
Welche Normen erfüllen Hartmann Armaturen?
Hartmann Valves fertigt nach internationalen Standards wie API 6A, ISO 15848, TA-Luft, Fire Safe und NACE. Diese Normen gewährleisten geprüfte Sicherheit und höchste Qualität in sicherheitskritischen Anlagen.
Welche Medien können verarbeitet werden?
Die Kugelhähne sind geeignet für Erdöl, Erdgas, Sauergas (H₂S), Saueröl, CO₂ sowie abrasive und korrosive Medien. Auch Anwendungen mit hohen Drücken und Temperaturen werden sicher beherrscht.
Was zeichnet Hartmann Wellheads in der Energieproduktion aus?
Hartmann Bohrlochköpfe kombinieren robuste Konstruktion mit metallisch dichtenden Kugelhähnen. Sie bieten eine gasdichte Absperrung (Leckrate A/0), hohe Sicherheit und geringen Wartungsaufwand – auch bei aggressiven Medien wie H₂S, Saueröl und CO₂.
Welche Bauarten von Wellheads bietet Hartmann Valves an?
Es stehen klassische Wellhead-Designs sowie Integralbauweisen (Solidblock) zur Verfügung. Letztere reduzieren Flanschverbindungen, senken das Leckagerisiko und verkürzen Aufbauzeiten – ideal für kompakte Anlagenkonzepte.
Welche Vorteile bietet das Blockdesign?
Das Blockdesign reduziert die Anzahl der Flanschverbindungen und damit potenzielle Leckagepunkte. Dies erhöht die Sicherheit und minimiert das Risiko von Emissionen oder Ausfällen in kritischen Prozessen.
Welche Vorteile bieten Kugelhähne im Vergleich zu Gate Valves?
Kugelhähne von Hartmann Valves neigen weniger zu Blockierungen, benötigen keine Fettfüllung und verursachen dadurch keine Verunreinigung nachgelagerter Systeme. Sie verschleißen weniger und können durch die DIB 2-Doppelsperre eine erhöhte Sicherheit und Lebensdauer bieten.