[go: up one dir, main page]

NO20111695A1 - Aktuatoranordning og fremgangsmate for a forskyve aktuatoranordningen - Google Patents

Aktuatoranordning og fremgangsmate for a forskyve aktuatoranordningen Download PDF

Info

Publication number
NO20111695A1
NO20111695A1 NO20111695A NO20111695A NO20111695A1 NO 20111695 A1 NO20111695 A1 NO 20111695A1 NO 20111695 A NO20111695 A NO 20111695A NO 20111695 A NO20111695 A NO 20111695A NO 20111695 A1 NO20111695 A1 NO 20111695A1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
use position
actuator device
pressure
control device
actuator
Prior art date
Application number
NO20111695A
Other languages
English (en)
Other versions
NO340664B1 (no
Inventor
Norbert Lenz
Original Assignee
Cameron Int Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cameron Int Corp filed Critical Cameron Int Corp
Publication of NO20111695A1 publication Critical patent/NO20111695A1/no
Publication of NO340664B1 publication Critical patent/NO340664B1/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
    • F16K31/047Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor characterised by mechanical means between the motor and the valve, e.g. lost motion means reducing backlash, clutches, brakes or return means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/22Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution
    • F16K3/24Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution with cylindrical valve members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44Mechanical actuating means
    • F16K31/50Mechanical actuating means with screw-spindle or internally threaded actuating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44Mechanical actuating means
    • F16K31/50Mechanical actuating means with screw-spindle or internally threaded actuating means
    • F16K31/504Mechanical actuating means with screw-spindle or internally threaded actuating means the actuating means being rotable, rising, and having internal threads which co-operate with threads on the outside of the valve body
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/0318Processes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/1842Ambient condition change responsive
    • Y10T137/2036Underwater

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Mechanically-Actuated Valves (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en aktuatoranordning for å forskyve en styreanordning. En slik styreanordning kan f.eks. være en ventil, en sluseventil, en såkalt utblåsningssikring eller en annen reguleringsmekanisme som blir anvendt i forbindelse med olje- og naturgassproduksjon, spesielt i maritime miljøer. En slik styreanordning er forsynt med et passende aktuatorelement som er innrettet for å bli beveget av aktuatoranordningen for å forskyve f.eks. en ventil som en styreanordning til en bruksposisjon og en ikke-bruksposisjon.
Aktuatoranordningen omfatter i hvert fall en motor/utveksling-enhet og en skruedrivaksel, spesielt en skruedrivaksel av rulletypen, som kan bli aktivisert av nevnte motor/utveksling-enhet og som omfatter en gjengespindel og en skruemutter. Skruemutteren er normalt roterbar, men opplagret på en aksielt fastholdt måte i aktuatoranordningen, mens gjengespindelen, ved rotasjon av skruemutteren ved hjelp av motor/utveksling-enheten, er innrettet for å beveges for å forskyve styreanordningen mellom bruksposisjonen og ikke-bruksposisjonen.
Videre kan aktuatoranordningen omfatte en posisjonslåseranordning for å opprettholde posisjonen nådd av gjengespindelen. Denne
posisjonslåseranordningen hindrer spesielt at gjengespindelen automatisk returnerer fra den nådde posisjonen.
En slik aktuatoranordning er beskrevet i WO 2008/125136 A1, og omtales også som en elektrisk og fjærløs aktuatoranordning, en anordning som har en veldig kompakt utførelse med bare et lite antall komponenter. Aktuatoranordningen er billig og krever lite kraft for å forskyve den tilhørende styreanordningen.
Med denne kjente aktuatoranordningen har det vist seg at det ikke vil oppstå vanskeligheter så lenge det finnes en tilstrekkelig elektrisk kraftforsyning som sikrer at aktuatoranordningen kan bli aktivert for å justere styreanordningen.
Ved brudd i den eksterne kraftforsyningen er det imidlertid funnet at under bestemte trykkforhold mellom det transporterte mediet, transporten av hvilket reguleres av styreanordningen, og et internt medium i aktuatoranordningen, ingen automatisk lukking eller bevegelse til ikke-bruksposisjonen, henholdsvis, er mulig i styreanordningen. Dette gjelder spesielt når trykket i det transporterte mediet er lavere enn trykket i det interne mediet. Siden aktuatoranordningen med den tilhørende styreanordningen gjerne er anordnet under vann, er trykket i det interne mediet normalt definert av omgivelsestrykket rundt aktuatoranordningen, som bestemmes av vanndypet.
I den kjente aktuatoranordningen og under bestemte trykkforhold, vil dette kunne ha den konsekvens at automatisk forskyvning til ikke-bruksposisjonen ikke er mulig i fravær av en elektrisk kraftforsyning.
Det er et mål med foreliggende oppfinnelse å sikre en sikker forskyvning til ikke-bruksposisjonen på en enkel måte uavhengig av trykkforholdene som råder mellom det transporterte mediet og det interne mediet.
I den kjente aktuatoranordningen blir styreanordningen og aktuatoranordningen automatisk beveget til ikke-bruksposisjonen ved fravær av elektrisk kraftforsyning, gjennom en trykkpåføring av det transporterte mediet mot ikke-bruksposisjonen. Denne trykkpåføringen opprettholdes så lenge trykket i det transporterte mediet er høyere enn trykket i det interne mediet.
Ifølge oppfinnelsen, for å oppnå det ovennevnte mål, blir styreanordningen og aktuatoranordningen, i fravær av elektrisk kraftforsyning, i tillegg beveget mot en andre ikke-bruksposisjon dersom trykket i det transporterte mediet er lavere enn trykket i det interne mediet som virker i aktuatoranordningen på stempelet. Stempelet blir her beveget forbi bruksposisjonen til en andre ikke-bruksposisjon.
Tilsvarende trykkforhold kan også råde spesielt når aktuatoranordningen og styreanordningen blir anvendt for gassproduksjon. I en gassbrønn er brønntrykket eller trykket i det transporterte mediet, henholdsvis, lavere enn trykket i det interne mediet.
Ifølge oppfinnelsen, uavhengig av de rådende trykkforhold og også ved brudd i forsyningen av elektrisk kraft, kan aktuatoranordningen med den tilhørende styreanordningen derfor på en sikker og enkel måte bli beveget til ikke-bruksposisjonen til enhver tid, hvorved den aktuelle styreanordningen blir beveget til en tilhørende lukket posisjon. Det er bare i bruksposisjonen at styreanordningen er i åpen posisjon.
Følgelig oppnås målet med anordningen ved at stempelet i aktuatoranordningen og styreanordningen koblet til denne kan bli beveget forbi bruksposisjonen til en andre ikke-bruksposisjon av en trykkpåf øring.
Det kan anses som fordelaktig i denne sammenhengen når den tilhørende trykkpåføringen finner sted både mot en første og en andre ikke-bruksposisjon direkte via styreanordningen og at nevnte anordning blir beveget sammen med aktuatoranordningen i bevegelseskommunikasjon med denne til den aktuelle ikke-bruksposisjonen.
For å få til en styrt bevegelse mot den første og den andre ikke-bruksposisjonen med tilhørende lukking, dvs. under forskyvning mellom bruksposisjonen og en ikke-bruksposisjon, kan bevegelsen skje ved elektrisk kraftforsyning mot motstanden spesielt fra motor/utveksling-enheten i aktuatoranordningen.
Videre vil omgivelsestrykket og trykket i det interne mediet i aktuatoranordningen kunne være like, og dette kan f.eks. oppnås ved hjelp av en trykkompensator. Minst én slik trykkompensator kan være tilknyttet aktuatoranordningen og spesielt til det indre av denne.
Som allerede angitt i innledningen oppnås i foreliggende oppfinnelse en sikker forskyvning til ikke-bruksposisjonen både når trykket i det transporterte mediet er høyere enn trykket i det interne mediet og når trykket i det transporterte mediet er lavere enn trykket i det interne mediet.
For å sikre en pålitelig forskyvning til ikke-bruksposisjonen når trykkene i det transporterte mediet og i det interne mediet er like, kan en påkrevet forflytning til ikke-bruksposisjonen oppnås ved hjelp av en nødmekanisme. En slik nødmekanisme kan f.eks. være en reservekraftforsyning i form av et batteri, en akkumulator eller liknende, eller også en mekanisk forskyvning spesielt fra utsiden av aktuatoranordningen. En slik mekanisk forskyvning kan f.eks. bli utført av et fjernstyrt kjøretøy, dvs. av en såkalt ROV. I denne forbindelse skal det bemerkes at med et akkurat balansert trykk, kun en liten kraft er nødvendig for forflytning mellom bruksposisjon og en ikke-bruksposisjon ettersom denne kraften kun trenger å overvinne f.eks. friksjonskreftene. Dette betyr at bare en liten kraft er nødvendig for forflytning mellom bruksposisjon og ikke-bruksposisjon.
Ved forflytning fra bruksposisjon til ikke-bruksposisjon i fravær av elektrisk kraftforsyning kan motor/utveksling-enheten i aktuatoranordningen tjenlig bli anvendt som en generator, hvorved bevegelsen til ikke-bruksposisjon også bremses opp.
For å sikre spesielt en styrt bevegelse mellom bruksposisjon og ikke-bruksposisjon når forsyningen av elektrisk kraft er tilstrekkelig, kan en posisjonsføler være tilknyttet i hvert fall motor/utveksling-enheten. En slik posisjonsføler er for eksempel vist i EP 1 756 528. Posisjonsføleren omfatter et rettlinjet bevegelig legeme og et fastholdt element som detekterer bevegelsen av legemet.
For eventuelt å montere aktuatoranordningen på en enkel måte og også for å kunne skifte ut deler av denne, kan aktuatoranordningen omfatte i hvert fall en drivmodul, en adaptermodul og en forbindelsesmodul. Drivmodulen kan videre være delt inn i en motormodul og en utvekslingsmodul.
Forbindelsesmodulen kan spesielt tilveiebringe den direkte forbindelsen til styreanordningen, i det nevnte styreanordning f.eks. er løsbart festet fra utsiden av styreanordningen.
For å kunne styre en tilhørende ventilsleid i en ventil som styreanordning, eller en annen bevegelig del av styreanordningen, kan forbindelsesmodulen omfatte en føringsboring for en slik ventilsleid i styreanordningen, gjennom hvilken føringsboring ventilsleiden styres opp og inn i adaptermodulen. Adaptermodulen er her anordnet mellom forbindelsesmodulen og drivmodulen. De enkelte moduler kan være koblet sammen av hurtigkoblinger eller liknende.
I en ytterligere utførelsesform kan føringsboringen inneha en ytterligere funksjon ved at den omfatter en endestopper for et glidehode på ventilsleiden. Nevnte stopper kan f.eks. tjene til å låse den første ikke-bruksposisjonen ved at glidehodet hovedsakelig hviler på endestopperen i denne første ikke-bruksposisjonen.
En fordelaktig mulighet for anordning av trykkompensatoren kan sees i det trekk at nevnte kompensator er tilknyttet adaptermodulen.
Målet som underligger foreliggende oppfinnelse kan videre oppnås gjennom en anordning av to aktuatoranordninger, der den første og den andre aktuatoranordningen er anordnet etter hverandre relativt i strømningsretningen til det transporterte mediet og har motsatt bevegelsesretning mellom bruksposisjon og tilhørende ikke-bruksposisjon. Dette betyr at den første aktuatoranordningen med tilhørende styreanordning f.eks. blir forskjøvet til ikke-bruksposisjon når trykket i det transporterte mediet er høyere enn trykket i det interne mediet i den første aktuatoranordningen, mens den andre aktuatoranordningen med tilhørende styreanordning blir forskjøvet når trykket i det transporterte mediet er lavere enn trykket i det interne mediet i den andre aktuatoranordningen. Med det sikres også at i fravær av elektrisk kraftforsyning, en ikke-bruksposisjon foreligger i hvert fall for en styreanordning tilknyttet aktuatoranordningene anordnet etter hverandre.
Mer spesifikt er de tilhørende stemplene til aktuatoranordningene bevegelige i motsatt retning for forskyve den tilknyttede styreanordningen mellom bruksposisjon og ikke-bruksposisjon.
Forskyvningen, i hvert fall ved tilstedeværelse av tilstrekkelig kraftforsyning, kan skje på en føler-styrt måte i samsvar med den tidligere angitte utførelsesformen.
Fordelaktige utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse vil nå bli forklart mer i detalj med støtte i figurene i de vedlagte tegningene, der: Figur 1 er et lengdesnitt gjennom en aktuatoranordning ifølge foreliggende oppfinnelse i en første ikke-bruksposisjon, Figur 2 er et lengdesnitt tilsvarende figur 1 gjennom aktuatoranordningen ifølge oppfinnelsen i bruksposisjon, Figur 3 er et snitt tilsvarende figur 1 gjennom en aktuatoranordning ifølge oppfinnelsen i en andre ikke-bruksposisjon, Figur 4 viser en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen med to aktuatoranordninger anordnet etter hverandre, med den ene i ikke-bruksposisjon, Figur 5 er et lengdesnitt tilsvarende figur 4 gjennom de to aktuatoranordningene i bruksposisjon, og Figur 6 er et lengdesnitt tilsvarende figur 4 med den andre aktuatoranordningen i ikke-bruksposisjon. Figur 1 viser et lengdesnitt gjennom en første utførelsesform av en aktuatoranordning 1 som er sideveis festet i en flens på en styreanordning 2 i form av en sluseventil 3. En slik sluseventil tjener til å regulere strømning 35 av f.eks. råolje gjennom en transportledning 42. Ventilen omfatter en ventilsleid 35.
Ventilsleiden 35 ender i et indre kammer 10 fylt med hydraulikkfluid. En kompensator 27 med hydraulikkfluid er tilknyttet det indre kammeret. Ventilsleiden 35 er koblet i forskyvningsretningen 15 via et koblingselement 41 til aktuatoranordningen 1 ifølge oppfinnelsen. Nevnte anordning omfatter et antall moduler 31, 32 og 33 som vist i figur 2.
I modulen 33 rett ved siden av styreanordningen 2, dvs. forbindelsesmodulen, er det dannet en føringsboring 34, gjennom hvilken ventilsleiden 35 ledes inn i nabomodulen 32, dvs. adaptermodulen. I nevnte adaptermodul er ventilsleiden 35 koblet via koblingselementet 41 til stempelet 4. Nevnte stempel er koblet via den neste nabomodulen 31, drivmodulen, til en gjengespindel 23 i en skruedrivaksel 22. Drivmodulen 31 er delt inn i en motormodul 38 og en utvekslingsmodul 39.1 utvekslingsmodulen 39 er skruedrivakselen 22, som i tillegg til gjengespindelen 23 omfatter en skruemutter 24, og en utveksling anordnet. Skruemutteren 24 er roterbar, men aksielt ubevegelig opplagret i utvekslingsmodulen 39 og skrudd med en forbindelsesmuffe i den ene enden. Ytterligere detaljer ved motor/utveksling-enheten 21 er spesielt beskrevet i WO 2008/1 251 36 A1.
Utvekslingen er anordnet mellom skruedrivakselen 22 og den elektriske drivanordningen 26 i motormodulen 38 som en såkalt "harmonisk drivenhet". Som regel omfatter en slik harmonisk drivenhet tre elementer. En sylindrisk, deformerbar stålhylse med en utvendig fortanning, som er ikke-roterbart koblet via en hul aksel til spindelmutteren, og et ringelement med en innvendig fortanning, som står i inngrep med den sylindriske stålhylsen med i hvert fall noen tenner. Den sylindriske stålhylsen står i kontakt med en elliptisk skive eller en bølgegenerator på sin innvendige periferi. Bølgegeneratoren er ikke-roterbart anordnet på en motoraksel 25. Nevnte motoraksel kan bli rotert av en elektrisk drivanordning 26, der drivanordningen f.eks. kan utgjøres av to individuelle elektriske motorer.
En trykkompensator 28 er anordnet ved siden av den elektriske drivanordningen. Nevnte kompensator blir anvendt for trykkompensasjon mellom den normalt oljefylte aktuatoranordningen 1 og omgivelsene, dvs. vann. Størrelsene som kompenseres er det hydrostatiske trykket (vanndypet) samt temperatur- og/eller volumvariasjoner. I kompensatoren er det sjøvann på den ene siden og olje fra aktuatoranordningen på den andre siden. Kompensatoren er åpen mot sjøvannet ved sin tilhørende side.
En posisjonsføler 29 er tilknyttet henholdsvis motorakselen 25 og den elektriske drivanordningen 26. Nevnte føler tjener til å bestemme posisjonen til motorakselen og således til gjengespindelen 23 for å forflytte den på en styrt måte mellom dens bruksposisjon 7 og en første og en andre ikke-bruksposisjon 8, 9. Posisjonsføleren er i stand til å sample f.eks. innsiden av gjengespindelen magnetisk, elektrisk eller på annen måte, og til å bestemme, gjennom denne samplingen, den relative posisjonen til gjengespindelen i forhold til posisjonsføleren 29.
Kompensatoren 27, som er koblet til innsiden 10 av adaptermodulen 32, fungerer på tilsvarende måte som kompensatoren 28.
Aktuatoranordningen er løsbart festet fra utsiden via forbindelsesmodulen 33 til den tilhørende styreanordningen 2. Nevnte anordning er her vist som en sluseventil, men andre styreanordninger er også mulig. En slik anordning kan f.eks. være en sluseventil med trykkompensasjon, en struping, en utblåsningssikring eller andre reguleringsmekanismer som blir anvendt i forbindelse med produksjon av naturgass og råolje, spesielt på havbunnen eller i hvert fall under havoverflaten. Aktuatoranordningen ifølge oppfinnelsen kan imidlertid også bli anvendt i tilsvarende ikke-maritime anordninger.
I figur 1 befinner ventilsleiden 35, se også de motsvarende posisjonene henholdsvis til stempelet 4 og gjengespindelen 23, seg i den første ikke-bruksposisjonen 8.1 denne ikke-bruksposisjonen 8 hindres transportert medium 5 i en tilhørende transportledning 42 å strømme gjennom denne og den tilhørende ventilen er i lukket posisjon. Ventilsleiden er bevegelig inne i en tverrboring 40 i ventilen 3 mellom den illustrerte første ikke-bruksposisjonen 8 og, se f.eks. figur 2, bruksposisjonen 7. Den tilhørende forskyvningen er kontrollerbar via posisjonsføleren 29. Et glidehode 37 på ventilsleiden hviler på en endestopper 36 i en føringsboring 34.
Med en fungerende elektrisk forsyning til aktuatoranordningen 1 er det hver gang en forskyvning mellom bruksposisjon 7 og første ikke-aktive posisjon 8 ved aktivering av den elektriske drivanordningen 26. Nevnte drivanordning roterer motorakselen 25, og nevnte aksel roterer i sin tur skruemutteren 24, hvorved gjengespindelen 23 er bevegelig gjennom rotasjon av skruemutteren 24 i forskyvningsretningen 15, se figur 1, dvs. i aksiell retning. Når gjengespindelen 23 forskyves blir stempelet 4 og ventilsleiden 35 koblet til denne via koblingselementet 41 også beveget tilsvarende.
I fravær av elektrisk kraftforsyning til aktuatoranordningen 1 kan det være umulig å tilbakeføre ventilsleiden 35 fra bruksposisjonen 7 til den første ikke-bruksposisjonen 8 for å lukke transportledningen 42, se figurene 1 og 2. Så lenge trykket p2 i det transporterte mediet 5 er høyere enn trykket p1 i det interne mediet 6 i det indre 10 av adaptermodulen 32, kan ventilsleiden 35 bli forskjøvet til posisjonen i figur 1 fra posisjonen i figur 2 av overtrykket i det transporterte mediet også i fravær av en elektrisk kraftforsyning. Med denne forskyvningen er det mulig å operere den elektriske drivanordningen i aktuatoranordningen 1 som en generator for å bremse lukkehastigheten til ventilsleiden.
For å kunne å lukke ventilen på en sikker måte i fravær av elektrisk kraftforsyning også under omvendte trykkforhold, dvs. at trykket p1 > p2, er den andre ikke-bruksposisjonen 9 tilveiebrakt, se figur 3, til hvilken stempelet 4 og også ventilsleiden 35 blir beveget av det økte trykket p1 på innsiden 10 av adaptermodulen 32 ut av bruksposisjonen vist i figur 2.1 denne andre ikke-bruksposisjonen 9 er også transportledningen 42 lukket av ventilsleiden.
De elektriske drivanordningen 26 for aktuatoranordningen 1 kan også i dette tilfellet bli anvendt som en generator, hvorved en tilhørende lukkehastighet bremses opp.
Ifølge oppfinnelsen sikres med det at ventilsleiden på en pålitelig måte blir beveget til den respektive lukkede posisjonen for ventilen også i fravær av en elektrisk kraftforsyning til aktuatoranordningen, se første og andre ikke-bruksposisjon 8, 9.
Videre kan det forekomme at trykket p1 er tilnærmet likt trykket p2, slik at det i fravær av elektrisk kraftforsyning ikke vil finne sted noen forskyvning fra bruksposisjonen i vist i figur 2 til én av ikke-bruksposisjonene 8, 9 vist i figur 2 eller 3. For dette tilfellet kan aktuatoranordningen 1 omfatte en nødmekanisme 11, som f.eks. er en reservekraftforsyning 30 i form av et batteri 12 eller en akkumulator. Fordi at ved tilhørende trykkutlikning, dvs. at p1 er tilnærmet lik p2, kun en liten aktiveringskraft er nødvendig for å forskyve ventilsleiden, f.eks. mot friksjonskrefter, er en slik reservekraftforsyning 30 tilstrekkelig for å oppnå en av ikke-bruksposisjonene 8, 9 ved hjelp av posisjonsføleren 29 og ved hjelp av den elektriske drivanordningen 9.
Nødmekanismen 11 kan også være en mekanisk aktuator, med hvilken, fra utsiden ved hjelp av et fjernstyrt kjøretøy, så som en ROV, f.eks. motorakselen kan bli rotert f.eks. for å forskyve ventilsleiden fra bruksposisjonen 7 til en av ikke-bruksposisjonene 8, 9.
Ifølge oppfinnelsen består aktuatoranordningen 1 av det ovenfor angitte antall forskjellige moduler. Dette letter både sammenstilling av aktuatoranordningen og eventuell reparasjon ved at bare én modul må byttes ut. Modulene 31, 32, 33 og 38, 39 er løsbart koblet til hverandre ved hjelp av skruer og forbindelsesmuttere, eller liknende.
Det skal her videre bemerkes at identiske deler er gitt identiske henvisningstall i alle figurene, og er beskrevet nærmere delvis bare i forbindelse med én figur.
Når det gjelder aktuatoranordningen ifølge oppfinnelsen skal det videre bemerkes at når gjengespindelen blir forskjøvet, en spiralfjær eller ringfjær (loop spring) ikke blir presset sammen i nevnte anordning eller må frigjøres for eksempel for å tilbakeføre gjengespindelen til en ikke-bruksposisjon. I stedet kan aktuatoranordningen overføre både trekkraft og trykkraft til den tilknyttede styreanordningen. Videre er det mulig, se WO 2008/125136 A1, å påføre et holdemoment på gjengespindelen i den inntatte posisjonen. Dette holdemomentet kan bli generert f.eks. av en passende holdestrøm fra den elektriske drivanordningen. Holdemomentet kan her også bli generert av en stegmotor eller av en sperreinnretning for motorakselen. I de to sistnevnte tilfellene vil da den elektriske drivanordningen for aktuatoranordningen være strømløs, dvs. uten kraft, ved generering av holdemomentet.
Et slikt holdemoment hindrer automatisk bevegelse av gjengespindelen fra den inntatte posisjonen.
Figurene 4 til 6 viser en andre utførelsesform av oppfinnelsen. I denne utførelsesformen er de to aktuatoranordningene 1 og 13 anordnet etter hverandre langs strømningsretningen 14 til det transporterte mediet 5 i transportledningen 42. Oppbygningen til aktuatoranordningen 1 vist i figurene 4 til 6 svarer i hovedsak til aktuatoranordningene vist i figurene 1 til 3. Forskjellen ligger hovedsakelig kun i en omvendt forskyvningsretning 16 for aktuatoranordningen 13 i forhold til forskyvningsretningen 15 til den andre aktuatoranordningen, se f.eks. figurene 4 og 6 sammenholdt med figur 5. Dette betyr at aktuatoranordningen 13, se figurene 4 og 5, forskyver den tilhørende ventilsleiden 35 fra bruksposisjonen 18, se figur 5, til høyre side i figurenes plan, se figur 4, til den tilhørende ikke-bruksposisjonen 20. Dette betyr at for en forskyvning mellom bruksposisjon og ikke-bruksposisjon, det tilhørende stempelet 17 og den tilknyttede gjengespindelen 23 blir skjøvet ut, mens omvendt i aktuatoranordningen 1 en forskyvning mellom bruksposisjon 18 og ikke-bruksposisjon 19, se figurene 5 og 6, skjer ved innføring eller tilbaketrekking av stempelet til den tilhørende gjengespindelen 23. Bortsett fra for denne forskjellen i forskyvningsretning, henholdsvis 15 og 16, for de to aktuatoranordningene 1 og 13, er deres oppbygning identisk eller sammenliknbar med oppbygningen til aktuatoranordningene i figurene 1 til 3.
I de forskjellige aktuatoranordningene 1 og 13 blir ventilsleiden hver gang forskjøvet ved hjelp henholdsvis av det tilhørende stempelet 4, 17 og den tilhørende gjengespindelen 23, på en styrt måte mellom de forskjellige posisjonene.
I fravær av elektrisk kraftforsyning og med de to ventilsleidene i bruksposisjon 18, se figur 5, spiller trykkforskjellen mellom trykket p2 i det transporterte mediet 5 og p1 i det interne mediet på innsiden 10 av den tilhørende aktuatoranordningen 1, 13 en rolle. Dersom trykket p2 i det transporterte mediet 5 er høyere enn det interne trykket p1, som er tilnærmet likt for begge anordningene som følge av den tette plasseringen av de to aktuatoranordningene 1,13, lukker aktuatoranordningen 1 ventilen ved å dytte ventilsleiden 35 tilbake til ikke-bruksposisjonen 19, som vist i figur 6. Dersom i stedet det interne trykket p1 er høyere enn trykket p2 i det transporterte mediet, utfører aktuatoranordningen 13 lukkeoperasjonen ved å dytte ventilsleiden 35 ved hjelp av det tilhørende stempelet 17, se figur 4.
Med denne suksessive anordningen av to aktuatoranordninger 1,13 med forskjellige forskyvningsretninger 15, 16 for ventilsleiden mellom bruksposisjon og ikke-bruksposisjon sikrer en også at ventilen lukkes og styreanordningen blir aktivert følgelig ved et kraftbrudd.
Det skal videre bemerkes at bestrebelsen i henhold til utførelsesformen i figurene 4 til 6 med to aktuatoranordninger 1 og 13 er forholdsvis stor. Imidlertid finnes det anvendelser der to aktuatoranordninger av en slik type allerede er anordnet på en tilhørende transportledning 42, for eksempel i en såkalt masterventil og vingventil.
Disse er da utført ifølge oppfinnelsen med forskjellige forskyvningsretninger, slik at det i fravær av elektrisk kraftforsyning og uavhengig av trykkforskjellen mellom p1 og p2 er mulig å lukke henholdsvis ventilen og styreanordningen.
For tilfellet der de to trykkene er tilnærmet like, se beskrivelsen over, kan også i den andre utførelsesformen en tilhørende nødmekanisme være tilveiebrakt i minst én av de to aktuatoranordningene 1, 13, så som en reservekraftforsyning f.eks. i form av et batteri eller liknende, eller mekanisk tilgang til aktuatoranordningen utenfra.

Claims (20)

1. Fremgangsmåte for å forskyve en elektrisk aktuatoranordning (1) i bevegelseskommunikasjon med en styreanordning for å regulere strømning av et transportert medium, f.eks. en sluseventil, via et stempel (4), omfattende følgende trinn: i) styrt forskyvning av styreanordningen (2) i tilstedeværelse av elektrisk kraftforsyning til aktuatoranordningen (1) mellom minst én bruksposisjon (7) og en første ikke-bruksposisjon (8), ii) i fravær av elektrisk kraftforsyning, automatisk forskyvning av styreanordningen (2) og aktuatoranordningen (1) til ikke-bruksposisjon (8) ved påføring av trykk ved hjelp av det transporterte mediet tilbake mot ikke-bruksposisjonen (8), karakterisert veddet ytterligere trinn å: (iii) forskyve styreanordningen (2) og aktuatoranordningen (1) forbi bruksposisjonen til en andre ikke-bruksposisjon (9) når trykkaktivering av det transporterte mediet i trinn ii) skjer med et trykk som er lavere enn trykket i et internt medium som virker i aktuatoranordningen (1) på stempelet (4).
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat i trinn ii), trykk påføres direkte på styreanordningen (2) og nevnte anordning forskyves sammen med aktuatoranordningen (1) i bevegelseskommunikasjon med denne til ikke-bruksposisjonen (8).
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert vedat i trinn ii), en forskyvning til første eller andre ikke-bruksposisjon (8, 9) utføres mot motstand spesielt fra en motor/utveksling-enhet (21) for aktuatoranordningen (1).
4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat i trinn ii) og iii), et omgivelsestrykk definerer trykket i det interne mediet i det indre av aktuatoranordningen.
5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat for et trykk i det transporterte mediet (5) som er tilnærmet likt som trykket i det interne mediet (6), forskyvning til en ikke-bruksposisjon (8, 9) utføres ved hjelp av en nødmekanisme (11).
6. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat motor/utveksling-enheten (21) i trinn ii) eller iii) opereres i generatormodus og bremser forskyvningen til ikke-bruksposisjon (8, 9).
7. Fremgangsmåte for å forskyve minst én aktuatoranordning (1) i bevegelseskommunikasjon med en respektiv styreanordning (2), spesielt for en ventil, for å styre strømningen av et transportmedium med en sluseventil via et stempel, omfattende følgende trinn: i) styrt forskyvning av styreanordningen (2) i tilstedeværelse av elektrisk kraftforsyning ved hjelp av aktuatoranordningen (1) mellom minst én bruksposisjon (7) og en ikke-bruksposisjon (8, 19), og ii) i fravær av elektrisk kraftforsyning, automatisk forskyvning av styreanordningen (2) og aktuatoranordningen (1) av et trykk som påføres av det transporterte mediet (5) mot ikke-bruksposisjon (8, 19), karakterisert veddet ytterligere trinn å: iii) anordne en første og en andre aktuatoranordning (1,13) med en tilhørende styreanordning (2) etter hverandre i strømningsretningen (14) til det transporterte mediet (5), der den første og den andre aktuatoranordningen (1, 13) har motsatt forskyvningsretning (15, 16) i trinn ii) mellom bruksposisjon (7, 18) og ikke-bruksposisjon (8, 19), og forskyve den første aktuatoranordningen (1) med tilhørende styreanordning (2) til ikke-bruksposisjon (8) når trykket i det interne mediet (6) i den første aktuatoranordningen (1) er høyere enn trykket i det transporterte mediet (5) og forskyve den andre aktuatoranordningen (13) med styreanordningen (2) til ikke-bruksposisjon (9) når trykket i det interne mediet (6) i den andre aktuatoranordningen (13) er lavere enn trykket i det transporterte mediet (5).
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert vedat i den første og den andre aktuatoranordningen (1,13), de tilhørende stemplene (4, 17) blir beveget i motsatte retninger for å forskyve den tilhørende styreanordningen (2) mellom bruksposisjon (7) og ikke-bruksposisjon (8,18).
9. Fremgangsmåte ifølge krav 7 eller 8, karakterisert vedat den styrte forskyvningen i trinn i) utføres på en føler-styrt måte.
10. Aktuatoranordning (1, 13) for å forskyve en styreanordning (2), så som en ventil, sluseventil eller andre reguleringsmekanismer, spesielt for bruk i olje- eller gassproduksjonssystemer, omfattende en motor/utveksling-enhet (21) og en skruedrivaksel (22) som kan bli aktivisert av nevnte motor/utveksling-enhet (21) og som omfatter i hvert fall en gjengespindel (23) og en skruemutter (24), der nevnte gjengespindel (23) er bevegelig i en hovedsakelig aksiell retning for å forskyve styreanordningen (2) mellom en bruksposisjon (7, 8) og en ikke-bruksposisjon (8,
9,19, 20), karakterisert vedat gjengespindelen (23) er hovedsakelig aksielt bevegelig forbi bruksposisjonen (7) til en andre ikke-bruksposisjon (9).
11. Aktuatoranordning ifølge krav 10, karakterisert vedat aktuatoranordningen (1,13) omfatter minst én trykkompensator (27, 28).
12. Aktuatoranordning ifølge krav 10 eller 11, karakterisert vedat en posisjonsføler (29) er tilknyttet i hvert fall motor/utveksling-enheten (21).
13. Aktuatoranordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav 10 til 12,karakterisert vedat aktuatoranordningen (1, 13) omfatter en reservekraftforsyning (30).
14. Aktuatoranordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav 10 til 13,karakterisert vedat aktuatoranordningen (1,13) er mekanisk forskyvbar spesielt fra utsiden.
15. Aktuatoranordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav 10 til 14,karakterisert vedat aktuatoranordningen (1, 13) omfatter minst én drivmodul (31), en adaptermodul (32) og en forbindelsesmodul (33).
16. Aktuatoranordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav 10 til 15,karakterisert vedat forbindelsesmodulen (33) er spesielt løsbart festet fra utsiden til styreanordningen (2).
17. Aktuatoranordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav 10 til 16,karakterisert vedat forbindelsesmodulen (33) omfatter en føringsboring (34) for en ventilsleid (35) i styreanordningen (2), gjennom hvilken føringsboring ventilsleiden blir styrt inn i adaptermodulen (32).
18. Aktuatoranordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav 10 til 17,karakterisert vedat føringsboringen (34) omfatter en endestopper (36) for et glidehode (37) på ventilsleiden (35), der glidehodet (37) hovedsakelig er posisjonert på endestopperen (36) i den første ikke-bruksposisjonen (8).
19. Aktuatoranordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav 10 til 18,karakterisert vedat trykkompensatoren (27) er tilknyttet adaptermodulen (32).
20. Aktuatoranordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav 10 til 19,karakterisert vedat drivmodulen (31) omfatter en motormodul (38) og en utvekslingsmodul (39).
NO20111695A 2009-07-20 2011-12-07 Aktuatoranordning og fremgangsmåte for å forskyve aktuatoranordningen NO340664B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2009/005261 WO2011009471A1 (en) 2009-07-20 2009-07-20 Actuating device and method for displacing the actuating device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20111695A1 true NO20111695A1 (no) 2011-12-16
NO340664B1 NO340664B1 (no) 2017-05-29

Family

ID=42078910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20111695A NO340664B1 (no) 2009-07-20 2011-12-07 Aktuatoranordning og fremgangsmåte for å forskyve aktuatoranordningen

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8978687B2 (no)
GB (1) GB2484870B (no)
NO (1) NO340664B1 (no)
SG (1) SG177253A1 (no)
WO (1) WO2011009471A1 (no)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8979063B2 (en) * 2011-11-28 2015-03-17 Fisher Controls International Llc Failsafe apparatus for use with linear actuators
EP2893232B1 (en) 2012-09-10 2017-04-19 Cameron International Corporation Electrical actuator
US20150369004A1 (en) 2012-09-10 2015-12-24 Onesubsea Ip Uk Limited Electric Actuator with a Force/Pressure Measurement Sensor
WO2014037024A1 (en) 2012-09-10 2014-03-13 Cameron International Corporation Disc resolver and brushless direct current motor including the same
WO2014166509A1 (en) * 2013-04-09 2014-10-16 Cameron International Corporation Actuating device
US10030787B2 (en) * 2013-04-22 2018-07-24 Onesubsea Ip Uk Limited Actuator
ITBG20130032U1 (it) * 2013-09-19 2015-03-20 Petrolvalves S R L Attuatore meccanotronico per la gestione automatica di valvole sottomarine
EP3740830B1 (en) * 2018-01-18 2025-07-30 Safe Marine Transfer, LLC Subsea smart electric control unit
CN112197053B (zh) * 2020-10-16 2022-09-23 温州市维耐特阀门有限公司 一种闸阀及其操作方法
EP4256169A4 (en) * 2020-12-03 2024-10-30 OneSubsea IP UK Limited ELECTRIC ACTUATOR
BR112023025425A2 (pt) * 2021-06-04 2024-02-20 Schlumberger Technology Bv Castelo de prevenção de explosão elétrica usando parafusos de rolo atuados lineares
US20230030007A1 (en) * 2021-07-28 2023-02-02 Benton Frederick Baugh Method for gate valve failsafe actuators
NO348619B1 (en) * 2022-07-26 2025-04-07 TechnipFMC Norge AS Actuator, receptacle and actuator assembly.
US12435595B2 (en) * 2023-02-02 2025-10-07 Worldwide Oilfield Machine, Inc. BOP piston booster and bonnet assembly
US20250341143A1 (en) * 2024-05-03 2025-11-06 Schlumberger Technology Corporation Blowout preventer systems and methods

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US88599A (en) * 1869-04-06 Improvement in throttle-valves for steam-engines
US1192141A (en) * 1915-08-26 1916-07-25 Semet Solvay Co Gate for sludge-boxes.
US3677001A (en) * 1970-05-04 1972-07-18 Exxon Production Research Co Submerged hydraulic system
US3933338A (en) * 1974-10-21 1976-01-20 Exxon Production Research Company Balanced stem fail-safe valve system
US4193574A (en) * 1978-10-27 1980-03-18 Barnes Johney H Well shut off device
US4304261A (en) * 1979-12-10 1981-12-08 Forester Buford G Valve
US5094270A (en) 1991-03-14 1992-03-10 Dril-Quip Inc. Double gated valve
US5332002A (en) * 1993-09-21 1994-07-26 Dril-Quip, Inc. Gate valve
DE20008415U1 (de) * 2000-05-11 2001-09-13 CAMERON GmbH, 29227 Celle Betätigungsvorrichtung
US6598849B2 (en) * 2001-12-21 2003-07-29 Cooper Cameron Corporation Pressure compensation/control for fail-safe gate valve
US8123191B2 (en) * 2005-04-29 2012-02-28 Cameron International Corporation Mechanical override
BRPI0520625A2 (pt) * 2005-10-19 2009-05-19 Cameron Int Corp equipamento submarino
DE602007012774D1 (de) * 2007-04-13 2011-04-07 Cameron Int Corp Betätigungsvorrichtung und verfahren zur bedienung einer betätigungsvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
NO340664B1 (no) 2017-05-29
US20120241007A1 (en) 2012-09-27
US8978687B2 (en) 2015-03-17
WO2011009471A1 (en) 2011-01-27
GB201202788D0 (en) 2012-04-04
SG177253A1 (en) 2012-02-28
GB2484870A (en) 2012-04-25
GB2484870B (en) 2014-01-01
US9470330B2 (en) 2016-10-18
US20150152971A1 (en) 2015-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO20111695A1 (no) Aktuatoranordning og fremgangsmate for a forskyve aktuatoranordningen
US8274245B2 (en) Actuating device and method of operating an actuating device
NO171650B (no) Mekanisk aktuator
NO342390B1 (no) Aktivering av brønnverktøy med trykkpulser i brønnfluid
NO341195B1 (no) En aktuator for en ventil i en undervannsinstallasjon
NO341457B1 (no) Lavkraftaktuator og ventilaktuator-kombinasjon.
US9920852B2 (en) Subsea electric actuator
EP2165100B1 (en) Gate valve rotary actuator
NO320936B1 (no) Ventilaktuator
NO336045B1 (no) Anordning og fremgangsmåte ved kraftaktuator for dykket anvendelse ved petroleumsutvinning
NO333966B1 (no) Anordning ved elektromekanisk aktuator og framgangsmåte for aktuering av et ringstempel
NO20120248A1 (no) Permanentmagnet lineær motoraktivert sikkerhetsventil og tilhørende fremgangsmåte
NO345391B1 (no) Aktuator
NO328603B1 (no) Undervanns hybrid ventilaktuatorsystem og fremgangsmate.
NO335707B1 (no) Undervannsventil
NO20101467A1 (no) Utløsersystem og fremgangsmåte som ikke påvirkes av rørtrykket
US20180058602A1 (en) Electric actuator system and method
NO341070B1 (no) Elektromekanisk kraftaktuator
EP4172458B1 (en) Subsea control, actuator and associated methods
NO331659B1 (no) Anordning ved ventilaktuator og framgangsmate for betjening av en ventil
NO20121303A1 (no) Fremgangsmater og systemer for elektriske piezo-undervannspumper
US20190301635A1 (en) Subsea shut-off device
NO341424B1 (no) Ventilsystem og ventildrivsystem
NO20121368A1 (no) Servostyrt manuelt ventilsystem
NO177241B (no) Elektro-hydraulisk ventilaktuator

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: ONESUBSEA IP UK LTD, GB

CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: SCHLUMBERGER TECHNOLOGY B.V., NL