Key information

Title
Mellomlagringskammer
Application number
20120067
Case type
National
Status
24.06.2013 Patent meddelt (B1)
Filed
23.01.2012
Effective date
23.01.2012
Publicly available
24.06.2013
Next annual fee due
31.01.2027
Applicant
OBS Technology AS (NO)
Owner
OBS Technology AS (NO)
Inventor
Nils Terje Ottestad (NO)
Agent
HÅMSØ PATENTBYRÅ AS (NO)
Granted
24.06.2013
Patent number
333477
Expiry date
23.01.2032

Abstract and drawing

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content.
Oppfinnelsen angår et undervannsbasert system for mellomlagring av væske for mottak fra eller avgivelse til en eller flere mekaniske innretninger. Lagringssystemet er spesielt egnet til å oppmagasinere og frembringe hydraulisk energi på store og midlere havdyp, og kan benyttes til å forflytte til dels store væskevolumer på kort tid.

Publications

B1A1
Checking availability of the latest published version...

Documents

 Expand Download files (23)
Date
 Date Doc. No. Process Case number In/Out Journal description To/from
 02.06.2026 17-01 Saksbehandling 20120067(333477) UT PT Påminnelse om ikke betalt årsavgift (3329) (PT20120067) HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 11.06.2024 16-01 Saksbehandling 20120067(333477) UT PT Påminnelse om ikke betalt årsavgift (3329) (PT20120067) HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 06.06.2023 15-01 Saksbehandling 20120067(333477) UT PT Påminnelse om ikke betalt årsavgift (3329) (PT20120067) HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
21.02.2014 02-01 Endring av fullmektig 2014/01500 UT GH Forespørsel Håmsø Patentbyrå AS
13.02.2014 01-02 Endring av fullmektig 2014/01500 INN Fullmakt Håmsø Patentbyrå AS
13.02.2014 01-01 Endring av fullmektig 2014/01500 INN Generell henvendelse Håmsø Patentbyrå AS
 01.11.2013 14-01 Saksbehandling 20120067 UT Batch PTREMINDER Patent varsel årsavgift
25.06.2013 12-01 Saksbehandling 20120067 UT PT Registreringsbrev Nasjonal Patent
14.05.2013 10-01 Saksbehandling 20120067 UT PT Meddelelse om patent OBS Technology AS
 23.04.2013 09-06 Saksbehandling 20120067 INN Beskrivelse OBS Technology AS
 23.04.2013 09-05 Saksbehandling 20120067 INN Patenttegninger OBS Technology AS
 23.04.2013 09-04 Saksbehandling 20120067 INN Sammendrag OBS Technology AS
 23.04.2013 09-03 Saksbehandling 20120067 INN Krav OBS Technology AS
 23.04.2013 09-02 Saksbehandling 20120067 INN Hovedbrev OBS Technology AS
 23.04.2013 09-01 Saksbehandling 20120067 INN Korrespondanse (Hovedbrev inn) OBS Technology AS
 27.02.2013 08-01 Saksbehandling 20120067 UT Realitet patent OBS Technology AS
 07.02.2013 07-01 Saksbehandling 20120067 INN Korrespondanse (Hovedbrev inn) OBS Technology AS
 27.11.2012 06-02 Saksbehandling 20120067 INN Fullmakt Onsagers AS
 27.11.2012 06-01 Saksbehandling 20120067 INN Korrespondanse (Hovedbrev inn) Onsagers AS
 27.11.2012 05-05 Saksbehandling 20120067 INN E-post OBS Technology AS
 27.11.2012 05-04 Saksbehandling 20120067 INN Krav OBS Technology AS
 27.11.2012 05-03 Saksbehandling 20120067 INN Patenttegninger OBS Technology AS
 27.11.2012 05-02 Saksbehandling 20120067 INN Hovedbrev OBS Technology AS
 27.11.2012 05-01 Saksbehandling 20120067 INN Korrespondanse (hoved dok) OBS Technology AS
 18.07.2012 04-02 Saksbehandling 20120067 UT PT report 01:33:19
18.07.2012 04-01 Saksbehandling 20120067 UT Realitet patent OBS Technology AS
02.02.2012 03-03 Saksbehandling 20120067 INN Erklæring søkers rett til oppfinnelse OBS Technology AS
02.02.2012 03-02 Saksbehandling 20120067 INN Hovedbrev OBS Technology AS
02.02.2012 03-01 Saksbehandling 20120067 INN Korrespondanse (hoved dok) OBS Technology AS
23.01.2012 02-01 Saksbehandling 20120067 UT PT PFC Defect Letter OBS Technology AS
23.01.2012 01-02 Saksbehandling 20120067 INN Beskrivelse
23.01.2012 01-01 Saksbehandling 20120067 INN National Patent Application Form

Description, claims and drawings

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content. Description
Oppfinnelsen angår et undervannsbasert system for mellomlagring av væske for mottak fra eller avgivelse til en eller flere mekaniske innretninger.Systemets hovedelementer er en lagringstank som i normalsituasjonen er tilnærmet trykkløs, ventilanordninger for regulering av væsketilførselen fra angjeldende mekaniske anordninger til lagringstanken, og en eller flere pumper som er innrettet for å pumpe væske fra lagringstanken til angjeldende mekaniske anretninger. Lagringssystemet er spesielt egnet til å oppmagasinere og frembringe hydraulisk energi på store og midlere havdyp.Nærmestliggende kjente teknikk anses å være US 2008/185046 Al som beskriver et undervannsbasert system for mellomlagring av væske for mottak og avgivelse til en eller flere innretninger, som for eksempel en BOP operator. I likhet med tradisjonelle subsea hydraulikksystemer benytter dette systemet kompressibiliteten i en gass til å frembringe et hydraulisk overtrykk i forhold til omgivende vanntrykk. Fortrinnet ved denne spesielle teknikken er en akkumulator som endrer hydraulikktrykket i samsvar med sdybden, slik at ønsket overtrykk opprettholdes uten endring i gasstrykket. Denne teknikken gjør det mulig å opprettholde tilsvarende hydrauliske kapasitet på alle dyp med et moderat gasstrykk. De dybdekompenserte akkumulatorene får til dels betydelig større hydraulisk kapasitet enn tradisjonelle stempelakkumulatorer av tilsvarende størrelse. Imidlertid er all kjent tilsvarende teknikk avhengig av overflatebaserte komponenter, idet tilbakestilling av hydraulisk kapasitet krever tilførsel av trykksatte fluider fra overflaten via umbilical. Spesielt på store dyp er subsea hydraulikksystemer avhengig av kostbare komponenter og forbindelseslinjer.Et system ifølge oppfinnelsen kan ivareta de samme funksjoner som ovennevnte patent, både mht. å frembringe hydraulisk energi og mht. til å etablere nødvendig låsekraft og kuttekraft til å operere en "Blow-out preventer". Systemet kan prinsipelt sett i sin helhet være anordnet på havbunnen, og forbindelsen til overflaten er begrenset til en linje for forsyning av elektrisk eller eventuelt hydraulisk energi til drift av pumpe som benyttes til å tilbakestille hydraulisk kapasitet. Slik hydraulisk kapasitet frembringes ved at det etableres et tilnærmet materiefritt volum i en lagringstank. Dette oppnåes fortrinnsvis ved hjelp av en deplasementspumpe som er montert på et utløp på lavestliggende del av lagringstanken. Denne pumpen vil derved kunne tømme tanken fullstendig, noe som innebærer maksimal hydraulisk kapasitet. Kapasiteten kan utnyttes ved hjelp av aktuatorer og trykkforsterkere som har sin lavtrykkside i åpen forbindelse lagringstankens utløp. Oppfinnelsen er basert på at lavtrykksiden og forbindelsen til lagringstankens utløp er væskefylt. Det innebærer at væske føres til tanken når den hydrauliske kapasitenen utnyttes, og at den hydrauliske kapasiteten derved kan tilbakestilles ved at pumpen trekker væske ut av lagringstanken og tilbakeføre den til angjeldende tekniske anordninger.I utgangspunktet er det fordelaktig å unngå bruk av gass i et subsea hydraulikksystem. Bruk av gass innebærer å utnytte gassens kompressibilitet over et gitt trykkområde. Ulempene med dette er et fallende hydraulikktrykk etter hvert som den hydrauliske kapasiteten utnyttes, og at termiske effekter ved at gassen får en delvis adiabatisk ekspansjon reduserer systemets mulighet til rask utnyttelse av den hydrauliske kapasiteten. På store dyp er det mulig å frembringe store mengder hydraulisk energi ved å utnytte forskjellen mellom omgivende vanntrykk og en lagringstank hvor det er etablert et tilnærmet trykkløst og materiefritt volum. Selv om denne forskjellen skulle være relativt beskjeden, kan man skape høyt hydraulikktrykk ved hjelp av en type trykkforsterker (jfr.fig.8 i den videre beskrivelse). Avhengig av størrelsen på lagringstanken, trykkforsterkeren m.v. er det således mulig å frembringe høye hydraulikktrykk så vel som store mengder hydraulisk energi med et gassfritt hydraulikksystem. Det kreves imidlertid et visst minimum omgivelsestrykk for at det skal være formålstjenlig å basere seg på en gassfri løsning. En naturlig minimumsgrense kan være 400 meter - tilsvarende omgivelsestrykk > 41 bara.På store dyp vil et gassfritt system være meget kostnadseffektivt i sammenlikning med kjente teknikker, og fordelene når det gjelder hydraulisk kapasitet i forhold til vekt og dimensjoner øker raskt med dybden.En del undervannsoperasjoner fordrer jevnlig væskeforsyning via umbilical fra overflaten. Store dyp betinger lange umbilicaler, og dette innebærer at etterfylling av væske går tregt. Det er derfor vanlig å oppmagasinere forbruksvæsker i akkumulatorer som er anordnet på havbunnen. Ved de ulike undervannsoperasjonene er det en viss fare for feilåpning eller stengning av ventiler, noe som kan føre til momentane trykkstigninger eller trykkfall som kan skade tetninger og andre trykkfølsomme komponenter. I andre situasjoner vil temperaturpåvirkninger på væske i lukkede kamre medføre at væske raskt må tilføres eller fjernes på en kontrollert måte for å motvirke skadelige trykkvariasjoner. Man har derfor behov for ulike trykkstabiliserende anordninger, gjerne i form av hurtigvirkende regulerings ventiler som forbinder de aktuelle områdene med høytrykks forsyningssystemer eller lavtrykks mottakssystemer. Det er i mange situasjoner ønskelig å kunne gjenbruke denne væsken, hvilket betyr at systemene må være innrettet til å kunne tilbakeføre væsken til angjeldende akkumulator eller kammer etter behov.Ved de fleste subsea installasjoner vil man ha tilgang på elektrisk kraft. Det er derfor også hensiktsmessig å basere seg på tilbakeføring av væsken ved bruk av en elektrisk drevet pumpe. For å få til gjenbruk av væske som fjernes for unngå trykkoppbygging, må mottakssystemet for denne væsken være innrettet for at væsken kan opptas og hentes tilbake på en enkel og driftsikker måte.Etter hvert som oljeindustrien engasjerer seg på stadig større havdyp har det blitt stadig viktigere å finne fram til gode løsninger for ulike relevante problemstillinger. Vi vil komme nærmere inn på et par av de konseptene som er vurdert i den videre beskrivelse- Fig. 8 viser et system for økning av et hydraulisk trykk basert på omgivelsestrykket og et system ifølge oppfinnelsen.En relevant løsning for å sette et kammer i stand til å oppta væske kan være å sørge for at kammeret får en fleksibel kontaktflate til omgivende vann. Prinsipielt sett kan dette ofte kunne være en relevant løsning ettersom væske som må avgis fra subsea systemer normalt har høyere trykk enn omgivende vann. Væske som er dumpet til et slikt kammer kan eventuelt gjenbrukes ved at den pumpes kontrollert tilbake til systemet. En alternativ løsning kan være å benytte komprimert gass til frembringe lavt trykk i et ekspanderbart lagringskammer Et slikt konsept er skissert i fig. 1. Kammer I) på stemplets overside er åpen til omgivende sjø, og kammer II) på stemplets underside er i kontakt med komprimert gass.Vi ser bort fra friksjon i tetningsringene. Sammenhengen mellom trykkene i de respektive kamrene I,II,III) er da bestemt av formelen;Vi tar som eksempel;Omgivende trykk (Pi)= 100 bara (ca 1000 meters dyp)Når disse verdiene innsettes i formelen finner vi; Pm = 50 bara. Dvs. at lagringskammeret får et trykk som ligger 50 bar under omgivende trykk. Det skulle sikre at kammer I, for de fleste formål, vil kunne oppta væske tilstrekkelig raskt.En prinsippskisse av systemet ifølge oppfinnelsen er vist i fig.2. Hovedelementene er et lagringskammer 7), en elektrisk eller hydraulisk drevet pumpe 8) som er innrettet til å kunne pumpe ut væske fra lagringskammeret, samt en ventilanordning 10) som styrer væsketilgangen til lagringskammeret. Enhetene 7,8,10 er sammenkoplet med et rør eller slangesystem som vist i figuren. Eksterne komponenter tilknyttes via koplingspunktene 5,6), som for visse anvendelser vil være koplet sammen. Lagringskammeret 7) bør inneholde minst mulig gass. Gassinnholdet i tanken kan minimeres ved at kammeret initielt orienteres med utløpet 35) rettet oppover, for deretter å fylles opp med væske via avluftingskanalen 9) som fortrinnsvis er anordnet i pumpen 8). Avluftingskanalen blir så stengt, og lagringskammeret snus rundt slik at utløpet 35) ligger som tankens laveste punkt. Når pumpen startes, vil væsken som fjernes føre til at det oppstår et væskefritt volum IV) i øvre del av lagringstanken 7). Dette inneholder væskedamp og noe gass som frigjøres fra væsken når trykket faller. Det skal ikke fjernes mye væske fra tanken før det resulterende trykket er en brøkdel av en bara, og lagringstanken for praktiske formål kan anses som trykkløs. Det væskefrie volumet representerer kapasiteten til lagringskammeret, og lagringstanken kan tømmes fullstendig slik at den vil kunne motta et væskevolum tilsvarende innvendig kammervolum.En pumpeanordning som skal kunne fjerne væske under gjeldende betingelser kan ikke være konstruert som en tradisjonell sugepumpe. En egnet pumpeanordning ifølge oppfinnelsen er basert på en eller flere resiprokerende stempelenheter, idet den enkelte stempelenhetens forskyvning langs den ene forskyvningsretningen benyttes til å avgrense en væskemengde fra lagringskammeret, samt å presse størstedelen av denne inn i et ekspanderende pumpekammer. Tilsvarende brukes stemplets motsatt rettede forskyvning til å presse pumpekammeret sammen og derved presse væsken ut av pumpeanordningen.Virkemåten beskrives nærmere med henvisning til fig.3, som viser en pumpeanordning med en stempelenhet 12) i fire ulike posisjoner.Stempelenhetens bevegelse blir fortrinnsvis frembrakt ved at stempelstangen 17) er tilkoplet en resiprokerende aktuator som drives av hydraulisk kraft fra en ikke vist hydraulikkpumpe i samvirke med en vendeventil. Dette anses som kjent teknikk og blir ikke nærmere beskrevet.Posisjon a) viser stempelenheten 12) i venstre endeposisjon idet forskyvningen mot høyre starter opp. I denne situasjonen har pumpekammeret VI) sitt minste volum. Pumpeanordningen blir fylt opp med væske via kanalen 19) som er forbundet med lagringskammerets utløp 35).Posisjon b) illustrerer at stempelenheten har kommet så langt mot høyre at det fjærbelastede stemplet 20) har avgrenset kammeret VII). Ved stempelenhetens 12) forskyvning mot høyre blir dette kammerets VII) volum redusert, samtidig som pumpekammerets VI) volum økes. Dette fører til at pumpekammeret VI) fylles opp med væske via kanalen 18) og enveisventilen 15). Denne oppfyllingen starter ikke opp før stempelenheten har beveget seg så langt mot høyre at kammeret VII) blir avgrenset av stemplet 20). Væskemengden som avgrenses i kammer VII) er større enn maksimalvolumet på pumpekammeret VI), som derfor kan fylles fullstendig opp. Posisjon c) viser stempelanordningen i høyre endeposisjon. Kammer VI) er fylt opp av væske, og kan ikke oppta all væsken som var fanget opp av kammer VII). Resterende væskemengde i kammer VII) har hindret stemplet 20) i å følge med siste del av den høyrerettede bevegelsen til stempelenheten 1)2. Følgelig blir fjæren 16) noe sammenpresset.Posisjon d) viser situasjonen etter at stempelenheten har gjennomført hoveddelen av sin venstrerettede bevegelse som fører til at væske pumpes via enveisventilen 13) og videre gjennom utløpet 14). I den viste posisjonen har kammer VII) igjen blitt åpnet opp, slik at det strømmer ny væske inn i dette kammeret. Stempelenheten forskyves så videre til venstre endeposisjon, og repeterer syklusen.Tyngdekraften sørger for at gjenværende væske alltid fyller opp den lavtliggende del av lagringskammeret. Den øvre del vil kun inneholde væskedamp og litt gass, og trykket i lagringskammeret vil synke til brøkdelen av 1 bara straks pumpen har fjernet noe væske. Pumpeanordningen beskrevet her er i stand til å pumpe all væske fra lagringskammeret. Lagringstanken kan således tømmes slik at den er klar for å kunne oppta en væskemengde på størrelse med kammerets totale innvendige volum.Det vil være enkelt å sikre seg at lagringstankens kapasitet blir opprettholdt. Det vil normalt ikke være noen mulighet for inntrengning av gass, noe som ellers kunne redusere lagringskapasiteten. En eventuell inntrengning av væske kan registreres ved at det anordnes nivåmålere i lagringstanken.Ventilanordningen 10) er i enkleste versjon en fjernstyrt åpne/stengeventil, men dette vil variere i samsvar med anvendelsesområdet for oppfinnelsen.Den følgende beskrivelse vil bli konsentrert om 4 viktige bruksområder for oppfinnelsen:Fig.4 viser en prinsippskisse for hvordan et system ifølge oppfinnelsen kan koples opp mot et volum 22) for å hindre at det kan oppstå farlige trykkoppbygginger som følge av eksempelvis feiloperasjon av en åpne/stengeventil. Ved denne anvendelsen er ventilanordningen 10) fortrinnsvis en type tilbaketrykksregulator ("back-pressure regulator"). Det innebærer at den vil være innrettet til å åpne opp presist det som kreves for å forhindre at oppstrøms trykk - altså trykket i volumet 22) - overstiger engitt verdi. Åpningverdien er bestemt av et referansetrykk som er koplet opp mot linjen 21). Ettersom lagringskammeret 7) er tilnærmet trykkfritt vil man kunne dimensjonere ventilanordningen 10) og de tilhørende linjer slik at det prinsipielt sett alltid er mulig å forhindre en skadelig trykkoppbygging.Samme lagringskammeret kan benyttes for sikring av flere volumer, idet hvert volum da fortrinnsvis blir tilkoplet en separat ventilanordning 10). Det er også mulig å kople flere pumpeanordninger til samme tank, og pumpe væsken som et tatt imot ut til enhver ønskelig destinasjon.Et annet viktig anvendelsesområde for angjeldende oppfinnelsen har vært å frembringe et system for mellomlagring og gjenbruk av barrierevæske i høyeffekts elektriske drevet materiell - som eksempelvis subsea booster pumper, se fig. 5. Barrierevæsken holdes på et visst overtrykk i motorkammer mv. og skal hindre inntrengning av skadelige fluider eller partikler via roterende tetninger. Etter oppstart av materiellet stiger temperaturen relativt betydelig, og det kan være nødvendig å fjerne væskemengder på anslagsvis 25 - 40 liter for å motvirke uønsket trykkoppbygging.Det er i dag normalt å dumpe barrierevæske fra slike pumper inn i brønnstrømmen - fortrinnsvis via selve pumpemodulen.Ved pumpestopp blir motorkammeret raskt avkjølt. Dette innebærer at barrierevæske i mengder på inntil 40 liter må tilføres relativt raskt for å forhindre et skadelig undertrykk i motorkammeret. I dag foretas denne væskekompensasjonen fortrinnsvis ved hjelp av væskeakkumulatorer som får tilført væske under trykk via umbilical fra overflaten. På store dyp vil umbilicalen være lang, og en etterfylling av ovennevnte volummengder kan ta opp mot 1 døgn. Ettersom det alltid er en viss fare for utilsiktet stopp, må væskeakkumulatorene til enhver tid inneholde tilstrekkelig væskemengde til å kompensere for minimum en stopp. Det kan derfor gå lang tid før det blir aktuelt å starte opp igjen motoren dersom det har skjedd et par utilsiktede motorstopp innenfor et relativt kort tidsrom.Det foregår et kontinuerlig forbruk av barrierevæske da de roterende tetningene har en viss lekkasje. Denne lekkasjen er normalt av størrelse 1-2 liter pr døgn. Man oppnår betydelig kostnadsreduksjoner og tidsmessige besparelser ved å satse på gjenbruke av avgitt barrierevæske, slik at umbilicalen kan dimensjoneres for kun å skulle kompensere for forbruket.Figur 5 A viser et typisk system for å opprettholde et barrieretrykk på ønsket nivå i forhold til et referansetrykk som normalt vil tilsvare trykket på andre siden av tilliggende roterende tetning. Det kreves en høytrykksforsyning 23) for barrierevæske, som typisk består av gassakkumulatorer i samvirke med væskeakkumulatorer. Barrieretrykket som ønskes opprettholdt over de roterende tetningene frembringes ved hjelp av en reguleringsventil 25), som i dette eksemplet benytter pumpens innløpstrykk som referanse. Dette tilsvarer trykket på undersiden av den roterende tetningen 27).Reguleringsventilen 25) kompenserer for en økning i referansetrykket ved å åpne for forsyning fra høytrykksforsyningen 23). Hvis referansetrykket faller skal reguleringsventilen 26) tre i funksjon og dumpe væske fra motorkammeret til pumpens innløp. Disse trykkvariasjonene er normalt små og representerer lite tap avVed pumpestopp må motorkammeret som nevnt forsynes med væske, og volumet som må tilføres kan typisk være 25 - 40 liter. Dette tas fra høytrykksforsyningen 23), som får kompensasjon for avlevert væske via forsyning fra en umbilical 24).Ved ny start av pumpen vil temperaturendringen føre til en relativt rask oppvarming av motorkammeret, og en væskemengde tilsvarende den som ble etterfylt, blir nå dumpet til pumpeenhets innløp og videre opp til overflaten med brønnstrømmen. Ved booster pumper som opererer på store dyp kan forsyningstrykket til reguleringsventilen 25) typisk måtte ligge i området 400 - 1000 barg. Ettersom gass er lite kompressibel ved høye trykk innebærer dette at væskeforsyningsenheten 23) kan bli av betydelig størrelse, særlig hvis man ønsker å ha en viss buffer mht. væskeforsyning.Fig. 5B illustrerer hvordan et system ifølge oppfinnelsen kan koples inn i barrieresystemet for å kunne gjenbruke barrierevæsken. Reguleringsventilen 26) i barrieresystem kan nå inngå som ventilanordningen 10), idet væsken som må trekkes vekk fra motorkammeret dirigeres inn i lagringskammeret 7) i stedet for å fødes inn i brønnstrømmen. Væsken kan deretter pumpes i egnet hastighet tilbake til høytrykks væskeforsyningen 23) som illustrert i figuren.Lagringskammeret 7) kan for dette formålet typisk være av størrelse 50-80 liter, noe som tilsvarer en tradisjonell gassbeholder. Den må være dimensjonert for å tåle absolutt vakuum på angjeldende dyp. Tilsvarende må pumpeanordningen 8) dimensjoneres for å kunne presse væsken tilbake til væskeforsyningsenheten mot et trykk på anslagsvis 400 - 1000 bar. Dette anses som enkelt gjennomførbart med en strømningsrate som kan være betydelig større enn det som normalt kan oppnås via lang umbilical fra overflaten.Et tredje viktige bruksområde for oppfinnelsen er å frembringe et system som på midlere og store dyp er egnet til å generere drivkraft for aktuatorer eller til å frembringe hydraulisk energi.Fig.6 viser angjeldende oppfinnelse koplet opp mot to ulike like aktuatorer 28). Begge aktuatorene benytter omgivende sjø som referanse. Aktuatoren i fig.6a) er innrettet for å skyve, og aktuatoren i fig.6 b) er innrettet for å trekke. Ventilanordningen 10) kan i denne utførelsen være en tradisjonell fjernstyrt åpne-/stengeventil.I mange sammenheng benyttes et hydraulisk væsketrykk til å operere ventiler, etablere låsekrefter etc. Ved en anvendelse som i fig.6 fungerer oppfinnelsen som en invers akkumulator, og er lite plasskrevende. Denne utførelsen er basert på at aktuatoren settes tilbake til startposisjonen ved bruk av pumpen. Et lagringskammer og en pumpeanordning kunne brukes til styring av mange aktuatorer. Det krever at man anordner det antall fjernstyrte ventiler som kreves for å kunne operere hver aktuator separat.Kraften som kan frembringes på denne måten kan illustreres ved følgende regneeksempel som referer seg til aktuatoren 28) i fig. 6b.Vi antar stemplet 29) har en diameter på 15 cm, og installasjonen stor på 400 meters dyp. Det betyr at stempelarealet A = n* 7,52 cm2 = 176,7 cm2.Ved åpning av ventilanordningen 10) vil aktuatoren følgelig generere en kraft tilsvarende;Dette er ingen urimelig størrelse på en aktuator, og kraft av den størrelse anses å være rikelig for å operere en rekke type ventiler. En forskyvning på eksempelvis 50 cm vil kreve at et volum på 8,8 liter opptas av lagringskammeret. Om ønskelig vil dette kunne gjennomføres på et par sekunder ved hensiktsmessig valg av rørdimensjoner.For samme aktuatorstørrelse øker den genererte kraften lineært med dybden. Eksempelvis vil, på 2000 meters dyp, kraften som kan genereres av en tilsvarende aktuator være;Hvis man har behov for rask tilbakestilling av aktuatorene kan man anvende et oppsett som vist i fig. 7. Her inngår en væskeforsyningsenhet 23) som har to funksjoner, ved at den bidrar til å øke kraften som aktuatorene generer, og dessuten gjør det mulig å få aktuatorer til å virke raskt i begge retninger. Dette betinger at ventilanordningen 10) har flere funksjoner og følgelig blir mer komplisert. I den viste utførelsen omfatter den fire åpne-/stengeventiler. Disse er sammenkoplet slik at når to av ventilene er åpne, er samtidig to andre stengt. Figur 7 viser en konstellasjon med to aktuatorer 28) som er i motsatt modus, og som derfor har gått til hver sin endeposisjon. Ettersom lagringskammeret er trykkløst, påvirkes aktuatorstemplene av en trykkforskjell tilsvarende trykket i væskeforsyningsenheten 23). Dette kan velges slik at man får generert den ønskede kraft. Pumpeanordningen 8) er innrettet for å pumpe væsken fra lagringstanken direkte tilbake til væskeforsyningsenheten.For å kunne gjennomføre ulike subsea arbeidsoperasjoner kreves tilgang på hydraulisk energi. Slik energi kan frembringes ved å utnytte trykkforskjellen mellom omgivende sjø og et tilnærmet vakuum i kammeret 7). En sylinder som er innrettet for dette er skissert i fig. 8. Her er oversiden av stemplet 30) påvirket av omgivende vanntrykk, og kammer III er satt i åpen forbindelse med lagringskammeret 7). Kammeret III) er dermed tilnærmet trykkløst, og kraften som omgivende vanntrykk genererer mot stemplet overføres via den forstørrede stempelstangen direkte til væsken i kammer II). Ved egnet dimensjonering kan derved sylinderen levere et væsketrykk som er mange ganger større enn det omgivense vanntrykk.På store dyp kan en utførelse som skissert i fig. 8 frembringe et høyt hydraulisk trykk på en relativt stor væskemengde med en egnet dimensjonering av sylinderen 31).På grunnere dyp kan det være fordel å koble sylinderen opp mot en høytrykks væskeforsyningsenhet som vist i fig. 9. I den viste utførelsen er stemplet påmontert en ventilanordning 33) som bevirker at tilbakeføring av væske til kammer III) og til væskeforsyningsenheten 23) gjøres i en og samme pumpeoperasjon. Væsken fra lagringskammeret 7) pumper først stemplet 30) tilbake til øvre posisjon, hvorpå stemplet presser ventilen 33) åpen slik at væske føres videre inn i væskeforsyningsenheten. Selv med et moderat trykk fra væskeforsyningsenheten kan man frembringe en betydelig mengde hydraulisk energi i form av et relativt stort væskevolum med høyt trykk fra kammeret II.Ved denne utførelsen kan man holde gassreservoarene i væskeforsyningsenheten på et relativt lavt trykknivå, og således benytte gass med relativt god kompressibilitet.For ytterligere å utnytte kapasiteten i ovennevnte gassakkumulatorer kan det anordnes en trykkreduksjonsventil 34) mellom gass- og væskereservoarene. Denne reduksjons-ventilen er fortrinnsvis innstilt på å levere et forstilt nedstrøms trykk, tilsvarende det laveste trykknivå væsken kan ha for å kunne frembringe ønsket kraft.
Claims
1. Et undervanns basert system for mellomlagring av væske og som omfatter et lagringskammer (7), pumpeanordninger (8) og ventilanordninger (10) karakterisert ved at lagringskammeret har et utløp (35) som er i fluid kommunikasjon med det nedre indre volum i tanken (7), med lavtrykksiden til pumpen (8) og med ventilanordningen (10) anordnet på en tilførselslinje (6) som omgår pumpen slik at pumpen kan trekke væske fra tanken når tilførselslinjen er stengt av ventilanordningen (10).2. Et system ifølge krav 1, karakterisert ved at pumpeanordningens inntak (8) på lavtrykkssiden normalt er arrangert under utløpet (35) til lagringskammeret.3. Et system ifølge krav 1, karakterisert ved at pumpeanordningen (8) er basert på en eller flere resiprokerende stempelenheter (12) der den enkelte stempelenhet bruker sin forskyvning i den ene retningen til å lukke inn en viss mengde væske fra lagringstanken, og sin forskyvning i motsatt retning til å presse væske fra det avgrensede væskevolumet til angjeldende mekaniske innretning via en returlinje (5).4. Et system ifølge krav log 3, karakterisert ved at pumpeanordningens (8) resiprokerende bevegelse frembringes ved hjelp av en hydraulikkpumpe som drives av elektrisk kraft.5. Et system ifølge hvilket som helst av de forutgående krav, karakterisert ved at ventilanordningen (10) er en på/av-ventil, en tilbaketrykksregulator eller enhver annen type ventil, eller kombinasjon av ventiler, egnet for å kontrollere væskestrømmen gjennom tilførselslinjen (6)6. Et system ifølge hvilket som helst av de forutgående krav, karakterisert ved at lagringskammeret (7) er konstruert for å tåle det aktuelle omgivende trykk når det innvendige volumet er tilnærmet trykkløst.7. Et system ifølge hvilket som helst av de forutgående krav, som samvirker med et trykkstabilisert barrierevæske system, karakterisert ved at ventilanordningen (10) utgjør eller samvirker med barrieresystemets dumpeventil (26), og at væske som avgis til lagringskammeret etter oppstart av angjeldende høyeffekts pumpe eller liknende blir hentet ut av pumpeanordningen (8) og dirigert via returlinjen (5) til en væskeforsyningsenhet (23) som er anordnet oppstrøms barrierevæske systemet for således å opprettholde væskeforsyningsenhetens evne til å kompensere for redusert væskevolum etter ny stopp av angjeldende pumpe.8. Et system ifølge hvilket som helst av de forutgående krav karakterisert ved at lavtrykkssiden til pumpen er i fluid kommunikasjon med tilførselslinjen (6) ved et punkt mellom lagringskammeret og ventilanordningen (10).9. Et system ifølge hvilket som helst av de forutgående krav, karakterisert ved at returlinjen (5) er i fluid kommunikasjon med høytrykkssiden til pumpeanordningen (8).
Drawings

Priority

No priority

Patent classes

IPC classesE21B 33/035E21B 33/064

Citations

US 2008/185046 A1 (A1)US 6202753 B1 (B1)

Applicants, owners and inventors

Owners
OBS Technology AS
Kalvetangveien 83 3132 HUSØYSUND NO (FÆRDER Municipality, Vestfold county)Org. number: 936058310Inventors
Nils Terje Ottestad
Kalvetangveien 83 3132 HUSØYSUND NO (FÆRDER Municipality, Vestfold county)

Agent

HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
HÅMSØ PATENTBYRÅ AS

Org. number: 918752900

Name and address are automatically synchronized with the Brønnøysund Register Centre.

Open in The Brønnøysund Register Centre
Postboks 9 4068 STAVANGER NO (STAVANGER Municipality, Rogaland county)
Org. number: 918752900
Reference: P27000NO00

Status history

Payment history

Oppositions and appeals

No oppositions or appeals

Administrative limitation

No administrative limitation

Liens and licences

No liens or licenses registered

Gazette entries

No Gazette entries foundOnly events from 2024.03.04 and onwards are shown.