Spiralvridande ställdon kan passa trånga installationer, vilket visas av kommersiella konstruktioner för fjärdedelsvridande ventilställdon. Ändå är de inte automatiskt det bästa alternativet för alla ventiler på oljefält.

Publicerade vridmoments- och positionsdata tillhör specifika produkter. De bör inte behandlas som allmänna värden för alla spiralcylindrar.

Hur väljer du det önskade vridmomentet?

Börja med ventiltillverkarens vridmomentsdata under de faktiska driftförhållandena.

Kontrollera:

• Lösningsmoment: Det vridmoment som krävs för att starta rörelsen efter att ventilen har varit stilla.
• Driftmoment: Det vridmoment som krävs under gång.
• Säte- och avsätningsmoment: Det vridmoment som behövs nära stängt läge.
• Driftspåverkan: Differenstryck, temperatur, avlagringar, korrosion och tiden mellan operationerna.

Jämför sedan ventilens vridmomentskrav med ställdonets tillgängliga utmatning genom hela slaget, med minsta tillgängliga hydrauliska tryck.

Tillämpa den marginal som överenskommits med ventilleverantören och projektspecifikationen. Kontrollera också ventilspindelns maximalt tillåtna vridmoment. Ett överdimensionerat ställdon kan skada spindeln, sätet eller kopplingen om trycket inte begränsas på rätt sätt.

Extra vridmoment bör inte ersätta inspektion av en fastlåst eller skadad ventil.

Hur mycket olja och flöde behöver ställdonet?

För en initial uppskattning:

Driftstid i sekunder ≈ 60 × slagvolym i liter ÷ flöde i liter per minut

Till exempel skulle ett ställdon som kräver 0,5 liter för ett 90°-slag ta cirka 6 sekunder vid 5 liter per minut.

Detta är en idealisk uppskattning. Faktisk tid beror på ventilmotstånd, belastning, oljetemperatur, läckage och tillgängligt tryck.

Öppnings- och stängningstider kan också skilja sig åt. Därför bör man specificera båda riktningarna separat och bekräfta prestanda genom tester.

Varför överväga hydraulisk manövrering för oljefältsventiler?

Hydraulisk manövrering kan tillhandahålla betydande vridmoment inom en kompakt installation. Den gör det också möjligt att placera kraftaggregatet bort från ventilen, med slangar eller rör som för trycket till ställdonet.

Med lämpliga kontroller kan systemet stödja:

• Fjärrstyrd ventildrift.
• Kontrollerad öppnings- och stängningshastighet.
• Positionssignal.
• Nödrörelse med hjälp av lagrad energi.
• Integration med ett elektrohydrauliskt styrsystem.

Ändå garanterar hydrauliskt tryck ensamt inte stabil positionering, stötsåkerhet eller säker avstängning. Dessa funktioner beror på kretsen och den mekaniska konstruktionen.

Positionhållning och nödrörelse är olika saker

En ventil kan behöva förbli på plats efter strömavbrott, stängas automatiskt eller öppnas automatiskt. Den önskade åtgärden definieras av processäkerhetsbedömningen.

Positionhållning kan använda styrda backventiler eller annan lämplig hållanordning. Läckage, temperaturförändringar och instängt tryck måste ändå beaktas.

Nödrörelse kräver en pålitlig energikälla och styrväg. Beroende på konstruktion kan detta involvera en returfjäder eller en hydraulackumulator.

En ackumulator måste dimensioneras för önskat slag, minimalt driftstryck, temperaturområde och reservkapacitet. Dess förmåga att slutföra en nödfunktion måste verifieras.

Kommersiella nödsystem använder fjädrar eller ackumulatorarrangemang för att flytta ventiler till ett definierat säkert läge.

Vilket skydd krävs av oljefältsmiljön?

Utomhus- och offshoredrift kan utsätta ställdon för saltstänk, damm, vibrationer och stora temperaturförändringar.

Material, beläggning, fästelement och tätningar bör väljas för att passa dessa förhållanden. Val av tätning måste också ta hänsyn till hydraulvätskan och driftstemperaturen.

Lämplighet för explosiva miljöer kräver en genomgång av hela paketet, inklusive magnetventiler, kontakter, sensorer och potentiella antändningskällor. Bra tätning ensamt etablerar inte explosionsskydd.

På samma sätt är ett ställdon som är lämpligt för däckinstallation inte automatiskt lämpligt för undervattensbruk. Undervattensdrift kräver kontroller av externt tryck, tryckkompensering, kontakter och eventuell ROV-gränssnitt för manuell överstyrning.

Var kan systemet presterera dåligt?

Prestanda kan bli otillräckligt när ställdonet väljs endast efter nominellt vridmoment.

Vanliga problem inkluderar otillräckligt matningstryck, för högt returtryck, dålig kopplingsinriktning, förorenad olja och olämpliga tätningar.

Andra gränser kräver särskild uppmärksamhet:

• Vibrationer: Hydraulisk dämpning förhindrar inte i sig själv oönskad ventillrörelse.
• Slagnoggrannhet: Noggrann axelpositionering bevisar inte att ventiltätningar fungerar korrekt.
• Snabb stängning: Ställdondämpning minskar mekanisk påverkan, men pipelinepåkänning kräver en separat processgranskning.
• Nöddrift: En hållventil kan inte tillhandahålla den energi som krävs för att slutföra ett avstängningsslag.

Stängningstiden bör därför bestämmas utifrån både avstängningskravet och pipelinens transienta beteende.

Vad bör du tillhandahålla för en skräddarsydd ställdonsanalys?

För en användbar teknisk diskussion, tillhandahåll:

• Ventiltyp, storlek, tryckklass och processförhållanden.
• Vridmomentskrav över hela arbetsgången.
• Maximalt tillåtet spindelvridmoment.
• Önskad slaglängd och öppnings-/stängningstider.
• Minimalt och maximalt hydrauliskt tryck.
• Monteringsritningar, kopplingsdimensioner och utrymmesgränser.
• Temperatur, korrosion, vibrationer och krav för explosiva områden.
• Önskat svar vid ström- eller hydraulmatningsförlust.
• Återkoppling, överstyrning, inspektion och testkrav.

Diskutera ditt oljefältsventilprojekt med Shellppon

Ett kompakt spiralvridande ställdon kan vara en stark kandidat för fjärdedelsvridande ventiler inom oljefält. Det slutgiltiga valet bör följa verifierade vridmomentsdata, installationsgränser och en tydligt definierad nödsvar.

Shellppon Hydraulic tillhandahåller tillverkning av hydraulcylindrar och OEM/ODM-tjänster. För att diskutera komponentval eller ett skräddarsytt projekt, kontakta Shellppon med dina ventildata, ritningar och driftkrav.