Wormvormig Directe aandrijving met gevestigde klepregellay-outs Installatievolume, tandbelasting en spelingen

Ontwerp	Belangrijkste voordeel	Belangrijkste selectiecontrole
Compacte lay-out met gesloten bewegingsomzetting	Koppel, speling, rendement en toegang voor onderhoud
	Tandheugel en rondsel
Schoepenrad Eenvoudig roterend mechanisme met weinig bewegende delen Lekkage van afdichtingen, drukklasse en beschikbare slag

Wormvormige aandrijvingen kunnen geschikt zijn voor beperkte installaties, zoals aangetoond door commerciële ontwerpen voor kwartslag-klepaandrijvingen. Toch zijn ze niet automatisch de beste optie voor elke klep in een olieveld.

Gepubliceerde koppel- en positioneringsgegevens behoren tot specifieke producten. Ze mogen niet worden behandeld als algemene waarden voor alle wormvormige cilinders.

Hoe selecteert u het benodigde koppel?

Begin met de koppelgegevens van de klepfabrikant onder de feitelijke bedrijfsomstandigheden.

Controleer:

• Losbreekmoment: Het koppel dat nodig is om de beweging te starten nadat de klep onbeweeglijk is gebleven.
• Loopmoment: Het koppel dat nodig is tijdens de slag.
• Aanzet- en zetmoment: Het koppel dat nodig is nabij de gesloten positie.
• Gevolgen van de service: differentiaaldruk, temperatuur, afzettingen, corrosie en de tijd tussen handelingen.

Vergelijk vervolgens de koppelbehoefte van de klep met het beschikbare uitgangsvermogen van de aandrijving gedurende de gehele slag, met behulp van de minimaal beschikbare hydraulische druk.

Pas de marge toe die is overeengekomen met de klepleverancier en de projectspecificaties. Controleer ook het maximaal toelaatbare koppel van de klepspil. Een te grote aandrijving kan de spil, zittingen of koppeling beschadigen als de druk niet goed wordt beperkt.

Extra koppel mag geen vervanging zijn voor het inspecteren van een vastgelopen of beschadigde klep.

Hoeveel olie en debiet heeft de aandrijving nodig?

Voor een eerste schatting:

Bedrijfstijd in seconden ≈ 60 × slagvolume in liters ÷ debiet in liters per minuut

Een aandrijving die bijvoorbeeld 0,5 liter nodig heeft voor een slag van 90°, zou ongeveer 6 seconden duren bij 5 liter per minuut.

Dit is een ideale schatting. De werkelijke tijd hangt af van klepbeperkingen, belasting, oliedruk, lekkage en beschikbare druk.

Openings- en sluitingstijden kunnen ook verschillen. Geef om die reden beide richtingen afzonderlijk aan en bevestig de prestaties door middel van tests.

Waarom overwegen we hydraulische aandrijving voor olieveldkleppen?

Hydraulische aandrijving kan aanzienlijk koppel leveren binnen een compacte installatie. Het stelt de voedingseenheid ook in staat om op afstand van de klep te worden geplaatst, waarbij slangen of buizen druk naar de aandrijving voeren.

Met geschikte bedieningselementen kan het systeem ondersteuning bieden voor:

• Bediening van de klep op afstand.
• Gecontroleerde openings- en sluitingssnelheden.
• Positieteruggave.
• Noodbeweging met behulp van opgeslagen energie.
• Integratie met een elektrohydraulisch bedieningspakket.

Hydraulische druk alleen garandeert echter geen stabiele positionering, schokbestendigheid of veilige uitschakeling. Die functies zijn afhankelijk van het circuit en het mechanische ontwerp.

Positie vasthouden en uitvalveilige beweging zijn verschillend

Een klep moet mogelijk op zijn plaats blijven na stroomuitval, automatisch sluiten of automatisch openen. De vereiste actie komt voort uit de procesveiligheidsbeoordeling.

Positie vasthouden mag gebruikmaken van bestuurde terugslagkleppen of een andere geschikte inrichting. Er moet nog steeds rekening worden gehouden met lekkage, temperatuurveranderingen en opgesloten druk.

Fail-safe beweging vereist een betrouwbare energiebron en een betrouwbaar controlepad. Afhankelijk van het ontwerp kan het gaan om een terugstelveer of een hydraulische accumulator.

Een accumulator moet worden gedimensioneerd voor de vereiste slag, de minimale bedrijfsdruk, het temperatuurbereik en de reservecapaciteit. Het vermogen om een noodhandeling uit te voeren moet worden geverifieerd.

Commerciële fail-safe-systemen gebruiken veerretour- of accumulatoropstellingen om kleppen naar een gedefinieerde veilige positie te brengen.

Welke bescherming vereist de olieveldomgeving?

Bij gebruik buitenshuis en op zee kunnen aandrijvingen worden blootgesteld aan zoutnevel, stof, trillingen en grote temperatuurschommelingen.

De keuze van materiaal, coating, bevestigingsmiddelen en afdichtingen moet aansluiten bij deze omstandigheden. Bij de keuze van de afdichting moet ook rekening worden gehouden met de hydraulische vloeistof en de bedrijfstemperatuur.

Voor geschiktheid in explosiegevaarlijke gebieden moet het complete pakket worden beoordeeld, inclusief magneten, schakelaars, sensoren en mogelijke ontstekingsbronnen. Goede afdichting alleen is geen bewijs voor explosiebeveiliging.

Evenmin is een aandrijving die geschikt is voor installatie op het dek automatisch geschikt voor gebruik onder water. Voor gebruik onder water moeten er controles worden uitgevoerd op externe druk, drukcompensatie, connectoren en eventuele ROV-override-interfaces.

Waar kan het systeem slecht presteren?

De prestaties kunnen tegenvallen wanneer de aandrijving alleen wordt geselecteerd op basis van het nominale koppel.

Veelvoorkomende problemen zijn onvoldoende toevoerdruk, te hoge retourdruk, slechte uitlijning van de koppeling, vervuilde olie en ongeschikte afdichtingen.

Andere grenzen vereisen bijzondere aandacht:

• Trillingen: Hydraulische demoping voorkomt op zichzelf geen ongewenste klepbeweging.
• Nauwkeurigheid van de verplaatsing: Nauwkeurige positionering van de as bewijst niet dat de klep correct afdicht.
• Snelle sluiting: De demping van de aandrijving vermindert mechanische schokken, maar voor een pijpleidingschubben is een afzonderlijke procesbeoordeling vereist.
• Noodbediening: Een bedieningsklep kan niet de energie leveren die nodig is om een uitschakelslag te voltooien.

De sluitingstijd moet daarom worden ingesteld op basis van zowel de uitschakelvereiste als het tijdelijke gedrag van de pijpleiding.

Wat moet u leveren voor een aangepaste actuatorbeoordeling?

Voor een constructief technisch overleg kunt u de volgende informatie verstrekken:

• Type, maat, drukklasse en procesomstandigheden van de klep.
• Koppelvereisten over de gehele bedrijfslag.
• Maximaal toelaatbaar spilkoppel.
• Vereiste slag- en openings-/sluittijden.
• Minimale en maximale hydraulische druk.
• Montagetekeningen, koppelingsafmetingen en ruimtelimieten.
• Temperatuur, corrosie, trillingen en vereisten voor explosiegevaarlijke gebieden.
• Vereiste reactie bij verlies van stroom of hydraulische toevoer.
• Feedback-, override-, inspectie- en testvereisten.

Bespreek uw olieveldklepproject met Shellppon

Een compacte wormvormige actuator kan een sterke kandidaat zijn voor kwartslag-olieveldkleppen. De uiteindelijke keuze moet worden gemaakt op basis van geverifieerde koppelgegevens, installatielimieten en een duidelijk gedefinieerde noodrespons.

Shellppon Hydraulic biedt hydraulische cilinderfabricage en OEM/ODM-diensten. Neem voor een bespreking van de componentenkeuze of een aangepast project contact op met Shellppon met uw klepgegevens, tekeningen en bedrijfsvereisten.