DE3510037A1

DE3510037A1 - Vorrichtung zur codierten steuerung eines fluids

Info

Publication number: DE3510037A1
Application number: DE19853510037
Authority: DE
Inventors: David Arthur Hibbs; Wynn Patterson Rickey; Paul Nelson Houston Tex. Stanton
Original assignee: Exxon Production Research Co
Current assignee: ExxonMobil Upstream Research Co
Priority date: 1984-03-21
Filing date: 1985-03-20
Publication date: 1985-09-26
Also published as: GB2156105A; SE8501384L; US4549578A; SE8501384D0; GB8507244D0; NO851112L; FR2561723A1; JPS612906A; AU565981B2; AU4023385A; GB2156105B; CA1243584A; BR8501254A; NO161698B; NO161698C

Description

Vorrichtung zur codierten Steuerung eines Fluids

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Steuerungssysteme für hydraulische und pneumatische Elemente. Im besonderen betrifft die Erfindung ein hydraulisches Steuersystem zur Steuerung des Betriebes einer Mehrzahl von Ventilen, wie beispielsweise von Öl- und Gasbohrungen auf dem Meeresboden.

Einige der wesentlichsten Probleme bei der hydraulischen und pneumatischen Steuerung und Arbeitssystemen liegen in der Übertragung der Fluidsteuersignale und der Fluidkraftübertragung über größere Entfernungen. Dies beruht in erster Linie auf zwei Einschränkungen dieser Systeme, in bezug auf die elektrischen Steuer- und Antriebssysteme: Die Geschwindigkeit der Fluidsignalübertragung ist relativ niedrig, und die Querschnittsfläche des Leiters oder des Durchlasses, der das Fluidsignal oder Antriebsfluid überträgt ist relativ groß. Diese beiden Faktoren konkurrieren mit-einander. Die Geschwindigkeit, mit welcher eine Leitung den Antrieb und Steuersignale übertragen kann, verbessert sich mit einer Vergrößerung der Querschnittsfläche.

Diese Zwänge spielen keine wesentliche Rolle bei vielen allgemeinen Anwendungen hydraulischer und pneumatischer Steuerung und Kraftantriebssystemen, wie bei Geräten zur Erdbewegung, bei welchen die Fluidübertragungswege gering sind und Größe und Gewichteinschränkungen keine wesentliche Bedeutung besitzen. Es gibt jedoch viele Anwendungsbereiche, in welchen diese Einschränkungen der Flüssigkeitssteuerung und der Kraftantriebssysteme zu merklichen wirtschaftlichen und technischen Schwierigkeiten führen. Die wahrscheinlich größten Probleme in diesem Bereich treten bei hydraulischen Steuerungssystemen für

Steuerventile auf dem Meeresboden und anderen Ausrüstungsgegenständen ein, die sich in einem großen Abstand von einer Oberflächenanlage befinden, von welcher aus die Ventile gesteuert werden.

Bei küstennahen Öl- und Gasbohrungen ist es üblich, clie Vielzahl von Steuerventilen, die für jede Bohrung erforderlich sind, in einem Pfahl anzuordnen, der sich am Meeresboden befindet. Es ist erforderlich, eine Steuerung für diese Ventile an einer Oberflächenstelle vorzusehen, wie etwa einer küstennahen Förderplattform. Es hat sich gezeigt, daß hydraulische Steuersysteme für diesen Zweck gut geeignet sind.

Die bestehenden hydraulischen Steuersysteme für Unterwasserbohrungen fallen in zwei Klassen, und zwar eine direkt einwirkende und eine indirekt einwirkende. Bei direkt einwirkenden Systemen wird eine getrennte hydraulische Steuerleitung für jedes hydraulische Betätigungselement vorgesehen. Die Anwendung eines hydraulischen Drucks auf eine ausgewählte Steuerleitung dient zur Betätigung des entsprechenden Elementes. Bei den am einfachsten arbeitenden direkten Systemen ist eine Steuerleitung unmittelbar an das Ventilbetätigungselement angeschlossen, wobei das hydraulische Fluid in der Steuerleitung als Arbeitsfluid zur Betätigung des Unterwasserventils dient.

Bei weiterentwickelten, direkt wirkenden Systemen bedient jede StBuerleitung ein Servo-Ventil. Die Betätigung des Servo-Ventils verbindet das Ventilbetätigungselement mit einem getrennten Anschluß an unter Druck stehendes Arbeitsfluid, welches das Ventilbetätigungselement antreibt. Einfache und verläßliche, direkt wirkende hydraulische Steuersysteme unterliegen jedoch dem Nachteil, daß eine getrennte Steuerleitung erforderlich ist, die sich von der Oberfläche des Meeres bis zu der Bohrung am Meeresgrund für jedes Steuerventil erforderlich ist. Wenn eine größere Anzahl von Bohrungen vorhanden ist, wird eine große Zahl von Steuerleitungen erforderlich, was zu einer Steuerzuführungsleitung großen Durchmessers führt. Die Kosten

für eine Zuführungsleitung mit einer großen Anzahl individueller Steuerleitungen kann erheblich sein. Außerdem führt ein relativ großer Durchmesser der gebündelten Zuführungsleitungen besonders bei Tiefwasserbohrungen zu großen Problemen, infolge der starken Belastung, die eine solche Sammelleitung anszuhalten hat, im Verhältnis zu einer Leitung kleineren Durchmessers während der Installation. Auch das Ergreifen von Maßnahmen, die bei einem Sammelrohr großen Durchmessers im Hinblick auf den Widerstand gegen die Strömung und Wellen erforderlich sind, kann zu großen technischen Problemen führen. Darüber hinaus sind direkt wirkende Systeme oft wirtschaftlich nicht vertretbar für Satellitbohrungen, die einen großen Abstand von der küstennahen Plattform besitzen, von welcher aus sie gesteuert werden. Hierbei führt nicht nur die große Länge der Zuführungsleitungen zu besonders hohen Kosten, sondern weitere beträchtliche Kosten können hinzukommen durch die Verankerung der Zuführungsleitung großen Durchmessers, um zu verhindern, daß sie von der Strömung bewegt wird.

Bei indirekt wirkenden hydraulischen Steuersystemen werden eine oder mehr hydraulische Steuerleitungen eingesetzt, um codierte Signale zum Bohrlochkopf zu übertragen. Typischerweise dienen diese Steuerleitungen nur zur Übertragung von Signalen und übertragen im besonderen kein Arbeitsfluid zur Betätigung der Unterseeventile. Das durch die Steuerleitungen übertragene codierte Signal wird von einem Unterwasserschaltventil aufgenommen. Das Schaltventil spricht das Unterwasserventil in einer Weise an, die dem Signal entspricht, das durch die Steuerleitungen übertragen wurde. Der Einsatz kodierter Signale umgeht die Notwendigkeit für eine besondere Steuerleitung für jedes Ventil. Dies führt zu einer Abnahme der Anzahl der Steuerleitungen, die sich von der Oberfläche bis zum Meeresboden erstrecken, relativ zu den direkt wirkenden Systemen.

Druckfolgesteuerung ist eine der meisten üblichen Arten der indirekt wirkenden Steuersysteme. Indirekt wirkende Systeme verwenden eine Anzahl von Servo-Ventilen, von denen jedes in

einem vorbestimmten Bereich von Druckniveaus betrieben werden kann. Diese Servo-Ventile sind parallel zu einer einzigen Steuerleitung angeschlossen. Durch Anlage eines vorbestimmten Druckniveaus an die Steuerleitung werden alle Servo-Ventile betätigt, die auf dieses Druckniveau eingestellt sind. Um einen exakten Betrieb eines solchen Systems sicherzustellen, müssen die Servo-Ventilstellpunkte um jeweils etwa 2,8 MPa voneinander getrennt sein. Dies begrenzt die Anzahl von Funktionen, die durch eine einzelne Steuerleitung gesteuert werden können. Details einer Ausführungsform eines Druckfolgesteuersystems sind in der US-PS 3,993,100 vom 23. November 1976 beschrieben.

Ein zweiter Typ eines indirekt wirkenden hydraulischen Steuersystems, das zur Steuerung von Unterseebohrungen eingesetzt worden ist, beschreibt die US-PS 4,356,841 vom 2. November 1982, Bei diesem System erstreckt sich eine Steuerleitung von einer Oberflächensteuerstation bis zu einem Unterwasserschaltventil. Das Schaltventil kann eine Vielzahl von Stellungen einnehmen, von denen jede eine Verbindung herstellt zwischen einem von einer Gruppe von Servo-Ventilen und einem Fluiddruckanschluß. Das Servo-Ventil wird durch die Reihenfolge der Positionen geführt, entsprechend der Aufnahme von Druckimpulsen durch die Steuerleitung. Durch die Anlage einer vorbestimmten Zahl aufeinanderfolgender Impulse an die Steuerleitung wird ein entsprechendes Betätigungselement betrieben. Ein Nachteil dieses Systems liegt darin, daß dann, wenn die Länge der Steuerleitung groß ist, wie dies bei dem Einsatz am Meeresboden häufig der Fall ist, eine merkliche Verzögerung eintritt, im Anschluß an jeden Impuls, um sicherzustellen, daß die einzelnen Impulse auch getrennt am Schaltventil angelegt werden. Dies kann zu beträchtlichen Verzögerungen bei dem Betrieb der Unterwasserventile führen. Außerdem besitzt dieses System den weiteren Nachteil, daß die Unterwasserventile in einer vorbestimmten Folge betrieben werden müssen.

Es wäre vorteilhaft, ein Steuersystem für Unterwasserbohrungen und andere Einrichtungen zu schaffen, bei welchen mehrere fluidbetätigte Ellemente von einer entfernten Stelle aus zu steuern sind, bei welchem nur eine geringe Zahl von Steuerleitungen erforderlich ist, bei welchem die fluidbetätigten Elemente in der gewünschten Aufeinanderfolge betrieben werden können, und das nicht abhängig ist vom Einsatz aufeinanderfolgender codierter Signale.

Gemäß der Erfindung ist ein Wahlventil vorgesehen, das sich für die Steuerung eines Systems eignet, mit einer Anzahl hydraulisch oder pneumatisch betätigter Elemente. Dieses Wahlventil besitzt eine Eingangsdrucköffnung und eine Mehrzahl von Ausgangsdrucköffnungen. Die Eingangsdrucköffnung vermag ein unter Druck stehendes Steuerfluid aufzunehmen. Die hydraulisch oder pneumatisch betätigten Elemente werden durch den Empfang eines unter Druck stehenden Fluids über eine Steuerleitung gesteuert, die jeweils einem solchen Element zugeordnet ist. Jede Steuerleitung wird selektiv beschickt mit unter

Druck stehendem Steuerfluid von einer jeweils entsprechenden der Ausgangsdrucköffnungen. Das Wahlventil ist auch mit einer Mehrzahl von Codeeingangsöffnungen versehen. Jede dieser Codeeingangsöffnungen nimmt ein Fluiddrucksignal, entweder von einem hohen oder von einem niedrigen Druckniveau auf. Die

statische Kombination der Fluiddrucksignale, die an jede Codeeingangsöffnung zu einer vorgegebenen Zeit angelegt werden, bilden einen binären Auswahlcode. Jeder binäre Auswahlcode dient zur Bestimmung einer oder mehrerer der Auslaßdrucköffnungen. Entsprechend des Empfangs einer vorgegebenen Aus-

Wahlcodierung stellt das Wahlventil eine Fluidverbindung zwischen der Eingangsdrucköffnung und einem oder mehreren Ausgangsdrucköffnungen her, wie dies durch die angelegte Auswahlcodierung bestimmt ist.

Viele Vorteile der Erfindung lassen sich von dem Einatz einer binären Auswahlcodierung ableiten, wobei die individuellen Bits, die die Auswahlcodierung umfassen, gleichzeitig übertragen werden, jeweils durch eine getrennte Fluidleitung. Eine große Anzahl fluidbetätigter Elemente kann durch eine relativ kleine Zahl von Codeübertragungsleitungen angesprochen werden. Da darüber hinaus die verschiedenen Bits der Codierung gleichzeitig übertragen werden, wird eine Steuerung schnell errächt, relativ zu anderen Typen indirekt wirkender Fluid-Steuersysteme. Auch erfordert die vorliegende Erfindung nicht, daß die fluidbetätigten Elemente in einer vorbestimmten Aufeinanderfolge anzusprechen sind. Weitere Einzelheiten, Vorteile und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigt im einzelnen:

Figur 1 in einer schematischen Darstellung eine grundlegende Ausführungsform gemäß der Erfindung, zur Steuerung von vier Ventilen in einer Bohrung,

Figur 2 in schematischer Darstellung eine etwas kompliziertere Ausführungsform gemäß der Erfindung, bei welcher Mehrfachventile in jeweils einer Mehrzahl von Bohrungen individuell gesteuert werden kann,

Figur 3 die Seitenansicht des Wahlventils, wobei ein Teil des Getriebegehäuses aufgeschnitten ist, um Details der Zahnrad und Zahnspindelanordnung des Wahlventils zu zeigen,

Figur 4 die Draufsicht auf das Linearbetätigungselement

und das Getriebe, wobei das Gehäuse dieser Elemente entlang einer horizontalen Schnittlinie aufgeschnitten ist, um die inneren Komponenten darzu

legen,

Figur 5 eine Darstellung der Endkappe des Betätigungselementes in größerem Maßstab,

Figur 6 der erste Betätigungskolben in einem größeren Maßstab,

Figur 7 eine Draufsicht, entsprechend den Figuren 5 und 6, wobei die Betätigerendkappe und der erste Kolben montiert sind und sich in einer voll zurückgezogenen Lage befinden und

Figur 8 eine Seitenansicht eines Axialschnittes eines Mehrpositionsventils, das sich für die vorliegende Erfindung eignet.

Es soll an dieser Stelle herausgehoben werden, daß die Zeichnungen nicht der Definition der Erfindung dienen, sondern nur eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erläutern sollen.

Eine etwas verallgemeinerte Ausführungsform der Erfindung ist schematisch in Fig. 1 dargestellt. Das codierte Steuersystem 10 gemäß der Erfindung betreibt eine Mehrzahl fluidbetätigter Elemente 12a - d. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, handelt es sich bei den fluidbetätigten Elementen 12a - d um einzelwirkende, hydraulische Zylinder, die durch Federdruck zurückgeführt werden, wie sie etwa als Ventilbäätiger bei der Steuerung verschiedener Ventile 13a - d am Meeresboden befindlicher Ölbohrungen eingesetzt werden können. Dem Sachverständigen auf diesem Gebiet leuchtet jedoch ein, daß die Erfindung vielfache Anwendungsbereiche ermöglicht auf dem Gebiet der hydraulischen und pneumatischen Steuerung und daß sie im besonderen nicht eingeschränkt ist auf den Einsatz von Öl- und Gasförderbetrieben. Die nachfolgende Beschreibung richtet sich im besonderen auf die Steuerung von Unterwasserausrüstungsgegenständen, wobei dies jedoch lediglich eine Erläuterung und keine Beschränkung darstellt. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung in

gleicher Weise einsetzbar auf hydraulische und pneumatische Systeme, wobei jedoch zur Vereinfachung der Erläuterung nachfolgend von einem hydraulischen System ausgegangen werden soll.

Das Steuersystem 10 umfaßt vier servobetätigte Steuerventile 14a - d, wobei jedes einem der fluidbetätigten Elemente 12a - d entspricht. Vorzugsweise sind die servobetätigten Steuerventile 14a - d Sperrventile. Dementsprechend wird bei der Aktivierung eines der Steuerventile 14a - d durch die Anlage eines Servosignals das entsprechende der fluidbetätigten Elemente 12a - d in dem ausgewählten Zustand gehalten, ohne daß das Servosignal beibehalten werden muß. Der Status des entsprechenden der fluidbeätigten Elemente 12a - d kann nur durch die Anlage des entgegengesetzten Servosignals geändert werden. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Bohrlochsteuerung, wenn der Status von bestimmten Steuerventilen,beispielsweise eines von der Wasseroberfläche gesteuerten Unterwassersicherheitsventils, über einen längeren Zeitraum unverändert bleiben soll.

Ein Druckanschluß für hydraulisches Fluid 16 ist über eine Zufuhrleitung 18 an jedes der servobetätigten Steuerventile 14a d angeschlossen. In einer ähnlichen Weise verbindet eine Rückführungsleitung 20 den Rückanschluß eines jeden servobetätigten Steuerventils 14a - d mit einem Fluidrückführungsreservoir

22. In den Fig. 1 und 2 sind alle hydraulischen Rückführungsleitungen durch gestrichelte Linien angegeben. Ein Zufuhrakkumulator 21 sowie ein Rückführungsakkumulator 23 sind jeweils in der Zuführungsleitung 18 bzw. der Rückführungsleitung 20 angeordnet.

Der Betrieb der servobetätigten Steuerventile 14a - d wird über ein Wahlventil 24 gesteuert. Das Wahlventil 24 besitzt acht Ausgangsöffnungen 26 a- h in Gruppen zu vier Paaren. Jedes dieser Paare stellt zwei Steuerfunktionen zur Verfügung, über entsprechende Steuerleitungen 27a - h für jeweils ein ent-

sprechendes der Steuerventile 14a - d. Der Eingangsdruck von dem hydraulischen Druckanschluß 16 wird von dem Wahlventil an einer Vielfach-Einlaßdrucköffnung 28 aufgenommen. Das Wahlventil 24 ist außerdem mit einer Mehrzahl von Codeeingangsöffnungen 30a - c versehen. Diese Öffnungen 30a - c nehmen das hydraulische Signal ("die Auswahlcodierung") auf, die eingesetzt wird, um das Wahlventil 24 zu steuern. Entsprechend der Aufnahme einer Auswahlcodierung stellt sich das Wahlventil 24 selbst so ein, daß eine oder mehrere der Auslaßöffnungen, die durch die angelegte Auswahlcodierung bestimmt sind, in Flüssigkeitsverbindung mit der Einlaßdrucköffnung 28 gebracht werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform wird ein binäres Signal an die Codeeingangsöffnungen 30a - c durch die Codeeingangsleitungen 32a - c angelegt. Jede binäre Ziffer (Bit) des Auswahlcodes wird an eine entsprechende Codeeingangsöffnung 30a -c angelegt. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wird ein Dreibit-Binärauswahlcode eingesetzt,und dementsprechend sind auch nur drei Codeeingangsöffnungen 30a - c vorgesehen.

Wie jedoch einleuchtet, können bei anderen Anwendungsbereichen eine größere oder kleinere Zahl von Codeeingangsöffnungen erforderlich sein.

Die binäre Auswahlcodierung bezieht sich auf zwei Druckstadien, und zwar einen relativ niedrigen Druckstatus und einen relativ hohen Druckstatus. Bei der bevorzugten Ausführungsform des Wahlventils 24 besteht ein 0,5 MPa Druckunterschied zwischen den niedrigen und hohen Drucksignalen, und das Niedrigdrucksignal wird im wesentlichen gleich dem Umgebungsunterseedruck an der Unterseebohrung gehalten. In manchen Anwendungsbereichen,wie etwa bei solchen Ausführungen, bei welchen es wichtig ist, eine Blasenbildung in dem Steuerfluid geringzuhalten, kann es erstrebenswert sein, das niedrige Drucksignal bei einem Druck zu halten, der wesentlich oberhalb des Umgebungsdruckes liegt. Dementsprechend leuchtet ein, daß im Rahmen der vor-

liegenden Erfindugn des codierten Steuersystems 10 die Begriffe "niedriger Druck" und "hoher Druck" relativ zueinander zu interpretieren sind und keinen absoluten Druck anzeigen. So kann beispielsweise das niedrige und hohe Druckstadium in manchen Ausführungsformen bei 10 MPa bzw. 13 MPa liegen.

Bei der vorliegenden Erfindung ist die Auswahlcodierung ein binäres Signal, das durch den Druck des Fluids in den Codeeingangsleitungen 32a - c übertragen wird. Ein relativ hohes Drucksignal repräsentiert eine der beiden Ziffern (Bits), während das niedrige Drucksignal das andere der Bits repräsentiert. Wenn beispielsweise das niedrige Drucksignal auf 1 MPa und das hohe Drucksignal auf 4 MPa eingestellt wird, so entspricht ein Signal in den Leitungen 32c - a von 4 MPa , 1 MPa, 1 MPa einer Binärcodierung von 1-0-0 (wie nachfolgend noch erläutert werden wird, überträgt die Leitung 32 a das letzte kennzeichnende Bit). Jede der acht möglichen Permutationen der Dreibit-Auswahlcodierung entspricht einer bestimmten der acht Ausgänge 26a - h. Das Wahlventil 24 schließt eine Einrichtung ein, die nachfolgend noch im Zusammenhang mit den Fig. 3 bis 8 erläutert werden soll, zur Herstellung einer Fluidverbindung zwischen der Eingangsdrucköffnung 28 und einer oder mehr Ausgangsdrucköffnungen 26a - h, die der angelegten Auswahlcodierung entsprechen. Weitere Einzelheiten des Aufbaues und des Betriebs des Wahlventils 24 werden nachfolgend anhand dieser Beschreibung deutlich.

Der Einsatz von getrennten, parallelen Signalwegen für die Übertragung der einzelnen Bits einer Auswahlcodierung führt zu einer Anzahl von Vorteilen. Dieses Verfahren gestattet eine rasche Steuerung der Unterwasserventile 13a - d, relativ zu einer Reihenbitübertragung, die erforderlich sein würde, wenn nur eine einzelne Codeübertragungs-leitung vorgesehen wäre. 35

Besonders wichtig bei der Steuerung von Satellitenbohrungen, wo die Signalübertragungsabstände mehrere 1000 Meter ausmachen können. Darüber hinaus vereinfacht der Einsatz einer getrennten Leitung für jedes Bit für die Auswahlcodierung die Überwachung der angelegten Auswahlcodierung. Es ist erforderlich, nur den augenblicklichen Druck einer jeden Codeeingangsleitung zu überwachen, um die angelegte Codierung zu kennen, und dementsprechend auch die Position des Wahlventils 24. Diese Überwachung kann mit Druckmeßgeräten oder Transducern (nicht dargestellt) durchgeführt werden, die sich in den Codeeingangsleitungen 32a - c befinden und in der Nähe der Oberfläche angeordnet sind, wo die Auswahlcodierung erzeugt wird. Dies vermeidet die Notwendigkeit einer Unterwasserüberwachung des Verteilerventils, wie dies in bestimmten herkömmlichen Systemen erforderlich ist.

Die Anlage eines hydraulischen Drucks an der Druckeinlaßöffnung 28 wird durch ein Freigabeventil 36 gesteuert, das sich in einer hydraulischen Leitung 38 befindet, die an die Eingangsdrucköffnung 28 und die Druckzufuhrleitung 18 angeschlossen ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Freigabeventil 36 um ein einfachwirkendes, nicht verriegelndes, unter Federrückführkraft stehendes Steuerventil. Bei der Betätigung durch die Anlage von Druck über eine Freigabeventilsteuerleitung 40 setzt das Freigabeventil 36 die Wahlventileingangsöffnung 38 in Fluidverbindung mit der hydraulischen Fluiddruckquelle 16. Dementsprechend wird bei Betätigung des Freigabeventils 36 hydraulischer Druck an diejenige Steuerventilausgangsöffnung 26a - h gelegt, die der dann bestehenden Auswahlcodierung entspricht.

Hierdurch wird das entsprechende der Steuerventile 14a - d betätigt, wodurch eine Steuerventilfunktion erzielt wird, die ausgewählt ist durch die Anlage der Auswahlcodierung. Wenn der -Fluiddruck aus der Freigabeventilsteuerung 40 herausgenommen wird, so nimmt das Freigabeventil 36 seinen unbetätigten Status ein. In dem unbetätigten Status wird die Wahlventileinlaßdrucköffnung 28 in die Rückkehrleitung 20 ventilliert. Die

Anlage eines Drucks an die Freigabeventilsteuerleitung 40 wird durch die Freigabesteuerung 42 gesteuert, wobei es sich um ein Ventil handeln kann, das in einer Hydraulikleitung angeordnet ist, die den hydraulischen Druckanschluß 16 mit der Freigabeventilsteuerleitung 40 verbindet.

Es ist eine Einrichtung 44 vorgesehen, zur Anlage der Auswahlcodierung an die Codeeingangsleitungen 32a - c. Die Auswahlcodierunganlegeeinrichtung 44 umfaßt einen hydrauliahen Binärcodierer 46, der mit unter Druck stehendem Fluid von der Fluiddruckquelle 16 versorgt wird. Der Binärcodierer 46 legt unter Druck stehendes hydraulisches Fluid an entsprechende der Codeeingangsleitungen 32a - c, um die gewünschte Auswahlcodierung bereitzustellen. Bei der bevorzugten Ausführungsform, bei welcher das "niedrige" Drucksignal etwa gleich dem Umgebungsdruck ist, kann der Binärcodierer 46 so einfach aufgebaut sein, wie eine Gruppe handbetätigter Ventile. Jedes dieser handebetätigten Ventile entspricht einer der Codeeingangsleitungen 32a - c und empfängt unter Druck stehendes Fluid von der Fluiddruckquelle 16. Um ein bestimmtes der fluidbetatigten Elemente 14 zu betreiben, würde die Bedienungsperson manuell jedes der Ventile des Binärcodierers 46 manuell einstellen in die entsprechende "Ein" oder "Aus"-Position, um die Auswahlcodierung, die der angestrebten Funktion des codierten Steuersystems 10 entspricht, zur Verfügung zu stellen.

Alternativ kann der Binärcodierer 46 von einer getrennten Auswahleingangssteuerung 48 gesteuert werden. Die Auswahleingangssteuerung 48 umfaßt ein Tastenfeld, eine Wählscheibe oder eine andere Einrichtung, zur Aufnahme der Eingabe der Bedienungsperson hinsichtlich der gewünschten Steuerfunktion. Die Auswahleingangssteuerung steuert die Ventile des Binärcodierers 46 und stellt diese in eine Ein-Aus-Position ein, die erforderlich ist, um die entsprechende Auswahlco-

dierung einzustellen, die der angestrebten Steuerfunktion entspricht. Die Steuerung des Binärcodierers 46 durch die Auswahleingangssteuerung 48 kann auf vielfältige Weise erzielt werden, wie dem Sachverständigen auf dem Gebiet der hydraulischen Steuerung bekannt ist.

Um das Steuersystem 10 zu betreiben, wird der Binärcodierer 46 so eingestellt, daß an die Codeeingangsleitungen 32a - c diejenige Auswahlcodierung angelegt wird, die der angestrebten Funktion des ausgewählten der fluidbetätigten Elemente 12a - d entspricht. Dies führt dazu, daß das Wahlventil 24 die Wahlventileingangsöffnung 28 in Fluidverbindung mit derjenigen der Wahlventilausgangsöffnungen 26a - h setzt, die der ange strebten Funktion entspricht. Nachdem das Wahlventil 24 die Fluidverbindung zwischen der Eingangsöffnung und der Ausgangsöffnung hergestellt hat, entsprechend der Anlage der Auswahlcodierung, wird das Freigabeventil 42 bäätigt. Dies öffnet das Freigabeventil 36, wodurch unter Druck stehendes Hydraulikfluid an den Wahlventileingang 28 gelegt wird. Dann wird Druck über die ausgewählte der Ausgangsöffnungen 26a - h an die entsprechende Steuerleitung 27 der entsprechenden der servobe= tätigten Steuerventile 14a - d angelegt. Da es sich bei den servobetätigten Steuerventilen 14a - d um solche Ventile handelt, die ihren einmal eingestellten Status beibehalten, braucht das Freigabesignal und die Auswahlcodierung nur lange genug angelegt werden, um diesen Zustand einzustellen. Nachdem dieser eingetreten ist, können die an das Wahlventil 24 und das Freigabeventil 36 angelegten Signale zurückgenommen werden.

Wie dem Sachverständigen einleuchtet, kann jede der Wahlventilauslaßöffnungen 26a - h eine Anzahl von fluidbetätigten Elementen 12a - d steuern, statt nur eines einzigen fluidbetätigten Elementes, wie dies oben beschrieben ist. Bei einer solchen Ausführungsform würde eine Mehrzahl von Steuerleitungen 27 sich von einer Auslaßöffnung ausgehend erstrecken, wobei jede solche Leitung das Steuersignal für ein entsprechendes fluidbe-

tätigtes Element zur Verfügung stellt. In dieser Weise kann der Einsatz einer einzigen Auswahlcodierung eingesetzt werden, um mehrfache Steuerfunktionen in einem Unterseebohrungssystem zu erhalten.

Wie weiterhin aus der nachfolgenden Diskussion der genauen Ausführungsform des Wahlventils 24 deutlich wird, ist die gleichzeitige Anlegung von einzelnen Bits der Mehrbit-Auswahlcodierung nicht kritisch für den Betrieb gemäß der Erfindung. Die individuellen Bits können gleichzeitig oder in irgendeiner Reihenfolge angelegt werden. Vorzugsweise wird jedoch die Freigabesteuerung 42 nicht betätigt, bis jedes Bit der Auswahlcodierung angelegt ist.

Das vorliegende Steuersystem 10 ist sehr gut geeignet für Anwendungsbereiche, bei welchen die Stelle, an welcher die Steuersignale angelegt werden, einen großen Abstand von den fluidbetätigten Elementen 12a - d besitzt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind das Wahlventil 24, das Freigabeventil 36, die servobetätigten Steuerventile 14a - d und die Akkumulatoren 21 und 23 alle in der Nähe der fluidbetätigten Elemente 12a - d angeordnet, die durch das Steuersystem 10 zu steuern sind. Die Freigabesteuerung 42 und die Wahlcodierungsanlageeinrichtung 44 befinden sich an der entfernten Betriebsstation 52, die im Falle einer Unterseebohrung sich auf einer küstennahen Plattform oder einem Bohrschiff befinden könnte. Die Fluidleitungen 18, 20, 32a - c und 40, die die entfernte Betriebsstation 52 mit der Unterseesteuereinheit, die die fluidbetätigten Elemente 12a - d enthält, verbinden, werden durch eine Speiseleitung 50 geführt. Die Speiseleitung 50 bietet den erforderlichen Schutz und den Halt für die einzelnen Hydraulikleitungen.

Der Einsatz eines Binärcodesystems gemäß der Erfindung führt zu einer großen Wirtschaftlichkeit hinsichtlich der Anzahl der Hydraulikleitungen, die sich zwischen der Betriebsstation und dem Unterseebohrloch erstrecken. Für die in Figur 1 dargestellte

Ausführungsform sind insgesamt sechs Leitungen erforderlich, um alle notwendigen Steuersignale sowie die Arbeitsfluidzu- und rückführung für vier Steuerventile 12a - d zu gewährleisten. Da das Steuersystem 10 auf einer binären Auswahlcodierung beruht, verdoppelt jede zusätzliche Codeeingangsleitung 32 die Anzahl der Bohrlochsteuerventile 12, die von dem Steuersystem 10 aufgenommen werden. Somit können bei dem in Fig. 1 dargestellten Steuersystem 10 insgesamt zehn Hydraulikleitungen, die sich von der Oberfläche bis zur Unterseebohrung erstrecken, vierundsechzig individuelle Bohrkopfsteuerventile 12 steuern und betätigen. Darüber hinaus fordert die Erfindung nicht, daß irgendeine Hydraulikleitung mehr als ein einziges Signal überträgt, um irgendeine gewünschte Steuerfunktion auszuführen. Dementsprechend besteht kein Bedürfnis für eine Folge von Ventilsteuersignalen. Somit können die fluidbetätigten Elemente 12a - d rasch und in einer beliebig gewünschten Folge gesteuert werden.

In fig. 2 ist eine etwas kompliziertere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die in der Lage ist, den Betrieb einer Gruppe von vier Unterseebohrungen (nicht dargestellt) zu steuern. Die Bohrungen besitzen jeweils vier fluidbetätigte Elmente zur Steuerung der verschiedenen Funktionen des Bohrloches. Die Fig. 2 zeigt die fluidbetätigten Elemente als Ventilbetätiger für eine Reihe von Unterseebohrlochventilen 13a - d. Jedes fluidbetätigte Element wird durch ein entsprechendes Servoventil gesteuert. Zur Vereinfachung sind in Fig. 2 nur die fluidbetätigten Elemente und Servoventile für Bohrloch Nr. 1 dargestellt, die jeweils repräsentiert sind durch die Bezugsziffern 12a - d bzw. 14a - d. Es leuchtet ein, daß in der nachfolgenden Diskussion entsprechende Komponenten für die übrigen drei verbleibenden Bohrlöcher existieren. Weiterhin leuchtet ein, daß die Zahl der gesteuerten Bohrlöcher und die Zahl der fluidbetätigten Elemente für jedes Bohrloch sich von der in Fig. 2 gezeigten unterscheiden kann, indem man entsprechende

Änderungen an dem Steuersystem 10,gemäß Fig. 2, durchführt, wie aus der nachfolgenden Diskussion deutlich wird.

Die Servoventile 14a - d der Bohrung Nr. 1 werden durch das Funktionswahlventil 24a gesteuert. Das Funktionswahlventil 24a ist hinsichtlich seines Betriebes dem Wahlventil 24, wie es in der Ausführungsform, die in Fig. 1 dargestellt ist, beschrieben ist, ähnlich. Das Funktionswahlventil 24a der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform besitzt jedoch zwei

-^q Eingangsdrucköffnungen 28a und 28b. Darüber hinaus sind die Ausgangsdrucköffnungen 26a - h in zwei Gruppen unterteilt, nämlich 26a - d und 26 e - h. Das Funktionswahlventil 24a nimmt einen Zweibitfunktions-Auswahlcodierungseingang an den Codeeingangsöffnungen 30a und b auf und kann dementsprechend vier

•^5 einzelne Ausgangszustände einnehmen, wobei jede Position einem der vier Servosteuerventile 14a - d entspricht. Wie nachfolgend noch im einzelnen beschrieben wird, legt man den Funktionsauswahlcodierungseingang an das Funktionsauswahlventil 24a einer jeden Bohrung über eine Gruppe von zwei Eingangsleitungen 32a, d an. Diese Strömungswege zwischen den Eingangs- und Ausgangsdrucköffnungen 28a, b und 26a - h werden so aufgebaut, daß jeder der vier möglichen Permutationen des Codierungseingangs die erste Eingangsöffnung 28a in Fluidverbindung mit einer einzelnen der ersten Gruppe der Ausgangsöffnungen 26a - d bringen, während gleichzeitig die zweite Eingangsöffnung 28b in Fluidverbindung mit einer einzelnen der zweiten Gruppe der Ausgangsöffnungen 26e - h gebracht wird. Die erste Gruppe der Ausgangsöffnungen 26a - d übertragen die Signale, die bewirken, daß die Steuerventile 24a - d die Steuerelemente 12a - d betätigen. Die zweite Gruppe der Ausgangsöffnungen 26e - h übertragen die entsprechenden Deaktivierungssignale.

Die Eingänge zu den Eingangsdrucköffnungen 28a, b des Funktionsauswahlventils 24a eines jeden der Bohrlöcher werden durch ein oc einzelnes Wahlventil 60 gesteuert. Das Bohrlochwahlventil 60 besitzt vorzugsweise den gleichen Aufbau wie das Funktionswahlventil 24a. Ein Bohrlochwahlventilcodierer 62 überträgt eine Zweibi t-Bohrlochauswahlcodierung über zwei Bohrlochauswahl-

Codierungseingangsleitungen 63a, b auf die Bohrlochauswahlventilcodierungseingangsöffnungen 64a, b. Jede der vier möglichen Permutationen der Zweibit-Bohrlochauswahlcodierung entspricht einer der vier Bohrungen. Gemeinsam mit dem Funktionsauswahlventil 24a besitzt das Bohrlochauswahlventil 60 eine erste Eingangsdrucköffnung 66a, die einer ersten Gruppe von vier Ausgangsdrucköffnungen 68a - d entspricht,und eine zweite Eingangsdrucköffnung 66b entspricht einer zweiten Gruppe von vier Ausgangsdrucköffnungen 68 e - h. Wie die Fig. 2 zeigt, ist jede Öffnung der ersten Gruppe der Bohrlochauswahlventilausgangsdrucköffnungen 68a - d gepaart mit einer entsprechenden der zweiten Gruppe von Bohrlochauswahl^entilausgangsdrucköffnungen 68e - h, zur Bildung von vier Bohrlochsteuersignalpaaren. Jedes solche Signalpaar stellt den Steuereingang zu zwei Eingangsdrucköffnungen 28a, b eines entsprechenden für die vier Funktionsauswahlventile 24a dar. So bilden beispielsweise in Fig. 2 die Öffnungen 68d, h die beiden Eingänge jeweils für die Eingangsöffnungen 28a, b des Funktionsauswahlventils 24a für Bohrloch Nr. 1. In einer ähnlichen Weise bilden die Öffnungen 68c und g die beiden Eingänge für die Eingangsöffnungen des (nicht dargestellten) Funktionsauswahlventils für das Bohrloch Nr. 2 usw.

Wie bereits zuvor ausgeführt, besitzt jedes der vier Bohrlöcher ein eigenes Funktionsauswahlventil 24a. Der Funktionscode für jedes Funktionsauswahlventil 24a wird von der Einrichtung 44a für die Anlage der Funktiosnauswahlcodierung aufgenommen, die sich an der entfernten Betriebsstation befindet. Der Funktionscode wird über die Codierungseingangsleitungen 32a und b übertragen, wobei die vier Funktionsauswahlventile 24a parallel zu diesen Leitungen 32a, b angeschlossen sind. Somit werden die vier Funktionsauswahlventile 24a bis d in einer koordinierten Weise betrieben, wobei jeweils die entsprechenden Servosteuerventile 14 für jedes der Bohrlöcher angesprochen wird.

Die Bohrlochauswahlventileingangsdrucköffnungen 66a, b werden an die hydraulische Druckquelle 16 über getrennte Freigabeventile 36a, b angeschlossen. Vorzugsweise handelt es sich bei den Freigabeventilen 36a, b um einfach wirkende Servoventile, die unter Federrückdruck stehen. Diese Ventile 36a, b werden durch die Öffnungs- und Schließsteuerungen 42a, b in der gleichen Weise gesteuert, wie dies mittels des Freigabeventils 36 der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform durchgeführt wird.

Eine Notabschaltung ("ESD") ist für jedes Bohrloch vorgesehen mittels eines servobetätigten, unter Federrückdruck stehenden Abschaltventile 70a - d. Jedes dieser Abschaltventile 70a - d befindet sich in Reihe mit und stromaufwärts von der hydraulischen Druckanschlußleitung zu dem entsprechenden Bohrloch. Eine Notabschaltungssteuerung 72a - d für jedes Bohrloch stellt einen Servodruck zu dem entsprechenden Abschalt-ventil 70a - d zur Verfügung. Durch die Aufrechterhaltung des Servodrucks von jedem der Notabschaltungssteuerungen 72a - d zu den entsprechenden Abschaltventilen 70a - d bleibt der hydraulische Druckeingang für jedes der servobetätigten Steuerventile 14a - d in Fluidverbindung mit dem hydraulischen Druckanschluß 16. Die Betätigung der Notabschaltungssteuerung 72a - d für jedes Bohrloch bewirkt jedoch, daß der Servodruck von dem entsprechenden der Abschaltventile 70a - d weggenommen wird. Dies bewirkt, daß die Druckzuführungsleitung zu allen Servosteuerventilen der beeinflußten Bohrung in die hydraulische Rückführungsleitung 22 ventilliert werden. Dies führt dazu, daß die fluidbetätigten Elemente 12 dieses Bohrloches eine entregte (geschlossene) Stellung einnehmen, womit das Bohrloch abgeschlossen wird.

Alternativ kann eine einzelne Notabschaltungssteuerung (nicht dargestellt) für alle Bohrlöcher vorgesehen werden. Bei einer solchen Ausführungsform wird ein einzelnes Abschaltventil in der hydraulischen Zuführleitung 18 an einer Stelle stromaufwärts von den Bohrlöchern vorgesehen. Dieses Abschaltventil wird durch eine einzelne Notabschaltungssteuerung gesteuert.

Der Betrieb des Steuersystems 10,gemäß Fig. 2, ist dem in Fig. 1 dargestellten ähnlich. Der Bohrlochauswahlventilcodierer 62 wird so betrieben, daß eine Auswahlcodierung angelegt wird, die dem zu steuernden Bohrloch entspricht. Der Funktionsauswahlventilcodierer 44a wird betrieben, um die Auswahlcodierung, die dem speziell zu steuernden Ventil entspricht, anzulegen. Im Anschluß an das Anlegen der Auswahlcodierung wird die Freigabeöffnungssteuerung 42a oder die FreigatechlM}steuerung 42b betätigt, in Abhängigkeit davon, ob es angestrebt wird, das ausgewählte Ventil zu öffnen oder zu schließen. Nachdem das ausgewählte Ventil die gewünschte Stellung eingenommen hat, können alle Steuersignale zurückgenommen werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Wahlventils 24 ist in Fig. dargestellt. Das Wahlventil 24 gemäß Fig. 3 vermag einen Vierbit-Codierungseingang an den Eingangsöffnungen 30a - d aufzunehmen und dementsprechend eine Fluidverbindung zwischen der ersten Eingangsdrucköffnung 28a und einer ausgewählten der sechzehn ersten Ausgangsdrucköffnungen 26a - p, um zwischen einer zweiten Eingangsdrucköffnung 28b und einer ausgewählten von sechzehn zweiten Ausgangsdrucköffnungen 26'a - ρ herzustellen, Es wird deutlich, daß das Auswahlventil 24,das unten beschrieben wird und in Fig. 3 gezeigt ist, sechzehn einzelne Positionen einzunehmen vermag. Mit zwei Gruppen von Eingang/

Ausgangdrucköffnungswegen vermag das Wahlventil 24, gemäß Fig. 3, bis zu 32 getrennte Funktionen zu steuern, hinreichend für sechzehn doppelt wirkende Steuerventile 14. Dies ist eine beträchtlich größere Zahl als für das Grundstuersystem 10, gemäß den Fig. 1 und 2 erforderlich ist.

Wie ohne weiteres einleuchtet, können verschiedene Eingänge, Ausgänge und Codeeingangsöffnungen 26, 28, 30 des Wahlventils 24 verschlossen werden, um es einfacheren Anwendungen anzupassen. Andererseits kann das Wahlventil 24 hinsichtlich seiner Kapazität erhöht oder reduziert werden, indem man die Anzahl der Stufen des Betätigungselementes und den Typ des eingesetzten Schubdichtungsventils ändert, wie im Rahmen der nachfolgenden Diskussion deutlich wird.

Das Wahlventil 24 umfaßt ein Betätigungselement 80 sowie ein Strömungswegsteuerelement 82. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Strömungswegsteuerelement 82 um ein Mehrfachpositions-Ventil, das in der Lage ist, Fluidverbindungen zwischen jeder der Eingangsdrucköffnungen 28a, b und einer ausgewählten einer Mehrzahl von Ausgangsdrucköffnungen 26a - p, und 26'a -ρ herzustellen. Das Betätigungselement 80 ist in der Lage, eine Auswahlcodierung aufzunehmen, und das Strömungswegsteuerelement 82 in die erforderliche Position einzustellen, um die entsprechende Kommunikation zu erreichen zwischen der entspiBchenden Eingangsöffnung und der Ausgangsdrucköffnung.

Das Wahlventil 24 umfaßt eine Einrichtung 84, um das Betätigungselement 80 und das Mehrpositions-Ventil 82 derart miteinander zu kombinieren, daß jede Auswahlcodierung einer entsprechend ausgewählten Ausgangsöffnung von jedem der Augangsöffnunggruppen 26a - p, 26'a - ρ entspricht. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei dem Betätigugnselement 80 um einen Vierbit-sechzehn-Positionslinearbetätiger. Das Mehrpositions-Ventil 82 ist ein Zweieingangs-2 χ 16 Öffnungsausgangsdrehschubdichtungsventil. Die Kombinationseinheit 84 ist eine Zahnstangen- und Zahnradanordnung.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Betätigungselementes 80 ist in Fig. 4 dargestellt. Das Betätigungselement 80 umfaßt ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 26, das vier miteinander in Verbindung stehende Kolben 88a - d enthält, wobei jeder einer der Codeeingangsöffnungen 30a- d entspricht.

Eine Endkappe 90 des Betätigergehäuses 86, welches am deutlichsten in Fig. 5 dargestellt ist, besitzt einen Führungsteil 92, der sich in den Zylinder hineinerstreckt, der durch das Gehäuse 86 gebildet wird. Der Endkappenführungsteil 92 besitzt einen Ovalschlitz 94, der sich quer hierdurch erstreckt.

Wie die Fig. 6 zeigt, besitzt der erste Kolben 88a einen Schäkelteil 96a, der in der Lage ist, den Endkappenführungsbereich 92 zu übergreifen. Ein Stift 98a erstreckt sich quer durch den Schäkelbereich 96a durch den Ovalschlitz 94 des Endkappenführungsteils 92. Somit definieren die Längsdimensionen des Endkappenovalschlitzes 94 die Grenzen der Ausdehnung und Zusammenziehung des ersten Kolbens 88a innerhalb des Betätigergehäuses 86. Die Ziwschenflache zwischen dem ersten Kolben 88a und der Endkappe 90 ist im einzelnen in Fig. 7 dargestellt, die den ersten Kolben 88a in der voll zusammengezogenen Position zeigt.

Der erste Kolben 88a besitzt außerdem einen Führungsteil 100a der sich in einer Richtung weg von dem Schäkelteil 96a erstreckt. Zwischen dem ersten Kolbenschäkel und dem Führungsteil 96a, 100a ist ein zentraler Dichtungsteil 102a vorgesehen, der O-Ringe oder andere Dichtungselemente 104 aufzunehmen vermag. Der zentrale Dichtungsteil 102 bildet eine raidal abgedichtete Zwischenfläche zwischen den beiden Enden des ersten Kolbens 88a.

Wie die Fig. 4 zeigt, sind der zv/eite, dritte und vierte Kolben 88b - d im wesentlichen gleich aufgebaut, wie der erste Koben 88a, wobei jeder einen Schäkelbereich besitzt, mit einem sich hierdurch erstreckenden Stift durch den Ovalschlitz 106 des vorangehenden Kolbens 88a - c. Der letzte Kolben 88d benötigt keinen Führungsteil. Der letzte Kolben 88d dient als Ausgangselement für das Betätigungselement

Jeder Kolben 88a - d vermag eine Längsbewegung in dem Betätigergehäuse 86 durchzuführen, wobei eine mechanische Zwangsführung nur gegeben ist an der Zwischenfläche des Schäkelteils 96 mit dem Führungsteil 100, zwischen den Kolben 88a - d und an der Zwischenfläche der Endkappe 90 mit dem ersten Kolben 88a. Die letztere Zwischenfläche dient als Ankerpunkt für die gesamte Kolbenanordnung.

Wie die Fig. 4 zeigt, ist jede der Codeeingangsöffnungen 30a - d mit einem entsprechenden der Kolben 88a - d assoziiert. Das Anlegen eines Drucksignals an der ersten Codeeingangsöffnung 30a bewirkt, daß der erste Kolben 88a sich in einer Richtung weg von der Endkappe 90 bewegt, bis der erste Kolbenschäkelstift 98a das Ende des Endkappenführungsteilovalschlitzes 94, das dem ersten Kolben 88a am nächsten liegt, berührt. Diese Position stellt die volle Streckung des ersten Kolbens 88 dar. In einer ähnlichen Weise bewirkt das Anl-egen eines Drucksignals an die zweite Godeeingangsöffnung 30b, daß sich dsr zweite Kolben 88b in Richtung weg von dem ersten Kolben 88a bewegt, bis der zweite Kolbenschäkelstift das Ende des ersten Kolbenovalschlitzes 106 nächst dem zweiten Kolben 88b berührt, wobei dies die volle Streckung des zweiten Kolbens 88b repräsentiert. Der dritte und der vierte Kolben 88c, d arbeiten in der gleichen Weise.

Die Schäkelteile 96, die Führungsteile 100 und die Ovalschlitzteile 106 eines jeden Kolbens 88a - d besitzen Längsdimensionen, die so ausgebildet sind, daß die Maximalverschiebung des vierten Kolbens 88d relativ zum dritten Kolben 88c zweimal so groß

ist wie diejenige des dritten Kolbens 88c , relativ zum zweiten Kolben 88b und so weiter. Dies ist in Fig. 4 dargestellt.

Es ist eine Einrichtung vorgesehen, um den vierten Kolben 88d in eine Richtung auf die Endkappe 90 zu zubewegen, wenn kein Hochdruckcodiersignal an der Öffnung 3Od anliegt. Wie die Fig. 4 zeigt, ist ein zweites, im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 110 mit dem ersten Gehäuse 86 an dem Ende verbunden, das der Endkappe 90 gegenüberliegt. Die beiden Gehäuse 86 und 110 sind axial aufeinander ausgerichtet. Das zweite Gehäuse 110 bildet einen Zylinder 112, der einen kleineren Durchmesser besitzt als das erste Gehäuse 96. Ein Rückholkolben 114 befindet sich innerhalb des zweiten Zylindergehäuses 112 und vermag hierin eine Axialbewegung auszuführen. Der Rückholkolben 114 und der vierte Kolben 88d sind mechanisch über eine Zahnstange 148 miteinander verbunden.

Beim Betrieb der Verschiebeanordnung für den vierten Zylinder wird das zweite Zylindergehäuse 112 bei einem konstanten Druck gehalten, der demjenigen des Hochdrucksignals entspricht, das bei der Auswahlcodierung eingesetzt wird. Dieser Druck wird durch eine Öffnung 118 in einer Endkappe 116 des zweiten Gehäuses 110 angelegt. Dementsprechend bewegt sich bei Abwesentheit eines Hochdrucksignals an irgendeinem der Betätigerkolben 88a - d der Kolben 114 in Richtung auf die Endkappe 90, wobei jeder Betätigerkolben 88a - d in Richtung der Endkappe 90 gedrückt wird. Wenn jedoch ein einzelner Kolben 88a - d durch die Anlage eines Drucks an der entsprechenden Codiereingangsöffnung 30a - d betätigt wird, bewegen sich dieser Kolben und alle anderen Kolben, die sich relativ näher an dem Rückholkolben 114 befinden, in Richtung auf den Rückholkolben 114, um einen Betrag, der gleich dem gesamten Weg des aktivierten Kolbens ist. Der Rückholkolben 114 wird stets

durch die Aktivierung irgendeines Kolbens verschoben, da er einen geringeren Durchmesser hat als die Betätigerkolben 88a - d und dementsprechend eine geringere Kraft ausüben wird bei der Anlage eines gleichen hydraulischen Drucks. Die Betätigerkolben, die näher an der Endkappe 90 als der aktivierte Kolben liegen, verbleiben in der zurückgezogenen Position als Folge des Druckungleichgewichts zwischen dem Hochdruk des aktivierten Betätigerkolbens und dem niedrigen Druck der nicht aktivierten Betätigerkolben.

Die gleiche Beziehung gilt für die Aktivierung der Anzahl der Betätigerkolben 88a - d. Es soll beispielsweise die Anlage eines Drucksignals nur an die Codeeingangsöffnungen 3Od und 30b betrachtet werden. Der vierte Betätigerkolben 88d wird von dem dritten Betätigerkolben 88c voll ausgeschoben, da die Kraft, die auf den vierten Betätigerkolben 88d ausgeübt wird, größer ist als die Wirkung auf den Rückholkolben 114. In einer ähnlichen Weise wird der zweite Betätigerkolben 88b voll ausgeschoben, relativ zum ersten Betätigerkolben 88a. Der erste und der dritte Betätigerkolben 88a und 88c verbleiben in ihrem nicht ausgefahrenen Zustand wegen der Kraft, die durch das Druckungleichgewicht des Rückholkolbens 114 ausgeübt wird, die alle Betätigerzylinder, an die ein Drucksignal nicht angelegt ist, in Richtung auf die Endkappe 90 drückt.

Wie zuvor schon im Detail ausgeführt, ist das Verhältnis der unabhängigen Bewegung des ersten bis vierten Betätigerkolbens 88a - d 1:2:4:8. Dementsprechend ist die Verschiebung des Betätigerausgangselementes (der vierte Betätigerkolben 88d) in einer binären Weise gesteuert durch die Codeeingangsöffnungen 30a - d. Somit bewirkt das Signal 1-1-1-1 (eine "1" repräsentiert ein Hochdrucksignal und "0" repräsentiert ein Niedrigdrucksignal) an den Öffnungen 3Od - a, daß der vierte Kolben 88d sich um 15 Einheiten verschiebt, während das Signal 0-0-0-0 eine Gesamtbetätigerverschiebung von 0 Einheiten repräsentiert. Die verbleibenden 14 Permutationen der Vier-Bit-Binärcodierung stellen die dazwischenliegenden 14 Betätigerverschiebungen zur Verfügung.

Bei dem Mehrpostions-Ventil 82 handelt es sich bevorzugt um ein Zweieingangsöffnungs- 2 χ 16 Ausgangsöffnungsrotationsschubabdichtungsventil, dessen Aufbau und Betrieb dem Sachverständigen auf diesem Gebiet allgemein geläufig ist. Eine bevorzugte Ausführungsform eines solchen Mehrpositions-Ventils 82, das sich für den Einsatz im Rahmen der vorliegenden Erfindung eignet, ist in Fig. 8 dargestellt. Das Mehrpositions-Ventil 82 besitzt drei Hauptkomponenten, nämlich einen Rotor 120, dessen Winkelposition von dem Betätigungselement 80 gesteuert ist, ein Rotorgehäuse 122, das die Eingangsdrucköffnungen 28a, b enthält, sowie ein Ausgangsöffnungsgehäuse 124. Das Rotorgehäuse 122 und das Ausgangsöffnungsgehäuse bilden den Ventilkörper des Mehrpositions-Ventils 82. Der Rotor 120 dient als verschiebbares Durchlaßelement, daß eine Fluidverbindung herstellt zwischen den Eingangsdrucköffnungen 28a, b und ausgewählten der Auslaßdrucköffnungen 26a - h.

Es leuchtet ein, daß auch andere Ausführungsformen des Mehrpositionsventils 82 eingesetzt werden könnten. Das Mehrpositions-Ventil 82 könnte auch beispielsweise ein Linearventil sein.

Es ist lediglich erforderlich, daß irgendein Ventilblock oder eine Gehäuseanordnung vorhanden ist, die die Eingangsöffnung(en) und Ausgangsöffnung/iowie ein Fluiddurchlaßelement, das so verschiebbar ist, daß die verschiedenen Fluidverbindungswege von der (den) Eingangsöffnung(en) 28 zu ausgewählten der Ausgangsöffnungen 26 herstellt.

Der Rotor 120 umfaßt einen Mittelschaftteil 126, einen Fluidverteilungsendteil 128, sowie einen Antriebsteil 130, an welchem der Rotor 120 über das Betätigungselement 80 bewegt wird. Umfangsnuten 132a, b sind an der Oberfläche des Mittelschaftteiles 126 vorgesehen und jeweils auf die beiden Eingangsdrucköffnungen 28a, b ausgerichtet. Rotorleitungen 134a, b

erstrecken sich entlang des Mittelschaftteiles 126 in einer im wesentlichen axialen Richtung und dienen dazu, die Eingangsdrucköffnungen 28a, b in Fluidverbindung mit den Fluidverteilöffnungen 136a,b in den Fliidverteilungsendteil 128 zu bringen. Die Fluidverteilöffnungen 136 a, b besitzen einen Abstand von im wesentlichen 180° voneinander auf dem Rotor 120 und besitzen einen unterschiedlichen Radialabstand von der Rotationsachse des Rotors 120.

Zwischen dem Fluidverteilendteil 128 und dem Ausgangsöffnungsgehäuse 124 ist eine Rotorgehäuseendkappe 138 vorgesehen. Die Endkappe 138 besitzt zwei Gruppen von 16 Axialdurchlässen 140, wobei die Gruppen in Form von zwei konzentrischen Kreisen angeordnet sind. Die Radien dieser Kreise entsprechen jeweils dem Radialabstand der beiden Rotorfluidverteilungsöffnungen 136a, b. Innerhalb jeder dieser Kreise sind die Axialdurchlässe 114 in gleichem Winkelabstand verteilt. Wenn der Rotor 120 so eingestellt ist, daß die erste Fluidverteilöffnung 136a auf einen Endkappenaxialdurchlaß 140 der ersten Gruppe ausgerichtet ist, ist die zweite Fluidverteilöffnung 136b auf einen entsprechenden Axialdurchlaß 140 der zweiten Gruppe ausgerichtet. Jede Drehung des Rotors 120 um 22,5° bringt die Fludverteilöffnungen 136a, b in Ausrichtung auf ein anderes Paar Axialdurchlässe 140. Schubdichtungen 142 sind in den Fluidverteilöffnungen 136a, b angeordnet, um eine fluiddichte Zwischenfläche zwischen den Fluidverteilöffnungen 136a, b und den Axialdurchlässen 140,auf welche sie ausgerichtet sind, aufrechtzuerhalten.

Das Ausgangsöffnungsgehäuse 124 ist fest an dem Rotorgehäuse 122 gehalten. Die beiden Gruppen von 16 Ausgangsdruckleitungen 144, 144' in dem Ausgangsöffnungsgehäuse 124 bringen jeden Endkappenaxialdurchlaß 140 in Fluidverbindung mit einem entsprechenden der beiden Gruppen von 16 Ausgangsdrucköffnungen 26, 26*.

Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, stehen das Mehrpositions-Ventil 82 und das Betätigungselement 80 an dem Zahnradgehäuse 146 miteinander in Verbindung. Eine Zahnstange 148 erstreckt sich durch das Gehäuse 146 zwischen dem Rückholkolben 114 und dem vierten Betätigerkolben 88d und dient zur Übertragung der Rückholkraft, die durch den Rückholkolben 114 aufgebracht wird auf den vierten Kolben 88d. Das Mehrfachpositions-Ventil 82 ist relativ zu dem Gehäuse 146 derart ausgerichtet, daß der Rotorteil 130 in der Nähe der Zahnstange 148 ausläuft, wobei die Längsachse des Rotors 120 senkrecht zur Längsachse der Zahnstange 148 liegt. Ein Zahnrad 150, das am Rotorzwischenflächenendteil 130 gehalten ist, wird von der Zahnstange 148 angetrieben. Dementsprechend führt die Bewegung des Betätigerausgangselementes (des vierten Kolbens S8d) zum Antrieb des Rotors 120 durch die Zahnstange 148.

Das Übertragungsverhältnis der Zahnstange 148 und des Zahnrades 150 sind so ausgebildet, daß jeder der fünfzehn Schritte der Bewegungseinheit, die durch den vierten Betätigerkolben 88d möglich werden, den Rotor 120 um im wesentlichen 22,5 dreht.

Vor der Montage des Betätigungselementes an dem Mehrfachpositions-Ventil 82 wird das Betätigungselement 80 in eine bekannte Position eingestellt (z. B. 0-0-0-0, das bedeutet, es liegt kein Eingang zu irgendeinem der Betätigungskolben 88a - d vor, so daß das Betätigugnsausgangselement sich in der voll zurückgezogenen Position befindet). Das Mehrpositions-Ventil 82 wird so eingestellt, daß die Fluidverbindung zwischen der Eingangsöffnung 28 und der Ausgangsöffnung 26 dieser Betätigerposition entspricht. Das Mehrfachpositions-Ventil 82 wird dann so mit dem Betätigungselement 80 verbunden, daß diese Beziehung beibehalten wird.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angeführt werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung lediglich um eine solche beschreibenden Charakters handelt, und daß verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Leerseite -

Claims

PATE N TAN WÄlTI! HEGEL & DICKEL /IKiI l.ASSHN BIiIM IiUKOI'AISC'IIIiN Ι'ΛΠ-ΝΓΛΜΓ HEGtL &. IJICKKl ,Jl LH'S-kRII.S-S IR Ii. I)-KOI)(I MiINCHI N dl] H. 1)ΟΙ:Ι.Ι.ΝΙ·Κ(Ι>)0().|·).)2) OR. KARl TU. IHiCiIiI. (l')27-ll>tO) OII'L.-ING. KLAUS IJICKIiL IHR /IK HI N I1NSi R/I K III N: it 352Q JlII.IUS-KRIiIS-STR. 33 I)-K(I(I(I M(INCHIiN 60 TIiUiI-1ON: 089-88 5210 TIiUiX: 52 1673l> (Ipaid H-IIXiRAMM: DOI-XI.NliR-I'AI INI MÜ NCIIIiN I)AMiM- Exxori Production Research Company P.O. Box 2189 Houston, Texas 77001 V. St. A. Vorrichtung zur codierten Steuerung eines Fluids Ansprüche:

1. Vorrichtung zur kodierten Steuerung eines Fluids mit einem Uahlventil für die Aktivierung einer Mehrzahl fluidbetätigter Elemente, gekennzeichnet durch:

eine Eingangsdrucköffnung (28),

eine Mehrzahl von Ausgangsdrucköffnungen (26),

10 mindestens zwei CodeingangsÖffnungen (30), wobei jede Eingangsöffnung (30) ein Fluiddrucksignal aufzunehmen vermag, das

zwischen einem relativ hohen Druckniveau und einem relativ niedrigen Druckniveau variierbar ist, wobei die statische Kombination des Fluiddruckniveaus, das an jeder der Codeeingangsöffnungen (30) zu einer vorgegebenen Zeit anliegt, eine Auswahlcodierung bildet, und mindestens eine der Auslaßdrucköffnungen (26) jeweils durch eine entsprechende Auswahlcodierung repräsentiert sind, und

eine Einrichtung (34) zur Herstellung einer Fludiverbindung zwischen der Eingangsdrucköffnung (28) und einer ausgewählten, der Ausgangsdrucköffnungen (26) in Abhängigkeit von den Codeeingangsöffnungen (30), die die Auswahlcodierung empfangen, entsprechend der ausgewählten der Ausgangsdrucköffnungen (26).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß das Wahlventil (24) in der Lage ist, einen Mehr-Bitbinärauswahlcode aufzunehmen, wobei jedes Bit des Mehr-Bitbinärauwahlcods durch ein Drucksignal darstellbar ist, das an einer entsprechenden der Codeingangsöffnungen (30) anliegt, wobei ein relativ hohes Drucksignal einen der beiden möglichen Stadien eines Bits darstellt und ein relativ niedriges Drucksignal den jeweils anderen der beiden möglichen Stadien eines jeden Bits.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß mindestens fünf Auslaßdrucköffnungen (26) vorgesehen sind, die jeweils durch eine bestimmte Auswahlcodierung repräsentiert sind, während mindestens drei Codeingangsöffnungen (30) vorgesehen sind und die Auswahlcodierung, die das Wahlventil (24) aufzunehmen vermag, eine Mehr-Bitbinärcodierung ist, wobei jedes Bit der Mehr-Bitbinärcodierung durch ein Drucksignal dargestellt wird, das an einer entsprechenden der Codeingangsöffnungen (30) anliegt, wobei ein Signal relativ hohen Drucks einen der beiden möglichen Stadien eines jeden Bits repräsentiert und ein Signal relativ niedrigen Drucks den anderen der beiden möglichen Zu-

stände eines jeden Bits repräsentiert, während das Wahlventil (24) in der Lage ist, eine gleichzeitige Übertragung der individuellen Bits, die die Auswahlcodierung ausmachen, aufzunehmen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennz eichnet durch :

ein Mehrpositionsventil (82) mit :

einem Ventilkörper (122), der die Eingangs

und Ausgangsdrucköffnungen (26, 28) trägt und

einem Fluiddurchlaßelement (120), das durch eine Anzahl von Positionen relativ zum Ventilkörper (122) bewegbar ist, wobei jede dieser Positionen

eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der Eingangsdrucköffnung (28) und mindestens einer der Ausgangsdrucköffnungen (26), die dieser Position entsprechen, herstellt, und

einem Betätigungselement (80) für die Steuerung der Position des Flüssigkeitsdurchlaßelementes (120), relativ zu dem Ventilkörper (122), wobei das Betätigungselement (80) die Codeingangsöffnungen (30) enthält und in der Lage ist, die Position des Fluiddurchlaßelementes

(120) einzustellen, entsprechend der Anlage einer ausgewählten Codierung an die Codeinlaßöffnungen (30), wobei jede Auswahlcodierung einer Position des Fluiddurchlaßelementes (120) entspricht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Betätigungselement (80) ein Binärbetätigungselement ist, mit einem Ausgangselement (88d), das durch einen Bereich von Positionen bewegbar ist, wobei jede Position einer Auswahlcodierung entspricht.

'λ»

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet, daß das Binärbetätigungselement (80) das Ausgangselement (88d) vor- und zurückzuverschieben vermag, wobei das Ausmaß der Vorverschiebung für eine vorgegebene Auswahlcodierung gleich ist einem integralen Vielfachen einer Grundeinheit der Vorverschiebung, wobei dieses integrale Vielfache definiert ist durch das Basis-Zehn-Äquivalent der binären Auswahlcodierung, wobei 2 verschiedene Auswahlcodierungen vorhanden sind, wobei N die Anzahl der Codeingangsöffnungen (30) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß erste und zweite Eingangsdrucköffnungen (28a, 28b) sowie erste und zweite Gruppen von Aus- laßdrucköffnungen (26) vorgesehen sind, und die Einrichtungen (34) zur Verbindungsherstellung in der Lage sind, eine Fluidverbindung herzustellen, zwischen der ersten Eingangsdrucköffnung (28a) und der einen der ersten Gruppe der Auslaßdrucköffnungen (26), die der angelegten,Auswahlcodierung entspricht, und zwischen der zweiten Eingangsdrucköffnung (28b) und derjenigen der zweiten Gruppe der Ausgangsdrucköffnungen (26¹), die der angelegten Codierung entspricht.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a durch gekennzeichnet, daß das Ventil (24) die folgenden Elemente umfaßt, nämlich:

eine Druckeingangsleitung (28), die in Fluidverbindung mit der Fluidzuführleitung bringbar ist,

eine Mehrzahl von Druckauslaßöffnungen (26), die jeweils in Fluidverbindung mit einer entsprechenden der Fluidaufnahmeleitungen (27) bringbar ist,

ein Flukidurchlaßelement (120), das in einer Anzahl von Positionen, relativ zu den Druckauslaßöffnungen (26)

bringbar ist, wobei mindestens einige der Positionen des Fluiddurchlaßelementes (120) eine Fluidverbindung herstellen zwischen der Druckeinlaßöffnung (28) und mindestens einer der Druckauslaßöffnungen (26), 5

ein Betätigungselement (80) mit einer Mehrzahl von Codeeingangsöffnungen (30), sowie ein Ausgangselement (88d), das in eine Anzahl von bestimmten Positionen führbar ist, wobei jede der Codeingangsöffnungen (30) ein Drucksignal aufzunehmen vermag und jeweils zwei mögliche Drucksignale jeder Codeingangsöffnung (30) zugeordnet sind, mit einem Signal relativ hohen Drucks und einem Signal relativ niedrigen Drucks, wobei das zu einer vorgegebener Zeit an jeder Codeingangsöffnung (30) liegende Signal ein Bit einer Mehrbit-Auswahlcodierung definiert und das Betätigungselement (80) auf das Ausgangselement (88d) eine Position ausrichtbar ist, die der angelegten Auswahlcodierung entspricht und

eine Einrichtung (84) zur Kombination des Betätigungsausgangselementes (88d) und des Fluiddurchlaßelementes (120) in einer solchen Weise, daß die Anlage einer Auswahlcodierung an die Codeingangsöffnung (30) bewirkt, daß das Ventil (24) eine Fluidverbindung herstellt, zwischen der Druckeinlaßöffnung (28) und einer Auslaßöffnung (26), die der angelegten Auswahlcodierung entspricht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet, daß
30

die Eingangsdrucköffnung (28), die Auslaßdrucköffnungen (26) und das Fluiddurchlaßelement (120) Komponenten eines Drehventils (82) sind, wobei das Fluiddurchlaßelement (120) den Rotor des Drehventils (82) bildet,

-K-

das Betätigungselement (80) ein Linearbetätiger ist, wobei das Ausgangselement (88d) sich von einer vollzurückgezogenen Position für jede Auswahlcodierung um einen vorbestimmten Betrag vorerstreckt und 5

die Kombinationsvorrichtung (84) eine Einrichtung (148, 150) zur Drehung des Rotors (120), entsprechend der Linearbewegung des BetätigungsausgangssLementes (88d).

10. Vorrichtung nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet , daß das Betätigungselement (80) die folgenden Bauteile umfaßt, nämlich:

ein Gehäuse (86), das einen Zylinder bildet, wobei die Codeingangsöffnungen (28) eine Fluidverbindung mit dem Zylinder herstellen und einen Axialabstand voneinander entlang des Gehäuses (86) besitzen,

eine Mehrzahl axial verschiebbarer Kolben (88) innerhalb des Zylinders, wobei jeder der Kolben (88) verschiebbar an den jeweils benachbarten Kolben (88) angeschlossen ist, während jeder der Kolben (88) einer entsprechenden Codeeingangsöffnung (30) zugeordnet ist, während die Kolben (88) jeweils axial um einen vorbestimmten Betrag in dem Zylinder verschiebbar sind, entsprechend der Anlage eines Hochdrucksignals an der zugeordneten Codeingangsöffnung (30), sowie

eine Einrichtung (114), die bewirkt, daß jeder Kolben (88) eine zurückgezogene Position einnimmt, in Abwesenheit eines Hochdrucksignals an der zugeordneten Codeingangsöf fnung (30).

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, zur Steuerung einer Mehrzahl von hydraulischen Unterwasserventilen

von einer Steuerstation an der Oberfläche, gekennzeichnet durch:

eine Steuerleitung (27), die jedem der Unterwasserventile (12) zugeordnet ist, wobei die Unterwasserventile (12) durch die Anlage eines hydraulischen Drucks auf die Steuerleitung (27) betätigbar sind,

einen Anschluß (16) für hydraulischen Druck,

ein Auswahlventil (24), das in der Nähe des Meeresbodens angeordnet ist, wobei das Auswahlventil (24) eine Fluidverbindung herzustellen vermag, zwischen dem Druckanschluß (16) und einer ausgewählten der Steuerleitungen (27), wobei das Auswahlventil (24) die folgenden Elemente umfaßt:

eine Eingangsdrucköffnung (28), zur Aufnahme eines unter Druck stehenden Fluids von dem hydraulischen Druckanschluß (16),

eine Mehrzahl von Auslaßdrucköffnungen (26), die jeweils in Fluidverbindung mit einer der Steuerleitungen (27) stehen,

eine Mehrzahl von Codeingangsöffnungen (30), die jeweils ein Drucksignal aufzunehmen vermögen, das verändert werden kann zwischen einem ersten Druckniveau und einem zweiten Druckniveau, das höher ist als das erste Druckniveau, wobei das Druckniveau an

jeder Codeingangsöffnung (30) ein Bit einer binären Auswahlcodierung darstellt und jede Ausgangsdrucköffnung (26) durch eine entsprechende binäre Auswahlcodierung repräsentiert ist, und

eine Einrichtung (80), zur Einstellung des Ventils (24) auf die Aufnahme einer binären Auswahlcodierung, zur Herstellung einer Fluidverbindung zwischen der Eingangsdructöffnung (28) und derjenigen der Auslaßdrucköffnungen

(26), die der dann bestehenden binären Auswahlcodierung entspricht,

eine Anzahl von Codeingangsleitungen (32), die jeweils in Fluidverbindung mit einer entsprechenden der Codeingangsöffnungen (30) stehen, und

eine Einrichtung (44), zur Anlage einer Auswahlcodierung an die Codeingangsleitungen (32), wobei die Codierung demjenigen der hydraulischen Unterwasserventile (12) entspricht, das gerade angesprochen werden soll.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (44) zur Anlage der Auswahlcodierung sich in der Steuerstation (52) an der Oberfläche befindet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11,dadurch gekennz ei c h η e t , daß das Steuersystem (10) mehrere Gruppen von Unterwasserhydraulikventilen (12-12¹¹¹) zu steuern vermag, wobei eine Mehrzahl von Auswahlventilen (24a-d) vorgesehen sind, und zwar jeweils ein Auswahlventil (24) für jede der Gruppen der Unterwasserhydraulikventile (12-12¹¹¹).

14. Vorrichtung nach Anspruch 13,dadurch gekennzeichnet , daß die Auswahlventile (24) jeweils eine erste und eine zweite Codeingangsöffnung (30a,b) aufweisen, wobei die erste Codeingangsöffnung (30a) eines jeden Auswahlventils (24) in paralleler Fluidverbindung mit einer einzigen ersten Codeingangsleitung (32a) steht und die zweite Codein-

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gangsöffnung (30b) eines jeden Auswahlventils (24) in Fluidverbindung mit einer einzigen zweiten Codeingangsleitung (32b) steht, wcbei die erste Codeingangsöffnung (30a) eines jeden Auswahlventils (24) mit einem allgemeinen Signal beaufschlagt wird, und die zweite Codeingangsoffnung (30b) eines jeden Auswahlventils (24) mit einem allgemeinen Signal beaufschlagt wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, d a du r c h gekennzeichnet, daß die Strömungswege zwischen der Einrichtung (44) zur Anlage der Auswahlcodierung und den Codeingangsöf fnungen (30) der Auswahlventile (24) derart angeordnet sind, daß jedes der Auswahlventile (24) eine allgemeine Auswahlcodierung aufnimmt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (36) vorgesehen ist, um wahlweise die Druckeingangsöffnung (28) mit dem hydraulischen Druckanschluß (16) zu verbinden, bzw. die Verbindung zu unterbrechen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 13,dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (60) vorgesehen ist, um wahlweise Druck von dem hydraulischen Druckanschluß (16) an die Eingangsdrucköffnung (28) eines ausgewählten der Wahlventile (24) zu legen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 13,dadurch gekennzeichnet , daß ein zusätzliches Wahlventil (60) vorgesehen ist, zur Steuerung der Anlage hydraulischen Drucks von dem hydraulischen Druckanschluß (16) an die Wahlventile (24), gemäß Anspruch 13, wobei das zusätzliche Wahlventil (60) eine Auswahlcodierung von einer zweiten Einrichtung (62) aufzunehmen vermag, zur Anlage einer gewünschten Auswahlcodierung,

wobei jede der Eingangsdrucköffnungen (28) der Wahlventile (24), gemäß Anspruch 13, in Fluidverbindung stehen mit einer entsprechenden der Auslaßöffnungen (68) des zusätzlichen Wahlventils (60), während die Eingangsdrucköffnung des zusätzlichen Wahlventiles (60) in Fluidverbindung steht mit dem hydraulischen Fluiddruckanschluß (16), während jede Auswahlcodierung, die durch die zweite Einrichtung (62) zur Anlage einer Auswahlcodierung an das zusätzliche Wahlventil (60) gelegt ist, bewirkt, daß das zusätzliche Wahlventil (60) eine Fluidverbindung herstellt zwischen der Eingangsdrucköffnung (66) des zusätzlichen Wahlventils und der Auslaßdrucköffnung (68), die der entsprechenden Auswahlcodierung entspricht, welche durch die zweite Einrichtung (62) zur Anlage einer Auswahlcodierung angelegt ist.

19. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wahlventil (24) die folgenden Elemente umfaßt, nämlich:

ein Binärbetätigungselement (80) mit einer Mehrzahl von Codeingangsöffnungen (30) und einem verschiebbaren Ausgangselement (88d), wobei jede der Codeingangsöffnungen (30) ein Drucksignal aufzunehmen vermag und zwei mögliche Drucksignale einer jeden Codeingangsöffnung (30) zugeordnet sind, und zwar ein Drucksignal mit einem höheren Niveau als das andere Drucksignal, wobei das an den Codeeingangsöffnungen (30) zu einer vorbestimmten Zeit anliegende Signal die Bits einer binären Mehrbit-Auswahlcodierung darstellen, während das binäre Bäätigungselement (80) das Ausgangselement (88d) in eine Position einzustellen vermag, die der dann vorliegenden Mehrbit-Auswahlcodierung entspricht, wobei jede Auswahlcodierung eine bestimmte Position des Ausgangselementes (88d) repräsentiert, und

ein Mehrpositions-Ventil (82) mit :

einem Ventilkörper (122), der mindestens eine Druckeingangsöffnung (28) sowie»eine Mehrzahl von Druckausgangsöffnungen (26) aufweist,

einem Fluiddurchlaßelement (120), das in eine Anzahl von Positionen verschiebbar ist, wobei jede der Positionen eine Fluidverbindung zwischen der Eingangsdrucköffnung (28) und mindestens einer

der Ausgangsdrucköffnungen (26) herstellt, sowie

einer Einrichtung (84) zum Anschluß des Fluiddurchlaßelementes (120) an das Betätigungsausgangselement (88d), wobei die Bewegung des Ausgangselementes (88d)

eine Bewegung des Fluiddurchlaßelementes (120) bewirkt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19,dadurch gekennzeichnet, daß das binäre Betätigungselement ein lineares binäres Betätigungselement ist, mit einem Ausgangselement (88d), das über einen Bereich von Positionen vorschiebbar und zurückziehbar ist, wobei jede Position mindestens einer Auswahlcodierung entspricht, während das Mehrpositions-Ventil (24) ein Drehventil ist, und das Fluiddurchlaßelement (120) den Rotor des Mehrpositions-Ventils (82) bildet, während die Ankopplungseinrichtung (84) die Ausbildung einer Zahnrad- und Zahnstangenanordnung besitzt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, da durch gekennzeichnet , daß das Mehrpositionsventil (82) eine erste und eine zweite Eingangsöffnung (28a, 28b) besitzt, sowie erste und zweite Gruppen von Auslaßdrucköffnungen (26),(26^f), wobei das Fluiddurchlaßelement (120) in der Lage ist, eine Fluidverbindung zwischen der ersten Eingangsdrucköffnung (28a) und

einer ausgewählten der ersten Gruppe der Auslaßdrucköffnungen (26) und zwischen der zweiten Eingangsdrucköffnung (28b) und einer ausgewählten der zweiten Gruppe der Auslaßdrucköffnungen (26') herzustellen.