ITMI20000614A1

ITMI20000614A1 - Meccanismo di sovrapposizione per l'attuatore di una valcola a saracinesca

Info

Publication number: ITMI20000614A1
Application number: IT2000MI000614A
Authority: IT
Inventors: Gavin John Liam Mcintosh; Graeme John Collie
Original assignee: Fmc Corp
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2001-09-23
Also published as: GB2343236A; BR0001415A; NO20001562L; US6352239B1; SG83195A1; GB9906952D0; NO20001562D0; GB2343236B; IT1316836B1; ITMI20000614A0

Description

D E S C R I Z I O N E dell’ invenzione industriale dal titolo:

“MECCANISMO DI SOVRAPPOSIZIONE PER L’ATTUATORE DI UNA

VALVOLA A SARACINESCA”

Questa invenzione riguarda attuatori idraulici per valvole a saracinesca quali possono essere trovate in alberi di natale sottomarini, impiegati nella produzione di petrolio.

Tipicamente, gli attuatori di questo tipo vengono aperti idraulicamente ed ineludono un meccanismo solidale di chiusura a prova di avaria azionato a molla. In aggiunta, è incorporato il mezzo per azionare a mano l’attuatore in caso di avaria idraulica. Questa sovrapposizione di comando manuale viene di solito realizzata mediante un ROV che fa ruotare una sezione superiore dello stelo dell’attuatore. La sezione superiore dello stelo è montata per avvitamento o sul corpo delTattuatore o su una sezione inferiore dello stelo accoppiata alla saracinesca della valvola, così che la rotazione della sezione superiore dello stelo viene convertita in movimento lineare della sezione inferiore dello stelo per aprire la valvola.

In caso di alte pressioni del fluido di produzione nel foro passante e nella cavità della valvola, la coppia necessaria per ruotare lo stelo superiore (e azionare quindi la valvola manualmente) aumenta e può diventare eccessiva. Vi è anche un rischio inerente di usura e di un possibile grippaggio dei componenti accoppiati mediante avvitamento.

La presente invenzione fornisce un attuatore idraulico per valvole a saracinesca comprendente:

un corpo;

uno stelo di valvola accolto nel corpo per un movimento lineare a slitta;

un pistone collegato per l’azionamento idraulico dello stelo;

un prolungamento dello stelo accessibile dall’ esterno del corpo dell’ attuatole, da usare per imporre ad esso un movimento lineare; e

chiavette di bloccaggio supportate dallo stelo o dal prolungamento dello stelo o impegnabili con lo stelo o con il prolungamento dello stelo, che possono essere azionate selettivamente per bloccare lo stelo della valvola rispetto al corpo dell 'attuai ore, per resistere al movimento lineare a slitta.

Preferibilmente, i mezzi di bloccaggio sono azionabili in modo da bloccare lo stelo della valvola per tale resistenza al movimento nelle posizioni di valvola aperta e valvola chiusa.

Le chiavette di bloccaggio possono essere azionate da camme. Vantaggiosamente, le chiavette di bloccaggio vengono azionate da un alberino a camme accolto in un foro assiale formato nel prolungamento dello stelo.

Le chiavette di bloccaggio possono servire a bloccare lo stelo o il prolungamento dello stelo su un collare che circonda lo stelo o il prolungamento dello stelo ed è spinto verso la posizione di chiusura della valvola da una molla posizionata fra il collare e il corpo dell’attuatore. Questa molla fornisce la spinta per la chiusura della valvola a prova di avaria e serve inoltre, quando le chiavette di bloccaggio sono in funzione, ad opporsi al movimento lineare dello stelo della valvola e/o del prolungamento dello stelo, verso la posizione di apertura della valvola.

Preferibilmente, il prolungamento dello stelo comprende un connettore per la attrezzatura lineare ROV, quale un connettore di tipo “Torus” noto nell 'industria.

Nella seguente descrizione di una forma realizzativa illustrativa, fatta con riferimento ai disegni, vi sono altre caratteristiche e altri vantaggi preferiti della invenzione.

Fig. 1 è una sezione trasversale attraverso un attuatore di valvola che concretizza l’invenzione, unito ad una valvola a saracinesca;

Fig. 2 è una sezione trasversale attraverso un componente del prolungamento dello stelo dell’ attuatore mostrato in Fig. 1 ;

Fig. 3 è una sezione trasversale lungo la linea ΠΙ-Ul in Fig. 2; e

Fig. 4 mostra una attrezzatura ROV e il profilo terminale del prolungamento dello stelo da usare nel caso della presente invenzione.

L’attuatore 10 mostrato in Fig. 1 comprende uno stelo di valvola 12 collegato a una saracinesca di valvola 14. Lo stelo di valvola 12 è scorrevole assialmente in un coperchio di valvola 16 per far muovere la saracinesca 14 fra le posizioni di apertura e di chiusura. Il coperchio 16 contiene, come è convenzionale, una guarnizione 18 dello stelo di valvola, un dado premistoppa 20 e un’apertura 22 per l’ispezione e per l’iniezione di fluido di tenuta.

Un prolungamento dello stelo di valvola 24 è collegato a una borchia 26 formata all’estremità dello stelo 12 opposta alla saracinesca 14. Lo stelo 12 e il prolungamento dello stelo 24 sono cosi legati assieme come un tutt’uno per il movimento lineare. La estremità del prolungamento dello stelo 24 che circonda la borchia 26 ha la forma di un pistone 28. Un cilindro 30 è imbullonato al coperchio 16 delimitando una camera 32 in cui scorre il pistone 28. Una tenuta circonferenziale di scorrimento 34 è prevista fra il pistone 28 e la parete adiacente della camera 32. Il prolungamento dello stelo passa attraverso un’apertura nel cilindro 30 ed è prevista un’ulteriore tenuta 35 fra il prolungamento dello stelo e l’apertura per delimitare una camera 37 dietro il pistone 28. Una custodia tubolare 36 è montata ad una estremità sul cilindro 30 per circondare il prolungamento dello stelo 24. L’altra estremità della custodia 36 è chiusa da un cappellotto terminale 38 attraverso il quale sporge una porzione del prolungamento dello stelo, per l impegno con un attrezzo ROV, come descritto ulteriormente sotto. Il coperchio 16, cilindro 30, custodia 36 e cappellotto terminale 38 fonnano così insieme un corpo dell’attuatore, in cui sono alloggiati i rimanenti componenti dell ’attuatore.

Un mozzo di compressione a molla 40 è formato come collare che circonda il prolungamento dello stelo 24, vicino al cappellotto terminale 38 e scorrevole nella custodia 36. Una molla di compressione 42 è adattata tra una flangia 44, alFestremità del mozzo di compressione 40, e una spalla 46 ricavata sul cilindro 30, per spingere il mozzo di compressione 40 verso il cappellotto terminale 38.

Durante l’uso normale, l’attuatore 10 viene azionato idraulicamente come segue. Il prolungamento dello stelo 24 è bloccato contro il mozzo di compressione a molla con mezzi descritti ulteriormente sotto. La molla 42 spinge così il prolungamento dello stelo 24, lo stelo 12 e la saracinesca valvolare 14 verso la posizione di valvola chiusa (verso l’alto, come mostrato in Fig. 1), fornendo una chiusura di sicurezza antiavaria della valvola. Se lo si desidera, si può alimentare un fluido idraulico alla camera 30 tramite una apertura 48, come ausilio per la chiusura della valvola. Per muovere il prolungamento dello stelo 24, Io stelo 12 e la saracinesca valvolare 14 verso e nella posizione di valvola aperta, si alimenta fluido idraulico alla camera 37 tramite una apertura 50.

Per sovrapporsi al funzionamento idraulico dell’attuatore 10, il prolungamento dello stelo 24 può essere bloccato e sbloccato selettivamente rispetto al mozzo di compressione a molla 40, ad opera delle chiavette di bloccaggio 52 (si veda la Fig. 2).

Le chiavette di bloccaggio 52 sono situate in un incavo 54 praticato nel prolungamente dello stelo 24 dell’attuatore. Il prolungamento dello stelo 24 ha un foro longitudinale 56 in cui è accolto un alberino a camma 58. Le facce inferiori delle chiavette di bloccaggio 52 appoggiano contro un profilo a camma ellittica dell’alberino 58. Altrove, per tutta la sua lunghezza, l’alberino 58 può avere una sezione circolare, consentendo la sua centratura in vista della rotazione nel foro 56 e adattando una formazione 60 di guida rotatoria a un’estremità esposta deH’alberiiio 58.

Durante il normale funzionamento idraulico dell’attuatore 10, le chiavette di bloccaggio 52 sono completamente impegnate in incavi esterni di accoppiamento 62 (Fig. 1) nel mozzo di compressione a molla 40, l’alberino a camme 58 essendo bloccato contro la rotazione, mediante p. es. un opportuno mezzo di arresto (non mostrato). Il prolungamento dello stelo 24 è perciò bloccato sul mozzo di compressione a molla 40, dando luogo all’azionamento idraulico della saracinesca 14 e alla spinta di chiusura a prova di avaria della saracinesca 14 ad opera della molla 42 sopra descritta, Per azionare il meccanismo di sovrapposizione dell’attuatore idraulico, l’alberino a camme 58 viene gradualmente ruotato di 90° utilizzando la formazione di guida 60, disimpegnando cosi le chiavette di bloccaggio 52 dagli incavi esterni 62. Il prolungamento dello stelo 24 può essere ora spostato assialmente indipendentemente dal mozzo di compressione a molla 40.

La porzione esternamente esposta del prolungamento dello stelo 24 e la forinazione di guida 60 dell’ alberino a camme sono profilate in modo da essere impegnagli da parte di guarnizioni standard dell’attrezzatura ROV. Questi profili consentono al ROV di chiudersi a scatto sul prolungamento dello stelo 24 e di sovrapporsi quindi al funzionamento idraulico dell’attuatore mediante un movimento assiale diretto del prolungamento dello stelo.

Per aprire la valvola, il ROV fa ruotare l’alberino a camme 58 di 90° come descritto sopra e spinge verso l’interno il prolungamento dello stelo. Per chiudere la valvola, è necessario che il ROV tiri il prolungamento dello stelo verso l’estemo, dato che la molla della spinta di chiusura è disinserita mediante disimpegno delle chiavette di bloccaggio 52 dal mozzo di compressione 40. Per la stabilizzazione e trasmissione di forze di reazione, il ROV si fisserà in modo noto ad attacchi su un pannello ROV, che circonda il cappellotto terminale 38 dell’attuatore, o ad opportuni punti di ancoraggio sulla struttura dell’albero di natale.

Una volta che il prolungamento dello stelo 24 è stato spinto completamente airintemo verso la posizione di valvola aperta usando il ROV, il ROV può far ruotare nuovamente di 90° l’alberino a camme 58, per impegnare le chiavette di bloccaggio 52 con incavi interni 72 ricavati nel mozzo di compressione a molla 40. La saracinesca 14 è mantenuta perciò completamente aperta dal meccanismo di sovrapposizione, fino a che il ROV aziona l’alberino a camme 58 ed estrae il prolungamento dello stelo per chiudere nuovamente la valvola. Le chiavette di bloccaggio hanno un profilo angolare rastremato per garantire che esse si disimpegnino completamente dagli incavi 62, 72 quando l’alberino a camme 58 viene così ruotato e il prolungamento dello stelo 24 viene traslato.

Fig. 4 mostra un tipico profilo 80 per l’estremità esposta del prolungamento dello stelo 24, per l’impegno con un profilo standard 82 di una attrezzatura di tipo “Torus” di un ROV. L’attrezzatura ROV include anche un albero girevole 84 avente un profilo terminale 86 complementare alla formazione di guida 60 dell’alberino a camme.

Anche se le chiavette di bloccaggio 52 e gli incavi 62, 72 sono mostrati nelle forme realizzative di cui sopra come funzionanti tra il prolungamento dello stelo 24 e il mozzo di compressione a molla 40, sono possibili altre sistemazioni. Per esempio, il mozzo di compressione a molla può essere montato in modo fisso con il prolungamento dello stelo 24, che può essere così spinto all’ interno dal ROV contro la spinta della molla 42 per aprire la valvola. Si possono quindi azionare opportune chiavette di bloccaggio per mantenere il prolungamento dello stelo nella posizione rivolta verso Tintemo. Questa disposizione presenta lo svantaggio, a confronto con la forma realizzativa descritta in precedenza, che è necessaria una forza maggiore per aprire la valvola, in quanto deve essere superata la forza di spinta della molla 42. Questa disposizione, tuttavia, presenta il vantaggio che viene mantenuta l’azione di chiusura a prova di avaria della valvola. Invece di chiavette di bloccaggio nel prolungamento dello stelo 24 che impegnano incavi adiacenti quali gli incavi 62, 72, l’attuatore può comprendere chiavette di bloccaggio attaccate al corpo dell’attuatore o facenti parte di esso, impegnabili in uno o più corrispondenti incavi nello stelo 12 o nel prolungamento dello stelo 24. Lo stelo 12, il prolungamento dello stelo 24 e/o il pistone 28 possono essere realizzati come un componente unitario. Il pistone 28 può essere supportato dallo stelo 12 invece che dal prolungamento dello stelo 24.

Diverse altre modifiche saranno prontamente evidenti, entro l’ambito delle rivendicazioni.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Attuatore idraulico per valvole a saracinesca comprendente: un corpo; uno stelo di valvola accolto nel corpo per un movimento lineare a slitta; un pistone collegato per razionamento idraulico dello stelo; un prolungamento dello stelo accessibile dall’esterno del corpo dell’ attuatore, da usare per imporre ad esso un movimento lineare; e chiavette di bloccaggio supportate dallo stelo o dal prolungamento dello stelo o impegnabili con lo stelo o con il prolungamento dello stelo, che possono essere azionate selettivamente in modo da bloccare lo stelo della valvola rispetto al corpo dell’attuatore, per opporsi al movimento lineare a slitta.
2. Attuatore come definito nella rivendicazione 1, in cui le chiavette di bloccaggio possono essere azionate per bloccare lo stelo della valvola per tale resistenza al movimento nelle posizioni di valvola aperta e valvola chiusa.
3. Attuatore come definito nella rivendicazione 1 o 2, in cui le chiavette di bloccaggio sono azionate da camme.
4. Attuatore come definito in qualsiasi rivendicazione precedente, in cui le chiavette di bloccaggio sono azionate da un alberino a camma accolto in un foro assiale fonnato nel prolungamento dello stelo.
5. Attuatore come definito in qualsiasi rivendicazione precedente, in cui i mezzi di bloccaggio servono a bloccare lo stelo o il prolungamento dello stelo su un collare circostante che è spinto verso la posizione di valvola chiusa da una molla posizionata fra il collare e il corpo dell’attuatore.
6. Attuatore come definito in qualsiasi rivendicazione precedente, in cui il prolungamento dello stelo comprende un connettore per un’attrezzatura lineare ROV.
7. Attuatore idraulico per valvole a saracinesca sostanzialmente come descritto con riferimento ai disegni o come in essi mostrato.