NO20100903A1 - A pressure control system for motor and pump barrier fluids with differential pressure control - Google Patents

A pressure control system for motor and pump barrier fluids with differential pressure control Download PDF

Info

Publication number
NO20100903A1
NO20100903A1 NO20100903A NO20100903A NO20100903A1 NO 20100903 A1 NO20100903 A1 NO 20100903A1 NO 20100903 A NO20100903 A NO 20100903A NO 20100903 A NO20100903 A NO 20100903A NO 20100903 A1 NO20100903 A1 NO 20100903A1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
pressure
pump
motor
valve
flow
Prior art date
Application number
NO20100903A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO332973B1 (en
Inventor
Tom Kjonigsen
Original Assignee
Vetco Gray Scandinavia As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vetco Gray Scandinavia As filed Critical Vetco Gray Scandinavia As
Priority to NO20100903A priority Critical patent/NO332973B1/en
Priority to US13/806,572 priority patent/US20130164152A1/en
Priority to AU2011268631A priority patent/AU2011268631A1/en
Priority to BR112012033193A priority patent/BR112012033193A2/en
Priority to EP11797684.5A priority patent/EP2585680A1/en
Priority to PCT/IB2011/001391 priority patent/WO2011161517A1/en
Priority to CN2011800312953A priority patent/CN102971487A/en
Priority to SG2012094777A priority patent/SG186445A1/en
Publication of NO20100903A1 publication Critical patent/NO20100903A1/en
Publication of NO332973B1 publication Critical patent/NO332973B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B7/00Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/02Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving the valving being fluid-actuated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B47/00Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps
    • F04B47/06Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps having motor-pump units situated at great depth
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/16Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C13/00Adaptations of machines or pumps for special use, e.g. for extremely high pressures
    • F04C13/008Pumps for submersible use, i.e. down-hole pumping
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0003Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0606Canned motor pumps
    • F04D13/062Canned motor pumps pressure compensation between motor- and pump- compartment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/08Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
    • F04D13/086Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use the pump and drive motor are both submerged
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0686Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven specially adapted for submerged use
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/06Lubrication
    • F04D29/063Lubrication specially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/10Shaft sealings
    • F04D29/12Shaft sealings using sealing-rings
    • F04D29/122Shaft sealings using sealing-rings especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/40Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
    • F16J15/406Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid by at least one pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/12Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C2/14Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C2/16Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type

Description

Trykkreguleringssystem for motor- og pumpebarrierefluider med differensialtrykkstyring Pressure regulation system for motor and pump barrier fluids with differential pressure control

Oppfinnelsens område Field of the invention

Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt undersjøisk utstyr involvert i transport av prosessfluider som blir generert i under-sjøisk hydrokarbonproduksjon. Mer spesifikt vedrører foreliggende oppfinnelse et system som er konstruert for å håndtere barriere- og smørefluidtrykk i en undersjøisk motor- og pumpemodul. The present invention generally relates to subsea equipment involved in the transport of process fluids that are generated in subsea hydrocarbon production. More specifically, the present invention relates to a system designed to handle barrier and lubricating fluid pressure in a submarine engine and pump module.

Bakgrunn og kjent teknikk Background and known technique

Et prosessfluid i undersjøisk hydrokarbonproduksjon er typisk et multifasefluid som omfatter olje og gass og eventuelt faststoff, som blir utvunnet fra et underjordisk reservoar. En motor/pumpemodul er innrettet på havbunnen og konfigurert for transport av prosess-fluidet fra reservoaret til en vertsfasilitet på overflaten eller på land. Motor/pumpe-modulen blir ofte utsatt for betydelige variasjoner i trykk i det pumpede mediet, i tillegg til betydelige last-vekslinger under start og stoppsekvenser i pumpingen, for eksempel.Middeltrykket på sugesiden av pumpen kan være i størrelsesorden flere hundre bar, hvilket krever tilsvarende mottiltak i motor/- pumpemodulen for å unngå at prosessfluider og partikkelstoffer vandrer fra pumpen innvendig og inn i en motorkapsling via lagre og tetninger i motor/pumpemodulen. A process fluid in subsea hydrocarbon production is typically a multiphase fluid comprising oil and gas and possibly solids, which is extracted from an underground reservoir. A motor/pump module is arranged on the seabed and configured to transport the process fluid from the reservoir to a host facility on the surface or on land. The motor/pump module is often exposed to significant variations in pressure in the pumped medium, in addition to significant load changes during start and stop sequences in pumping, for example. The average pressure on the suction side of the pump can be in the order of several hundreds of bars, which requires corresponding countermeasures in the motor/pump module to prevent process fluids and particulate matter from migrating from the inside of the pump into a motor casing via bearings and seals in the motor/pump module.

Skruerotorpumper blir ofte brukt for formålet å pumpe multifasefluid i undersjøisk produksjon. Skruerotorpumpen er en type fortrengings-pumpe, med to skrueaksler som blir dreid rundt av samvirkende tann-hjul, der et bestemt volum av fluid blir fortrengt i aksiell retning mellom skruene, fra en innløpsside på pumpen til utløp på trykksiden av pumpen. Skruene er opplagret i lagre i en pumpekapsling og er drevsammenkoblet med en motor innrettet i en motorkapsling. I tilfellet med en to-rotors skruepumpe sørger samvirkende registertannhjul (timing gears) på skrueakslene for synkronisering av den roterende bevegelsen. Motorkapslingen er hydraulisk separat fra pumpekapslingen ved et tetningsarrangement, idet drivakselen er opplagret for å forlenges til forbindelse med pumperotorakselen. Pumpelagrene er atskilt fra pumpemediet ved tetningsinnretninger i begge ender av pumpen. Screw rotor pumps are often used for the purpose of pumping multiphase fluid in subsea production. The screw rotor pump is a type of displacement pump, with two screw shafts that are rotated by cooperating gears, where a specific volume of fluid is displaced in the axial direction between the screws, from an inlet side of the pump to an outlet on the pressure side of the pump. The screws are stored in bearings in a pump housing and are drive connected with a motor arranged in a motor housing. In the case of a two-rotor screw pump, interlocking timing gears on the screw shafts ensure synchronization of the rotary motion. The motor housing is hydraulically separate from the pump housing by a sealing arrangement, the drive shaft being supported to extend to connect with the pump rotor shaft. The pump bearings are separated from the pump medium by sealing devices at both ends of the pump.

For smøre- og kjøleformål, samt for å hindre inntrenging av sjøvann og pumpet medium inn i strukturene i en undersjøisk motor- og pumpemodul, må motor-/pumpemodulen få tilført hydraulikkfluid. I denne forbindelsen er barrierefluid og smørefluid i grunnen ulike definisjoner av samme type av fluid brukt for å beskytte motor-/pumpemodulen internt. For lubrication and cooling purposes, as well as to prevent the penetration of seawater and pumped medium into the structures of a subsea engine and pump module, the engine/pump module must be supplied with hydraulic fluid. In this connection, barrier fluid and lubricating fluid are basically different definitions of the same type of fluid used to protect the motor/pump module internally.

Følgelig må en motorkapsling som beskytter motoren fra den omgivende sjøen og fra mediet i pumpen være holdt med et trykk over det interne trykket i pumpen, slik at det også virker som en barriere som forhindrer inntrenging av prosessfluid og partikler inn i motorkapslingen via tetnings- og lagerinnretningen. Som resultat av trykkdifferansen er det ikke til å unngå at det oppstår lekkasje-strømning av hydraulikkfluid langs drivakselen. Lekkasjeraten er avhengig av fluidegenskaper, trykkdifferanse, de vekslende drifts-betingelser for pumpen og tettheten av tetningen (e) . Lekkasjen blir kompensert ved å etterfylle motorkapslingen fra en ekstern tilførsel av hydraulikkfluid. Consequently, a motor housing that protects the motor from the surrounding sea and from the medium in the pump must be maintained at a pressure above the internal pressure in the pump, so that it also acts as a barrier that prevents the ingress of process fluid and particles into the motor housing via sealing and the storage facility. As a result of the pressure difference, it is unavoidable that a leakage flow of hydraulic fluid occurs along the drive shaft. The leakage rate is dependent on fluid properties, pressure difference, the alternating operating conditions of the pump and the tightness of the seal(s). The leakage is compensated by topping up the engine housing from an external supply of hydraulic fluid.

Likedan blir hydraulikkfluid typisk tilført også til pumpen for smøring av dennes interne struktur slik som pumperotorlagre, tetninger og registertannhjul. Trykket i smørefluidkretsen til pumpen må holdes større enn trykket i mediet som blir fortrengt gjennom pumpen, for å hindre inntrenging av prosessfluid og partikler inn i pumpelagre, tetninger og registertannhjul. Lekkasje via pumpetetningene inn i det pumpede mediet blir kompensert ved etterfylling fra en ekstern tilførsel av hydraulikkfluid. Likewise, hydraulic fluid is typically also supplied to the pump for lubrication of its internal structure such as pump rotor bearings, seals and register gears. The pressure in the lubricating fluid circuit of the pump must be kept greater than the pressure in the medium that is displaced through the pump, in order to prevent the penetration of process fluid and particles into pump bearings, seals and register gears. Leakage via the pump seals into the pumped medium is compensated by top-up from an external supply of hydraulic fluid.

Motor og pumpe kan være drevsammenkoblet inne i motorkapslingen Motor and pump can be drive connected inside the motor housing

eller utenfor motorkapslingen. For eksempel kan motor og pumpe ha én og samme aksel felles, uten noen separat kobling som forbinder dem i drevsammenheng. I andre konstruksjoner kan pumpeakselen være koblet til motorakselen inne i motorkapslingen. I andre konstruksjoner igjen kan motor og pumpe være drevsammenkoblet ved hjelp av en kobling plassert i et koblingskammer plassert mellom motorkapslingen or outside the motor housing. For example, motor and pump can have one and the same shaft in common, without any separate coupling connecting them in a drive context. In other designs, the pump shaft may be connected to the motor shaft inside the motor housing. In still other constructions, the motor and pump can be driven together by means of a coupling located in a coupling chamber located between the motor housing

og pumpen. I alle alternativer er det imidlertid ønskelig til enhver tid å opprettholde en trykkdifferanse over grensesnittene, dvs. mellom motorkapslingen, koblingskammeret når dette finnes, og henholdsvis pumpesmøresystemet og det pumpede mediet. and the pump. In all alternatives, however, it is desirable at all times to maintain a pressure difference across the interfaces, i.e. between the motor casing, the coupling chamber when present, and respectively the pump lubrication system and the pumped medium.

Vanligvis blir både et motorbarrierefluid og et pumpesmørefluid tilført via en navlestreng (umbilical), og lekkasjekompensering samt trykkregulering blir ivaretatt ved hjelp av retningsbestemte kontrollventiler (directional control valves) på overflateinstalla-sjonen. Etter hvert som en økende mengde steder for undersjøisk hydrokarbonproduksjon blir installert og satt i drift på stadig større dybder og lengre avstander, vil responstider og krav til styring hos smøre- og kjølesystemer øke tilsvarende. Følgelig foreligger det et økende behov for et trykkreguleringssystem for motor- og pumpebarrierefluider som virker med øyeblikkelig respons på en endring i trykket i motor- og pumpemodulen og som gir økt driftspålitelighet. Usually, both an engine barrier fluid and a pump lubrication fluid are supplied via an umbilical cord, and leakage compensation and pressure regulation are taken care of using directional control valves on the surface installation. As an increasing number of subsea hydrocarbon production sites are installed and commissioned at ever greater depths and longer distances, response times and control requirements for lubrication and cooling systems will increase accordingly. Consequently, there is an increasing need for a pressure regulation system for motor and pump barrier fluids that operates with an immediate response to a change in pressure in the motor and pump module and that provides increased operational reliability.

Sammenfatning av oppfinnelsen Summary of the Invention

Foreliggende oppfinnelse sikter altså på å fremskaffe et trykkreguleringssystem for motor- og pumpebarrierefluider for en undersjøisk motor- og pumpemodul som unngår problemene med hittil kjente systemer, og spesifikt slike problemer som er knyttet til store avstander og store havdyp. The present invention therefore aims to provide a pressure regulation system for motor and pump barrier fluids for a submarine motor and pump module which avoids the problems with hitherto known systems, and specifically such problems which are linked to large distances and great ocean depths.

Foreliggende oppfinnelse tar spesifikt sikte på å fremskaffe et trykkreguleringssystem for motor- og pumpebarrierefluider for en undersjøisk motor- og pumpemodul, der systemet har en innebygd evne til å kompensere for tap av hydraulikkfluid som følger av lekkasje via tetninger og lagre i motor- og pumpemodulen. Et ytterligere mål med foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe et trykkreguleringssystem for motor- og pumpebarrierefluider der en forhåndsinnstilt trykkdifferanse mellom en motorbarrierefluidkrets og en pumpe-barrieref luidkrets blir opprettholdt automatisk til enhver tid. The present invention specifically aims to provide a pressure regulation system for motor and pump barrier fluids for a subsea motor and pump module, where the system has a built-in ability to compensate for loss of hydraulic fluid resulting from leakage via seals and bearings in the motor and pump module. A further aim of the present invention is to provide a pressure regulation system for motor and pump barrier fluids where a preset pressure difference between a motor barrier fluid circuit and a pump barrier fluid circuit is automatically maintained at all times.

Slik den blir brukt i denne sammenhengen skal motorbarrierefluidkretsen forstås slik at den inkluderer fluidvolumene i motor- kapslingens hulrom og dens tilhørende komponenter og strømnings-ledninger som er involvert for å regulere fluidtrykket i motor-kapslingens hulrom. Tilsvarende skal pumpebarrierefluidkretsen forstås slik at den i det minste omfatter fluidvolumene i koblings-kammerets hulrom og dens tilhørende komponenter og strømnings-ledninger som er involvert for å regulere fluidtrykket i koblings-kammerets hulrom. I en mer generell betydning kan pumpebarrierefluidkretsen også inkludere fluidvolumer i andre hulrom eller passasjer i pumpen. As used in this context, the engine barrier fluid circuit shall be understood to include the fluid volumes in the engine casing cavity and its associated components and flow lines involved in regulating the fluid pressure in the engine casing cavity. Correspondingly, the pump barrier fluid circuit must be understood so that it at least includes the fluid volumes in the coupling chamber cavity and its associated components and flow lines which are involved in order to regulate the fluid pressure in the coupling chamber cavity. In a more general sense, the pump barrier fluid circuit may also include fluid volumes in other cavities or passages in the pump.

Målet med foreliggende oppfinnelse er oppnådd ved fremskaffelse av et trykkreguleringssystem for motor- og pumpebarrierefluider for en undersjøisk motor- og pumpemodul slik oppfinnelsen er definert i de vedlagte patentkravene. The aim of the present invention has been achieved by providing a pressure regulation system for motor and pump barrier fluids for a subsea motor and pump module as the invention is defined in the attached patent claims.

Kort sagt: et trykkreguleringssystem for håndtering av motor- og pumpebarrierefluider i en undersjøisk motor/pumpe-applikasjon omfatter: • en barrierefluidkrets som skaffer fluidstrømningskommunikasjon fra en hydraulikkfluidtilførsel til et første hulrom i motor- og In short: a pressure control system for handling motor and pump barrier fluids in a subsea motor/pump application comprises: • a barrier fluid circuit that provides fluid flow communication from a hydraulic fluid supply to a first cavity in the motor and

pumpemodulen, the pump module,

• en trykkregulert strømningsreguleringsventil som regulerer tilførselen av hydraulikkfluid til barrierefluidkretsen, • et andre hulrom innrettet til å motta hydraulikkfluid fra hydraulikkfluidtilførselen via det første hulrommet, og • en pilottrykkrets som omfatter middel for å detektere og returnere til den trykkregulerte strømningsreguleringsventilen en trykkdifferanse over en strømningsbegrenser som forbinder første og andre hulrom. • a pressure-regulated flow control valve which regulates the supply of hydraulic fluid to the barrier fluid circuit, • a second cavity adapted to receive hydraulic fluid from the hydraulic fluid supply via the first cavity, and • a pilot pressure circuit comprising means for detecting and returning to the pressure-regulated flow control valve a pressure differential across a flow restrictor which connects first and second cavities.

Et automatisk trykkreguleringssystem er på denne måten fremskaffet lokalt ved den undersjøiske motor- og pumpemodulen og erkarakterisert veden rask respons og høy pålitelighet. An automatic pressure regulation system has thus been procured locally at the subsea motor and pump module and is characterized by its fast response and high reliability.

Systemet kan være mangfoldiggjort for å opprettholde uavhengige og konstante trykkdifferanser mellom fluider i: et motorkapslingshulrom (første hulrom) og et hulrom/passasje (andre hulrom) i en pumpestruktur; • et motorkapslingshulrom (første hulrom) og et hulrom (andre hulrom) i et koblingskammer; • et hulrom (første hulrom) i et koblingskammer og et hulrom/ passasje (andre hulrom) i pumpestrukturen; eller • et hulrom/passasje (første hulrom) i pumpestrukturen og hulrommet (andre hulrom) i pumpen som det pumpede mediet blir fortrengt gjennom under drift. The system may be manifolded to maintain independent and constant pressure differentials between fluids in: an engine casing cavity (first cavity) and a cavity/passage (second cavity) in a pump structure; • an engine housing cavity (first cavity) and a cavity (second cavity) in a clutch chamber; • a cavity (first cavity) in a coupling chamber and a cavity/passage (second cavity) in the pump structure; or • a cavity/passage (first cavity) in the pump structure and the cavity (second cavity) in the pump through which the pumped medium is displaced during operation.

I forhold til den først gjengitte implementeringen blir med andre ord en strømningsreguleringsventil brukt til å tilføre fluid til motorkapslingen for å opprettholde en konstant trykkdifferanse over en strømningsbegrenser, slik at det på denne måten blir opprettholdt et konstant overtrykk i motorbarrierekretsen i forhold til pumpe-barrierekretsen, og dermed over motorakseltetningen. Strømningsraten gjennom strømningsreguleringsventilen blir styrt av trykkdifferansen over en strømningsbegrenser. Resultatet er at strømningsraten i fluidtilførselen alltid er identisk med lekkasjeraten ved den definerte trykkdifferansen, uansett variasjoner i systemtrykk. Hvis lekkasjeraten i tetningen skulle øke på grunn av slitasje for eksempel, vil ventilen automatisk øke strømningsraten etter behov for å opprettholde trykkdifferansen over tetningenNår pumpetrykket øker under normale driftsforhold, vil ventilen automatisk justere strømningsraten etter behov for å opprettholde en konstant trykkdifferanse over tetningen. Når pumpetrykket blir redusert under normale driftsforhold, vil ventilen automatisk justere strømnings-raten for å opprettholde en konstant trykkdifferanse over tetningen. In other words, in relation to the first reproduced implementation, a flow control valve is used to supply fluid to the motor housing to maintain a constant pressure differential across a flow restrictor, so that in this way a constant excess pressure is maintained in the motor barrier circuit relative to the pump barrier circuit, and thus over the motor shaft seal. The flow rate through the flow control valve is controlled by the pressure differential across a flow restrictor. The result is that the flow rate in the fluid supply is always identical to the leakage rate at the defined pressure difference, regardless of variations in system pressure. If the leakage rate in the seal should increase due to wear for example, the valve will automatically increase the flow rate as needed to maintain the pressure differential across the seal When the pump pressure increases under normal operating conditions, the valve will automatically adjust the flow rate as needed to maintain a constant pressure differential across the seal. When the pump pressure is reduced under normal operating conditions, the valve will automatically adjust the flow rate to maintain a constant pressure differential across the seal.

En alternativ og fordelaktig utførelse kan forutsees, nemlig at pumpebarrierefluid blir mottatt fra motorbarrierefluidkretsen via en strømningsbegrenser med fast blendediameter (orifice diameter) innrettet utenfor motor- og pumpemodulen, idet trykkdifferansen over strømningsbegrenseren blir detektert og returnert til den trykkregulerte på/av-ventilen som fører hydraulikkfluid inn i motor- og pumpebarrierefluidkretsene som svar på detekterte avvik fra en forhåndsdefinert, ønsket trykkdifferanse. An alternative and advantageous embodiment can be envisaged, namely that pump barrier fluid is received from the motor barrier fluid circuit via a flow restrictor with a fixed aperture diameter (orifice diameter) arranged outside the motor and pump module, the pressure difference across the flow restrictor being detected and returned to the pressure-regulated on/off valve which leads hydraulic fluid into the motor and pump barrier fluid circuits in response to detected deviations from a predefined, desired pressure differential.

I noen applikasjoner kreves det svært nøyaktig regulering av fluidstrømningsraten i et nedre strømningsrateområde, mens høy maksimal strømningsrate vil være påkrevd under visse driftsforhold. Begge krav blir tilfredsstilt i en utførelse der to eller flere ventiler som har forskjellig strømningsrateområder er koblet i parallell i fluidtilførselen til motorbarrierekretsen. Nærmere bestemt omfatter denne utførelsen et sett ventiler, inkludert minst en første og en andre ventil, som er innrettet i parallell og mater hydraulikkfluid til motorbarrierefluidkretsen, og som hver reagerer på trykkdifferansen over strømningsbegrenseren, og videre ved at nevnte minst to trykkregulerte strømningsreguleringsventiler reagerer individuelt på deres respektive områder av trykkdifferanse over strømningsbegrenseren. In some applications, very precise control of the fluid flow rate is required in a lower flow rate range, while high maximum flow rates will be required under certain operating conditions. Both requirements are satisfied in an embodiment where two or more valves that have different flow rate ranges are connected in parallel in the fluid supply to the motor barrier circuit. More specifically, this embodiment comprises a set of valves, including at least a first and a second valve, which are arranged in parallel and supply hydraulic fluid to the engine barrier fluid circuit, and which each respond to the pressure differential across the flow restrictor, and further in that said at least two pressure-regulated flow control valves individually respond to their respective areas of pressure differential across the flow restrictor.

I et sett av en første og en andre trykkregulert strømningsreguler-ingsventil blir den første ventilen fortrinnsvis innstilt til å åpne for hydraulikkfluidstrømning inn i motorbarrierefluidkretsen som resultat av en trykkdifferanse lik eller mindre enn en første forhåndsfastsatt trykkdifferanse over strømningsbegrenseren, og den andre ventilen blir fortrinnsvis innstilt til å åpne for hydraulikk-fluidstrømning inn i motorbarrierefluidkretsen som resultat av en trykkdifferanse lik eller mindre enn en andre forhåndsfastsatt trykkdifferanse som er lavere enn den første forhåndsfastsatte trykkdifferansen. In a set of first and second pressure controlled flow control valves, the first valve is preferably set to open for hydraulic fluid flow into the engine barrier fluid circuit as a result of a pressure differential equal to or less than a first predetermined pressure differential across the flow restrictor, and the second valve is preferably set to open to allow hydraulic fluid flow into the motor barrier fluid circuit as a result of a pressure differential equal to or less than a second predetermined pressure differential lower than the first predetermined pressure differential.

I mange applikasjoner for undersjøisk hydrokarbonproduksjon kan den første forhåndsfastsatte trykkdifferansen være satt til om lag 5 bar, og den andre forhåndsfastsatte trykkdifferansen kan være satt til om lag 4,5 bar. In many subsea hydrocarbon production applications, the first predetermined pressure differential may be set at about 5 bar, and the second predetermined pressure differential may be set at about 4.5 bar.

I settet med første og andre trykkregulerte strømningsregulerings-ventiler innrettet i parallell til å mate hydraulikkfluid inn i motorbarrierefluidkretsen kan den første ventilen være dimensjonert for lavere strømningsrater og den andre ventilen være dimensjonert for høyere strømningsrater. For eksempel kan den første ventilen være dimensjonert for strømningsrater i området ned til om lag 0,3 l/min og den andre ventilen kan være dimensjonert for strømningsrater i området opp til om lag 100 l/min eller mer. In the set of first and second pressure controlled flow control valves arranged in parallel to feed hydraulic fluid into the motor barrier fluid circuit, the first valve may be sized for lower flow rates and the second valve may be sized for higher flow rates. For example, the first valve may be sized for flow rates in the range down to about 0.3 l/min and the second valve may be sized for flow rates in the range up to about 100 l/min or more.

Om det kreves kan en på/av-ventil være koblet i serie med den andre trykkregulerte strømningsreguleringsventilen med høyere strømnings-rate, for å regulere eventuell intern lekkasje i denne ventilen. If required, an on/off valve can be connected in series with the second pressure regulated flow control valve with a higher flow rate, to regulate any internal leakage in this valve.

Av sikkerhetsgrunner kan en trykkregulert sikkerhetsavlastnings-ventil være innrettet i parallell med strømningsbegrenseren for å tømme hydraulikkfluid fra motorbarrierefluidkretsen inn i pumpen. For safety reasons, a pressure-regulated safety relief valve may be arranged in parallel with the flow restrictor to drain hydraulic fluid from the engine barrier fluid circuit into the pump.

Trykkreguleringssystemet for motor- og pumpebarrierefluider i The pressure regulation system for motor and pump barrier fluids i

foreliggende oppfinnelse kan med fordel bli anvendt i en undersjøisk motor- og pumpemodul som omfatter en pumpemotor plassert i en motorkapsling, en pumpe plassert i en pumpekapsling med et pumpeinnløp på en sugeside og et pumpeutløp på en utløpsside av pumpen, samt en present invention can advantageously be used in a subsea motor and pump module which comprises a pump motor placed in a motor housing, a pump placed in a pump housing with a pump inlet on a suction side and a pump outlet on an outlet side of the pump, as well as a

pumpe-rotor-sammenstilling med dobbeltskrue innrettet derimellom og opplagret i lagre i pumpekapslingen. Pumpe-rotorsammenstillingen er drevsammenkoblet med motoren ved en drevaksel som strekker seg pump-rotor assembly with a double screw arranged between them and stored in bearings in the pump casing. The pump-rotor assembly is drive-coupled to the motor by an extending drive shaft

mellom motoren og pumpen via et tetningsarrangement og er konfigurert til å fortrenge et fluidmedium fra pumpeinnløpet til tømming via pumpeutløpet. between the motor and the pump via a sealing arrangement and is configured to displace a fluid medium from the pump inlet to discharge via the pump outlet.

Kort beskrivelse av tegningsfigurene Brief description of the drawing figures

Utførelser av oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet nedenfor med henvisning til tegningsfigurene. Tegningsfigurene viser: Figur 1 er et diagram som illustrerer et trykkreguleringssystem for motor- og pumpebarrierefluider i en første utførelse, og Figur 2 er et tilsvarende diagram, som illustrerer en andre utførelse av trykkreguleringssystemet. Embodiments of the invention will be described in more detail below with reference to the drawings. The drawing figures show: Figure 1 is a diagram illustrating a pressure regulation system for motor and pump barrier fluids in a first embodiment, and Figure 2 is a corresponding diagram illustrating a second embodiment of the pressure regulation system.

Detaljert beskrivelse av foretrukne utførelser Detailed description of preferred designs

På tegningsfigurene omfatter en undersjøisk motor- og pumpemodul en motor/pumpe-sammenstilling generelt merket 1, til hvilket motor-barrieref luid og pumpebarrierefluid blir tilført fra en ekstern hydraulikkfluidtilførsel. In the drawings, a subsea motor and pump module comprises a motor/pump assembly generally labeled 1, to which motor barrier fluid and pump barrier fluid are supplied from an external hydraulic fluid supply.

Fordi oppfinnelsen ikke er begrenset til noen spesifikk type eller modell av motor-/pumpesammenstilling, men faktisk kan anvendes på ulike motor-/pumpekonfigurasjoner involvert i transport av et prosessfluid fra undersjøisk hydrokarbonproduksjon, konfigurasjoner som vil være kjent for fagfolk, trenger detaljene ved motor-/pumpesammenstillingen ikke å bli gjennomgått i detalj her. Generelt omfatter motor-/pumpesammenstillingen en motor som er innkapslet i en trykksatt, vanntett beholder eller motorkapsling 2, i tillegg til en pumpe-rotorsammenstilling innkapslet i en pumpekapsling 3. Motoren som driver pumpen er typisk en elektrisk motor, selv om andre drivenheter slik som hydrauliske motorer eller turbiner alternativt kan bli brukt. Because the invention is not limited to any specific type or model of motor/pump assembly, but is actually applicable to various motor/pump configurations involved in transporting a process fluid from subsea hydrocarbon production, configurations that will be known to those skilled in the art, the details of motor- /pump assembly not to be reviewed in detail here. In general, the motor/pump assembly comprises a motor enclosed in a pressurized, watertight container or motor housing 2, in addition to a pump-rotor assembly enclosed in a pump housing 3. The motor driving the pump is typically an electric motor, although other drive units such as hydraulic motors or turbines alternatively can be used.

Pumperotoren er konfigurert for fortrengning av et pumpet medium som entrer pumpen via et pumpeinnløp 4 til tømming via et pumpeutløp 5, som illustrert med en pil F. Pumperotoren er drevsammenkoblet til motoren i et koblingskammer 6, som innvendig er hydraulisk atskilt fra den trykksatte (typisk oljefylte) motorkapslingen ved hjelp av en tetningsinnretning 7 som tetter mot utsiden av en roterende aksel som pumperotoren er drevsammenkoblet til motoren med. Pumperotoren er videre opplagret i lagerinnretninger i pumpekapslingen 3. Internt i pumpen blir pumpebarrierefluid typisk sirkulert for å smøre interne strukturer i pumpen, slik som lagre, tetninger, eventuelle registertannhjul osv., hvilket også sørger for en barriere mot mediet som passerer gjennom pumpen. The pump rotor is configured for displacement of a pumped medium that enters the pump via a pump inlet 4 to discharge via a pump outlet 5, as illustrated by an arrow F. The pump rotor is drive-connected to the motor in a coupling chamber 6, which is internally hydraulically separated from the pressurized (typically oil-filled) the motor housing by means of a sealing device 7 which seals against the outside of a rotating shaft with which the pump rotor is connected to the motor. The pump rotor is further stored in bearing devices in the pump casing 3. Internally in the pump, pump barrier fluid is typically circulated to lubricate internal structures in the pump, such as bearings, seals, any register gears, etc., which also provides a barrier against the medium that passes through the pump.

Motorbarrierefluid og pumpebarrierefluid blir tilført til den under-sjøiske motor- og pumpemodulen fra en ekstern tilførsel (på overflaten offshore eller på land) av hydraulikkfluid via hydraulikk-fluidtilførselslinjen 8. Alle andre komponenter i systemet er installert undersjøisk. Motorbarrierefluid blir tilført til motorkapslingen via en strømningsreguleringsventil 9 som regulerer strømningen av hydraulikkfluid inn i en motorbarrierefluidkrets 10 som fører inn i motorkapslingen. Motor barrier fluid and pump barrier fluid are supplied to the subsea motor and pump module from an external supply (on the surface offshore or on land) of hydraulic fluid via the hydraulic fluid supply line 8. All other components of the system are installed subsea. Engine barrier fluid is supplied to the engine casing via a flow control valve 9 which regulates the flow of hydraulic fluid into an engine barrier fluid circuit 10 which leads into the engine casing.

Pumpebarrierefluid blir mottatt i koblingskammeret 6 fra motorkapslingen 2 som kommuniserer med koblingskammeret via tetnings-lnnretningen 7. Denne strømningskommunikasjonen over tetnings innretningen 7 er en lekkasje av hydraulikkfluid gjennom tetningen, idet tetningsinnretningen 7 i denne sammenhengen representerer en begrenser med fast åpningsdiameter, bortsett fra slitasjen av tetningsflåtene med tiden. Pump barrier fluid is received in the coupling chamber 6 from the engine housing 2 which communicates with the coupling chamber via the seal means 7. This flow communication over the seal means 7 is a leakage of hydraulic fluid through the seal, the seal means 7 in this context representing a restrictor with a fixed opening diameter, apart from the wear of the sealing rafts over time.

For å kompensere for lekkasjestrømning via strømningsbegrenseren 7, er strømningsreguleringsventilen 9 trykkregulert og styrt i samsvar med trykkdifferansen mellom motorbarrierefluidet på oppstrømssiden av strømningsbegrenseren 7 og pumpebarrierefluidet på nedstrømssiden av denne, dvs. trykkdifferansen mellom motorkapslingen og koblingskammeret. Trykkdifferansen over strømningsbegrenseren 7 blir detektert kontinuerlig og returnert til strømningsreguleringsventilen 9 ved hjelp av en pilottrykkrets 11. På tegningsfigurene er pilottrykkretsen 11 illustrert med tynne eller stiplede streker. In order to compensate for leakage flow via the flow restrictor 7, the flow control valve 9 is pressure regulated and controlled in accordance with the pressure difference between the motor barrier fluid on the upstream side of the flow restrictor 7 and the pump barrier fluid on the downstream side thereof, i.e. the pressure difference between the motor housing and the coupling chamber. The pressure difference across the flow restrictor 7 is continuously detected and returned to the flow control valve 9 by means of a pilot pressure circuit 11. In the drawings, the pilot pressure circuit 11 is illustrated with thin or dashed lines.

I den alternative utførelsen som er illustrert på figur 2, blir pumpebarrierefluid tilført til pumpen/koblingskammeret 6 fra motor-barrieref luidkretsen 10 via pumpebarrierefluidkretsen 12. En strømningsbegrenser 13 med fast åpningsdiameter er innrettet i pumpebarrierefluidkretsen utenfor motor-/pumpemodulen, og begrenser strømningen av hydraulikkfluid fra motorbarrierefluidkretsen 10 inn i pumpebarrierefluidkretsen 12. In the alternative embodiment illustrated in Figure 2, pump barrier fluid is supplied to the pump/clutch chamber 6 from the motor barrier fluid circuit 10 via the pump barrier fluid circuit 12. A fixed orifice diameter flow restrictor 13 is provided in the pump barrier fluid circuit outside the motor/pump module, restricting the flow of hydraulic fluid from the motor barrier fluid circuit 10 into the pump barrier fluid circuit 12.

Følgelig er ventilen 9 en pilotstyrt strømningsreguleringsventil som samvirker med en intern (7) eller en ekstern (13) begrenser for å opprettholde en konstant trykkdifferanse mellom motorbarriere- og pumpebarrierefluidkretsene ved å justere strømningen gjennom strømningsreguleringsventilen. Strømningen gjennom begrenseren er bare en liten strømning som går inn i pumpen via pumpebarrierefluidkretsen, mens hovedstrømningen blir ført til motoren via motorbarriere kret sen. Accordingly, the valve 9 is a pilot operated flow control valve which cooperates with an internal (7) or an external (13) restrictor to maintain a constant pressure differential between the motor barrier and pump barrier fluid circuits by adjusting the flow through the flow control valve. The flow through the restrictor is only a small flow that enters the pump via the pump barrier fluid circuit, while the main flow is taken to the motor via the motor barrier circuit.

I vanlig praksis og skala blir det ansett tilstrekkelig å omfatte strømningsrater i størrelsesorden 0-100 l/min av tilført hydraulikkfluid. For å håndtere et videre område av strømningsrater enn en enkelt ventil 9 kan levere, kan det imidlertid valgfritt være innrettet minst én ekstra trykkregulert strømningsreguleringsventil 14 i parallell med den første strømningsreguleringsventilen 9 for å levere fluid inn til motorbarrierefluidkretsen 10. Strømnings-reguleringsventilene 9 og 14 reagerer hver for seg på trykket i pilottrykkretsen 11. Som tidligere forklart kan strømnings-reguleringsventilene 9 og 14 reagere individuelt på sine egne områder av trykkdifferansen over strømningsbegrenseren, og de kan også være dimensjonert for ulike strømningsrater. Om nødvendig kan et sett av mer enn to strømningsreguleringsventiler være koblet i parallell for å levere hydraulikkfluid inn i In normal practice and scale, it is considered sufficient to include flow rates in the order of 0-100 l/min of supplied hydraulic fluid. In order to handle a wider range of flow rates than a single valve 9 can deliver, however, at least one additional pressure-regulated flow control valve 14 may optionally be arranged in parallel with the first flow control valve 9 to deliver fluid into the engine barrier fluid circuit 10. The flow control valves 9 and 14 each reacts separately to the pressure in the pilot pressure circuit 11. As previously explained, the flow control valves 9 and 14 can react individually to their own areas of the pressure difference across the flow restrictor, and they can also be sized for different flow rates. If necessary, a set of more than two flow control valves can be connected in parallel to supply hydraulic fluid into

motorbarrierefluidkretsen. the engine barrier fluid circuit.

Med videre henvisning til tegningen gjelder henvisningsnummer 15 en trykkavlastningsventil innrettet til å tillate motorbarrierefluid inn i pumpebarrierefluidkretsen via en forbikoblingslinje 16 som har utløp i pumpebarrierefluidkretsen nedstrøms for strømningsbegrens-eren 7 eller 13. Trykkavlastingsventil 15 håndtere og regulerer større trykkdifferanse under oppstart og som følge av termisk ekspansjon av væskevolumene i motor og pumpe. Trykkavlastings-ventilen 15 virker også som en sikkerhetsventil dersom det oppstår en uventet stigning i fluidtrykket til et for høyt nivå. En enveis-ventil 17 er fortrinnsvis innrettet for å hindre tilbakestrømning fra pumpen inn til motorbarrierekretsen 10. En trykksatt akkumulator 18 kan være innrettet fluidtilførselslinjen for å gi tilstrekkelig trykk i tilført fluid til den/de trykkregulerte strømningsreguler-ingsventilen (e) 9, 14. With further reference to the drawing, reference number 15 refers to a pressure relief valve arranged to allow motor barrier fluid into the pump barrier fluid circuit via a bypass line 16 which has an outlet in the pump barrier fluid circuit downstream of the flow restrictor 7 or 13. Pressure relief valve 15 handles and regulates larger pressure differentials during start-up and as a result of thermal expansion of the liquid volumes in the motor and pump. The pressure relief valve 15 also acts as a safety valve if there is an unexpected rise in the fluid pressure to too high a level. A one-way valve 17 is preferably arranged to prevent backflow from the pump into the engine barrier circuit 10. A pressurized accumulator 18 may be arranged in the fluid supply line to provide sufficient pressure in the supplied fluid to the pressure-regulated flow control valve(s) 9, 14.

Den illustrerte utførelsen oppfyller formålet med oppfinnelsen, nemlig å opprettholde en konstant trykkdifferanse mellom to fluidfylte hulrom som er hydraulisk sammenkoblet i motor- og pumpemodulen. Fluid blir tilført med en kontrollert strømningsrate til hulrommet som har det høyeste trykket, slik at trykkdifferansen blir opprettholdt konstant og uavhengig av lekkasjeraten mellom hulrommene. Oppfinnelsen er også virksom for kompensering av strøm-ningsrater som skyldes kompresjon og termisk ekspansjon av fluidene i hulrommene. The illustrated embodiment fulfills the purpose of the invention, namely to maintain a constant pressure difference between two fluid-filled cavities which are hydraulically interconnected in the motor and pump module. Fluid is supplied at a controlled flow rate to the cavity that has the highest pressure, so that the pressure difference is maintained constant and independent of the leakage rate between the cavities. The invention is also effective for compensating flow rates due to compression and thermal expansion of the fluids in the cavities.

Selv om oppfinnelsen er beskrevet med henvisning til et system for å regulere barrierefluidtrykk over et grensesnitt mellom en motorkapsling og et koblingskammer, vil det være åpenbart at et liknende arrangement kan brukes til å regulere barrierefluidtrykk i andre grensesnitt i en motor- og pumpemodul på undersjøisk nivå, der det kreves fluidbarrierer for separasjon eller for å hindre inntrenging fra omgivende medium. Det presiseres at i tillegg til grensesnittene som er oppført i sammendraget, kan oppfinnelsen bli brukt ved hvilket som helst skillegrensesnitt i motoren eller pumpen, slik som tetninger og lagre som utgjør deler av et pumpe-smøresystem, eller for eksempel tetninger og lagre som utgjør deler av et motorsmøre- eller kjølesystem. Although the invention has been described with reference to a system for regulating barrier fluid pressure across an interface between an engine casing and a switch chamber, it will be apparent that a similar arrangement can be used to regulate barrier fluid pressure at other interfaces in a subsea level engine and pump module , where fluid barriers are required for separation or to prevent penetration from the surrounding medium. It is specified that in addition to the interfaces listed in the abstract, the invention can be used at any separating interface in the engine or pump, such as seals and bearings that form part of a pump-lubrication system, or for example seals and bearings that form parts of an engine lubrication or cooling system.

Oppfinnelsen er selvsagt ikke på noen måte begrenset til de utfør-elsene som er beskrevet ovenfor. Tvert imot vil mange muligheter til modifikasjoner av utførelsene være åpenbare for en person med normal kjennskap til teknikken, uten at de avviker fra grunnideen ved oppfinnelsen slik den er definert i de vedlagte patentkravene. The invention is of course not limited in any way to the embodiments described above. On the contrary, many possibilities for modifications of the designs will be obvious to a person with normal knowledge of the technique, without deviating from the basic idea of the invention as defined in the attached patent claims.

Claims (9)

1. Trykkreguleringssystem for motor- og pumpebarrierefluider for en undersjøisk motor- og pumpemodul (1), idet trykkreguleringssystemet omfatter: - en barrierefluidkrets (10) som sørger for fluidstrømnings-kommunikasjon fra en hydraulikkfluidtilførsel (8) til et første hulrom i motor- og pumpemodulen, - en trykkregulert strømningsreguleringsventil (9) som regulerer tilførselen av hydraulikkfluid til barrierefluidkretsen (10), - et andre hulrom innrettet til å motta hydraulikkfluid fra hydraulikkfluidtilførselen via det første hulrommet, og - en pilottrykkrets (11) som omfatter middel til å detektere og returnere til den trykkregulerte strømningsreguleringsventilen (9) en trykkdifferanse over en strømningsbegrenser (7; 13) som forbinder det første og det andre hulrommet.1. Pressure regulation system for motor and pump barrier fluids for a subsea motor and pump module (1), the pressure regulation system comprising: - a barrier fluid circuit (10) which ensures fluid flow communication from a hydraulic fluid supply (8) to a first cavity in the motor and pump module , - a pressure-regulated flow control valve (9) which regulates the supply of hydraulic fluid to the barrier fluid circuit (10), - a second cavity arranged to receive hydraulic fluid from the hydraulic fluid supply via the first cavity, and - a pilot pressure circuit (11) comprising means for detecting and returning to the pressure-regulated flow control valve (9) a pressure difference across a flow restrictor (7; 13) connecting the first and second cavities. 2. Reguleringssystem i henhold til krav 1, idet en pumpebarriere-fluidkrets (12) er innrettet til å motta hydraulikkfluid fra en motorbarrierefluidkrets (10) via en strømningsbegrenser (13) med fast blendediameter innrettet eksternt for motor- og pumpemodulen (1), og over hvilken trykkdifferansen blir detektert og returnert til den trykkregulerte strømningsreguleringsventilen (9) som fører hydraulikkfluid inn i motor- og pumpebarrierefluidkretsene som respons på avvik fra en forhåndsdefinert, ønsket trykkdifferanse.2. Regulation system according to claim 1, in that a pump barrier fluid circuit (12) is arranged to receive hydraulic fluid from a motor barrier fluid circuit (10) via a flow restrictor (13) with a fixed orifice diameter arranged externally to the motor and pump module (1), and above which the pressure differential is detected and returned to the pressure-regulated flow control valve (9) which feeds hydraulic fluid into the motor and pump barrier fluid circuits in response to deviations from a predefined, desired pressure differential. 3. Reguleringssystem i henhold til krav 1 eller 2, idet nevnte trykkregulerte strømningsreguleringsventil (9) er én av et sett av ventiler, inkludert minst en første og en andre ventil (9, 14), som er innrettet i parallell til å føre hydraulikkfluid inn i motor-barrieref luidkretsen (10), og som hver reagerer på trykkdifferansen over strømningsbegrenseren (7; 13), og videre idet nevnte minst to trykkregulerte strømningsreguleringsventiler hver for seg reagerer på separate områder av trykkdifferansen over strømningsbegrenseren.3. Regulation system according to claim 1 or 2, wherein said pressure-regulated flow regulation valve (9) is one of a set of valves, including at least a first and a second valve (9, 14), which are arranged in parallel to introduce hydraulic fluid in the engine-barrier fluid circuit (10), and each of which reacts to the pressure difference across the flow restrictor (7; 13), and further in that said at least two pressure-regulated flow control valves each individually react to separate areas of the pressure difference across the flow restrictor. 4. Reguleringssystem i henhold til krav 3, idet i et sett av første og andre trykkregulerte strømningsreguleringsventiler er den første ventilen (9) innstilt til å åpne for hydraulikkfluidstrømning inn i motorbarrierefluidkretsen (10) som følge av en trykkdifferanse lik eller lavere enn en første forhåndsfastsatt trykkdifferanse over strømningsbegrenseren (7; 13), og den andre ventilen (14) er innstilt til å åpne for hydraulikkfluidstrømning inn i motor-barrieref luidkretsen (10) som følge av en trykkdifferanse lik eller lavere enn en andre forhåndsfastsatt trykkdifferanse, lavere enn den første forhåndsfastsatte trykkdifferansen.4. Control system according to claim 3, in that in a set of first and second pressure-controlled flow control valves, the first valve (9) is set to open for hydraulic fluid flow into the motor barrier fluid circuit (10) as a result of a pressure difference equal to or lower than a first predetermined pressure differential across the flow restrictor (7; 13), and the second valve (14) is set to open for hydraulic fluid flow into the engine-barrier fluid circuit (10) as a result of a pressure differential equal to or lower than a second predetermined pressure differential lower than the first predetermined pressure difference. 5. Reguleringssystem i henhold til krav 4, idet den første forhåndsfastsatte trykkdifferansen er om lag lik 5 bar, og den andre forhåndsfastsatte trykkdifferansen er om lag lik 4,5 bar.5. Regulation system according to claim 4, in that the first predetermined pressure difference is approximately equal to 5 bar, and the second predetermined pressure difference is approximately equal to 4.5 bar. 6. Reguleringssystem i henhold til hvilket som helst av kravene 2-5, idet i et sett av første og andre trykkregulerte strømningsreguler-ingsventiler er den første ventilen (9) dimensjonert for lave strømningsrater, og den andre ventilen (14) dimensjonert for høyere strømningsrater.6. Regulation system according to any one of claims 2-5, in that in a set of first and second pressure-regulated flow control valves, the first valve (9) is dimensioned for low flow rates, and the second valve (14) is dimensioned for higher flow rates . 7. Reguleringssystem i henhold til krav 6, idet den første ventilen (9) er dimensjonert for strømningsrater ned til om lag 0,3 l/min, og den andre ventilen (14) er dimensjonert for strømningsrater opptil om lag 100 l/min eller mer.7. Regulation system according to claim 6, in that the first valve (9) is designed for flow rates down to about 0.3 l/min, and the second valve (14) is designed for flow rates up to about 100 l/min or more. 8. Reguleringssystem i henhold til hvilket som helst av kravene 3-7, idet en på/av-ventil er koblet i serie med den andre trykkregulerte strømningsreguleringsventilen (14) med høyere strømningsrate.8. A control system according to any one of claims 3-7, wherein an on/off valve is connected in series with the second pressure controlled flow control valve (14) having a higher flow rate. 9. Reguleringssystem i henhold til hvilket som helst foregående krav, idet en trykkregulert trykkavlastningsventil (15) er innrettet i parallell med strømningsbegrenseren (7; 13) til å tømme hydraulikkfluid fra motorbarrierefluidkretsen (10) inn i pumpen.9. A control system according to any preceding claim, wherein a pressure controlled pressure relief valve (15) is arranged in parallel with the flow restrictor (7; 13) to discharge hydraulic fluid from the engine barrier fluid circuit (10) into the pump.
NO20100903A 2010-06-22 2010-06-22 Pressure control system for motor and pump barrier fluids with differential pressure control NO332973B1 (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20100903A NO332973B1 (en) 2010-06-22 2010-06-22 Pressure control system for motor and pump barrier fluids with differential pressure control
US13/806,572 US20130164152A1 (en) 2010-06-22 2011-06-20 Differential pressure controlled motor and pump barrier fluids pressure regulation system
AU2011268631A AU2011268631A1 (en) 2010-06-22 2011-06-20 Differential pressure controlled motor and pump barrier fluids pressure regulation system
BR112012033193A BR112012033193A2 (en) 2010-06-22 2011-06-20 motor and pump barrier fluid pressure regulation system controlled by differential pressure.
EP11797684.5A EP2585680A1 (en) 2010-06-22 2011-06-20 Differential pressure controlled motor and pump barrier fluids pressure regulation system
PCT/IB2011/001391 WO2011161517A1 (en) 2010-06-22 2011-06-20 Differential pressure controlled motor and pump barrier fluids pressure regulation system
CN2011800312953A CN102971487A (en) 2010-06-22 2011-06-20 Differential pressure controlled motor and pump barrier fluids pressure regulation system
SG2012094777A SG186445A1 (en) 2010-06-22 2011-06-20 Differential pressure controlled motor and pump barrier fluids pressure regulation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20100903A NO332973B1 (en) 2010-06-22 2010-06-22 Pressure control system for motor and pump barrier fluids with differential pressure control

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20100903A1 true NO20100903A1 (en) 2011-12-23
NO332973B1 NO332973B1 (en) 2013-02-11

Family

ID=45370908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20100903A NO332973B1 (en) 2010-06-22 2010-06-22 Pressure control system for motor and pump barrier fluids with differential pressure control

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20130164152A1 (en)
EP (1) EP2585680A1 (en)
CN (1) CN102971487A (en)
AU (1) AU2011268631A1 (en)
BR (1) BR112012033193A2 (en)
NO (1) NO332973B1 (en)
SG (1) SG186445A1 (en)
WO (1) WO2011161517A1 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2517132B (en) * 2013-06-12 2015-11-11 Aes Eng Ltd Barrier System for Mechanical Seal
GB2535124B (en) * 2013-12-23 2020-05-06 Vetco Gray Scandinavia As Method and system for supplying barrier fluid in a subsea motor and pump assembly
BR102014004572A2 (en) * 2014-02-26 2015-12-29 Fmc Technologies Do Brasil Ltda use of control fluid as barrier fluid for electric motors coupled to subsea pumps
WO2016048163A1 (en) * 2014-09-26 2016-03-31 Aker Subsea As High pressure barrier fluid system for subsea pumps and compressors
NO338790B1 (en) 2014-11-24 2016-10-17 Vetco Gray Scandinavia As Method and system for regulating fluid
PL3265271T3 (en) * 2015-03-06 2020-03-31 Cold Jet Llc Particle feeder
US10260489B2 (en) * 2015-05-14 2019-04-16 Petrospec Engineering Inc. Method of supplying fluid to a submersible pump
NO341127B1 (en) 2015-10-15 2017-08-28 Aker Solutions As Subsea barrier fluid system
CN109681439B (en) * 2019-01-31 2024-03-22 长沙矿冶研究院有限责任公司 Deepwater pump with pressure compensation function
NO20200154A1 (en) * 2020-02-06 2021-05-03 Waterise As Subsea motor and pump assembly and its use in a subsea desalination plant

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5746435A (en) * 1994-09-30 1998-05-05 Arbuckle; Donald P. Dual seal barrier fluid leakage control method
WO1996010707A1 (en) * 1994-09-30 1996-04-11 Arbuckle Donald P Dual seal barrier fluid leakage control apparatus
US6059539A (en) * 1995-12-05 2000-05-09 Westinghouse Government Services Company Llc Sub-sea pumping system and associated method including pressure compensating arrangement for cooling and lubricating
US6158967A (en) * 1998-08-26 2000-12-12 Texas Pressure Systems, Inc. Barrier fluid seal, reciprocating pump and operating method
NO323324B1 (en) * 2003-07-02 2007-03-19 Kvaerner Oilfield Prod As Procedure for regulating that pressure in an underwater compressor module
US20080260539A1 (en) * 2005-10-07 2008-10-23 Aker Kvaerner Subsea As Apparatus and Method For Controlling Supply of Barrier Gas in a Compressor Module
NO325803B1 (en) * 2006-10-13 2008-07-21 Framo Eng As Sealing system device
NO20075029L (en) * 2007-10-05 2009-04-06 Multicontrol Hydraulics As Electrically operated hydraulic pump unit with accumulator module for use in underwater control systems.
NO327557B2 (en) * 2007-10-09 2013-02-04 Aker Subsea As Pump protection system
US8777596B2 (en) * 2008-05-06 2014-07-15 Fmc Technologies, Inc. Flushing system
NO20110786A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-03 Fmc Kongsberg Subsea As Subsea compressor directly driven by a permanent magnet motor with a stator and rotor immersed in liquid

Also Published As

Publication number Publication date
AU2011268631A1 (en) 2013-02-07
WO2011161517A1 (en) 2011-12-29
CN102971487A (en) 2013-03-13
BR112012033193A2 (en) 2016-12-06
NO332973B1 (en) 2013-02-11
EP2585680A1 (en) 2013-05-01
US20130164152A1 (en) 2013-06-27
SG186445A1 (en) 2013-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO20100903A1 (en) A pressure control system for motor and pump barrier fluids with differential pressure control
NO332972B1 (en) Pressure Control System for Engine and Pump Barrier Fluids in a Submarine Engine and Pump Module
US9435330B2 (en) Compensated barrier and lubrication fluids pressure regulation system for a subsea motor and pump module
NO20101770A1 (en) A system and method for instantaneous hydrostatic operation of hydrodynamic axial bearings in a vertical fluid set-off module
US20120027564A1 (en) Method for the pressure regulation of a barrier fluid and a pumping device for a method of this kind
NO20100905A1 (en) A combined pressure control system and unit for barrier and lubricating fluids for an undersea engine and pump module
NO20141416A1 (en) Method and system for regulating fluid
NO341127B1 (en) Subsea barrier fluid system
WO2016048163A1 (en) High pressure barrier fluid system for subsea pumps and compressors

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees