NO20121327A1 - Undersjøisk aktueringsinnretning og system for å aktuere hydraulisk operert brønnverktøy - Google Patents

Abstract

En undersjøisk aktueringsinnretning for aktuering av et hydraulisk operert brønnverktøy eller en funksjonsinnretning omfatter en fluidfylt hydraulisk sylinder, som leverer hydraulisk trykk til brønnverktøyet eller funksjonsinnretningen, et stempel glid bart anordnet i den hydrauliske sylinder, en stempelstang festet til stempelet, en elektrisk motor som rotasjonsmessig driver en drivaksel, og en overføringsanordning, inkludert en rotasjon-til-lineær- bevegelsesomformer, innrettet for å konvertere en rotasjonsbevegelse av drivakselen til en lineær bevegelse av stempelstangen. En flerhet av slike undersjøiske aktueringsinnretninger inngår i et undersjøisk aktueringssystem for aktuering av et antall hydraulisk opererte brønnverktøy eller funksjonsinnretninger, idet hver undersjøiske aktueringsinnretning er festet til en sentral akselseksjon. Spesielt kan den sentrale akselseksjonen være en del av et stigerør som forløper fra et undersjøisk brønnhode til en overflatelokasjon.

Description

UNDERSJØISK AKTUERINGSINNRETNING OG SYSTEM FOR Å AKTUERE HYDRAULISK OPERERT BRØNNVERKTØY

TEKNISK FELT

Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt utstyr for utførelse av operasjoner på undersjøiske brønnhoder.

Mer spesielt angår oppfinnelsen en undersjøisk aktueringsinnretning for aktuering av et hydraulisk operert brønnverktøy -eller funksjonsinnretning, og et undersjøisk aktueringssystem for aktuering av et antall hydraulisk opererte brønnverktøy eller funksj onsinnretninger.

BAKGRUNN

I olje- og gassindustrien er det et behov for at undersjøisk installert brønnverktøy og hydraulisk opererte funksj onsinnretninger fungerer raskt og med høy pålitelighet.

Slike hydraulisk opererte brønnverktøy eller funksj onsinnretninger kan inkludere brønnkompletteringsutstyr, brønnhodeutstyr og sikkerhetsutstyr. De kan f.eks. inkludere brønnbarrierer, sikkerhetsventiler, utblåsningssikringer (BOP-er), lande strenger, nødfrakoblingspakker (ED-er) og nedre stigerørs-pakker (LRP-er).

Sikkerhetsrelaterte brønnverktøy er nødvendig for å ivareta f.eks. fartøy, utstyr, mennesker og miljø. De kan for eksempel tjene til å tilveiebringe en rørledning fra havbunnen til overflatefartøyet, samtidig som de også tilveiebringer barrierer som kan lukke og stenge for hydrokarboner, samt frakoble skipet fra havbunnen, og derved hindre at hydrokarboner lekker ut i omgivelsene.

Undersjøisk installert brønnverktøy blir vanligvis betjent via hydraulisk kraft. Konvensjonelt har hydraulisk kraft blitt tilført til brønnverktøy fra overflaten, f.eks. en overflaterigg, gjennom en umbilikal. For å lette hurtig respons ved operasjon av brønnverktøy, kan gassfylte hydrauliske akkumulatorer i tillegg være anordnet på sjøbunnen.

Slike tradisjonelle hydrauliske systemer for å operere brønnverktøy blir sett på som svært pålitelige, men har visse ulemper. Bruken av hydrauliske linjer fra overflaten til sjøbunnen krever utstrakt bruk av materialer som er tunge og kostbare. På dypt vann er det nødvendig med en lang hydraulisk forsyningslinje gjennom en umbilikal. Dette vil føre til økt bøynings-føyelighet i hydraulikklinjen, noe som er en ulempe ved operasjon av de hydrauliske brønnverktøy.

Det er også en risiko for lekkasje i de hydrauliske ledningene eller komponentene. Slike lekkasjer kan være vanskelig å detektere på effektiv måte ved bruk av trykkmålinger, siden et betydelig volumtap kan føre til et forholdsvis lite trykktap. Bruken av gassakkumulatorer på havbunnen medfører økt vekt, kostnad og kompleksitet for det totale systemet. Dessuten kan bruk av høytrykksgass være farlig, og krever spesiell utforming og operasjonelle prosedyrer for å sikre at ingen ulykker oppstår.

På nyere systemer for dypvannsanvendelser har elektrisk drevne hydrauliske undersjøiske pumper blitt installert med en et undersjøisk reservoar av hydraulikkfluid. På denne måten behøver bare elektrisk strøm og styresignaler utplasseres fra overflaten.

Et eksempel på et slikt system har blitt fremlagt i GB-2341504.

Slike elektrohydrauliske systemer har fortsatt visse ulemper. For eksempel kan de undersjøiske pumpene være upålitelige som følge av de høye sykluser som kreves for å levere hydraulisk fluid med tilstrekkelig høyt trykk. Dessuten er et reservoar av hydraulikkfluid vanligvis nødvendig lokalt på pumpen.

SAMMENDRAG

Den undersjøiske aktueringsinnretningen og det undersjøiske aktueringssystemet er definert i de vedføyde krav.

Det er derfor beskrevet en undersjøisk aktueringsinnretning for aktuering av et hydraulisk operert brønnverktøy eller funksjonsinnretning. Den undersjøiske aktueringsinnretningen omfatter en fluidfylt hydraulisk sylinder som har et hydraulisk fluidutløp, et stempel glidbart anordnet i den hydrauliske sylinder, og midler for å bevege stempelet i sylinderen, idet midlene omfatter en elektrisk motor og transmisjon for å omdanne rotasjon av motoren til en lineær bevegelse av stempelet. Det hydrauliske fluidutløp er forbundet med en fluidlinje for tilførsel av hydraulisk trykkfluid til brønnverktøyet eller funksjonsinnretning.

Det hydraulisk opererte brønnverktøy eller funksjonsinnretning kan bli valgt fra settet bestående av: en sikkerhetsventil, en brønnbarriere, et låsemiddel, en tetningsaktuator eller energizer, et landestrenginnføringsverktøy (eng.: landing string running tool), et produksjonsrør-henger-innføringsverktøy (eng.: tubing hanger running tool), en utblåsningssikring, BOP, en nødsfrakoblingspakke, EDP, og en nedre-stigerørspakke, LRP.

I et aspekt innbefatter rotasjon-til lineær-omformeren en planetrulleskrue. I en slik utførelse er i det minste en del av stempelstangen forsynt med utvendige gjenger og innrettet til å operere som en gjenget aksel i planetrulleskruen.

Drivakselen og stempelstangen kan være anordnet med identiske akser, eller alternativt kan drivakselen og stempelstangen være anordnet med parallelle og forskj øvede akser.

I sistnevnte tilfelle kan transmisjonssanordningen omfatte en girinnretning innrettet til å overføre rotasjonsbevegelse for drivakselen til en rotasjonsbevegelse for rotasjon-til-lineærbevegelsesomformeren. Videre kan girinnretningen omfatte et første tannhjul festet til drivakselen, et andre tannhjul festet til rotasjon-til-lineærbevegelsesomformeren, og en endeløs kjede som forbinder det første og andre tannhjul.

I et hvilket som helst av aspektene, hvor drivakselen og stempelstangen er anordnet med parallelle og forskjøvne akser, kan den undersjøiske aktueringsinnretning videre omfatte et ytterligere stempel glidbart anordnet i den hydrauliske sylinderen, og en ytterligere stempelstang festet til det ytterligere stempel. Rotasjon-til-lineærbevegelsesomformeren kan i dette tilfelle videre gi lineær bevegelse av den ytterligere stempelstang.

Den undersjøiske aktueringsinnretning kan videre omfatte en trykkompensator.

I et hvilket som helst av de beskrevne aspekter og utførelsesformer kan den undersjøiske aktueringsinnretning videre omfatte en elektrisk energitilførsel som er forbundet til den elektriske motoren.

Det er også beskrevet et undersjøisk aktueringssystem for aktuering av et antall hydraulisk opererte brønnverktøy eller funksj onsinnretninger. Systemet omfatter en flerhet av undersjøisk aktueringsinnretninger av den type som er beskrevet i den foreliggende beskrivelse. I systemet er hver undersjøisk aktueringsinnretning festet til en sentral akselseksjon. I et særlig aspekt er den sentrale aksel seksjonen en seksjon av et stigerør som forløper fra et undersjøisk brønnhode til en overflatelokasj on.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Figur 1 er et skjematisk tverrsnittsriss som viser en første utførelsesform av en undersjøisk aktueringsinnretning. Fig. 2 er et skjematisk, delvis gjennomskåret perspektivriss som illustrerer prinsippene for en planetrulleskrue. Fig. 3 er et skjematisk riss som illustrerer aspekter ved et undersjøisk aktueringssystem for aktuering av et flertall hydraulisk opererte brønnverktøy eller funksj onsinnretninger. Fig. 4 er et skjematisk riss som viser ytterligere sider ved et undersjøisk aktueringssystem for aktuering av et antall hydraulisk opererte brønnverktøy eller funksj onsinnretninger. Fig. 5 er et skjematisk riss som illustrerer en seksjon av et stigerør som omfatter en flerhet av undersjøiske aktueringsinnretninger; Figur 6 er et skjematisk perspektivriss som viser en andre utførelsesform av en undersjøisk aktueringsinnretning; Figur 7 er et skjematisk tverrsnittsriss som viser ytterligere detaljer av den andre utførelsesform av en undersjøisk aktueringsinnretning, og Fig. 8 er et skjematisk tverrsnittsriss som illustrerer en tredje utførelsesform av en undersjøisk aktueringsinnretning.

DETALJERT BESKRIVELSE

Figur 1 er et skjematisk tverrsnittsriss som viser en første utførelsesform av en undersjøisk aktueringsinnretning 100 for aktuering av et hydraulisk operert brønnverktøy eller funksjonsinnretning.

Den første utførelsesform av undersjøisk aktueringsinnretning 100 innbefatter en fluidfylt hydraulisk sylinder 120. Et stempel 130 er glidbart anordnet i den hydrauliske sylinderen, og en stempelstang 140 er festet til stempelet. En elektrisk motor er inkludert i fra undersjøiske aktueringsinnretningen 100. Motoren driver rotasjonsmessig en drivaksel. En transmisjonsinnretning, som omfatter en rotasjon-til-lineær-bevegelsesomformer, er anordnet i den undersjøiske aktueringsinnretningen 100 for å konvertere en rotasjonsbevegelse av drivakselen til en lineær bevegelse av stempelstangen 140.

Når drivakselen beveger stempelet, tilføres trykksatt hydraulisk fluid til brønnverktøyet eller funksjonsinnretningen. Det hydraulisk opererte brønnverktøy eller funksjonsinnretning som aktiveres av aktuatoren, kan f.eks. være en sikkerhetsventil, en brønnbarriere, låsemidler, en tetningsaktuator eller en energizer, et landestrenginnføringsverktøy (eng.: landing string running tool), et produksjonsrør-henger-innføringsverktøu (eng.: tubing hanger running tool), en utblåsningssikring (BOP), en nødsituasjon-frakoblingspakke (EDP) og en nedre stigerørspakke (LRP), eller en annen type hydraulisk operert funksjonsinnretning.

I den første utførelse av den undersjøiske aktueringsinnretningen omfatter rotasjon-til-lineær-bevegelsesomformeren en planetrulleskrue. I det minste en del av stempelstangen kan være forsynt med utvendige gjenger og være tilpasset for å operere som en gjenget aksel i planetrulleskruen.

I den første utførelsesform av den undersjøiske aktueringsinnretningen 100 er motorens drivaksel og stempelstangen 140 anordnet med samme akser.

Mer spesifikt, i den første utførelsesform, innbefatter den undersjøiske aktueringsinnretningen 100 et sylinderhus 110, som kan være sammensatt av en flerhet av sylinderhusseksjoner. Sylinderhuset 110 omslutter en fluidfylt hydraulisk sylinder 120 som, i drift, kan være fluidmessig forbundet med et hydraulisk operert brønnverktøy eller funksjon (ikke vist), via et hydraulisk fluidutløp 112.

Det sylindriske stempel 130 er glidbart anordnet i den hydrauliske sylinder 120. En fri ende av stempelet 130 er anordnet i retning mot det hydrauliske fluidutløp 112, dvs. nedover som vist på figur 1. En stempelstang 140 er festet til stempelet 130 på den motsatte side av stemplet 130, dvs. ved den øvre del av stempelet 130 som vist på figur 1.

Inkludert i sylinderhuset 110, eller alternativt som en aksial forlengelse av sylinderhuset 110, er tilfestet det sylindriske motorhuset 160, som omfatter en elektrisk motor 170, som dreibart driver en drivaksel som er anordnet aksialt inne i motorhuset 160.

Drivakselen kan være forbundet til en girboks 180 som konverterer hastigheten og dreiemomentet på motorens drivaksel til en passende hastighet og moment ved et dreiemomentoverføringsmiddel 184, f.eks. en rørformet sylinder, som overfører dreiemomentet fra girboksen, eller alternativt fra selve motoren, til rotasjonsinngangen på en rotasjon-til-lineær-bevegelsesomformer 150.

Rotasjon-til-lineær-bevegelsesomformeren 150 er anordnet for å omdanne rotasjonsbevegelse fra motoren og eventuelt gearboksen til en lineær bevegelse av stempelstangen 140 som inngår i sylinderhuset 110. Ved et slikt overføringsarrangement vil det være klart at den roterende bevegelse av drivakselen til motoren 170 blir omdannet til en lineær bevegelse av stempelstangen 140.

Rotasjon-til-lineær-bevegelsesomformeren 150 kan omfatte en rulleskrue, slik som en planetrulleskrue, f. eks av den type som er illustrert og videre beskrevet som eksempel med henvisning til figur 2 nedenfor. I dette tilfelle blir minst en del av stempelstangen 140 forsynt med utvendige gjenger og innrettet til å operere som en gjenget aksel i planetrulleskruen. Videre vil den nevnte rotasjonsinngangen på rotasjon-til-lineær-bevegelsesomformeren 150 være rulleskruemutteren.

Mulige alternativer til bruken av en rulleskrue for implementering av rotasjon-til-lineær-bevegelsesomformeren 150, kan omfatte bruk av en kuleskrue, en tannstangkobling osv.

Overføringsforholdet mellom motorens drivaksel og det andre tannhjulet kan modifiseres ved konfigurasjon av gearboksen 180. Videre kan det samlede utvekslingsforholdet mellom motorens drivaksel og den lineære bevegelse av stempelet kan også, eller alternativt, bli justert ved å konfigurere stigningen av gjengene på den gjengede stempelstangen 140 og den tilsvarende banen med ruller som inngår i rulleskruen.

Sylinderhuset 110 kan, i den viste utførelsesform, være sammensatt av fire seksjoner langs dens lengde. Sammenkoblingen mellom hver sylinderseksjon og den neste sylinderseksjonen er gjort fluidtett og trykksikkert.

En første sylinderhusseksjon 122 danner den nedre ende av sylinderhuset 110. Et endestykke av det første sylinderhuset, dvs. den nedre ende av sylinderhuset, som vist i figur 5, er forsynt med en sentral åpning som danner det hydrauliske fluidutløp 112. Fluidutløpet 112 kan hensiktsmessig være forsynt med en forbindelsesinnretning for å gi en egnet fluidtett og trykksikker tilkobling til den hydrauliske tilførselsledning (ikke vist).

En andre sylinderhusseksjon 132 er forbundet til den første sylinderhusseksjon 112.

En tredje sylinderhusseksjon 152 er videre forbundet med den andre sylinderhusseksjon 132.

En fjerde sylinderhusseksjon 154 er videre forbundet til den tredje sylinderhusseksjon 152.

Motorhuset 160 er videre forbundet til den fjerde sylinderhusseksjon 154.

Den undersjøiske aktueringsinnretning vist på figur 1 kan videre omfatte en trykkompensator 190.

I hvilke som helst av utførelsene av den undersjøiske aktueringsinnretningen omfatter den undersjøiske aktueringsinnretningen videre en elektrisk energitilførsel som er forbundet til den elektriske motoren. Den elektriske energitilførselen kan omfatte en kabel som strekker seg fra overflaten til plasseringen av undersjøiske aktueringsinnretninger og elektriske forbindelseselementer. Den elektriske energitilførselen kan videre omfatte batterier, f.eks. elektriske akkumulatorer.

Fig. 2 er et skjematisk, delvis gjennomskåret perspektivriss som illustrerer prinsipper ved en planetrulleskrue.

Den viste planetrulleskruen er en eksempelvis implementering av rotasjon-til-lineær-bevegelse-omformeren 150, som har blitt referert til i beskrivelsen av den ovennevnte første utførelsesformen. Planetrulleskruen 150 kan imidlertid også brukes i andre utførelsesform er. En planetrulleskrue (eng.: planetary roller screw) er også kjent som en satellitt-rulleskrue (eng.: satellite roller screw), eller bare en rulleskrue (eng.: roller screw).

En annen type av av rotasjon-til-lineær-bevegelse-omformer er kjent som en kuleskrue (eng.: ball screw). I en kuleskrue blir en endeløs kanal tilveiebrakt mellom en gjenget aksel og en mutter, idet kanalen innbefatter en flerhet av lagerkuler som kan bevege seg langs kanalen, mellom mutteren og den gjengede aksel, med lav friksjon.

En planetrulleskrue har visse likhetstrekk med en kuleskrue, men planetrulleskruen bruker planetruller, eller satellittruller, eller bare ruller, som

lastoverføringselementer mellom mutter 157 og skrue (dvs. den gjengede akselen 140), i stedet for kuler. Rullene er vanligvis gjenget. Alternativt kan rullene være rillet. I figur 2 er kun én rulle identifisert ved 156, men det vil forstås at rulleskruen innbefatter et antall ruller anordnet jevnt fordelt over den gjengede akselen 140, for eksempel 8 eller 10, eller ethvert annet passende antall ruller. I bruk vil rullene rotere og tjene som lavfriksjons-overfaringselementer som er i kontakt med den gjengede aksel 140 og mutteren 157.

Mutteren 157 er videre roterbart anordnet i en ytre, ikke-roterbar ringstruktur som omfatter eller er en del av den tredje sylinderhusseksjon 152, det vil si som når montert, er en del av sylinderhuset 110. Som illustrert i figur 2, kan den roterbare anordningen av mutteren i den tredje sylinderhusseksjon 152 være utført ved hjelp av kulelagre, illustrert ved f.eks. en lagerkule 158.

Det vil forstås at rotasjon av mutteren 157 i forhold til sylinderhuset 110 resulterer i lineær bevegelse av den gjengede akselen 140.

Fig. 3 er et skjematisk riss som illustrerer aspekter ved et undersjøisk aktueringssystem for aktuering av et antall hydraulisk opererte brønnverktøy eller funksj onsinnretninger.

Det illustrerte system 300 er et undersjøisk aktueringssystem for aktuering av to hydraulisk opererte brønnverktøy eller funksj onsinnretninger. Systemet omfatter to undersjøiske aktueringsinnretninger i henhold til den foreliggende oppfinnelse, f.eks. undersjøiske aktueringsinnretninger 100 av den type som er beskrevet og illustrert med henvisning til figur 1 og 2 ovenfor.

Det vil forstås at et hvilket som helst passende antall undersjøiske aktueringsinnretninger 100 kan være anordnet i systemet, selv om to slike anordninger er blitt vist som eksempel.

Hver enhet 100 har blitt tilfestet en sentral akselseksjon 310. Den sentrale aksel seksjonen 310 kan for eksempel være en seksjon av et stigerør som forløper fra et undersjøisk brønnhode til en overflatelokasjon.

Hver undersjøiske aktueringsinnretning 100 er forsynt med et hydraulisk fluidutløp 112, som allerede forklart med henvisning til figur 1 over. Fluidutløpet 112 kan hensiktsmessig være forsynt med en forbindelsesinnretning for å tilveiebringe en egnet fluidtett og trykksikker forbindelse til en hydraulisk tilførselsledning, som er videre forbundet til de hydraulisk opererte brønnverktøy eller funksj onsinnretninger, henholdsvis 302 og 304.

Fig. 4 er et skjematisk riss som illustrerer et system 400 som omfatter et antall undersjøiske aktueringsinnretninger 100 anordnet konsentrisk rundt en sentral akse. Den sentrale akse kan være en akse av en sentral akselseksjon 310 som f.eks. kan være en seksjon av et stigerør som strekker seg fra et undersjøisk brønnhode til en overflatelokasj on.

Denne kan benyttes for aktuering av et antall hydraulisk opererte brønnverktøy eller funksj onsinnretninger, hvor hver sylinder er forbundet til et brønnverktøy eller funksjonsinnretning. For enkelthets skyld og som et eksempel, er bare to slike verktøy er vist i fig. 4.

Det vil forstås at en hvilken som helst passende antall undersjøiske aktueringsinnretninger 100 kan være anordnet i systemet, for eksempel en, to, tre, fire, fem, seks eller syv, eller til og med flere enn åtte, selv om åtte undersjøiske aktueringsinnretninger har blitt vist i figur 4 som eksempel.

Eksemplet viser to ulike undersjøiske aktueringsinnretninger i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvor den ene kan være for en "som den er"- funksjon, og den andre, som er vist å ha en returfjær, kan være for feil sikker funksjon, for eksempel en feil sikker ventil. I det første eksempelet vil funksjonen flytte til sin tiltenkte posisjon og bli der uansett. I det andre eksemplet, når effekten til motoren kuttes, vil fjæren tvinge det hydrauliske fluidet tilbake inn i sylinderen. Alternativt kan ventilen holdes i stilling ved hjelp av en solenoidlås i motoren, noe som er velkjent innen teknikken.

Fig. 5 er et skjematisk riss i likhet med fig. 4, som også viser et undersjøisk aktueringssystem for aktuering av et antall hydraulisk opererte brønnverktøy.

Det undersjøiske aktueringssystem 500 omfatter et antall aktueringsinnretninger 200, 400 som er festet til en sentral akselseksjon 510. I en typisk anvendelse kan den sentrale akselseksjon 510 være en del av et stigerør som forløper fra et brønnhode plassert på havbunnen til f.eks. en overflaterigg.

Visse brønnverktøy, f.eks. sikkerhetsutstyr, kan være anordnet i brønnhodet. Andre brønnverktøy, særlig brønnkompletteringsinnretninger som f.eks. et produksjonsrør-henger-innføringsverktøy (eng.: tubing hanger running tool), kan være konfigurert til å bli senket gjennom stigerøret ned til brønnhodet for å utføre en operasjon på brønnhodesammenstillingen.

Ytterligere eksempelvise utførelsesformer av undersjøiske aktueringsinnretninger, slik som enhetene 200, 400 som er vist i figur 5, er blitt beskrevet i nærmere detalj i det følgende.

Figur 6 er et skjematisk perspektivriss som viser en andre utførelsesform av en undersjøisk aktueringsinnretning 200 for aktuering av et hydraulisk operert brønnverktøy eller funksjonsinnretning.

Den undersjøiske aktueringsinnretningen 200 innbefatter et sylinderhus 210 som omgir en fluidfylt hydraulisk sylinder som leverer hydraulisk trykk til brønnverktøyet eller funksjonsinnretningen. Et stempel er glidbart anordnet i den hydrauliske sylinderen, og en stempelstang er festet til stempelet.

I tilknytning til sylinderhuset 210 er festet et sylindrisk motorhus 260 som omfatter en elektrisk motor, som rotasjonsmessig driver en drivaksel. Motorhuset 260 er festet til sylinderhuset 210 ved hjelp av en festeanordning.

En overføringsanordning som omfatter en rotasjon-til-lineær-bevegelsesomformer er anordnet for å konvertere en rotasjonsbevegelse av motorens drivaksel til en lineær bevegelse av stempelstangen som inngår i sylinderhuset 210.

Den undersjøiske aktueringsinnretningen 200 er konfigurert til å bli festet til en sentral aksel seksjon 110, f.eks. en del av et stigerør, som forklart ovenfor med referanse til fig. 5.

Figur 7 er et skjematisk tverrsnittsriss som viser ytterligere detaljer av den andre utførelsesform av et undersjøisk aktueringsinnretning.

Den undersjøiske aktueringsinnretningen 200 innbefatter en sylinderhus 210, sammensatt av en flerhet av sylinderhusseksjoner. Sylinderhuset 210 omslutter en fluidfylt hydraulisk sylinder 220 som, i drift, kan være fluidmessig forbundet med et hydraulisk operert brønnverktøy eller funksjonsinnretning (ikke vist) gjennom et hydraulisk fluidutløp 212 og en hydraulisk tilførselsledning (ikke vist).

Et sylindrisk stempel 230 er glidbart anordnet i den hydrauliske sylinder 220. En fri ende av stempelet 230 er anordnet i retning mot det hydrauliske fluidutløpet 212, dvs, nedover som vist på figur 7. En stempelstang 240 er tilfestet stempelet 230 på den motsatte side av stemplet 230, dvs. i den øvre del av stempelet 230 som vist på figur 7.

I tilknytning til sylinderhuset 210 er festet et sylindrisk motorhus 260 som omfatter en elektrisk motor 270, som rotasjonsmessig driver en drivaksel anordnet aksialt inne i motorhuset 260.1 denne utførelse er motorens drivaksel og stempelstangen 240 anordnet med parallelle akser forskjøvet i forhold til hverandre. Det vil forstås at disse akser svarer til henholdsvis aksene i motorhuset og sylinderhuset.

Drivakselen kan være forbundet til en girboks 280 som konverterer hastigheten og dreiemomentet på motorens drivaksel til en passende hastighet og dreiemoment på et første tannhjul 282. Alternativt kan drivakselen til motoren 270 forbindes direkte til det første tannhjulet 282.

Det første tannhjulet 282 driver en endeløs kjede, som i sin tur driver et annet tannhjul 242 som er innrettet til å rotere om en akse som er identisk med aksen av sylinderhuset 210. Mer spesifikt er tannhjulet 242 festet til rotasjonsinngangen på en rotasjon-til-lineær-bevegelsesomformer 250, som er innrettet til å omdanne rotasjonsbevegelse for det andre tannhjulet til en lineær bevegelse av stempelstangen 240 som inngår i sylinderhuset 210. Ved et slikt overføringsarrangement vil det være klart at den roterende bevegelse av drivakselen til motoren 270 blir omdannet til en lineær bevegelse av stempelstangen 240.

Mulige alternativer til bruken av tannhjulene og den endeløse kjede for overføring av rotasjonsbevegelse fra aksen av motorhuset med aksen til sylinderhuset, kan omfatte bruk av trinser og rem, en tannkobling, etc.

Rotasjon-til-lineær-bevegelsesomformeren 250 kan være som beskrevet tidligere med henvisning til fig. 2.

Overføringsforholdet mellom motorens drivaksel og det andre tannhjulet kan modifiseres ved konfigurasjonen av antall tenner i de første og andre tannhjul. Videre kan det samlede utvekslingsforholdet mellom motorens drivaksel og den lineære bevegelse av stempelet også, eller alternativt, bli justert ved å konfigurere stigning av gjengene på den gjengede stempelstangen 240 og den tilsvarende banen med ruller som inngår i rulleskruen.

Sylinderhuset 210 er sammensatt av fire seksjoner 222, 232, 252, 254 langs dets lengde, i likhet med det som er blitt beskrevet tidligere under henvisning til fig. 1.

Den undersjøiske aktueringsinnretning vist på figur 7 kan videre omfatte en trykkompensator 290.

Fig. 8 er et skjematisk tverrsnittsriss som viser en tredje utførelsesform av en undersjøisk aktueringsinnretning.

I utførelsen på figur 8 omfatter den undersjøiske aktueringsenheten 400 videre en sylinder oppdelt i to kamre 420 og 421.1 hvert kammer er det anordnet et stempel 430 henholdvis 431. De to stemplene er forbundet sammen ved hjelp av en vanlig stempelstang 440. Dette gjør det mulig for enheten å bli brukt i en to-veis hydraulisk funksjon, som for eksempel konnektorer eller låsehaker (eng.: "locking dogs") hvor det er nødvendig å tilveiebringe trykksatt fluid til alternative sider, eller to aktuatorer, for eksempel for en låsings-/opplåsingsfunksjon.

Derfor har mange av elementene i figur 8 sine tilsvarende motstykker i elementer som allerede er beskrevet ovenfor med henvisning til figur 7. Den undersjøiske aktueringsinnretning 400 innbefatter et sylinderhus 410, sammensatt av en flerhet av sylinderhuseksjoner. Sylinderhuset 410 har et fluidutløp 412 hhv. 413 i hver ende.

I tilknytning til sylinderhuset 410 er festet et sylindrisk motorhus 460 som omfatter en elektrisk motor 470, som rotasjonsmessig driver en drivaksel anordnet aksialt inne i motorhuset 460. Motorens drivaksel og stempelstangen 440 er anordnet med parallelle akser forskjøvet i forhold til hverandre. Det vil forstås at disse akser svarer til aksene for henholdsvis motorhuset og sylinderhuset. Når motoren opereres, vil den drive stempelstangen 440 og dermed stemplene 430 og 431 i samme retning.

Alternativt kan motoren være anordnet på innsiden av sylinderen med sin akse svarende til sylinderaksen, som beskrevet i fig. 1.

Drivakselen kan være forbundet til en girboks på samme måte som tidligere beskrevet under henvisning til fig. 7, og opererer på en identisk måte. Som det vil forstås, vil stempelet 430 og det ytterligere stempel 431 alltid bevege seg i samme retning og med samme hastighet, siden de begge er festet til stempelstangen 454. Et slikt system kan benyttes når det er behov for en toveisfunksjon. Et eksempel på en slik funksjon er en låsings-/opplåsingsfunksjon. Funksjonen blir realisert ved å reversere motoren.

Som resultat, dersom det hydrauliske fluidutløp 412 og det ytterligere hydrauliske fluidutløp er forbundet med motsatte sider av et stempel i det hydrauliske verktøy eller funksjonsinnretning, kan det oppnås en balansert drift av det hydrauliske verktøy eller funksjonsinnretning, for eksempel for å utføre en syklisk funksjon av verktøyet eller innretningen.

Claims (12)

1. Undersjøisk aktueringsinnretning for aktuering av et hydraulisk operert brønnverktøy eller en funksjonsinnretning, idet den undersjøiske aktueringsinnretning omfatter en fluidfylt hydraulisk sylinder som har et hydraulisk fluidutløp, et stempel glidbart anordnet i den hydrauliske sylinder, en stempelstang tilfestet stempelet, midler for å bevege stempelet i sylinderen, idet nevnte midler omfatter en elektrisk motor, idet motoren driver en drivaksel, og omformer til å omforme rotasjon av drivakselen til en lineær bevegelse av stempelstangen, karakterisert vedat det hydrauliske fluidutløp er forbundet til en fluidlinje for tilførsel av hydraulisk trykksatt fluid til brønnverktøyet eller funksj onsinnretningen, og at drivakslen som beveger stempelet forårsaker at trykksatt hydraulisk fluid blir levert til brønnverktøyet eller funksj onsinnretningen.

2. Undersjøisk aktueringsinnretning ifølge krav 1, hvor det hydraulisk styrte brønnverktøyet eller funksj onsinnretningen er valgt fra mengden bestående av: en sikkerhetsventil, en brønnbarriere, et låsemiddel, et tetningsaktuator eller energisator, et landestreng-innføringsverktøy, et produksj onsrør-henger-innføringsverktøy, en utblåsningssikring, BOP, en nødfrakoblingspakke, EDP, og en nedre stigerørspakke, LRP.

3. Undersjøisk aktueringsinnretning ifølge ett av kravene 1-2, hvor rotasjon-til-lineær-bevegelsesomformeren inkluderer en planetrulleskrue, og hvor i det minste en del av stempelstangen er forsynt med utvendige gjenger og tilpasset til å operere som en gjenget aksel i planetrulleskruen.

4. Undersjøisk aktueringsinnretning ifølge ett av kravene 1-3, hvor drivakselen og stempelstangen er anordnet med identiske akser.

5. Undersjøisk aktueringsinnretning ifølge ett av kravene 1-3, hvor drivakselen og stempelstangen er anordnet med parallelle og forskjøvne akser.

6. Undersjøisk aktueringsinnretning ifølge krav 5, hvor overføringsanordningen omfatter en girinnretning innrettet til å overføre rotasjonsbevegelse for drivakselen til en rotasjonsbevegelse for rotasjon-til-lineær-bevegel sesomformeren.

7. Undersjøisk aktueringsinnretning ifølge krav 6, hvor gearinnretningen omfatter et første tannhjul festet til drivakselen, et andre tannhjul er festet til rotasjon-til-lineær-bevegelsesomformeren, og en endeløs kjede som forbinder de første og andre tannhjul.

8. Undersjøisk aktueringsinnretning ifølge ett av kravene 5-7, videre omfattende et ytterligere stempel som er glidbart anordnet i den hydrauliske sylinder, og en ytterligere stempelstang tilfestet det ytterligere stempel, hvor rotasjon-til-lineær-bevegelsesomformeren videre tilveibringer lineær bevegelse av den ytterligere stempelstangen.

9. Undersjøisk aktueringsinnretning ifølge ett av kravene 5-7, videre omfattende en trykkompensator.

10. Undersjøisk aktueringsinnretning ifølge ett av kravene 1-9, videre omfattende en elektrisk energitilførsel forbundet til den elektriske motoren.

11. Undersjøisk aktueringssystem for aktuering av et flertall hydraulisk opererte brønnverktøy eller funksj onsinnretninger, idet systemet omfatter nevnte flertall av undersjøiske aktueringsinnretninger som angitt i et av kravene 1-10, idet hver undersjøiske aktueringsinnretning er festet til en sentral akselseksjon.

12. Undersjøisk aktueringssystem i følge krav 11, hvor den sentrale aksel seksjonen er en seksjon av et stigerør som forløper fra et undersjøisk brønnhode til en overflatelokasjon.