NO337152B1

NO337152B1 - Radar dome for explosive environment.

Info

Publication number: NO337152B1
Application number: NO20120683A
Authority: NO
Inventors: Kent Johnstad
Original assignee: Bergen Elektrokompetanse As
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2016-02-01
Also published as: NO20120683A1

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en radarkuppel for anvendelse i farlig ex-miljø på installasjoner relatert til olje- og gassproduksjon og -leting, omfattende en radarantenne beskyttet av en kapsel, hvor kapselen er lukket av en bunndel og derved frembringer et indre og lukket miljø, og et pneumatisk system for å frembringe et overtrykk i kapselen, og omfattende en spylereguleringsenhet for regulering og innstilling av lufttrykk inne i kapselen. The present invention relates to a radar dome for use in a hazardous ex-environment on installations related to oil and gas production and exploration, comprising a radar antenna protected by a capsule, where the capsule is closed by a bottom part and thereby produces an internal and closed environment, and a pneumatic system for producing an excess pressure in the capsule, and comprising a flushing control unit for regulating and setting air pressure inside the capsule.

En radom (ordet er en kombinasjon av radar og dom) er en strukturell, vanntett kapsel som beskytter en mikrobølge- eller radarantenne. Radomen er bygget av materiale som minimalt svekker det elektromagnetiske signal som sendes eller mottas av antennen. Med andre ord er radomen transparent for radar- eller radio-bølger. Radomer beskytter antenneflatene mot vær eller skjuler elektronisk antenneutstyr mot allment innsyn. De beskytter også personell i nærhet fra å bli skadelig truffet av hurtigroterende antenner. A radome (the word is a combination of radar and dom) is a structural, waterproof capsule that protects a microwave or radar antenna. The radome is constructed of material that minimally weakens the electromagnetic signal sent or received by the antenna. In other words, the radome is transparent to radar or radio waves. Radomes protect the antenna surfaces from the weather or hide electronic antenna equipment from public view. They also protect nearby personnel from being harmfully struck by rapidly rotating antennae.

Radomer kan bygges i forskjellige former (sfærisk, geodetisk, plan, etc.) avhengig av den spesielle anvendelse under anvendelse av forskjellige byggematerialer (glassfiber, PTFE-belagt tøy etc). Radomes can be built in different shapes (spherical, geodesic, planar, etc.) depending on the particular application using different construction materials (fiberglass, PTFE-coated cloth, etc.).

Den foreliggende ex-kuppel er et system utformet primært for ex-båndradar, både med hensyn til fysikalske dimensjoner og frekvens, men kan anvendes for alle typer utstyr som behøver en ex-beskyttet kapsel. The present ex-dome is a system designed primarily for ex-band radar, both with regard to physical dimensions and frequency, but can be used for all types of equipment that require an ex-protected capsule.

Den bygges fortrinnsvis for å tilfredsstille europeisk norm EN 60079-0:2009 og består av en kuppel fremstilt av glassfiberkompositt og en bærekonstruksjon av rustfritt stål. Den omfatter et spyle- og overtrykksreguleringssystem for å sikre et ex-sikkert miljø. Den omfatter også ex-sikkert arbeidslys og ex-sikkert energiutløp, samt et utkoplingsbeskyttet elektrisk fordelingskabinett. En innvendig montert gass-detektor er valgfri og kan ettermonteres. It is preferably built to meet European standard EN 60079-0:2009 and consists of a dome made of fiberglass composite and a support structure of stainless steel. It includes a flushing and overpressure control system to ensure an ex-safe environment. It also includes an ex-safe work light and an ex-safe energy outlet, as well as a disconnection-protected electrical distribution cabinet. An internally mounted gas detector is optional and can be retrofitted.

Fra kjent teknikk vises til SeaBeacon® 2 System 6 Racon And SeaBeacon® 2 System 6 Racon EX - Installation Manual, produktmanual fra selskapet TidelandSignal. Det beskrives en kjent radarenhet (radiofyr) for marine anvendelser, som også leveres i en flammesikker utgave. From the prior art, reference is made to SeaBeacon® 2 System 6 Racon And SeaBeacon® 2 System 6 Racon EX - Installation Manual, product manual from the company TidelandSignal. A known radar unit (radio beacon) for marine applications is described, which is also supplied in a flame-resistant version.

US 5101710 A beskriver et kontrollapparat eller system for utskylling og trykksetting av elektrisk utstyr. US 5101710 A describes a control device or system for flushing and pressurizing electrical equipment.

WO 2007074416 A beskriver et integrert eksplosjonsbeskyttelsesapparat for overvåkning og styring av avanserte elektriske apparater, slik som for eksempel roboter, som er plassert i eksplosjonsfarte områder. WO 2007074416 A describes an integrated explosion protection device for monitoring and controlling advanced electrical devices, such as for example robots, which are placed in explosive areas.

US 2002196605 A beskriver et system med gassutskylling og kjøling for omsluttende enheter for bruk i eksplosjonsfarlige områder. Som for eksempel borerigger for bruk i olje- og gassindustrien. US 2002196605 A describes a system with gas purging and cooling for enclosing units for use in potentially explosive areas. Such as drilling rigs for use in the oil and gas industry.

EP 0424206 A2 beskriver en eksplosjonssikret beholder der et internt trykk av en beskyttende gass fyller beholderen som inneholder en elektrisk motor eller lignende. EP 0424206 A2 describes an explosion-proof container where an internal pressure of a protective gas fills the container containing an electric motor or the like.

Det er følgelig et formål med den foreliggende oppfinnelse å frembringe en radarkuppel for anvendelse i ex-miljø, særlig på offshore-installasjoner for olje- og gassproduksjon og -leting. It is therefore an object of the present invention to produce a radar dome for use in an explosive environment, particularly on offshore installations for oil and gas production and exploration.

Dette formål oppnås med en radarkuppel som definert i det selvstendige krav, ved at en programmerbar logisk styring (PLC) er koplet til det pneumatiske systemet og er innrettet til å registrere trykk og temperatur inne i kuppelen, hvor den programmerbare logiske styringen (PLC) er innrettet til å opprettholde et ønsket trykk i kuppelen, etter at spylereguleringsenheten har innstilt utgangstrykk, ved styring av en proporsjonalventil inne i kapselen. This purpose is achieved with a radar dome as defined in the independent claim, in that a programmable logic controller (PLC) is connected to the pneumatic system and is arranged to register pressure and temperature inside the dome, where the programmable logic controller (PLC) is arranged to maintain a desired pressure in the dome, after the flushing control unit has set the output pressure, by controlling a proportional valve inside the capsule.

Foretrukne alternative utførelsesformer er definert i de uselvstendige krav. Preferred alternative embodiments are defined in the independent claims.

En reguleringsventil i det pneumatiske system kan være innrettet til å holde trykket mellom forhåndsinnstilte verdier, så som fra 13 til 17 mbar. A control valve in the pneumatic system may be arranged to maintain the pressure between preset values, such as from 13 to 17 mbar.

Reguleringsventilen kan videre være innrettet til å tilføre styringsluft til proporsjonalventilen. The control valve can also be arranged to supply control air to the proportional valve.

I det minste under spyling, kan en utløpsventil være innrettet til å åpnes av spylereguleringsenheten, og etter en stenging, er spylereguleringsenheten innrettet til å stoppe spyleprosessen ved strenging av utløpsventilen. At least during flushing, an outlet valve may be arranged to be opened by the flush control unit, and after a closing, the flush control unit is arranged to stop the flushing process by stringing the outlet valve.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart ved hjelp av de medfølgende tegninger, hvor: The invention will now be explained in more detail with the help of the accompanying drawings, where:

Fig. 1 viser et eksempel på en radarkuppel ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 shows an example of a radar dome according to the invention.

Fig. 2 viser et pneumatisk system for radarkuppelen ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 shows a pneumatic system for the radar dome according to the invention.

Fig. 3 viser et flytskjema for trykkregulering og spyling av radarkuppelen ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 viser skjematisk en radarkuppel 50 ifølge oppfinnelsen. Radarkuppelen omfatter en vanntett kapsel 54 plassert på en pidestall 52, som igjen kan plasseres på et vilkårlig fundament. Inne i kapselen 54 er der en radarantenne 56 som omfatter utstyr for sending og mottaking av signaler ved hjelp av antennen. Fig. 3 shows a flow chart for pressure regulation and flushing of the radar dome according to the invention. Fig. 1 schematically shows a radar dome 50 according to the invention. The radar dome comprises a waterproof capsule 54 placed on a pedestal 52, which in turn can be placed on any foundation. Inside the capsule 54 there is a radar antenna 56 which includes equipment for sending and receiving signals using the antenna.

Et eksempel på et pneumatisk system for radarkuppelen ifølge oppfinnelsen vil nå bli forklart ytterligere. An example of a pneumatic system for the radar dome according to the invention will now be explained further.

Eksempler på spylefunksjon/drift: Examples of flush function/operation:

En spylereguleringsenhet styrer lufttrykket sammen med utløpsventilen Y4, som også kan betegnes som en gnist/partikkelsikring. Luft tilføres til en regulator Y3, som kan være innstilt på 6 bar. Ex-solenoidventiler Y1 er innledningsvis stengt uten noen kraft. Ved innkopling aktiverer en reguleringsanordning P1 Y1. Y1 leder trykk gjennom Y6 og åpner ventilen Y4. Når denne strøm har nådd en nødvendig mengde liter pr. minutt starter reguleringsanordningen P1 en forhåndsinnstilt timer. Denne startstrøm er innstilt på 0,3 mbar i reguleringsanordningen. Ventilen Y5 kan justeres til å holde trykket på mellom 13 og 17 mbar, og den tilfører reguleringstrykk til Y7. Y7 styres av PLC for regulering av trykk og temperatur inne i radarkuppelen. Den har vanligvis ingen funksjon under spylingen. Porter 1 og 2 i reguleringsanordning P1 mottar strømningsmålerdifferensial trykk, den leder ingen luft gjennom seg selv. Trykkene, strømningshastigheten og timeren er justerbare. Y2 er en «mekanisk» overtrykksventil som er innstilt på å åpne ved for eksempel et overtrykk på 1 bar. A flush control unit controls the air pressure together with the outlet valve Y4, which can also be described as a spark/particle fuse. Air is supplied to a regulator Y3, which can be set to 6 bar. Ex-solenoid valves Y1 are initially closed without any force. When switched on, a control device P1 activates Y1. Y1 directs pressure through Y6 and opens valve Y4. When this flow has reached a required quantity of liters per minute, the regulation device P1 starts a preset timer. This starting current is set to 0.3 mbar in the control device. The valve Y5 can be adjusted to keep the pressure at between 13 and 17 mbar, and it supplies regulation pressure to Y7. Y7 is controlled by PLC for regulation of pressure and temperature inside the radar dome. It usually has no function during flushing. Ports 1 and 2 in regulator P1 receive flow meter differential pressure, it does not conduct any air through itself. The pressures, flow rate and timer are adjustable. Y2 is a "mechanical" overpressure valve that is set to open at, for example, an overpressure of 1 bar.

Eksempel på normal drift: Example of normal operation:

Etter innstilt spylingstid strenger solenoidventilen Y1 samt ventilen Y4. PLC vil registrere det aktuelle trykk og den aktuelle temperatur. For å holde klimaet stabilt vil det styre Y7 som vil medvirke til å opprettholde den ønskede trykk. Dersom trykket stiger over 25 mbar vil systemet kople ut radaren. Dersom trykket faller under den nedre grense på 8 mbar kan reguleringsanordningen P1 kople ut radaren. After the set flushing time, solenoid valve Y1 and valve Y4 close. The PLC will register the relevant pressure and the relevant temperature. To keep the climate stable, it will control Y7 which will help to maintain the desired pressure. If the pressure rises above 25 mbar, the system will disconnect the radar. If the pressure falls below the lower limit of 8 mbar, the control device P1 can disconnect the radar.

Eksempel på systemdrift og oppstarting: Example of system operation and startup:

Trinn 1: Slå på 230V forsyningen til systemet. Åpne for lufttilførselen til radomen. Kontroller at spylingsreguleringsanordnings P1 display viser «intet trykk» etter en 15 sek. initialiseringsfase. Step 1: Turn on the 230V supply to the system. Open for the air supply to the radome. Check that the flushing control device's P1 display shows "no pressure" after a 15 sec. initialization phase.

Trinn 2: Bekreft at manometerindikatoren viser 5-6 bar. Step 2: Confirm that the pressure gauge indicator reads 5-6 bar.

Trinn 3: Kontroller at utløpsventilen er åpnet av spylereguleringsanordningen. Step 3: Check that the outlet valve is opened by the flush control device.

Trinn 4: Kontroller at spylereguleringsanordningen starter nedtelling Step 4: Check that the flush control device starts counting down

fra forhåndsinnstilt tidspunkt etter å ha nådd sin minste spylestrøm. from the preset time after reaching its minimum flush current.

Trinn 5: Etter nedtelling kontroller at spylekontrolleringsanordningen stopper spylingsprosessen, noe som innbefatter stenging av utløps- Step 5: After countdown, check that the flush control device stops the flush process, which includes closing the outlet

ventilen, og at «kabinettrykket» på displayet stabiliserer seg mellom 13 og 17 mbar. the valve, and that the "cabinet pressure" on the display stabilizes between 13 and 17 mbar.

Trinn 6: Kontroller at radaren har mottatt energi og kontroller dens drift. Step 6: Check that the radar has received power and check its operation.

Trinn 7: Kontroller at trykket inne i radomen er stabilt i ca. 1 time. Step 7: Check that the pressure inside the radome is stable for approx. 1 hour.

Deleliste for fig. 2: Parts list for fig. 2:

Claims

1. Radar dome (50) for use in hazardous ex-environment on installations related to oil and gas production and exploration, comprising: - a radar antenna (56) protected by a capsule (54), where the capsule is closed by a bottom part (52 ) and thereby produces an internal and closed environment, and - a pneumatic system (60) for producing an excess pressure in the capsule (54), and comprising a flushing control unit (9) for regulation and setting of air pressure inside the capsule (54), characterized by that a programmable logic controller (PLC) is coupled to the pneumatic system (60) and is adapted to sense pressure and temperature inside the dome, wherein the programmable logic controller (PLC) is adapted to maintain a desired pressure in the dome, after the flushing control unit (9) has a set output pressure, by controlling a proportional valve (21) inside the capsule.

2. Radar dome (50) in accordance with claim 1, characterized in that a control valve (15) in the pneumatic system (60) is arranged to keep the pressure between preset values, such as from 13 to 17 mbar.

3. Radar dome (50) in accordance with claim 2, characterized in that the control valve (15) is designed to supply control air to the proportional valve (21).

4. Radar dome (50) in accordance with claim 1, characterized in that, at least during flushing, an outlet valve (14) is arranged to be opened by the flushing control unit (9), and after a closure, the flushing control unit (9) is arranged to to stop the flushing process by tightening the outlet valve (14).