NO338009B1

NO338009B1 - Apparat og fremgangsmåte for kompensasjon av undervannstrykk på en hydraulisk krets

Info

Publication number: NO338009B1
Application number: NO20075215A
Authority: NO
Inventors: David W Martin
Original assignee: Varco I/P Inc
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2007-10-12
Publication date: 2016-07-18
Also published as: CA2607855A1; US20060231265A1; EP1863701A1; US7424917B2; NO20075215L; WO2006100518A1

Description

APPARAT OG FREMGANGSMÅTE FOR KOMPENSERING FOR UNDERVANNSTRYKK I EN HYDRAULIKKRETS

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat og en fremgangsmåte for kompensering for undervannstrykk i en hydraulikkrets, og særlig, men ikke utelukkende, for kompensering for undervannstrykk i en lukket hydraulikkrets.

Kjent teknikk fremlegger en stor mangfoldighet av trykkompenseringssystemer for hydraulisk aktiverte anordninger under vann. I mange undervanns trykkompenseringssystemer slik som lukkede undervanns hydrauliske kraftsystemer, er det ønskelig å holde tilstrekkelig trykk inne i systemet (et "overtrykk") for å forhindre sjøvanns-inntrenging i systemet. I visse lukkede systemer resirkuleres fluidet som brukes i systemet, men når undervannssystemer er på en betydelig dybde under vannoverflaten, krever konstruksjoner som skal motstå trykket ved slike dybder, uforholdsmessig og overdrevet sterke kapslinger. For å overvinne dette problemet er "trykkompenserte" systemer blitt utviklet hvor et hus eller en kapsling for undervannsutstyr bare behøver å motstå en trykkforskjell mellom det utvendige vanntrykk som påvirker kapslingen og et innvendig trykk som bibeholdes inne i kapslingen. Ved visse anvendelser trykkset-tes fluidet inne i en kapsling ved hjelp av en fjær som påfører en kraft på et stempel.

I visse undervannsaktuatorer ifølge kjent teknikk, er ikke aktuatoren bare fjernt fra hydraulikktilførselen, som er på overflaten, men det kan også være en betydelig høy-deforskjell. For eksempel vil det virkelige trykk ved aktuatoren, med et trykk på for eksempel 207 bar (3000 psi) ved overflaten, økes betydelig utover dette på grunn av vekten eller væskesøylen av fluidet. Akkumulatorens virkelige driftstrykk øker siden stempelets motsatte side må sende ut det hydrauliske fluid enten mot den statiske væskesøyle i returledningen eller mot omgivende sjøvannstrykk, hvor vannkompati-belt hydraulikkfluid brukes. Sjøvann ved en dybde på 2040m håret statisk vanntrykk på cirka 207 bar. Følgelig er det virkelig trykket ved aktuatoren, og derfor ved akkumulatoren faktisk 414 bar, for et effektivt driftstrykk på 207 bar. I en gassfylt akkumulator trykksatt til 207 bar på overflaten ville gassen komprimeres til halve volumet ved arbeidsdybden, og bare halvparten av hydraulikkfluidet ville være tilgjengelig, mens alternativt ville akkumulatoren måtte være dobbelt så stor, og for en akkumulator av typen som benytter en sammentrykt fjær ville dette kreve at fjæren ble sammentrykt med en inngangskraft tilsvarende 414 bar til å begynne med. Dette blir et umåtelig stort og tungvint mekanisk fjærsystem.

US-A-3 987 708 fremviser et system som bruker en vanlig gassladet akkumulator med det høye gasstrykk som gir drivkraften i akkumulatoren og er dybdekompensert ved hjelp av et lite hydraulikkstempel som har én side åpen til omgivelsene, eller sjø-vannstrykket, for å gi dybdekompensasjon. Dette gjør at problemet med økt sammen-trykking av akkumulatorgassen unngås, men det kreves fremdeles at akkumulatoren forlades til fullt gasstrykk på overflaten. Den inneholder også gass ved ekstremt høyt trykk som må holdes innestengt over lang tid.

US-A-4 777 800 fremviser en hydraulikksystemakkumulator som er konstruert for å avlevere sin hydrauliske kapasitet ved et forvalgt trykknivå og som er konstruert for å operere ved en forvalgt dybde, for eksempel et undervannsbrønnhodes kjente dybde. Lading av akkumulatoren ved overflaten er ikke nødvendig da ladingen utvikles når akkumulatoren senkes ned til den ønskede dybde. En stempelsammenstilling har et stempel med stor diameter som utsettes for det omgivende sjøvannstrykk, og et stempel med liten diameter som effektivt utsettes for hydraulikksystemtrykket. Den motstående side av hvert stempel utsettes for inneholdt lavtrykksgass. Arealforskjel-len på stemplene gjør at akkumulatoren bygger opp en forutsigbar ubalansert kraft mot det hydrauliske fluid som en funksjon av dybden som akkumulatoren senkes ned til.

WO 02/02399 fremviser en hydraulisk drevet undervannsfarkost av gravemaskintypen for bruk ved havdyp større enn 200 meter. Undervannsfarkosten har hydraulisk drev-ne komponenter i en hydraulisk krets. På undervannsfarkosten er det anbrakt en au-tomatisk, trykkregulerende innretning for kompensering av det trykk som vanntrykket ved havbunnen utøver på undervannsfarkostens hydrauliske anlegg.

US-A-3 987 708 fremviser et apparat for å kompensere for undervannstrykk på en hydraulisk krets, hvor apparatet omfatter en kropp som avgrenser et kammer med et stempel som er glidbart anordnet i kammeret.

US-A-4 903 628 fremviser et trykkutlignende kabinett for instrumenter som er bereg-net på å være neddykket i vann. Anordningen innbefatter en kilde for komprimert luft og et stempel i en sylinder. En side av stempelet er i kommunikasjon med det indre av kabinettet, og den andre siden av stempelet står i forbindelse med det omgivende vanntrykket.

Oppfinneren har erkjent at lukkede hydraulikkretser kan brukes med et trykkompen-seringsapparat ifølge oppfinnelsen, hvilke lukkede hydraulikkretser krever forholdsvis store mengder hydraulikkfluid for å strømme fra et reservoar for å drive utstyr og deretter resirkuleres tilbake til reservoaret, slik som de som brukes for å drive en utblåsingssikring (BOP).

For å unngå tvil så menes "undervanns" heri å bety under vann, hvor vannet er av hvilket som helst slag, som for eksempel, men ikke begrenset til: ethvert saltvann som finnes i hvilket som helst hav; eller ferskvann slik som det finnes i et ferskvann eller innsjø, eller brakkvann slik som det finnes i en elvemunning.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et apparat for kompensering for undervannstrykk i en hydraulikkrets, hvor apparatet omfatter en kropp som avgrenser et kammer som har et stempel skyvbart anordnet i seg, hvor kroppen har en åpning foran en utvendig side av stempelet, hydraulikkfluid i kammeret bak en innvendig side av stempelet, hvor hydraulikkfluidet kommuniserer med en hydraulikkrets kjennetegnet ved at stempelet har en stempelstang forbundet med stempelet og skyvbart anordnet i et stempelstangkammer og et trykkapparat for påføring av fluidtrykk i stempelstangkammeret til stempelstangen, idet apparatet videre omfatter en hjelpetrykkompensator som er i fluidkommunikasjon med kammeret for påføring av en minimums ønsket kraft til driftshydraulikkfluidet i det innvendige kammer, idet hjelpetrykkompensatoren omfatter en kapsling som har en åpning som er i fluidkommunikasjon med utsiden, og et stempel bevegbart montert inne i nevnte kapsling, hvor nevnte stempel utsettes for fluid utenfor nevnte kapsling slik at trykket i fluid utenfor hjelpekapslingen påfører trykk via nevnte stempel på driftshydraulikkfluidet inne i kammeret.

Stempelstangen kan være en kompakt sylinder og kan ha et sirkulært, kvadratisk, avlangt, trekantet eller hvilken som helst tverrsnittsform. Stempelstangen kan være hul og kan ha et samlet tverrsnittsareal som er lite i forhold til stempelets utvendige eller innvendige overflate. Trykkapparatet utøver fortrinnsvis et positivt trykk på stempelstangen, men kan utøve et negativt trykk. Hydraulikkretsen er fortrinnsvis en lukket hydraulikkrets.

Kommunikasjonen mellom hydraulikkfluidet i kammeret bak en innvendig side av stempelet og hydraulikkfluidet i hydraulikkretsen er fortrinnsvis fluidkommunikasjon. Stempelstangen er fortrinnsvis forbundet med stempelets innvendige side slik at stempelets utvendige sides overflateareal er større enn stempelets innvendige side som utsettes for hydraulikkfluidet i kammeret. Trykkapparatet omfatter med fordel en beholder som har et volum pneumatisk fluid i seg. Det pneumatiske fluid er fortrinnsvis et komprimert pneumatisk fluid, som kan komprimeres før nedsenking i sjøen. Trykka ppa ratet kan senkes ned i sjøen med hydraulikkretsen eller det kan befinne seg i en avstand fra hydraulikkretsen og kan befinne seg om bord i et forsyn i ngsfartøy eller på en mellomliggende flytende plattform. Trykka ppa ratet omfatter med fordel en ledning som har hydraulikkfluid i seg, hvor ledningen er forbundet med stempelstangkammeret. Hydraulikkfluidet er fortrinnsvis skilt fra det komprimerte pneumatiske fluid ved hjelp av en blære eller membran. Trykka ppa ratet omfatter med fordel en akkumulator.

Åpningen har fortrinnsvis et areal som er mindre enn stempelets utvendige sides areal. Åpningen som åpner mot sjøen tillater at sjøvann strømmer gjennom den. Mengden av hydraulikkfluid i kammeret er med fordel minst 380 liter (100 gallons). Apparatet omfatter fortrinnsvis videre en fjær med et parti av den i kontakt med stempelets utvendige overflate, hvor fjæren spennes mot stempelet og presser stempelet bort fra den første åpning. Den andre ende av fjæren kan ligge an mot kroppen.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også et undervannssystem som omfatter en hydraulikkrets og et pumpeapparat for å tilveiebringe drivkraftfluid til en undervannsanordning, hvor undervannsanordningen omfatter minst ett apparat som krevd i et hvilket som helst foregående krav. Undervannsanordningen er fortrinnsvis minst én av: en utblåsingssikring, en kveilerørenhet og en undervanns brønnhodekopling.

Pu mpea ppa ratet omfatter fortrinnsvis en pumpe og en motor for drift av pumpen. Undervannssystemet omfatter med fordel videre akkumulatorapparat i fluidkommunikasjon med pumpen for å motta driftshydraulikkfluid fra pumpen og for å holde fluidet under trykk for senere bruk. Undervannssystemet omfatter fortrinnsvis videre ventil-apparaturfor selektivt å sette pumpeapparatet i fluidkommunikasjon med undervannsanordningen. Undervannssystemet omfatter med fordel videre et kontrollsystem for styring av pumpesystemet og undervannsanordningen. Undervannssystemet omfatter fortrinnsvis videre navlestrengapparat for tilførsel av kraft til kontrollsystemet og kommunikasjon mellom kontrollsystemet og kontrollapparatur fjernt fra kontrollsystemet. Undervannssystemet omfatter fortrinnsvis videre en mellomliggende flytende stasjon.

Mengden av driftshydraulikkfluid i det innvendige kammer er fortrinnsvis minst 379 liter (100 gallons) eller omkring 450 liter (120 gallons). Det er en fordel om hjelpe-kompensatoren for påføring av et minimum ønsket trykk til driftshydraulikkfluidet i det innvendige kammer; og/eller hvori hjelpekompensatorens hjelpekapsling har en åpning som er i fluidkommunikasjon med utsiden av hjelpekapslingen og med den første åpning, og et hjelpestempel bevegbart montert inne i hjelpekapslingen, idet hjelpe-stempelet utsettes for fluid som er utenfor hjelpekapslingen slik at trykk av fluid utenfor hjelpekapslingen påfører trykk via hjelpestempel et på driftshydraulikkfluidet, således å kompensere for trykkforskjellen.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte for å kompensere for undervannstrykk på en hydraulikkrets, hvor fremgangsmåten omfatter trinnene å senke hydraulikkretsen ned på dypt vann, idet hydraulikkretsen er utstyrt med en kropp som avgrenser et kammer som har et stempel skyvbart anordnet i seg, hvor kroppen har en åpning foran en utvendig side av stempelet, hydraulikkfluid i kammeret bak en innvendig side av stempelet idet hydraulikkfluidet er innrettet til kommunikasjon med en hydraulikkrets, kjennetegnet ved at stempelet har en stempelstang forbundet med stempelet og er skyvbart anordnet i et stempelstangkammer, og et trykkapparat er innrettet til å påføre fluidtrykk i stempelstangkammeret til stempelstangen, idet apparatet videre omfatter en hjelpetrykkompensator som er i fluidkommunikasjon med kammeret for påføring av en minimums ønsket kraft til driftshydraulikkfluidet i det innvendige kammer, idet hjelpetrykkompensatoren omfatter en kapsling som har en åpning som er i fluidkommunikasjon med utsiden, og et stempel bevegbart montert inne i nevnte kapsling, hvor nevnte stempel utsettes for fluid utenfor nevnte kapsling slik at trykket i fluid utenfor hjelpekapslingen påfører trykk via nevnte stempel på driftshydraulikkfluidet inne i kammeret, hvor trykka ppa ratet giret positivt eller negativt trykk etter hva som kreves. Trykket av hydraulikkfluidet i hydraulikkretsen holdes fortrinnsvis litt overtrykket i det dype vannet rett utenfor hydraulikkretsen.

Den foreliggende oppfinnelse fremviser, i visse aspekter, et trykkompenseringssystem for undervannsapparatur som har én eller flere hydraulikkraftenheter som brukes i et lukket hydraulikkfluidsystem. I visse aspekter anvender slik undervannsapparatur ett eller flere hydraulikkfluid reservoarer og/eller -akkumulatorer som utslippbart inneholder driftsmengder av hydraulikkfluid ved et trykk litt høyere enn trykket i vannet utenfor reservoaret, for selektivt å operere undervannsutstyr og -systemer, for eksempel utblåsingssikringer, kveilerørenheter og undervanns brønnhodekoplinger. Reservoaret og/eller akkumulatoren(e) kan behøve en betydelig mengde, foreksempel 190, 380, 1900 liter (50, 100, 500 gallons) eller mer av hydraulikkfluid, noe som kan innebære strømning av denne betydelige mengde fluid fra et reservoar til akkumulatoren(e).

Reservoaret lades innledningsvis ved et trykk som er litt høyere enn vanntrykket som vil møtes ved dybden, og reservoaret er trykkompensert slik at det ikke skades eller ødelegges ved dybden. Denne trykkompensering utføres i henhold til visse aspekter ved den foreliggende oppfinnelse med et stempel som er bevegbart innrettet i et ho-vedstempelhus som innbefatter reservoaret for systemets driftshydraulikkfluid. En stempelstang har én ende forbundet med stempelet inne i huset og en andre ende utstikkende gjennom huset. En utvendig flate av stempelet utsettes for vanntrykket

(for eksempel sjøvann) som skyver på stempelets ytre. Stempelstangenden som stik-ker ut fra huset, beveger seg tettende inn og ut av et stangkammer. Et fluidreservoar er i fluidkommunikasjon med stangkammerets indre og tilfører tilstrekkelig fluid (gass, hydraulikkfluid) undertrykk til stempelstangen til å justere driftshydraulikkfluidets trykk inne i driftshydraulikkfluidreservoaret. Stempelets indre flates areal er mindre enn stempelets utvendige flates areal (arealet som sjøvannstrykket påføres på) med en mengde lik stempelstangens areal. Trykket som gassen påfører stempelstangenden, behøver derfor bare å påføre et trykk lik sjøvannstrykket for å balansere systemet perfekt. Reduksjon av det påførte trykk til under sjøvannstrykket skaper et overtrykk i driftshydraulikktrykket. Foreksempel kan et 57 liters (15 gallons) nitro-gensystem påføre nitrogen ved 127 bar (1840 psi) i stangkammeret til stempelstangenden for å kompensere for et sjøvannstrykk på stempelets utvendige på 200 bar (2900 psi), med et stempel som har et areal på cirka 0,55 kvadratmeter (diameter 0,84 m) og en stempelstang med et areal på 0,009 kvadratmeter.

Oppfinnelsen vedrører videre trykkompenseringssystemer for lukkede hydraulikkfluid-reservoarer (i ett aspekt undervanns), og slike trykkompenserte reservoarer; omfat-tende

slike trykkompenserte reservoarer som effektivt kan håndtere fluidstrømmer av betydelig størrelse inn i og ut av reservoaret;

slike systemer som effektivt kan tilveiebringe et ønsket innvendig overtrykk for slike reservoarer; og

slike systemer hvori visse deler ikke utsettes for høy trykkforskjell kan lages av materialer med forholdsvis lav styrke og/eller forholdsvis lav vekt (for eksempel kam-merkapslinger laget av aluminium, bygningsståltynnplate eller plast og stempler laget av de samme materialer) med et minimum av deler som trenger material med høy styrke.

For en bedre forståelse av den foreliggende oppfinnelse, vil det nå henvises, i eksem-pelform, til de vedlagte tegninger hvori: Figur 1 er en skjematisk tegning av et apparat som omfatter et trykkompensert reservoar ifølge kjent teknikk; Figur 2 er en skjematisk tegning av et system i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvor systemet omfatter et apparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse i en kveilerørsmodul og et ytterligere apparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse i en utblåsingssikringsmodul som befinner seg på en sjøbunn, med navlestrenger som strekker seg derfra til en mellomliggende flytende kropp og en ytterligere navlestreng som strekker seg fra den mellomliggende flytende kropp til et overflatefartøy; Figur 3 er en skjematisk tegning av en første utførelse av et apparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse; Figur 4 er en skjematisk tegning av en andre utførelse av et apparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse; Figur 5 er en skjematisk tegning av en tredje utførelse av et apparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse; Figur 6 er en skjematisk tegning av en fjerde utførelse av et apparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse; Figur 7A er en skjematisk tegning av del av et apparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse; og Figur 7B er en skjematisk tegning av del av et apparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Figur 1 viser skjematisk et typisk system ifølge kjent teknikk for tilveiebringelse av trykkompensering for hydraulikkfluid F i et hydraulikkfluidreservoar R som er i fluidkommunikasjon med et apparat A som opereres ved hjelp av den selektive og styrte tilførsel av hydraulikkfluidet F. En hul kropp B har et stempel bevegbart og tetnings-messig montert i seg. Sjøvannstrykket S som slippes inn gjennom en åpning O i kroppen B, skyver mot en utvendig flate T av stempelet P og skyver stempelet P innover. Sjøvannstrykket påføres således til både reservoarets innvendige og utvendige og gir den ønskede trykkompensering. En fjær G som virker mellom stempelflaten F og en innvendig vegg W i kroppen B påfører en kraft på stempelet P og tilveiebringer derved

tilleggstrykk på fluidet F. Slike systemer virker bra hvis volumet av fluid F i reservoaret R er forholdsvis konstant med en maksimal endring i totalvolum på 7,5 til 11,5 liter (2-3 gallons) eller hvis hele totalvolumet er lite, for eksempel 7,5 til 11,5 liter (2-3 gallons).

Figur 2 viser et system 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse med en kveile-rørsmodul 20 og en utblåsingssikringsmodul 22, hvor begge innbefatter et trykkompensert reservoar 12 i fluidkommunikasjon med én eller en rekke akkumulatorer 14 som alle er i fluidkommunikasjon med en hydraulikkraftenhet (16 eller 18) i en under-vannsmodul 30 på en sjøbunn 6 i et lukket system. Det trykkompenserte reservoar 12 og akkumulatorene 14 kan være i en hvilken som helst utførelse av apparatene som er beskrevet med henvisning til figurer 3 til 6 eller hvilken som helst annen i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Hydraulikkraftenheten 16 driver selektivt et undervanns kveilerørsystem i modulen 20, og hydraulikkraftenheten 18 driver selektivt et undervanns utblåsingssikringssystem (BOP-system) i modulen 22. Fluid strømmer fra enhetene 16, 18 til akkumulator(er) 14, til utstyr 8 (for eksempel BOP; kveilerørsap-parat) som skal drives av hydraulikkraftfluid, og deretter tilbake til trykkompensert reservoar 12 i ledninger 36, henholdsvis 38. Det trykkompenserte reservoar 12 er ladet på overflaten for å balansere trykket som råder i en dybde hvor systemet skal brukes.

En kraft-/kommunikasjonsnavlestreng 24 fra en trommel 32 på et flytende overflate-fartøy 28 leverer kraft til undervannsmodulen 30 via en koplingsboks 39 (som kan være en mellomliggende flytende kropp) og navlestrenger 26, 28. Sjøvannstrykket 4 påføres et bevegelig stempel i det trykkompenserte reservoar 12.

Kontrollsystemer 2 styrer modulens funksjoner. Et kontrollsystem 11 fjernt fra under-vannsstrukturene står i kommunikasjon med kontrollsystemene 2.

Figur 3 viser en første utførelse 40 av et apparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse. En hul kropp 42 inneholderen mengde hydraulikkfluid 43 i et innvendig kammer 44. Via en strømningskanal 45 leveres hydraulikkfluid under trykk for drift av et apparat 46 (for eksempel en motor, akkumulator(er), BOP-kontrollsystem eller hvilken som helst av utstyrene 8, figur 2). Dette fluid strømmer tilbake til kammeret 44 via en kanal 47 i et lukket system.

Et stempel 50 stenger en åpning avgrenset av den hule kropps 42 periferiske leppe 48. Stempelet 50 er tettende montert med en tetning 52 for bevegelse inne i kamme ret 44. Tetningen 52 er anordnet i en periferisk utsparing i stempelet 50. Sjøvann 4 utenfor kroppen 42 utøver trykk på en utvendig overflate 54 av stempelet 50.

En stempelstang 60 er i én ende forbundet med et innvendig parti 56 av stempelet 50. En annen ende 58 av stempelstangen 60 er tettende bevegbar innen et indre 72 av et stempelstangkammer 70. En tetning 62 tetter et grensesnitt stempelstang/stempelstangkammer. Tetningen 62 er anordnet i en periferisk utsparing i stempelstangkammeret 70. Gass 81 under trykk i en beholder 80 tilveiebringer trykk mot en kompri-merbar blære 82 som inneholder hydraulikkfluid 84 som tilveiebringer trykk mot stempelstangenden 58 for å motvirke sjøvannstrykket 4 mot stempelets 50 utvendige overflate 54. Med et kammer opprinnelig ladet til et trykk lik sjøvannstrykket, er derfor trykket i kammeret 44 alltid større enn sjøvannstrykket; for eksempel, i ett aspekt mellom 0,7 og 1,4 bar (10-20 psi) større, og i ett særskilt aspekt 1 bar (15 psi) større. I ett aspekt sløyfes blæren 82, og selve gassen tilveiebringer trykket mot stempelstangenden 58 (se for eksempel en beholder 80b i figur 7B, lik beholderen 80 i figur 4, med gass i seg som virker på stempelstangenden 58). Alternativt sløyfes blæren, og gass 81a i figur 7A utvider seg og trekker seg sammen over hydraulikkfluid 84a i en beholder 80a, lik beholderen 80 i figur 4. Hydraulikkfluidet 84a virker på stempelstangenden 58. I visse utførelser kan et apparat som i figur 3 (og andre systemer i henhold til den foreliggende oppfinnelse) håndtere sjøvannstrykk opp til 414 bar (6000 psi).

Opsjonsmessig tilveiebringer en sekundær trykkompensator 90, som vist i figur 5, trykk på hydraulikkfluidet 43 i kammeret 44; for eksempel for bevegelse av apparatet 40 fra en vannoverflate til en plassering under vannflaten slik at, når apparatet 40 flyttes nedover i en vannmasse, påføres et minimum ønsket trykk (for eksempel 0,7 til 1,4 bar (10-20 psi)) til hydraulikkfluidet 43 for å anordne et ønsket overtrykk slik at sjøvannet ikke kan strømme inn i apparatet 40 ved hvilken som helst dybde før fluid fjernes fra reservoaret. Den sekundære trykkompensator 90 kan være som et hvilket som helst passende apparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse, inkludert, men ikke begrenset til, et velkjent system med en kapsling 91 hvori et stempel 92 med en overflate 93 utsatt for sjøvannet 94 gjennom en åpning 95 gjennom kapslingen 91 er bevegbart montert. Så snart stempelet 92 når sitt ytterpunkt (berører kapslingens 91 indre - venstre ende sett i figur 5) kan stempelet 50 flyttes ved hjelp av gassen 84 som står undertrykk. Like deler i figurer 3 og 5 har like identifikasjonstall.

Figur 4 viser et apparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse 40 (som vist i figur 3) med en opsjonsmessig fjær 51 som tilveiebringer en utgangskraft for å overtrykke driftshydraulikkfluidet før operasjonsdybde nås. Så snart dybden er nådd, tilveiebring-es ønsket overtrykk ved hjelp av det pneumatiske fluid i beholder 80 eller et hvilket som helst annet middel i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Etter fjerning av en viss mengde fluid (for eksempel 2 liter (0,5 gallon)) fra reservoaret, når fjæren sin frie lengde og utøver ikke lenger en kraft.

Figur 6 viser et system 100 i henhold til den foreliggende oppfinnelse med et trykkompensert reservoar 110 i henhold til den foreliggende oppfinnelse (som hvilket som helst som er vist heri i henhold til den foreliggende oppfinnelse). En pumpe 102 drevet av en motor 112 (for eksempel elektrisk, pneumatisk eller hydraulisk) pumper hydraulikkfluid selektivt og styrt fra reservoarsystemet 110 (som hvilket som helst som er vist heri i henhold til den foreliggende oppfinnelse) til fluidakkumulatorer 104 hvorfra fluidet på forespørsel leveres til drift av undervannsutstyr, for eksempel et undervanns BOP-system 106. En ventil (eller ventiler) 108 styrer fluidstrømmen til og fra BOP'en. Som vist er systemet 100 et lukket system hvor all fluid som pumpes fra reservoarsystemet 110, strømmer tilbake fra BOP-systemet 106 til reservoarsystemet 110 for videre resirkulasjon og bruk. Et kontrollsystem 114 styrer elementene 102, 110, 112 og 108. I stedet for BOP-systemet 106 kan hvilket som helst utstyr eller apparat som skal drives, brukes i systemet 100.

Claims

1. Apparat for kompensering for undervannstrykk på en hydraulisk krets, hvor nevnte apparat omfatter en kropp (42) som avgrenser et kammer (44) som har et stempel (50) skyvbart anordnet i seg, hvor kroppen (42) har en åpning (48) foran en utvendig side (54) av nevnte stempel (50) og hydraulikkfluid (43) i kammeret (44) bak en innvendig side (56) av nevnte stempel (50), og hvor nevnte hydraulikkfluid (43) er for kommunikasjon med en hydraulikkrets (45, 46, 47),karakterisert vedat nevnte stempel (50) har en stempelstang (60) som er forbundet med nevnte stempel (50) og er skyvbart anordnet i et stempelstangkammer (72), og et trykkapparat (80) er innrettet for påføring av fluidtrykk i nevnte stempelstangkammer (72) til stempelstangen (60), idet apparatet videre omfatter en hjelpetrykkompensator (90) som er i fluidkommunikasjon med kammeret (44) for påføring av en minimums ønsket kraft til driftshydraulikkfluidet (43) i det innvendige kammer (44), idet hjelpetrykkompensatoren (90) omfatter en kapsling (91) som har en åpning (95) som er i fluidkommunikasjon med utsiden (4), og et stempel (92) bevegbart montert inne i nevnte kapsling (91), hvor nevnte stempel (92) utsettes for fluid (4) utenfor nevnte kapsling slik at trykket i fluid (4) utenfor hjelpekapslingen påfører trykk via nevnte stempel (92) på driftshydraulikkfluidet (43) inne i kammeret (44).

2. Apparat ifølge krav 1, hvor nevnte hydrauliske krets er en lukket hydraulisk krets.

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, hvor nevnte stempelstang (60) er forbundet med den innvendige side (56) av nevnte stempel (50) slik at overflateareal av nevnte stempels (50) utvendige side (54) er større enn nevnte stempels (50) innvendige side (56) som utsettes for hydraulikkfluidet (43) i nevnte kammer (44).

4. Apparat ifølge krav 1, 2 eller 3, hvor nevnte trykkapparat (80) omfatter en beholder (80) som har et volum av pneumatisk fluid (81) i seg.

5. Apparat ifølge krav 4, hvor det pneumatiske fluid (81) er komprimert pneumatisk fluid (81).

6. Apparat ifølge krav 4 eller 5, hvor trykka ppa ratet (80) omfatter en ledning (74) som har hydraulisk fluid i seg.

7. Apparat ifølge krav 6 ved avhengighet av krav 4 eller 5, hvor hydraulikkfluidet atskilles fra det komprimerte pneumatiske fluid (81) ved hjelp av en blære eller membran (82).

8. Apparat ifølge hvilket som helst av de foregående krav, hvor trykka ppa ratet (80) omfatter en akkumulator.

9. Apparat ifølge hvilket som helst av de foregående krav, hvor åpningen (48) har et areal som er mindre enn den utvendige side (54) av stempelet (50).

10. Apparat ifølge hvilket som helst av de foregående krav, hvor mengden hydraulikkfluid (43) i kammeret (44) er minst 379 liter (100 gallons).

11. Apparat ifølge hvilket som helst av de foregående krav, hvor det videre omfatter en fjær (51) med et parti av den i berøring med stempelets (50) utvendige overflate (54), hvor fjæren virker mot stempelet (50) og trykker stempelet (50) bort fra den første åpning (48).

12. Undervannssystem,karakterisert vedat det omfatter en hydraulikkrets (45, 46, 47) og et pumpeapparat (102, 112) for å forsyne en undervannsanordning med drivkraftfluid, hvor undervannssystemet omfatter minst ett apparat ifølge hvilket som helst foregående krav.

13. Undervannssystem ifølge krav 12, hvor nevnte undervannsanordning (106) er minst én av en utblåsingssikring; en kveilerørenhet og en undervanns brønnhodekopling.

14. Undervannssystem ifølge krav 12 eller 13, hvor pumpea ppa ratet (102, 112) omfatter en pumpe (102) og en motor (112) for å drive pumpen.

15. Undervannssystem ifølge krav 14, hvor det videre omfatter akkumulatorap-paratur (104) i fluidkommunikasjon med pumpen (102) for mottak av driftshydraulikkfluid fra pumpen (102) og for å holde nevnte fluid under trykk for senere bruk.

16. Undervannssystem ifølge krav 12 eller 13, hvor det videre omfatter ventil-apparatur for selektivt å sette pumpeapparatet (102, 112) i fluid kommunikasjon med undervannsanordningen.

17. Undervannssystem ifølge hvilket som helst av kravene 12 til 16, hvor det videre omfatter et kontrollsystem (114) for styring av pumpesystemet og undervannsanordningen.

18. Undervannssystem ifølge krav 17, hvor det videre omfatter navlestrengap-parater (24, 28) for å forsyne kontrollsystemet (114) med kraft og for kommunikasjon mellom kontrollsystemet (114) og kontrollapparat (32) som er fjernt fra kontrollsystemet (114).

19. Undervannssystem ifølge krav 18, hvor det videre omfatter en mellomliggende flytende stasjon (39).

20. Fremgangsmåte for å kompensere for undervannstrykk på en hydraulikkrets, hvor fremgangsmåten omfatter trinnene å senke hydraulikkretsen ned på dypt vann, idet hydraulikkretsen er utstyrt med en kropp (42) som avgrenser et kammer (44) som har et stempel (50) bevegbart anordnet i seg, kroppen (42) har en åpning (48) foran en utvendig side (54) av nevnte stempel (50) og hydraulikkfluid (43) i kammeret (44) bak en innvendig side (56) av nevnte stempel (50), og nevnte hydraulikkfluid (43) er innrettet for kommunikasjon med en hydraulikkrets (45, 46, 47),karakterisert vedat nevnte stempel (50) haren stempelstang (60) forbundet med nevnte stempel (50) og skyvbart anordnet i et stempelstangkammer (72) og et trykkapparat (80) for å tilføre trykk i nevnte stempelstangkammer (72) til stempelstangen (60), idet apparatet videre omfatter en hjelpetrykkompensator (90) som er i fluidkommunikasjon med kammeret (44) for påføring av en minimums ønsket kraft til driftshydraulikkfluidet (43) i det innvendige kammer (44), idet hjelpetrykkompensatoren (90) omfatter en kapsling (91) som har en åpning (95) som er i fluidkommunikasjon med utsiden (4), og et stempel (92) bevegbart montert inne i nevnte kapsling (91), hvor nevnte stempel (92) utsettes for fluid (4) utenfor nevnte kapsling slik at trykket i fluid (4) utenfor hjelpekapslingen påfører trykk via nevnte stempel (92) på driftshydraulikkfluidet (43) inne i kammeret (44), hvor trykkapparatet leverer et positivt eller negativt trykk etter behov.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 20, hvor nevnte trykk i hydraulikkfluidet i nevnte hydraulikkrets holdes litt over trykket i det dype vann rett utenfor hydraulikkretsen.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 20 eller 21, hvor nevnte hydraulikkrets er en lukket hydraulikkrets.