NO871026L - Apparat for pumping av abrasive fluider. - Google Patents
Apparat for pumping av abrasive fluider.Info
- Publication number
- NO871026L NO871026L NO871026A NO871026A NO871026L NO 871026 L NO871026 L NO 871026L NO 871026 A NO871026 A NO 871026A NO 871026 A NO871026 A NO 871026A NO 871026 L NO871026 L NO 871026L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- pressure
- converter
- pump
- manifold
- medium
- Prior art date
Links
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title claims description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 40
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 24
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 8
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004092 self-diagnosis Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører et pumpesystem og en fremgangsmåte for dannelse av en tilnærmet kontinuerlig mediumstrømning uten at det oppstår vesentlige trykktransienter i systemet. Systemet innbefatter en separat hydraulikkrets og en separat pumpémediumkrets hvor pumpeeffekten overføres mellom de to kretser ved hjelp av resiproserende innretninger eller trykkomformere. Hver krets er utstyrt med et antall aktiverbare ventiler for hver omformer.
Nærmere bestemt vedrører det foreliggende konsept omforming av en oljestrøm til en slamstrøm av samme strømningsrate og trykk.
Generering av en væskestrøm med varierende eller kontinuerlig trykk opptil 450 bar og med varierende strømningsmengde fra 0-2000 liter/min. (eller en vilkårlig valgt rate høyere enn dette) er en standard industrioppgave som inneholder få usikkerhetsmomenter, forutsatt at væsken har en kjemisk sammensetning som er optimalisert for dette formålet. F.eks. vil et antall el-motorer koplet til aksialstempelpumper gi en vilkårlig høy strømningsrate i en hydraulisk leder dersom enkeltbidragene adderes i en samlestokk. Typisk vil samlestokken motta strømning fra en eller to pumper av variabelt slagvolum samt et antall pumper med fast volum.
Et konvensjonelt hydraulisk kraftaggregat på 1200 kW ytelse, som omformer elektrisk effekt til hydraulisk effekt er godt kjent fra industri og skipsfart.
Dagens utførelser av boreslamspumper representerer en mangeårig raffinering og forbedring av et 40 år gammelt konsept. Videre forbedring av det etablerte konseptet synes å måtte bli marginale i forhold til de iboende problemene. Det synes derfor å være et marked for et nytt konsept som i utgangspunktet har noen færre iboende problemer og andre typer feilmodi enn dem man finner i eksisterende slampumper.
I en konvensjonell TRIPLEX slampumpe av den typen som brukes på rigger og produksjonsplattformer 1 Nordsjøen har en typisk maksimal strømningsrate på ca. 2000 liter pr. minutt og typisk maksimalt trykk på ca. 350 bar. Dette gir effekt i størrelsesorden 1200 kW. Typisk hastighet for pumpen er 80-120 RPM. Kombinasjonen av meget lav hastighet (som er diktert av friksjonsbegrensninger), høyt trykk og stor strømningsrate krever en meget stor og tung maskin. Dette er i utgangspunktet ugunstig, særlig for flyterigger. Pumpen må stå i umiddelbar nærhet av boreslamsanlegget, altså nokså høyt oppe, noe som gjør problemet ennå mer påtrengende.
Slik det fremgår av fig. 1 kan det fastslås at dagens boreslampumper krever omforming av energi, fra det elektriske fordelingsnettet og til slam, hele 5 ganger. Med unntak av en SCR type D.C. regulator er alle disse omformingsleddene mekaniske maskiner forbundet med vedlikehold i varierende grad. Kommutatoren på D.C. motoren er et eksempel på en komponent med relativt lite vedlikehold, mens pumpens hydraulikkdel er et eksempel på en samling komponenter som krever ekstremt mye vedlikehold. Noen av de sistnevnte komponentene er rene forbruksvarer.
De mest kjente problemene i effektdelen av en konvensjonell boreslamspumpe er faren for forurensing fra hydraulikkdelene (ødelegger gir og lagre). Eget smøreoljesystem til gir og lagre kan være utsatt for forurensing av slam og vann hvilket krever ettersyn og vedlikehold. Veivsystemet består av et stort eksenterdrev med fine toleranser og er derved svært kostbart. Drivkilden er vanligvis en D.C. motor med halvled-erstyrt regulator og vannkjøling. Dette er et kostbart og omfattende system som krever automatisk og manuell overvåk-ning av flere funksjoner. Høymomentgir er standard. Drivkilden, en stor D.C. motor eller en dieselmotor må monteres nøyaktig på linje med pumpen. Kjededrift er vanlig. Remdrift forekommer. Huset som veiv, lager, gir og stempelstang er montert i, er utsatt for utmatting. Normalt garanteres en minimums levetid, f.eks. 6 til 8 år. Kostbart smistål er påkrevet. Stempelstangen er leddet. Sammenføyningen av stangdelene er kritisk med hensyn til forurensningen på flatene. Pumpen kan ikke koples inn ved høyt turtall på drivkilden. En kopling eller clutch er nødvendig. Vibrasjoner i riggen kan ødelegge lagrene under passiv lagring ombord. Konvensjonelle pumper har ikke muligheter for automatisk rotasjon av maskinen under lagring.
Med hensyn til slamdelen må de fleste komponentene i denne delen av systemet byttes ofte. Det finnes et potensielt kavitasjonsproblem, særlig ved pumping av høyviskøst slam. Dette er et iboende problem som er relatert til stemplets relativt høye hastighet i deler av sugefasen. Det er ofte nødvendig å montere en sugeakkumulator i sugeledningen fordi ladepumpen (sentrifugal type) ikke kan akselerere slammet fort nok. Både suge- og høytrykksventil er kritiske komponenter. Normal utførelse bruker forspente tilbakeslagsventiler. Fjærkarakteristikken er kritisk. Ytelsen kan synke hvis karakteristikken endrer seg. Korrosjon og erosjon er betyde-lige problemer. Erosjonsproblemet er særlig forbundet med ekstremt høye strømningshastigheter av slam forbi setet/ poppetarrangementet når ventilen lukker.
Pumpens geometri gir naturlig en variabel strømningsrate (sinusformet). En akkumulatoren må installeres på leverings-siden for å unngå trykksvingninger som kan ødelegge rørsyste-met. Akkumulatoren er forladet med N2eller luft ved høyt trykk og er derved relatert til personsikkerhet. Det mest påtrengende problemet ved pumpen synes å være relatert til pakningene mellom stempel og sylinderforing. Friksjon genererer varme som må avledes med et eget kjølesystem basert på spyling med rent vann på sylinderveggene. Dette systemet er kritisk for pumpefunksjonsdyktighet og begrensende for hastigheten. Slam-delen må under visse omstendigheter bygges om for ny type drift, dvs endring i trykk og strømningsfor-hold. Sylinderforingene krever en helt spesiell fremstill- ingsprosess, roterende støping. Ufullkommenheter i støpen er kritisk for stempelpakkenes levetid. Slammet er meget korrosivt og erosivt. Hele slamsystemet er utsatt.
Det er i løpet av de senere år lansert forskjellige konsepter for resiprokerende, hydraulisk drevne slampumper. Noen av disse har vist seg å inneholde iboende begrensninger. Særlig har det oppstått problemer med trykk-transienter ved start/- stopp- punkter i den resiprokerende bevegelse og skifte mellom resiprokerende elementer - ofte to i antall. Forsøk på å installere akkumulatorer for å glatte ut transientene har ført til uakseptabel reduksjon i virkningsgraden for noen typer.
Hovedhensikten med pumpesystemet ifølge oppfinnelsen er å overføre en del slam- hydrauliske og mekaniske problemer fra slamkretsen til oljekretsen hvor de kan takles med kjente midler. Således genereres en hydraulisk effekt ved hjelp av et konvensjonelt og velprøvet hydraulikkaggregat for så å omforme denne effekten til en tilnærmet like stor effekt (tilnærmet samme trykk og strømningsrate) i boreslamsstrømm-en. Systemet er basert på samspill mellom fortrinnsvis tre identiske maskiner eller trykkomformere. Det refereres i denne sammenheng til SU patent 1113507A hvor en trykkomformer av lignende art er beskrevet i prinsipp. Forøvrig er bruken av fleksible membraner i mekaniske, hydrauliske og pneumatisk drevne pumper godt kjent fra industrien for bruk i paknings-løse konstruksjoner for giftige og abrasive fluider og i forbindelse med målepumper hvor lekkasjen må være tilnærmet lik null. Dette er gjerne små pumper beregnet for lave trykk og små strømningsrater. Det skal også vises til GB 2003975A. Sammenlignet med konvensjonelle slampumper vil det foreliggende system by på vesentlig øket pålitelighet og levetid og derved øket effektivitet for hele boringen. Det vil gi lavere slamkostnader ved at det foreliggende system ikke knuser partikler i slammet (slik at brukt slam må erstattes). Det er praktisk mulig å dele maskinen i to enheter, et kraftaggregat og et trykkomformer-anlegg. Derved kan den tyngste delen (aggregatet) stå langt nede i riggen som derved får bedre stabilitet. Trykkomformerdelen kan bygges til Ex(i) standard. Den modulariserte oppbyggingen av apparatet vil stille redusere krav til servicepersonalet ombord i forbindelse med slampumpene, samt gi meget gode muligheter for selvdiagnose. Det gir også enkle grensesnitt for maskinen, slik at det blir lett å skifte ut moduler.
Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved et pumpesystem av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved at systemet innbefatter 3 trykkomformere hvor utgangen fra hver omformer forgrener seg til respektivt én leverende høytrykks pumpemediumsamlestokk og én tilførende lavtrykks pumpemediumsamlestokk hvor hver forgrening er anordnet med nevnte aktiverbare ventil, og at inngangen til hver omformer er dannet ved sammenløp av en tilførende høytrykks hydraulikkfluidsamlestokk og en returnerende lavtrykks hydraulikkfluidsamlestokk hvor hvert sammenløp er anordnet med nevnte aktiverbare ventil, samt innretninger som avføler trykkomformerens endeposisjoner og gir signaler til aktivering av respektive ventiler i en sekvens bestemt av en elektronisk styringsenhet. En fremgangsmåte og ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av de etterfølgende uselvstendige krav.
Andre og ytterligere formål, trekk og fordeler vil fremkomme fra den følgende beskrivelse av en for tiden foretrukket utførelse av oppfinnelsen, gitt for beskrivelsesformål og gitt i forbindelse med de vedlagte tegninger hvor;
Fig. 1 viser energistrømmen et tradisjonelt slampumpesystem,
fig. 2 viser skjematisk en type trykkomformer,
fig. 3 viser skjematisk et pumpesystem ifølge oppfinnelsen hvor det inngår 3 trykkomformere, og
fig. 3-1 til
3-19 viser skjematisk pumpesystemet ifølge fig. 3 i de ulike faser av en pumpesyklus.
Med referanse til fig. 1 viser dette effektflyten- og omformingen i et tradisjonelt slampumpesystem av den typen som ofte brukes på rigger og produksjonsplattformer. Systemet innbefatter en D.C. motor 22, en transmisjon 23 (belte eller kjede), en veksel 24 (gir) og en stempelpumpe 25 med slam-strøm som utgang 26. Som tidligere nevnt krever boreslampumper av denne art omforming av energi hele 5 ganger.
Fig. 2 viser en resiproserende trykkomformer av membrantypen. Denne har enkelte likhetspunkter med en vanlig industritype hydraulisk blære- akkumulator. Den består i prinsippet av en trykkbeholder 30 som inneholder en blære 13 av et fleksibelt materiale med lav permeabilitet eller en belg av syrefast stål. I motsetning til en vanlig hydraulikkakkumulator, som har et volum av komprimert nitrogen på utsiden av blæren og hydraulikk- olje på innsiden, vil trykkomformeren ifølge den viste utførelse ha hydraulikk- olje på utsiden og boreslam på innsiden. Når olje pumpes inn på utsiden av blæren under høyt trykk (omformerens kompresjonsslag) vil slam strømme ut 15 av blæren 13 med nærmest samme strømningsrate og samme trykk. Dette gir en tilnærmet 10056 overføring av effekt fra oljesiden til slamsiden. I omformerens sugeslag presser en ladepumpe (ikke vist) slam fra en beholder (ikke vist) inn i blæren 13 og trykker derved ut oljen tilbake i oljereservo-aret. Dette skjer under lavt trykk, f.eks. 10 - 15 bar. Det oppstår således ingen form for kavitasjon siden hele opera-sjonen er basert på et aktivt trykk fra ladepumpen. I første tilnærming kan enn si at begge væsketyper er inkompresible (grov tilnærming for oljen), dvs. eksplosjonsfare tilsvarende den som potensielt finnes for vanlige hydraulikk- akkumulatorer eksisterer ikke. Den smiprosessen som i praksis brukes for blæreakkumulatoren er derfor ikke nødvendig, heller ikke de store sikkerhetsmarginer. Beholderen blir derfor i utgangspunktet rimelig i fremstilling.
Trykkomformeren krever enkelte vesentlige komponenter som beskrives i det følgende. For å detektere slutt på suge/ kompresjonsslag (altså behov for sjalting av ventilen) må det installeres minimum 2 sensorer. Mens innholdet (forholdet mellom gassvolum og oljevolum) i en konvensjonell hydraulisk akkumulator måles som funksjon av trykket i akkumulatoren, dvs kompresjonen av nitrogen- forladningen, er trykket i en trykkomformer tilnærmet konstant over et slag-intervall.
Når blæren ekspanderer (sugeslag) vil den omsider treffe veggen i trykkbeholderen 30. Dette kan detekteres ved hjelp av en elektronisk eller magnetisk endebryter 19. For å detektere en naturlig endeposisjon for kopresjonsslaget, må det installeres en brakett med en endebryter 7 inne i blæren 13. I den prefererte utførelsen kan en slik brakett i praksis utføres som et perforert rør 16 dimensjonert til å tåle et eksternt trykk tilsvarende det største statiske trykket som kan forekomme i oljehydraulikken.
Kabling til den sistnevnte posisjonssensoren 17 føres gjennom veggen i trykkbeholderen 30 ved hjelp av en konvensjonell bulkhead penetrator.
Dersom trykkomformeren utføres med en belg som isolasjon mellom slam- og oljekretsene, er det mulig å installere absolutt posisjonsmåling på belgen. Regulering av slamfyll-ingen forenkles derved i noen grad.
Når slampumpen skal være ute av drift for en periode vil det være behov for rengjøring av slamdelene. Dette kan utføres ved å spyle vann med høy hastighet gjennom slamdelen av trykkomformeren og rør/ventilsystemer. For å kunne sikre god rengjøring bør det være mulig å føre et rør gjennom en flens 18 på toppen av trykkbeholderen 30 ned og inn i det perfo- rerte røret 16 inne i trykkbeholderen. Ved å skylle vann gjennom radielt orienterte dyser i dette røret kan blæren rengjøres.
Det skal imidlertid forstås at enhver resiproserende innret-ning som kan utføre eller omforme et pumpearbeide kan utnyttes slik som eksempelvis en resiproserende stempelpumpe.
Fig. 3 viser en rent skjematisk fremstilling av pumpesystemet ifølge oppfinnelsen hvor systemet utgjøres av 3 trykkomformere 100,200,300 og 12 isolasjonsventiler 1-12. Systemet har en separat hydraulikkrets H og en separat pumpemediumkrets P. Hydraulikkretsen har en leveringsside som utgjøres av en høytrykkspumpe (maksimalt 400 bar) som leverer hydraulikk-olje til en samlestokk. Samlestokken er forgrenet til respektive tilførselsventiler 7,9,11. Hydraulikkretsen innbefatter videre respektive returventiler 8,10,12 som er knyttet til en lavtrykks samlestokk for retur av hydraulikk-olje.
Pumpemediumkretsen innbefatter en fødepumpe for slam som leverer til en lavtrykks samlestokk. Samlestokken forgrener seg til respektive tilføringsventiler 2,4,6 for oppfylling av pumpemedium i omformerne 100,200,300. Denne krets innbefatter også en høytrykks samlestokk for slammet (maksimalt 400 bar) som tilføres høytrykksslam gjennom respektive leveringsven-tiler 1,3,5. Ventilene 1-12 er aktivt styrt fra en PLC eller lignende industritype datamaskin via solenoidopererte pilot-ventiler.
Pumpemekanismen vil i det følgende forklares med henvisning til fig. 3-1 til 3-19. Det skal imidlertid understrekes at det er to hovedmålsetninger som ligger til grunn for det viste systemet, nemlig operering av slamventilene ved 0 differansetrykk og/eller 0 strømning slik at erosjon unngås, samt at det unngås trykktransienter i begge kretser. I det foreliggende system er aktiv brudd av en oljestrøm begrenset til oljesiden (ventilene 7 - 12), men selv her er brytepro-sessen svært skånsom, i det heller ikke oljeventilene sjaltes under differensialtrykk av betydning. Bryting av strømmen skjer videre bare i perioder hvor det finnes alternative løp for oljen og hvor deler av oljestrømmen allerede flyter i det alternative løpet.
Sekvensen av lukking/åpning av isolasjonsventilene er organisert slik at en eller to trykkomformer (e) til enhver tid pumper slam ut i høytrykk-samlestokken mens fødepumpen ved slambeholderen pumper slam ved lavt trykk inn i én eller to trykkomformere.
Beskrivelsen av en pumpesyklus begynner med status som er vist i 3-1, hvor' trykkomformer 100 pumper slam ut i samlestokken, men nærmer seg slutten av sitt pumpeslag. Skissen antyder at 556 av trykkomformerens volum er slam og 95% er olje. Trykkomf ormeren 200 er full av slam ( 98% vist som en praktisk verdi) og fullstendig isolert fra alle fire samle-stokker. Trykkomformeren 300 er under slamfylling fra slamsystemets lavtrykks samlestokk (en sentrifugalpumpe i slambeholderen pumper slam inn i samlestokken). Fig.3-2 viser situasjonen en kort tid senere (f.eks. et sekund) der trykkomformer 200 koples inn. Figuren viser for enkelhet både ventil 3 og 9 i åpen stilling. I praksis vil man åpne 9 et øyeblikk før 3 slik at en eventuell sjalting av ventil med differansetrykk skjer på oljesiden (i fall noe væske skulle ha lekket ut under hvileintervallet). I prinsippet er hele trykkomformer 200 full av væske under trykk. Uansett åpnes 3 under 0 differansetrykk. Når både 3 og 9 er åpne vil oljen fra høytrykks stokken fordele seg på trykkomformer 100 og 200. Figur 3-3 viser situasjonen et øyeblikk senere der ventil 7 langsomt lukkes slik at strømningen gjennom 7 avtar mens strømningen gjennom 9 øker tilsvarende. Lukkingen av 7 foregår med kontrollert hastighet slik at trykktransientene blir helt minimale. Det skal bemerkes spesielt at strømnings- raten i begge høytrykkssamlestokker er konstant for en valgt rate. Strømnlngsraten i lavtrykkssaarlestokkene er også tilnærmet konstant, men kan variere langsomt over tid, dvs med helt minimale transienter. (De små variasjonene er for å sikre slamfylling i riktig tempo).
Når ventil 7 er helt lukket har trykkomf ormeren 200 helt overtatt pumpefunksjonen og trykkomformeren 100 isoleres fra alle samlestokkene som vist i fig. 3-4.
Fyllingen av trykkomformer 300 pågår inntil situasjonen som vist i fig. 3-5 oppstår. Trykkomf ormeren 300 er nesten full av slam og skal isoleres. For å holde strømningsratene 1 samlestokkene konstant, åpnes nå for fylling av slam i trykkomformeren 100 før trykkomformeren 300 stenges for slamfylling. Ventil 8 åpnes først (fig. 3-6) for å håndtere et eventuelt innestengt trykk. Straks 8 er helt (eller endog delvis) åpen, åpnes 2 og slamstrømmen begynner (i parallell med strømmen til omformeren 300). Nå lukker ventil 12 langsomt (3-7) slik at hele slamstrømmen i lavtrykksstokken overføres til omformeren 100. Omformeren 300 isoleres deretter totalt ved å lukke 6 (fig. 3-8) og er nå inne i hvileslaget, isolert fra samlestokken og tilnærmet full av slam. Pumpefunksjonen ivaretas stadig uforstyrret av omformeren 200, men omformeren 100 fylles av slam. Fig. 3-9 viser situasjonen noe senere når omformeren 200 nærmer seg slutten av pumpeslaget, omformeren 300 skal overta pumpingen og omformeren 200 blir fylt av slam. Vekslingen foregår som beskrevet for overgangen fra omformeren 100 til 200. Tilsvarende, når omformeren 300 er koplet inn og går i parallell med omformeren 200 (fig.3-10), koples omformeren 200 langsomt ut (fig. 3-11) og isoleres totalt (fig. 3-12). Fyllingen av omformeren 100 og tømmingen av omformeren 300 fortsetter inntil omformeren 100 er full av slam og skal isoleres. Vekslingen foregår som beskrevet foran inntil omformeren 100 er isolert og omformeren 2 har overtatt hele lavtrykksslam- strømmen (fig. 3-13 og 3-14). Vekselvirkning og samspill mellom de 12 ventilene og de 3 omformerne fortsetter som beskrevet inntil syklusen er komplett (fig. 3-15 til 3-19) og situasjonene er identisk med den som var antatt i utgangspunktet .
I det følgende skal regulering av raten for slamfylling til den enkelte trykkomformer beskrives nærmere.
I en vanlig hydraulisk akkumulator av industriell type kan de respektive volumene av N<2>og olje avledes inferensielt ved å avlese trykket i akkumulatoren. Når alle faste data for akkumulatoren er kjent (dimensjoner, forladningstrykk, etc.) kan alle parametre beregnes. I en trykkomformer (som beskrevet foran) er trykket tilnærmet konstant gjennom hver av de to slag-intervaller (ved et gitt trykkområde fastsatt av brønndata) og det er således ikke mulig å bestemme volumfor-holdet slam/olje ved hjelp av enkel instrumentering. Ende-posisjonene kan derimot detekteres som beskrevet tidligere. Dertil kan oljestrømmen i samlestokken (høytrykkssiden) tilnærmet beregnes ved at fortrengningsvolum og omdreinings-hastighet er kjent for oljepumpene (typisk aksialstempelmas-kiner), eller leveringsmengden kan måles ved kjente og velprøvde metoder.
Derved er den ønskelige fyllingsraten kjent med tilstrekkelig nøyaktighet. Den kan enkelt reguleres ved hastighetsregu-lering av fødepumpen (hydrostatisk transmisjon eller fre-kvensstyrt kortsluttmotor). Siden denne pumpen bare leverer et lavt trykk er effektbehovet relativt lavt (typisk 60-80 kW for en 1200 kW pumpe) og virkningsgraden i reguleringskretsen ganske ukritisk. Økonomisk har dette behovet for regulering liten betydning. Alternativt kan returoljen til oljereservo-aret strupes med en styrt blende, slik som er vanlig praksis for industrielle hydraulikkanlegg.
Med en trykkomformer basert på belgprinsippet lettes reguler-ingen av fødepumpen som beskrevet foran (mulighet for innbygging av analog posisjonssensor).
Claims (6)
1.
Pumpesystem for dannelse av en tilnærmet kontinuerlig mediumstrømning uten at det oppstår vesentlige trykktransienter i systemet, innbefattende en separat hydraulikk-krets (H) og en separat pumpemediumkrets (P) hvor pumpeeffekten overføres mellom de to kretser ved hjelp av resiproserende innretninger eller trykkomformere, et antall aktiverbare ventiler for hver omformer plassert både i hydraulikk-kretsen og i pumpemediumkretsen, karakterisert ved at systemet innbefatter 3 trykkomformere (100,200,300) hvor utgangen fra hver omformer forgrener seg til respektivt en leverende høytrykks pumpemediumsamlestokk og en tilførende
lavtrykks pumpemediumsamlestokk hvor hver forgrening er anordnet med nevnte aktiverbare ventil (1-12), og at inngangen til hver omformer er dannet ved sammenløp av en tilfør-ende høytrykks hydraulikkfluidsamlestokk og en returnerende lavtrykks hydraulikkfluidsamlestokk hvor hvert sammenløp er anordnet med nevnte aktiverbare ventil, og innretninger (17,19) som avføler trykkomformerens endeposisjoner og gir signaler til aktivering av respektive ventiler (1-12) i en sekvens bestemt av en styringsenhet.
2.
Pumpesystem ifølge krav 1, karakterisert ved at hver trykkomformer er av membrantypen.
3.
Pumpesystem ifølge krav 1, karakterisert ved at trykkomformeren er av stempeltypen.
4.
Pumpesystem ifølge krav 1-3, karakterisert ved at antallet trykkomformere er et antall delelig på tre.
5.
Fremgangsmåte for pumping av fluider ved pumpesystemet ifølge krav 1 - 4, karakterisert ved at pumpemedium pumpes fra minst en og ikke mer enn to trykkomf ormere til enhver tid ut i høytrykks samlestokken, idet opereringsse-kvensen for lukking/åpning av ventilene skjer i overlappende forhold til signaler fra endefølerne og styringsenheten.
6.
Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at i en fase tilføres høytrykks hydraulikkfluid gjennom den tilhørende åpne tilførselsventil (7) med retur-ventilen (8) lukket, til en første trykkomformer (100) som overfører trykket til pumpemediet som pumpes ut i høytrykks mediumsamlestokken gjennom den tilhørende åpne leverings-ventil (1) og med tilføringsventilen (2) lukket, samtidig som hydraulikkfluid og medium sperres til og fra en andre trykkomformer (200) ved at samtlige tilhørende ventiler (3,4,9,10) er lukket, og at medium fra lavtrykks samlestokken oppfylles i en tredje trykkomformer (300), gjennom den tilhørende åpne tilføringsventil (6) med leveringsventilen (5) lukket, idet hydraulikkfluidet returneres ut av omformeren (300) til lavtrykks samlestokken gjennom den tilhørende åpne returventil (12) med tilførselsventilen (11) lukket.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO871026A NO871026L (no) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | Apparat for pumping av abrasive fluider. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO871026A NO871026L (no) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | Apparat for pumping av abrasive fluider. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO871026D0 NO871026D0 (no) | 1987-03-12 |
NO871026L true NO871026L (no) | 1988-09-13 |
Family
ID=19889770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO871026A NO871026L (no) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | Apparat for pumping av abrasive fluider. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO871026L (no) |
-
1987
- 1987-03-12 NO NO871026A patent/NO871026L/no unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO871026D0 (no) | 1987-03-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11867203B2 (en) | Linear actuator assembly and system | |
EP3134648B1 (en) | Fluid delivery system with a shaft having a through-passage | |
US4309152A (en) | Hydraulic motor/pump with variable mechanical advantage | |
US20040159437A1 (en) | Sub-sea blow case compressor | |
NO843486L (no) | Fremgangsmaate for styring av en pumpe og anordning for pumping saerlig av et meget viskoest fluidum e.l | |
Hunt et al. | The hydraulic handbook | |
NO20100904A1 (no) | Et trykkreguleringssystem for motor- og pumpebarrierefluider i en undersjoisk motor- og pumpemodul | |
US11326626B2 (en) | Prime mover system and methods utilizing balanced flow within bi-directional power units | |
NO20100902A1 (no) | Et trykkutligningsbasert reguleringssystem for barriere- og smorefluider for en undersjoisk motor- og pumpemodul | |
Doddannavar et al. | Practical hydraulic systems: operation and troubleshooting for engineers and technicians | |
NO20100903A1 (no) | Et trykkreguleringssystem for motor- og pumpebarrierefluider med differensialtrykkstyring | |
NO338790B1 (no) | Fremgangsmåte og system for regulering av fluid | |
NO20100905A1 (no) | Et kombinert trykkreguleringssystem og -enhet for barriere- og smorefluider for en undersjoisk motor- og pumpemodul | |
NO871026L (no) | Apparat for pumping av abrasive fluider. | |
US20190162206A1 (en) | Prime Mover System and Methods Utilizing Balanced Flow within Bi-Directional Power Units | |
CN100582437C (zh) | 液压动力供给系统 | |
US11384749B2 (en) | Pump assembly | |
Vandell et al. | The pluses of positive displacement | |
RU2244800C1 (ru) | Универсальный гидравлический подвесной трубный ключ | |
Adamopoulos | Technical Aspects of Pumping Warranties Explained | |
SE526018C2 (sv) | Anordning för alstring och upprätthållande av ett önskat tryck/flöde | |
Schiavello et al. | Tutorial on Special Purpose Pumps-Pitot; Progressing Cavity; Air Operated Diaphragm; And Hydraulically Actuated Diaphragm | |
Brennan | Rotary pump drives | |
Nelik et al. | Library of Congress Cataloging-in-Publication Data | |
Tatro | A study of pumps for the Hot Dry Rock Geothermal Energy extraction experiment (LTFT (Long Term Flow Test)) |