Hidraulikus forgóhengerek olajmezei szelepekhez: működési elv, kiválasztás és tervezési határok
News Details
Az olajmezői szelepeknek nyomás, rezgés és zord időjárás körülményei között kell működniük. Ugyanakkor a fúróberendezések és a tengeri platformok gyakran kevés helyet hagynak a működtető számára.
A hidraulikus forgóhenger a folyadéknyomást szabályozott forgómozgássá alakítja. Negyedfordulatú golyós, pillangó- és dugószelepek esetén képes biztosítani az áramlási útvonal kinyitásához vagy bezárásához szükséges 90°-os mozgást.
A csigakerekes forgóműködtetők érdemes figyelembe venni, ha a telepítési hely szűk. A megbízható szelepműködtetés azonban a teljes szerelvénytől függ: működtető, tengelykapcsoló, vezérlők, hidraulikus ellátás és vészüzemi rendszer.
Tartalomjegyzék
- Mi az olajmezői hidraulikus forgóhenger?
- Hogyan működik egy csigakerekes forgóműködtető?
- Hogyan hasonlíthatók össze a forgóműködtető-kialakítások?
- Hogyan kell ellenőrizni a szelepek nyomatékát?
- Mennyi olajra és áramlásra van szükség?
- Mi teszi alkalmassá a működtetőt az olajmezői használatra?
- Melyek a fő tervezési korlátok?
- Milyen információkra van szükség az egyedi megoldáshoz?
Mi az olajmezői hidraulikus forgóhenger?
A hidraulikus forgóhenger egy korlátozott szögű működtető, amely egy kimenő tengelyt vagy karimát forgat. Megfelelő tengelykapcsolón keresztül a szelep szárához csatlakoztatva biztosítja a szelep működési pozíciói közötti mozgatásához szükséges nyomatékot.
Tipikus alkalmazások közé tartoznak a technológiai vezetékeken, elosztókon és kiválasztott fúrórendszereken található negyedfordulatú szelepek.
Azonban nem minden olajmezői szelep használ forgómozgást. Sok tolózár és felszíni biztonsági szelep lineáris működtetőket igényel. Ezért a működtető kiválasztása előtt meg kell erősíteni a szeleptípust és a szár mozgását.
Hogyan működik egy csigakerekes forgóműködtető?
A csigakerekes forgóműködtető belső mechanizmust használ a dugattyú mozgásának forgássá alakítására.
Egy tipikus csúszó hornyos kialakításban:
- A hidraulikus olaj egy nyomáskamrába áramlik.
- A nyomás a dugattyút a működtető test mentén mozgatja.
- A csiga hornyok vezetik a mozgó részeket és forgatják a kimenő tengelyt.
- A tengely a tengelykapcsolón keresztül továbbítja a nyomatékot a szelep szárához.
- A nyomásellátás megfordítása megfordítja a mozgást.
Ez az elrendezés a mozgásátalakítást egy kompakt házon belül helyezi el. Más csiga kialakítások eltérő belső mechanizmusokat használnak, ezért a kimeneti jellemzőket az adott modellhez kell igazítani.
Csigakerék vs. fogasléc és fogaskerék vs. lapátos működtetők
Minden kialakítás kínál előnyöket. A legjobb választás a szelep terhelésétől függ, nem pedig egyetlen teljesítményállítástól.
| Kialakítás | Fő előny | Kiválasztási ellenőrzés | |
| Fogasléc és fogaskerékKözvetlen hajtás kialakult szelepvezérlési elrendezésekkelTelepítési hely, fogterhelés és hézagok | |||
| Lapátos | Egyszerű forgó mechanizmus kevés mozgó résszel | Tömítettség, nyomásérték és elérhető mozgástartomány |
A csigakerekes működtetők alkalmasak lehetnek szűk telepítésekre, amint azt a kereskedelmi negyedfordulatú szelepműködtető-kialakítások is mutatják. Mindazonáltal nem automatikusan a legjobb választás minden olajmezői szelephez.
A közzétett nyomaték- és pozícionálási adatok meghatározott termékekre vonatkoznak. Nem kezelhetők általános értékelésként minden csigahengerre.
Hogyan válassza ki a szükséges nyomatékot?
Kezdje a szelepgyártó nyomatékadataival a tényleges üzemi körülmények között.
Ellenőrizze:
- Indítási nyomaték: Az a nyomaték, amely a szelep mozgásának megindításához szükséges, miután az egy ideig állt.
- Futási nyomaték: A mozgás során szükséges nyomaték.
- Ülési és felemelési nyomaték: A zárt pozíció közelében szükséges nyomaték.
- Üzemi hatások: Különbségi nyomás, hőmérséklet, lerakódások, korrózió és a műveletek közötti idő.
Ezután hasonlítsa össze a szelep nyomatékigényét a működtető által elérhető teljes kimenő teljesítménnyel a teljes löket során, a minimális elérhető hidraulikus nyomást figyelembe véve.
Alkalmazza a szelepszállítóval és a projekt specifikációjával egyeztetett biztonsági tartalékot. Ellenőrizze továbbá a szelep szárának maximálisan megengedhető nyomatékát. Egy túlméretezett működtető károsíthatja a szárat, üléseket vagy tengelykapcsolót, ha a nyomást nem korlátozzák megfelelően.
A nagyobb nyomaték nem helyettesítheti a beszorult vagy sérült szelep ellenőrzését.
Mennyi olajra és áramlásra van szüksége a működtetőnek?
Kezdeti becsléshez:
Működési idő másodpercben ≈ 60 × löket térfogat literben ÷ áramlás liter per percben
Például egy 90°-os lökethez 0,5 literre szoruló működtető körülbelül 6 másodpercet vesz igénybe 5 liter per perc áramlásnál.
Ez egy ideális becslés. A tényleges idő a szelepkorlátozásoktól, a terheléstől, az olaj hőmérsékletétől, a szivárgástól és az elérhető nyomástól függ.
A nyitási és zárási idők eltérőek lehetnek. Ezért mindkét irányt külön kell meghatározni, és a teljesítményt teszteléssel kell megerősíteni.
Miért érdemes hidraulikus működtetést fontolóra venni olajmezői szelepekhez?
A hidraulikus működtetés jelentős nyomatékot biztosíthat kompakt telepítésen belül. Emellett lehetővé teszi, hogy az erőforrást a szeleptől távol helyezzék el, és a tömlők vagy csövek továbbítják a nyomást a működtetőhöz.
Megfelelő vezérléssel a rendszer támogatni tudja:
- Távoli szelepműködtetést.
- Szabályozott nyitási és zárási sebességeket.
- Pozícióvisszajelzést.
- Vészüzemi mozgást tárolt energiával.
- Integrációt egy elektrohidraulikus vezérlőegységgel.
Azonban a hidraulikus nyomás önmagában nem garantálja a stabil pozícionálást, ütésállóságot vagy a biztonságos leállítást. Ezek a funkciók az áramkörtől és a mechanikai kialakítástól függenek.
A pozíciótartás és a biztonságos mozgás különböző dolgok
Egy szelepnek szükség lehet arra, hogy az áramkimaradás után is a helyén maradjon, automatikusan záródjon vagy automatikusan nyíljon. A szükséges művelet a folyamatbiztonsági értékelésből származik.
Pozíciótartás használhat vezérelt visszacsapó szelepeket vagy más megfelelő tartó elrendezést. A szivárgást, a hőmérséklet-változásokat és a bezárt nyomást továbbra is figyelembe kell venni.
Biztonságos mozgás megbízható energiaforrást és vezérlési utat igényel. A kialakítástól függően ez tartalmazhat visszatérő rugót vagy hidraulikus akkumulátort.
Az akkumulátort a szükséges löket, a minimális üzemi nyomás, a hőmérsékleti tartomány és a tartalék kapacitás figyelembevételével kell méretezni. Ellenőrizni kell, hogy képes-e befejezni egy vészüzemi műveletet.
A kereskedelmi biztonságos rendszerek rugóvisszatérítésű vagy akkumulátoros elrendezéseket használnak a szelepek meghatározott biztonságos pozícióba mozgatására.
Milyen védelmet igényel az olajmezői környezet?
A kültéri és tengeri használat során a működtetőknek sóködnek, pornak, rezgésnek és nagy hőmérséklet-változásoknak kell kitenniük.
Az anyag, a bevonat, a rögzítőelemek és a tömítések kiválasztásának ezekhez a körülményekhez kell igazodnia. A tömítések kiválasztásakor figyelembe kell venni a hidraulikus folyadékot és az üzemi hőmérsékletet is.
A veszélyes területekre való alkalmassághoz a teljes csomag áttekintése szükséges, beleértve a mágnesszelepeket, kapcsolókat, érzékelőket és a potenciális gyújtóforrásokat. A jó tömítés önmagában nem jelenti a robbanásvédelmet.
Hasonlóképpen, a fedélzeti telepítésre alkalmas működtető nem automatikusan alkalmas tenger alatti használatra. A tenger alatti használathoz ellenőrizni kell a külső nyomást, a nyomáskompenzációt, a csatlakozókat és az esetleges ROV felülvezérlő interfészt.
Hol teljesíthet rosszul a rendszer?
A teljesítmény csökkenthet, ha a működtetőt csak a névleges nyomaték alapján választják ki.
Gyakori problémák közé tartozik az elégtelen ellátási nyomás, a túlzott visszatérési nyomás, a rossz tengelykapcsoló-kiegyenlítés, a szennyezett olaj és a nem megfelelő tömítések.
Más korlátok külön figyelmet igényelnek:
- Rezgés: A hidraulikus csillapítás önmagában nem akadályozza meg a nem kívánt szelepmozgást.
- Pontosság: A pontos tengelypozícionálás nem bizonyítja, hogy a szelepek megfelelően tömítenek.
- Gyors zárás: A működtető lengéscsillapítása csökkenti a mechanikai ütést, de a csővezeték-lökést külön folyamatvizsgálatnak kell alávetni.
- Vészüzemi működtetés: A tartószelep nem képes a leállítási löket befejezéséhez szükséges energiát biztosítani.
A zárási időt ezért mind a leállítási követelmény, mind a csővezeték átmeneti viselkedése alapján kell beállítani.
Mit kell biztosítania az egyedi működtető áttekintéséhez?
Hasznos műszaki megbeszéléshez adja meg:
- A szelep típusát, méretét, nyomásosztályát és a folyamat körülményeit.
- A nyomatékigényeket az üzemi löket során.
- A maximálisan megengedhető szárnyomatékot.
- A szükséges mozgástartományt és a nyitási/zárási időket.
- A minimális és maximális hidraulikus nyomást.
- A szerelési rajzokat, a tengelykapcsoló méreteit és a térbeli korlátokat.
- A hőmérsékleti, korróziós, rezgési és veszélyes területi követelményeket.
- Az áram- vagy hidraulikus ellátás elvesztésére adott szükséges választ.
- A visszajelzési, felülvezérlési, ellenőrzési és tesztelési követelményeket.
Beszélje meg olajmezői szelepprojektjét a Shellpponnal
A kompakt csigakerekes működtető erős jelölt lehet a negyedfordulatú olajmezői szelepekhez. A végső választást a hitelesített nyomatékadatok, a telepítési korlátok és a világosan meghatározott vészüzemi válasz alapján kell meghozni.
Shellppon Hydraulic hidraulikus hengerek gyártását és OEM/ODM szolgáltatásokat nyújt. A komponensek kiválasztásáról vagy egyedi projektről való tárgyaláshoz vegye fel a kapcsolatot a Shellpponnal a szelepadataival, rajzaival és üzemi követelményeivel.
