BRPI1004733A2

BRPI1004733A2 - control module with double ball valve assemblies

Info

Publication number: BRPI1004733A2
Authority: BR
Inventors: Alfred Moore Williams
Original assignee: Dril Quip Inc
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2010-11-12
Publication date: 2012-06-26

Abstract

MóDULO DE CONTROLE COM MONTAGENS DE VáLVULA DE DUPLA ESFERA. Um sistema de controle submarino pode ter um módulo de controle tendo uma pluralidade de montagens de válvula de dupla esfera. Cada montagem de válvula de dupla esfera pode ser conectada a uma linha de fornecimento, a uma linha de saída e a uma linha de função conectada a um dispositivo submarino para controlar o dispositivo submarino.CONTROL MODULE WITH DOUBLE BALL VALVE MOUNTINGS. A subsea control system can have a control module having a plurality of double ball valve assemblies. Each double ball valve assembly can be connected to a supply line, an output line and a function line connected to a subsea device to control the subsea device.

Description

"MODULO DE CONTROLE COM MONTAGENS DE VALVULA DE DUPLA ESFERA""CONTROL MODULE WITH DOUBLE BALL VALVE ASSEMBLIES"

ANTECEDENTESBACKGROUND

A presente invenção diz respeito a sistemas de controle submarino, e mais particu- larmente, em certas modalidades, a módulos de controle tendo montagens de válvula de dupla esfera para controlar um ou mais dispositivos submarinos.The present invention relates to subsea control systems, and more particularly in certain embodiments, to control modules having dual ball valve assemblies for controlling one or more subsea devices.

Módulos de controle de uma maneira geral ficam adjacentes a um ou mais disposi- tivos submarinos e têm a capacidade de comunicar sinais de um operador em um navio pa- ra o dispositivo submarino e/ou a partir dele. Válvulas em módulos de controle convencio- nais tipicamente têm somente duas posições: uma posição de fornecimento para permitir que fluido de controle passe de linhas de fornecimento através das válvulas e para dentro de linhas de função, e uma posição de saída para permitir que fluido de controle passe das li- nhas de função através das válvulas e para dentro de linhas de saída. Ambas as posições exigem que fluido de controle flua para uma ou outra das posições de fornecimento ou de saída, tornando assim detecção de vazamento impraticável. Adicionalmente, válvulas em módulos de controle convencionais têm orifícios muito pequenos, os quais são propensos à obstrução. Estes orifícios pequenos colocam uma ênfase em limpeza de fluido para fluido hidráulico tipicamente usado em tais módulos de controle. Assim, módulos de controle de uma maneira geral devem ter, cada um, um filtro de tela e usar fluido de controle caro. Qualquer falha das válvulas, se causada por contaminação ou por outro modo, pode resultar na necessidade de recuperar/consertar o módulo para reparar a falha.Control modules are generally adjacent to one or more subsea devices and have the ability to communicate signals from an operator on a ship to and from the subsea device. Valves in conventional control modules typically have only two positions: a supply position to allow control fluid to pass supply lines through the valves and into function lines, and an outlet position to allow control fluid to flow. control passes the function lines through the valves and into output lines. Both positions require control fluid to flow to either supply or outlet position, thus making leak detection impractical. Additionally, valves in conventional control modules have very small holes which are prone to clogging. These small holes place an emphasis on fluid cleaning for hydraulic fluid typically used in such control modules. Thus, control modules generally should each have a screen filter and use expensive control fluid. Any valve failure, whether caused by contamination or otherwise, may result in the need to recover / repair the module to repair the failure.

SUMÁRIOSUMMARY

Uma modalidade da presente revelação fornece um sistema de controle submarino compreendendo um módulo de controle tendo uma pluralidade de montagens de válvula de dupla esfera. Cada montagem de válvula de dupla esfera desta modalidade é conectada a uma linha de fornecimento, a uma linha de saída e a uma linha de função conectada a um dispositivo submarino para controlar o dito dispositivo submarino.One embodiment of the present disclosure provides an subsea control system comprising a control module having a plurality of double ball valve assemblies. Each dual ball valve assembly of this embodiment is connected to a supply line, an outlet line and a function line connected to an underwater device to control said underwater device.

Uma outra modalidade fornece um módulo de controle compreendendo uma plura- lidade de montagens de válvula de dupla esfera e componentes eletrônicos configurados para controlar a pluralidade de montagens de válvula de dupla esfera. Nesta modalidade cada uma da pluralidade de montagens de válvula de dupla esfera compreende um distribu- idor de fornecimento, um distribuidor de saída e uma porta de função.Another embodiment provides a control module comprising a plurality of double ball valve assemblies and electronic components configured to control the plurality of double ball valve assemblies. In this embodiment each of the plurality of double ball valve assemblies comprises a supply manifold, an outlet manifold and a function port.

Também uma outra modalidade fornece um sistema de controle submarino com- preendendo um módulo de controle tendo uma pluralidade de montagens de válvula de du- pia esfera que controlam uma pluralidade de funções submarinas.Also another embodiment provides an subsea control system comprising a control module having a plurality of double ball valve assemblies that control a plurality of subsea functions.

Os recursos e vantagens da presente invenção estarão prontamente aparentes pa- ra os versados na técnica. Embora os versados na técnica possam efetuar inúmeras mu- danças, tais mudanças estão dentro do espírito da invenção.The features and advantages of the present invention will be readily apparent to those skilled in the art. Although those skilled in the art can effect innumerable changes, such changes are within the spirit of the invention.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

A figura 1A ilustra uma montagem de válvula de dupla esfera em uma posição de saída de acordo com certas modalidades da presente revelação.Figure 1A illustrates a double ball valve assembly in an outlet position in accordance with certain embodiments of the present disclosure.

A figura 1B ilustra a montagem de válvula de dupla esfera da figura 1A em uma po- sição de fornecimento de acordo com certas modalidades da presente revelação.Figure 1B illustrates the dual ball valve assembly of Figure 1A in a supply position in accordance with certain embodiments of the present disclosure.

A figura 1C ilustra a montagem de válvula de dupla esfera da figura 1A em uma po- sição de bloqueio de acordo com certas modalidades da presente revelação.Fig. 1C illustrates the double ball valve assembly of Fig. 1A in a lock position in accordance with certain embodiments of the present disclosure.

A figura 2 ilustra um esquema de um módulo de controle de acordo com certas mo- dalidades da presente revelação.Figure 2 illustrates a schematic of a control module according to certain embodiments of the present disclosure.

A figura 3 ilustra uma vista superior seccional transversal de um módulo de contro- le, olhando para baixo em uma placa de base, de acordo com certas modalidades da pre- sente revelação.Figure 3 illustrates a cross-sectional top view of a control module looking down on a baseplate in accordance with certain embodiments of the present disclosure.

A figura 4 ilustra uma vista lateral seccional transversal de um módulo de controle de acordo com certas modalidades da presente revelação.Figure 4 illustrates a cross-sectional side view of a control module according to certain embodiments of the present disclosure.

A figura 5 ilustra uma vista em perspectiva de um módulo de controle de acordo com certas modalidades da presente revelação.Figure 5 illustrates a perspective view of a control module in accordance with certain embodiments of the present disclosure.

A figura 6 ilustra uma vista lateral de um módulo de controle e de um dispositivo submarino de acordo com certas modalidades da presente revelação.Figure 6 illustrates a side view of a control module and an underwater device in accordance with certain embodiments of the present disclosure.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOSDETAILED DESCRIPTION OF DRAWINGS

Referindo-se às figuras 1A-1C, cada montagem de válvula de dupla esfera 16 pode ter a primeira válvula de esfera 38, a segunda válvula de esfera 40, o duplo motor 42 (ilus- trado como 42A e 42B) e o transdutor de pressão 44. Em algumas modalidades, as monta- gens de válvula de dupla esfera 16 também podem incluir conjunto de engrenagens de transmissão (não mostrado). As válvulas de esfera 38 e 40 podem se acoplar ou de outro modo ter as configurações reveladas na publicação de patente US 2005/0252556, a qual está incorporada a este documento na sua totalidade pela referência. As válvulas de esfera 38 e 40 podem usar vedações de metal e suportar 10.000 psi (68.947,57 kPa) ou 15.000 psi (103.421,36 kPa), por exemplo. As válvulas de esfera 38 e 40, em algumas modalidades, podem ter aberturas de aproximadamente 1/4" (6,35 mm) de diâmetro. As válvulas de esfe- ra 38 e 40 podem ter outras configurações, desde que cada montagem de válvula de dupla esfera 16 tenha pelo menos duas válvulas de esfera. Por exemplo, tal como indicado nas figuras 1A-1C, as válvulas de esfera 38 e 40 podem operar independentes uma da outra. Embora as figuras ilustrem as válvulas de esfera 38 e 40 como contidas dentro de um alo- jamento, uma ou ambas as válvulas de esfera 38 e 40 podem ficar distantes do resto da montagem de válvula de dupla esfera 16, contanto que as válvulas de esfera 38 e 40 sejam conectadas à mesma linha de função 22 e/ou incluídas no mesmo corpo comum. Em algu- mas modalidades, a primeira válvula de esfera 38 pode se conectar à linha de fornecimento 18 e à linha de função 22, permitindo à primeira válvula de esfera 38 controlar fluxo da linha de fornecimento 18 através da montagem de válvula de dupla esfera 16 para dentro da linha de função 22. Igualmente, a segunda válvula de esfera 40 pode se conectar à linha de saída 20 e à linha de função 22, permitindo à segunda válvula de esfera 40 controlar fluxo da linha de função 22 através da montagem de válvula de dupla esfera 16 para dentro da linha de saída.Referring to FIGS. 1A-1C, each double ball valve assembly 16 may have the first ball valve 38, the second ball valve 40, the double motor 42 (shown as 42A and 42B) and the pressure transducer. Pressure 44. In some embodiments, double ball valve assemblies 16 may also include transmission gear assembly (not shown). Ball valves 38 and 40 may couple or otherwise have the configurations disclosed in US Patent Publication 2005/0252556, which is incorporated herein by reference in its entirety. Ball valves 38 and 40 may use metal seals and withstand 10,000 psi (68,947.57 kPa) or 15,000 psi (103,421.36 kPa), for example. Ball valves 38 and 40, in some embodiments, may have openings approximately 1/4 "(6.35 mm) in diameter. Ball valves 38 and 40 may have other configurations, provided that each valve assembly Dual ball valves 16 have at least two ball valves.For example, as shown in Figures 1A-1C, ball valves 38 and 40 may operate independently of each other.Although figures illustrate ball valves 38 and 40 as contained within a housing, one or both ball valves 38 and 40 may be spaced apart from the rest of the double ball valve assembly 16 as long as ball valves 38 and 40 are connected to the same function line 22 and / or included in the same common body In some embodiments, the first ball valve 38 may connect to the supply line 18 and function line 22, allowing the first ball valve 38 to control flow from the supply line 18 through from the mountain double ball valve 16 into the function line 22. Likewise, the second ball valve 40 may connect to the outlet line 20 and the function line 22, allowing the second ball valve 40 to control flow from the function 22 by mounting double ball valve 16 into the outlet line.

O duplo motor 42 pode ser DC, sem escova, ou qualquer outro tipo de motor ade- quado para abrir, fechar, ou de outro modo acionar as válvulas de esfera 38 e 40. O duplo motor 42 pode ser um único motor elétrico para controlar ambas as válvulas de esfera 38 e 40, ou o duplo motor 42 pode ser múltiplos motores, tal como ilustrado nas figuras 1A-1C. O duplo motor 42 pode acionar as montagens de válvula de dupla esfera 16 ao girar na mes- ma direção para deslocar para várias posições, ou o duplo motor 42 pode ser um motor re- versível permitindo que as montagens de válvula 16 sejam acionadas ao girar para frente e para trás. Os componentes eletrônicos 32 podem controlar o duplo motor 42 para acionar uma ou mais das montagens de válvula de dupla esfera 16. Em algumas modalidades, o uso de válvulas controladas eletricamente permitirá a eliminação de válvulas piloto hidráuli- cas, as quais estão sujeitas a problemas de contaminação. O transdutor de pressão 44 pode ser conectado a, formado com, ou associado de outro modo com a montagem de válvula de dupla esfera 16. O transdutor de pressão 44 pode ser um transdutor medidor de deformação de 4-20 MA, um dispositivo configurado para indicar se a montagem de válvula de dupla esfera 16 está em uma posição de bloqueio, ou qualquer outro transdutor útil em operações submarinas. Em algumas modalidades o transdutor de pressão 44 pode fornecer dados para uso por sistemas de controle submarino na detecção de vazamentos quando o sistema de controle submarino está em um modo de detecção de vazamento. O transdutor de pressão 44 pode ficar em um alojamento com os outros componentes da montagem de válvula de dupla esfera 16, ou o transdutor de pressão 44 pode ficar no lado de fora de um alojamento contendo alguns ou todos os outros componentes da montagem de válvula de dupla esfera 16 (tal como ilustrado).Dual motor 42 may be brushless DC, or any other type of motor suitable for opening, closing, or otherwise driving ball valves 38 and 40. Dual motor 42 may be a single electric motor for controlling both ball valves 38 and 40, or dual engine 42 may be multiple engines as illustrated in figures 1A-1C. Dual motor 42 can drive double ball valve mounts 16 by rotating in the same direction to move to various positions, or dual motor 42 can be a reversible motor allowing valve mounts 16 to be driven by rotating back and forth. Electronics 32 can control dual motor 42 to drive one or more of the double ball valve assemblies 16. In some embodiments, the use of electrically controlled valves will allow the elimination of hydraulic pilot valves, which are subject to problems. of contamination. The pressure transducer 44 may be connected to, formed with, or otherwise associated with the double ball valve assembly 16. The pressure transducer 44 may be a 4-20 MA strain gauge transducer, a device configured for indicate whether the double ball valve assembly 16 is in a locked position, or any other transducers useful in subsea operations. In some embodiments the pressure transducer 44 may provide data for use by subsea control systems in leak detection when the subsea control system is in a leak detection mode. Pressure transducer 44 may be in a housing with the other components of the double ball valve assembly 16, or pressure transducer 44 may be in a housing containing some or all of the other components of the double ball valve assembly. double sphere 16 (as illustrated).

A montagem de válvula de dupla esfera 16 pode ter o distribuidor de fornecimento 46, o distribuidor de saída 48 e a porta de função 50. Estas instalações de distribuidor e por- ta podem ser incorporadas na placa de base de módulo de controle 34. O distribuidor de fornecimento 46 pode fornecer um ponto de conexão ou permitir de outro modo fluxo entre a linha de fornecimento 18 e a montagem de válvula de dupla esfera 16. O distribuidor de for- necimento 46 pode ser uma vedação facial usando um anel-0 para uma linha de forneci- mento de distribuidor, ou qualquer outro tipo de conector. O distribuidor de saída 48 pode fornecer um ponto de conexão ou permitir de outro modo fluxo entre a linha de saída 20 e a montagem de válvula de dupla esfera 16. O distribuidor de saída 48 pode ser uma vedação facial usando um anel-0 para uma linha de saída de distribuidor, ou qualquer outro tipo de conector. A porta de função 50 pode fornecer um ponto de conexão ou permitir de outro mo- do fluxo entre a linha de função 22 e a montagem de válvula de dupla esfera 16. A porta de função 50 pode ser uma vedação facial usando um anel-0 para uma linha de função, ou qualquer outro tipo de conector. A montagem de válvula de dupla esfera 16 pode ter um me- canismo à prova de falhas 52 (ilustrado como 52A e 52B) para deslocar as válvulas de esfe- ra 38 e/ou 40 para uma posição à prova de falhas no caso de falha de sistema parcial ou completa. O mecanismo à prova de falhas 52 pode ser predisposto mecanicamente. Em algumas modalidades, o mecanismo à prova de falhas 52 pode incluir uma mola para forçar as válvulas de esfera 38 e 40 para uma posição de saída (discutida a seguir e ilustrada na figura 1A) como a posição à prova de falhas. Em outras modalidades, o mecanismo à prova de falhas 52 pode forçar as válvulas de esfera 38 e 40 para uma posição de bloqueio (discu- tida a seguir e ilustrada na figura 1C) como a posição à prova de falhas. Assim, o mecanis- mo à prova de falhas 52 pode permitir uma posição à prova de falhas forçada mecanicamen- te no caso de uma falha de sistemas elétricos ou hidráulicos.The dual ball valve assembly 16 may have the supply manifold 46, outlet manifold 48 and function port 50. These manifold and gate installations may be incorporated into the control module base plate 34. supply manifold 46 may provide a connection point or otherwise allow flow between supply line 18 and double ball valve assembly 16. Supply manifold 46 may be a face seal using an O-ring to a distributor supply line, or any other type of connector. Outlet manifold 48 may provide a connection point or otherwise allow flow between outlet line 20 and double ball valve assembly 16. Outlet manifold 48 may be a face seal using an O-ring for a distributor output line, or any other type of connector. Function port 50 may provide a connection point or otherwise permit flow between function line 22 and the double ball valve assembly 16. Function port 50 may be a face seal using a 0-ring to a function line, or any other type of connector. Double ball valve assembly 16 may have a fail-safe mechanism 52 (shown as 52A and 52B) to move the ball valves 38 and / or 40 to a fail-safe position in the event of failure. partial or complete system The fail-safe mechanism 52 may be mechanically predisposed. In some embodiments, fail-safe mechanism 52 may include a spring for forcing ball valves 38 and 40 to an outlet position (discussed below and illustrated in Figure 1A) as the fail-safe position. In other embodiments, the fail-safe mechanism 52 may force the ball valves 38 and 40 to a lock position (discussed below and illustrated in Figure 1C) as the fail-safe position. Thus, fail-safe mechanism 52 can allow a mechanically forced fail-safe position in the event of a failure of electrical or hydraulic systems.

Referindo-se à figura 1A, a montagem de válvula de dupla esfera 16 pode ter uma posição de saída. A posição de saída é uma posição que permite fluxo da linha de função 22 através da montagem de válvula de dupla esfera 16 para dentro da linha de saída 20 en- quanto impedindo fluxo da linha de fornecimento 18 através da montagem de válvula de dupla esfera 16. O duplo motor 42 pode deslocar ou acionar a montagem de válvula de du- pla esfera 16 para a posição de saída ao deslocar a válvula de esfera 38 para uma posição fechada e a válvula de esfera 40 para uma posição aberta.Referring to Figure 1A, the double ball valve assembly 16 may have an outlet position. The outlet position is a position that permits flow of function line 22 through double ball valve assembly 16 into outlet line 20 while preventing supply line flow 18 through double ball valve assembly 16 Dual motor 42 can move or drive the double ball valve assembly 16 to the output position by moving the ball valve 38 to a closed position and the ball valve 40 to an open position.

Referindo-se à figura 1B, a montagem de válvula de dupla esfera 16 pode ter uma posição de fornecimento. A posição de fornecimento é uma posição que permite fluxo da linha de fornecimento 18 através da montagem de válvula de dupla esfera 16 para dentro da linha de função 22 enquanto impedindo fluxo da linha de saída 20 através da montagem de válvula de dupla esfera 16. O duplo motor 42 pode deslocar ou acionar a montagem de vál- vula de dupla esfera 16 para a posição de fornecimento ao deslocar a válvula de esfera 38 para uma posição aberta e a válvula de esfera 40 para uma posição fechada.Referring to Figure 1B, the double ball valve assembly 16 may have a supply position. The supply position is a position that allows supply line 18 to flow through the double ball valve assembly 16 into function line 22 while preventing outflow line 20 through the double ball valve assembly 16. O Dual motor 42 can move or drive the double ball valve assembly 16 to the delivery position by moving the ball valve 38 to an open position and the ball valve 40 to a closed position.

Referindo-se à figura 1C, a montagem de válvula de dupla esfera 16 pode ter uma posição de bloqueio. A posição de bloqueio é uma posição que impede fluxo através da montagem de válvula de dupla esfera 16. O duplo motor 42 pode deslocar ou acionar a montagem de válvula de dupla esfera 16 para a posição de bloqueio ao deslocar ambas as válvulas de esfera 38 e 40 para uma posição fechada.Referring to Figure 1C, the double ball valve assembly 16 may have a lock position. Lock position is a position that prevents flow through the double ball valve assembly 16. Dual motor 42 can move or drive the double ball valve assembly 16 to the lock position by moving both ball valves 38 and 40 to a closed position.

Referindo-se ao esquema ilustrado na figura 2, o módulo de controle 12 pode incluir as montagens de válvula de dupla esfera 16, o acumulador 24, a linha de fornecimento 18, a saída 26, a linha de saída 20 e as linhas de função 22. O módulo de controle 12 pode usar qualquer número das montagens de válvula de dupla esfera 16 (ilustradas como 16A, 16B, 16C, etc.). Por exemplo, em certas modalidades, o módulo de controle 12 pode ter entre 10 exclusive e 30 exclusive montagens de válvula de dupla esfera 16. Em algumas aplicações, 15 exclusive montagens de válvula de esfera, 16 pode ser apropriado, mas outras aplica- ções podem exigir mais ou menos montagens de válvula de dupla esfera 16.Referring to the scheme illustrated in Figure 2, control module 12 may include double ball valve assemblies 16, accumulator 24, supply line 18, outlet 26, outlet line 20, and function lines 22. Control module 12 may use any number of double ball valve assemblies 16 (illustrated as 16A, 16B, 16C, etc.). For example, in certain embodiments, the control module 12 may have between 10 exclusive and 30 exclusive double ball valve assemblies 16. In some applications, 15 exclusive ball valve assemblies, 16 may be appropriate, but other applications may require more or less double ball valve assemblies 16.

Embora o acumulador 24 tal como ilustrado seja um conjunto de três acumuladores 24A contido dentro do módulo de controle 12 e um acumulador 24B externo ao módulo de controle 12, o acumulador 24 pode ser qualquer tipo de dispositivo para fornecer fluido de controle pressurizado para as montagens de válvula de dupla esfera 16. O fluido de controle pode ser, por exemplo, hidráulico, água com aditivo com poder lubrificante projetado para uma faixa de temperaturas específica. Em algumas modalidades, o acumulador 24 pode ser os três balões acumuladores de 19 litros 24A e/ou um módulo de balão acumulador de 19 litros removível 24B configurado para se conectar ao módulo de controle 12 por meio da placa de base 34 dentro do módulo de balão acumulador 24B e da placa receptora 36 asso- ciada com o módulo de controle 12.Although accumulator 24 as illustrated is a set of three accumulators 24A contained within control module 12 and an accumulator 24B external to control module 12, accumulator 24 may be any type of device for delivering pressurized control fluid to the assemblies. 16 ball valve. The control fluid can be, for example, hydraulic, additive water with lubricating power designed for a specific temperature range. In some embodiments, accumulator 24 may be the three 19 liter accumulator balloons 24A and / or a removable 19 liter accumulator balloon module 24B configured to connect to control module 12 via baseplate 34 within the control module. accumulator balloon 24B and receiving plate 36 associated with control module 12.

A linha de fornecimento 18 pode ser de aço inoxidável 316 (ou uma variação apro- vada) com um furo nominal mínimo de 0,375 polegada (9,53 milímetros), ou qualquer outro tipo de linha para conectar qualquer uma ou todas as montagens de válvula de dupla esfera 16 ao acumulador 24. Em algumas modalidades, uma linha de fornecimento 18 pode entre- gar fluido de controle do acumulador 24 para diversas montagens de válvula de dupla esfera 16. Alternativamente, múltiplas linhas de fornecimento (não mostradas) podem entregar flui- do de controle de um ou mais acumuladores 24 para diversas montagens de válvula de du- pla esfera 16.Supply line 18 may be 316 stainless steel (or an approved variation) with a minimum nominal bore of 0.375 inch (9.53 mm), or any other type of line to connect any or all valve assemblies. In some embodiments, a supply line 18 may deliver accumulator control fluid 24 to various double ball valve assemblies 16. Alternatively, multiple supply lines (not shown) may deliver flow. - control of one or more accumulators 24 for various double ball valve assemblies 16.

A saída 26 pode permitir que fluido de controle capturado no dispositivo submarino "saia" para um reservatório de menor pressão, na maioria dos casos o oceano. A saída 26 pode ser um acoplamento hidráulico que inclua uma válvula de retenção de maneira que o fluido interno do módulo de controle fique isolado da água cáustica do mar e de seu efeito corrosivo. Alternativamente, a saída 26 pode ser simplesmente uma extremidade aberta da linha de saída 20, ou qualquer outro tipo de saída.Outlet 26 may allow control fluid captured on the subsea device to "exit" to a lower pressure reservoir, in most cases the ocean. The outlet 26 may be a hydraulic coupling that includes a check valve so that the internal fluid of the control module is isolated from caustic seawater and its corrosive effect. Alternatively, output 26 may simply be an open end of output line 20, or any other type of output.

A linha de saída 20 pode ser de aço inoxidável 316 (ou uma variação aprovada) com um furo nominal mínimo de 0,375 polegada (9,53 milímetros), ou qualquer outro tipo de linha para conectar qualquer uma ou todas as montagens de válvula de dupla esfera 16 à saída 26. Em algumas modalidades, uma linha de saída 20 pode entregar fluido de controle de diversas montagens de válvula de dupla esfera 16 para a saída 26. Alternativamente, múltiplas linhas de saída (não mostradas) podem entregar fluido de controle de uma ou mais montagens de válvula de dupla esfera 16 para a saída 26.Outlet line 20 may be 316 stainless steel (or an approved variation) with a minimum nominal bore of 0.375 inch (9.53 mm), or any other type of line to connect any or all double valve assemblies. ball 16 to outlet 26. In some embodiments, an outlet line 20 may deliver control fluid from various dual ball valve assemblies 16 to outlet 26. Alternatively, multiple outlet lines (not shown) may deliver control fluid from one or more double ball valve assemblies 16 for outlet 26.

As diversas linhas de função 22 (ilustradas como 22A, 22B, 22C, etc.) podem ser de aço inoxidável 316 (ou uma variação aprovada) com um furo nominal mínimo de 0,375 polegada (9,53 milímetros), ou qualquer outro tipo de linha para conectar qualquer uma ou todas as montagens de válvula de dupla esfera 16 a um ou mais dispositivos submarinos 14 (ilustrados como 14A, 14B, 14C). Em algumas modalidades, as linhas de função 22 podem entregar fluido de controle das montagens de válvula de dupla esfera 16 para os dispositivos submarinos 14.The various function lines 22 (illustrated as 22A, 22B, 22C, etc.) may be 316 stainless steel (or an approved variation) with a minimum nominal bore of 0.375 inch (9.53 mm), or any other type of line for connecting any or all dual ball valve assemblies 16 to one or more subsea devices 14 (illustrated as 14A, 14B, 14C). In some embodiments, function lines 22 may deliver control fluid from the double ball valve assemblies 16 to subsea devices 14.

Os dispositivos submarinos 14 podem incluir árvores de natal, coletores, restringi- dores, válvulas inteligentes de subsuperfície, operações de ferramentas, operações de fun- ção de manutenção de poços, válvulas de segurança de subsuperfície, equipamento subma- rino, ou qualquer outro dispositivo adequado para executar uma função submarina, incluindo essas em ambientes de pressão muito alta.Subsea devices 14 may include Christmas trees, manifolds, restraints, subsurface smart valves, tool operations, well maintenance function operations, subsurface safety valves, subsea equipment, or any other device. suitable for performing an underwater function, including those in very high pressure environments.

A configuração da figura 2 ilustra como uma montagem de válvula de dupla esfera 16 particular pode ser isolada de outras montagens de válvula de dupla esfera 16. No caso de um vazamento ou outro problema no sistema, o operador pode usar as montagens de válvula de dupla esfera 16 para isolar o problema. Por exemplo, se a linha de função 22B tiver um vazamento, a montagem de válvula de dupla esfera 16B pode ser deslocada para uma posição de bloqueio (ilustrada na figura 1C), impedindo fluxo através da montagem de válvula de dupla esfera 16B. Em particular, a posição de bloqueio pode impedir fluxo entre a linha de função 22B e a linha de fornecimento 18, permitindo que fluido presente na linha de fornecimento 18 seja capturado pela montagem de válvula de dupla esfera 16B. Assim, co- locar várias montagens de válvula de dupla esfera 16 em uma posição de bloqueio pode permitir uso seletivo das linhas de função 22. Por exemplo, se uma falha ocorrer no disposi- tivo submarino 14B ou na linha de função 22B, e o dispositivo submarino 14B acontecer de não ser crítico, o operador pode deslocar a montagem de válvula de dupla esfera 16B para uma posição de bloqueio e continuar operações usando as montagens de válvula de dupla esfera 16 restantes. Assim, enquanto que falha de uma ou mais das linhas de função ou dispositivos submarinos usados com um módulo de controle convencional pode resultar na necessidade de puxar o módulo de controle, falha de uma ou mais linhas de função 22 ou dispositivos submarinos 14 no módulo de controle 12 pode permitir operação continuada do módulo de controle 12. Em algumas modalidades, um operador pode colocar muitas monta- gens de válvula de dupla esfera 16 em uma posição de bloqueio, com somente uma monta- gem de válvula de dupla esfera 16 permitindo fluxo através dela em um dado momento. Isto pode impedir interação entre as montagens de válvula de dupla esfera 16. Referindo-se ainda à figura 2, fluido de controle pode ser armazenado no acumula- dor 24 (ilustrado como 24A e 24B) e entregue através da linha de fornecimento 18 para as montagens de válvula de dupla esfera 16. Dependendo das posições das montagens de válvula de dupla esfera 16, o fluido de controle pode contornar uma ou mais das montagens de válvula de dupla esfera 16 tal como indicado anteriormente, ou fluido de controle pode fluir através de uma ou mais das montagens de válvula de dupla esfera 16 para as linhas de função 22. As linhas de função 22, por sua vez, podem passar fluido de controle para os dispositivos submarinos 14. Assim, ao se deslocar para uma posição de bloqueio ou uma posição de fornecimento, uma montagem de válvula de dupla esfera 16 particular pode prontamente controlar um dispositivo submarino 14 associado. As montagens de válvula de dupla esfera 16 também podem controlar o fluxo de fluido de controle das linhas de função 22. As montagens de válvula de dupla esfera 16 podem bloquear fluido de controle de en- trada, ou fluido de controle pode fluir através das montagens de válvula de dupla esfera 16 para a linha de saída 20. A linha de saída 20 pode então entregar fluido de controle para a saída 26.The configuration of FIG. 2 illustrates how a particular double ball valve assembly 16 may be isolated from other double ball valve assemblies 16. In the event of a leak or other system problem, the operator may use the double ball valve assemblies. sphere 16 to isolate the problem. For example, if function line 22B has a leak, the double ball valve assembly 16B may be moved to a lock position (shown in Figure 1C), preventing flow through the double ball valve assembly 16B. In particular, the lock position may prevent flow between function line 22B and supply line 18, allowing fluid present in supply line 18 to be captured by the double ball valve assembly 16B. Thus, placing multiple double ball valve assemblies 16 in a locked position may allow selective use of function lines 22. For example, if a failure occurs in subsea device 14B or function line 22B, and the If the undersea device 14B happens to be non-critical, the operator may move the 16B double ball valve assembly to a lock position and continue operations using the remaining 16 double ball valve assemblies. Thus while failure of one or more of the function lines or subsea devices used with a conventional control module may result in the need to pull the control module, failure of one or more function lines 22 or subsea devices 14 in the control module. control 12 may allow continued operation of control module 12. In some embodiments, an operator may place many 16 double ball valve assemblies in a locked position, with only one 16 double ball valve assembly allowing flow. through her at any given time. This may prevent interaction between the double ball valve assemblies 16. Referring further to Figure 2, control fluid may be stored in accumulator 24 (illustrated as 24A and 24B) and delivered via supply line 18 to double ball valve assemblies 16. Depending on the positions of the double ball valve assemblies 16, the control fluid may bypass one or more of the double ball valve assemblies 16 as indicated above, or control fluid may flow through one or more of the double ball valve assemblies 16 to function lines 22. Function lines 22, in turn, may pass control fluid to subsea devices 14. Thus, by moving to a lock position or In a supply position, a particular double ball valve assembly 16 can readily control an associated subsea device 14. Double ball valve assemblies 16 can also control the flow of control fluid from function lines 22. Double ball valve assemblies 16 can block inlet control fluid, or control fluid can flow through the assemblies. ball valve 16 to outlet line 20. Output line 20 can then deliver control fluid to outlet 26.

Referindo-se agora à vista superior seccional transversal da figura 3, o módulo de controle 12 pode ter diversas montagens de válvula de dupla esfera 16 (ilustradas como 16A, 16B, 16C, etc.). As montagens de válvula de dupla esfera 16 podem ser modulares, permitindo inúmeras configurações, facilidade de remoção, e/ou facilidade de substituição das montagens de válvula de dupla esfera 16 individuais no módulo de controle 12. As mon- tagens de válvula de dupla esfera 16 podem ser instaladas sobre a placa de base 34 do módulo de controle 12 usando prendedores, por exemplo, 4 fixadores. O módulo de controle 12 pode ser projetado para o projeto específico, o qual pode incluir uma determinação do número das montagens de válvula 16 exigidas. O módulo de controle 12 pode então ser usinado para esse número de interfaces de montagem para as montagens de válvula 16. A linha de fornecimento 18 e a linha de saída 20 podem ser paralelas e em comunicação com a maioria das linhas de fornecimento e de saída das montagens de válvula 16. A linha de função 22 pode ser separada e dependente de todas as outras linhas de função.Referring now to the cross-sectional top view of Figure 3, the control module 12 may have a plurality of double ball valve assemblies 16 (illustrated as 16A, 16B, 16C, etc.). Double ball valve assemblies 16 may be modular, allowing for numerous configurations, ease of removal, and / or ease of replacement of the individual double ball valve assemblies 16 in control module 12. Double ball valve assemblies 16 may be installed on base plate 34 of control module 12 using fasteners, for example 4 fasteners. Control module 12 may be designed for the specific design, which may include a determination of the number of valve assemblies required 16. Control module 12 can then be machined to this number of mounting interfaces for valve assemblies 16. Supply line 18 and output line 20 can be parallel and in communication with most supply and output lines. of valve assemblies 16. Function line 22 may be separate and dependent on all other function lines.

Referindo-se agora à vista lateral seccional transversal da figura 4, além da monta- gem de válvula de dupla esfera 16, o módulo de controle 12 pode ter o acumulador 24, a saída 26, a montagem de trava para baixo 28 para permitir alinhamento e conexão segura entre o módulo de controle 12 e os dispositivos submarinos 14, um ou mais filtros 30 para remover contaminantes do fluido de controle em um sistema de controle submarino, e os componentes eletrônicos 32 configurados para controlar as montagens de válvula de dupla esfera 16, monitorar sensores incluídos nos dispositivos submarinos 14, e monito- rar/controlar a saúde total do sistema incluindo uma verificação para vazamentos no sistema hidráulico. Adicionalmente, o módulo de controle 12 pode ter o pino guia 54, os conectores elétricos 56 e 58, a saia protetora 60, e qualquer um de diversos outros componentes.Referring now to the cross-sectional side view of figure 4, in addition to the double ball valve assembly 16, the control module 12 may have accumulator 24, outlet 26, lock down assembly 28 to allow alignment and secure connection between control module 12 and subsea devices 14, one or more filters 30 to remove contaminants from control fluid in an subsea control system, and electronics 32 configured to control dual ball valve assemblies 16 , monitor sensors included with subsea devices 14, and monitor / control overall system health including a check for hydraulic system leaks. Additionally, the control module 12 may have the guide pin 54, the electrical connectors 56 and 58, the protective skirt 60, and any of several other components.

A figura 5 ilustra uma vista em perspectiva do módulo de controle 12, mostrando as montagens de válvula de dupla esfera 16 (ilustradas como 16A, 16B, 16C, etc.), o acumula- dor 24, a saída 26, a montagem de trava para baixo 28, os filtros 30, os componentes ele- trônicos 32, a saia protetora 56 e o conector elétrico 58.Figure 5 illustrates a perspective view of control module 12 showing double ball valve assemblies 16 (shown as 16A, 16B, 16C, etc.), accumulator 24, outlet 26, lock assembly down 28, filters 30, electronic components 32, protective skirt 56 and electrical connector 58.

Um sistema de controle submarino pode ser usado para operar e monitorar os dis- positivos submarinos 14 e, nesta capacidade, controlar o fluxo de petróleo ou gás de um poço submarino ou de grande quantidade de poços no caso onde um coletor submarino é empregado. Um sistema de controle submarino pode incluir o módulo de controle 12 para controlar qualquer uma ou todas de uma pluralidade de funções submarinas, incluindo fun- ções submarinas associadas com os dispositivos submarinos 14 (mostrados na figura 6), funções de subsuperfície, funções de coletor, funções de ferramentas, funções de manuten- ção de poço, ou qualquer outra função submarina. O módulo de controle 12 pode controlar e monitorar os dispositivos submarinos 14. O sistema de controle submarino também pode incluir uma unidade de potência hidráulica, estação de controle mestre, unidade de energia elétrica, terminação de cabo umbilical tanto na superfície quanto submarino, ligações em ponte para conectar os componentes de sistema no fundo do mar usando mergulhadores ou ROVs para efetuar a conexão, o módulo de controle e os sensores. Sensores podem ser qualquer um de diversos dispositivos que medem pressão, temperatura, taxa de fluxo, pro- dução de areia, erosão, taxa de fluxo de injeção de produto químico, e qualquer outra medi- ção típica de uma operação submarina.An subsea control system can be used to operate and monitor subsea devices 14 and, in this capacity, to control the oil or gas flow of a subsea well or large number of wells in the case where a subsea collector is employed. An subsea control system may include control module 12 for controlling any or all of a plurality of subsea functions, including subsea functions associated with subsea devices 14 (shown in Figure 6), subsurface functions, collector functions. , tool functions, well maintenance functions, or any other subsea functions. Control module 12 can control and monitor subsea devices 14. The subsea control system can also include a hydraulic power unit, master control station, electrical power unit, surface and subsea umbilical cable termination, wiring in bridge to connect system components to the seabed using divers or ROVs to connect, control module, and sensors. Sensors can be any of several devices that measure pressure, temperature, flow rate, sand production, erosion, chemical injection flow rate, and any other measurement typical of subsea operation.

As várias modalidades reveladas neste documento podem ser apropriadas para uso no controle de fluidos de produção, injeção de produto químico, manutenção de poços, ou de quaisquer outras funções submarinas. Algumas vantagens em relação ao módulo de con- trole convencional podem incluir o seguinte: a necessidade de filtros pode ser reduzida, uma classe mais barata de fluido de controle pode ser usada, amostragem de fluido para aferir limpeza pode ser diminuída, e tempo pode ser economizado no bombeamento de água para alcançar um nível aceitável de limpeza de fluido de controle.The various embodiments disclosed herein may be suitable for use in controlling production fluids, chemical injection, well maintenance, or any other subsea functions. Some advantages over the conventional control module may include the following: the need for filters may be reduced, a cheaper class of control fluid may be used, fluid sampling for cleanliness may be decreased, and time may be reduced. water pumping to achieve an acceptable level of control fluid cleaning.

Detecção de vazamento pode ser executada quando o dispositivo submarino 14 es- tá sob pressão de linha de fornecimento, e as montagens de válvula de dupla esfera 16 são operadas no modo de bloco. Quando este conjunto de operações ocorre o dispositivo de detecção de pressão pode ser posicionado para monitorar a pressão capturada na linha. Se a pressão permanecer em um nível inicial durante um período de tempo, por exemplo, apro- ximadamente 1 hora, então a linha pode ser considerada em boa condição de trabalho. Uma queda na pressão inicial, entretanto, pode ser vista como uma indicação de um vazamento, com um pequeno vazamento causando uma redução na pressão durante um período de tempo estendido, e um grande vazamento causando uma redução na pressão durante um curto tempo, por exemplo, uma questão de minutos ou segundos. Em um sistema com 30 linhas de função, este método de detecção pode ser usado repetidamente através de múlti- plas, ou mesmo de todas, linhas para localizar uma linha vazando. Uma vez que um vaza- mento é localizado, uma avaliação da importância pode ser feita e um plano de reparo pode ser gerado.Leak detection can be performed when subsea device 14 is under supply line pressure, and double ball valve assemblies 16 are operated in block mode. When this set of operations occurs the pressure sensing device can be positioned to monitor the pressure captured in the line. If the pressure remains at an initial level for a period of time, for example approximately 1 hour, then the line may be considered in good working condition. A drop in initial pressure, however, can be seen as an indication of a leak, with a small leak causing a reduction in pressure over an extended period of time, and a large leak causing a reduction in pressure over a short time, for example. , a matter of minutes or seconds. In a system with 30 function lines, this detection method can be used repeatedly across multiple, or even all, lines to locate a leaking line. Once a leak is located, an importance assessment can be made and a repair plan can be generated.

Potenciais benefícios da presente invenção podem incluir dependência reduzida da limpeza de fluido, a capacidade para verificar vazamentos, uma redução na acumulação hidráulica no módulo e a eliminação de interação hidráulica entre dispositivos no sistema, tal como ocorre convencionalmente como resultado de compartilhar um fornecimento comum entre dispositivos no módulo de controle. Os versados na técnica também perceberão pron- tamente inúmeras potenciais vantagens adicionais.Potential benefits of the present invention may include reduced reliance on fluid cleaning, the ability to check for leaks, a reduction in hydraulic accumulation in the module, and the elimination of hydraulic interaction between devices in the system, as conventionally as a result of sharing a common supply between devices in the control module. Those skilled in the art will also readily realize numerous potential additional advantages.

Portanto, a presente invenção é bem adaptada para alcançar as finalidades e van- tagens mencionadas assim como essas que são inerentes à mesma. As modalidades parti- culares reveladas anteriormente são somente ilustrativas, já que a presente revelação pode ser modificada e praticada em diferentes, mas equivalentes, modos aparentes para os ver- sados na técnica tendo o benefício dos preceitos apresentados neste documento. Por e- xemplo, muitos dos recursos podem ser deslocados para localizações diferentes nas res- pectivas partes sem divergir do espírito da invenção. Além disso, nenhum termo é pretendi- do para ficar limitado aos detalhes de construção ou de projeto mostrados neste documento, a não ser tal como descrito nas reivindicações a seguir. Portanto, é evidente que as modali- dades ilustrativas particulares reveladas anteriormente podem ser alteradas ou modificadas e todas as tais variações são consideradas como estando dentro do escopo e espírito da presente invenção. Além disso, os artigos indefinidos "um" ou "uma", tal como usado nas reivindicações, são definidos neste documento para significar um ou mais de um do elemen- to que ele introduz. Também, os termos nas reivindicações têm seus significados usuais, comuns, a não ser que definido de outro modo de forma explícita e clara pelo titular de patente.Therefore, the present invention is well adapted to achieve the purposes and advantages mentioned as well as those inherent thereto. The particular embodiments disclosed above are illustrative only, as the present disclosure may be modified and practiced in different, but equivalent, ways apparent to those skilled in the art having the benefit of the precepts set forth herein. For example, many of the resources may be moved to different locations in the respective parts without departing from the spirit of the invention. In addition, no term is intended to be limited to the construction or design details shown herein except as described in the following claims. Therefore, it is evident that the particular illustrative embodiments disclosed above may be altered or modified and all such variations are considered to be within the scope and spirit of the present invention. In addition, undefined articles "one" or "one" as used in the claims are defined herein to mean one or more of the element it introduces. Also, the terms in the claims have their usual, common meanings, unless otherwise explicitly and clearly defined by the patent holder.

Claims

1. Subsea control system, characterized in that it comprises: a control module having a plurality of double ball valve assemblies, each double ball valve assembly connected to a supply line, an outlet line and a a function line connected to a subsea device for controlling said subsea device.

Subsea control system according to claim 1, characterized in that the plurality of double ball valve assemblies are connected to a single supply line and a single outlet line, wherein each valve assembly The double sphere is connected to a different function line, and each function line is connected to a different submarine device.

Subsea control system according to claim 1, characterized in that at least one of the plurality of double ball valve assemblies comprises: a first ball valve; and a second ball valve.

Subsea control system according to claim 3: Characterized by the fact that the first ball valve is connected to the supply line and controls supply line flow by mounting a double ball valve to within the function line; and wherein the second ball valve is connected to the outlet line and controls flow of the function line by mounting the double ball valve into the outlet line.

Subsea control system according to claim 3, characterized in that the double ball valve assembly comprises a double motor configured to drive the first ball valve and the second ball valve.

Subsea control system according to claim 1, characterized in that it comprises: a pressure transducer associated with at least one of the plurality of double ball valve assemblies and configured to indicate whether the valve assembly Double ball valve is in a locked position, whereby flow is prevented through the double ball valve assembly; wherein the subsea control system has a leak detection mode that uses pressure transducer data to detect leaks.

Subsea control system according to claim 1, characterized in that at least one of the plurality of double ball valve assemblies is modular.

Subsea control system according to claim 1, characterized in that each of the plurality of double ball valve assemblies has a supply position, an outlet position and a lock position; wherein the supply position allows flow from the supply line by mounting the double ball valve into the function line and prevents flow to the outlet line; wherein the outlet position permits flow of the function line by mounting the double ball valve into the outlet line and prevents flow of the supply line; and wherein the locking position prevents flow through the dual ball valve assembly.

Subsea control system according to claim 1, characterized in that at least one double ball valve assembly has a fail-safe position.

Subsea control system according to claim 9, characterized in that the fail-safe position is an outlet position which allows the function line to flow through the double ball valve assembly into the output line, and prevents flow from the supply line.

Underwater control system according to claim 10, characterized in that the fail-safe position is mechanically predisposed.

12. Control module, characterized in that it comprises: a plurality of double ball valve assemblies; and electronic components configured to control the plurality of double ball valve assemblies; wherein each of the plurality of double ball valve assemblies comprises a supply manifold, an outlet manifold and a function port.

Control module according to claim 12, characterized in that the electronics are configured to control at least one double motor to drive at least one of the plurality of double ball valve assemblies.

Control module according to claim 12, characterized in that it comprises an accumulator connected to each of the supply distributors via a supply line.

Control module according to claim 12, characterized in that it comprises an output connected to each of the output distributors via an output line.

Control module according to claim 12, characterized in that it comprises an underwater device connected to at least one of the function ports by means of a function line.

Control module according to claim 12, characterized in that it comprises a lock down assembly.

Control module according to claim 12, characterized in that it comprises a filter.

19. Subsea control system, characterized in that it comprises: a control module having a plurality of double ball valve assemblies that control a plurality of subsea functions.