6.1 Типы Систем Управления

Есть пять основных типов системы управления:

• Прямая Гидравлическая

• Пилотируемая (управляемая) Гидравлическая

• (Пилотируемая) последовательная Гидравлическая

• Электро-гидравлическая

• Электро-гидравлическая Мультиплексная

Все они могут быть разомкнутого или замкнутого контура в процессе эксплуатации.

6.1.1 Прямая Гидравлическая

Прямая гидравлическая система – это простейший тип подводной системы управления. Основным компонентом данной схемы управления для прямого гидравлического привода подводного клапана является трехходовой клапан с ручным управлением, установленный на надводной части панели.

Входной патрубок клапана соединен с гидравлической линией и с резервуаром, а выходная линия соединяется со шлангокабелем, который работает в качестве проводника, он направляет гидравлическую жидкость к подводному приводу. Манометр на надводной панели, установленный у трехходового клапана, дает представление о том, что клапан находится в рабочем состоянии, и жидкость, подаваемая в шлангокабель, создает в нем гидравлическое давление.

Рисунок 16 - Система прямого гидравлического управления

Есть два основных ограничения данной системы, во-первых, скорость реакции и, следовательно, дистанция между источником и приемником, а во-вторых, отсутствие данных для мониторинга или диагностики.

Чем больше дистанция между источником и приемником, тем больше время срабатывания клапана.

Время реакции зависит от нескольких факторов:

• энергии пласта и, следовательно, дебита жидкости через запорные клапаны;

• положение каких-либо предохранительных клапанов, расположенных ниже запорного клапана.

Приемлемое время отклика должно быть определено по степени опасности (HAZOP- методология выявления опасностей и работоспособности оборудования) и анализу безопасности.

Наибольшее расстояние, на котором можно осуществлять контроль с помощью прямого гидравлического управления, используя термопластический шлангокабель, 4 км. Для глубоководного применения, длина шлангокабеля от поверхности до дна моря должна быть включена в 4 км номинальной длины, следовательно, становится очевидным ограничение данной системы для больших глубин.

Характеристики расширения шлангокабеля и внешнее разрушение, вызванные статическим напором морской воды, могут быть устранены с помощью применения стальной трубы для шлангокабеля. Так на одном из месторождений в Мексиканском заливе был применен 11-ти километровый отвод с использованием стальных труб для шлангокабеля в прямой гидравлической системе управления.

Рисунок 17 - Панель управления для прямой гидравлической системы

6.1.2 Пилотная (управляемая) Гидравлическая Система

Это система является вариантом прямой гидравлической системы. Данная система несколько усложнена для устранения недостатков прямой гидравлической системы. В данном варианте требуются два шлангокабеля и подводный управляемый регулировочный клапан, примыкающий к приводу.

Вместо компромисса в выборе размера шлангокабеля для оптимальной работы прямой гидравлической системы, управляемая система использует маленький шланг для линии управления и шлангокабель большего диаметра для линии подачи.

Рисунок 18 - Управляемая Гидравлическая Система

Особенность состоит в том, что (преимущественно) шланг большего диаметра, в котором течет гидравлическая жидкость, постоянно находится под давлением гидравлической силовой установки, поэтому задержки срабатывания клапана не будет.

Небольшой шланг управления работает с использованием трехходового клапана, жидкость в него поступает из гидравлического блока питания таким же образом, как в прямой гидравлической системе. Разница между системами в том, что, во-первых, хотя шланг и будет расширяться под давлением, но так как размер его меньше, увеличиваться он будет несильно. Во-вторых, объем гидравлической жидкости для приведения в действие пилотного клапана очень мал и, следовательно, необходим малый объемный расход жидкости для срабатывания клапанов управления и открытия подводного клапана. В результате этого, время срабатывания клапана уменьшается.