Onderzeese klepactuator 'verlaagt het energieverbruik tot 75 procent', zegt Rexroth

Gelanceerd minder dan een jaar geleden, heeft Bosch Rexroth's innovatieve Subsea Valve Actuator (SVA) - een geheel nieuw concept voor onderwateractuators die SIL3-veiligheidsniveaus en tot 75 procent lager energieverbruik biedt - een Mechanical Engineering Design Award toegekend gekregen .

De SVA is ontwikkeld om een ​​aantal van de uitdagingen en tekortkomingen aan te pakken die verband houden met puur elektromechanische of elektrohydraulische actuatortechnologie die op de zeebodem wordt gebruikt voor olie- en gasexploratie- en productiesystemen.

Tot nu toe hadden onderwateractuators grote, centrale hydraulische aggregaten boven water nodig. Ontworpen om de actuatoren van vloeistof te voorzien, kunnen de vloeistofleidingen zelf kilometers lang zijn.

Naast extra complexiteit en kosten, hebben de lange leidingen en koppelingen het potentieel om vloeistof in zee te lekken.

Puur elektromechanische oplossingen hebben daarentegen veiligheidsgerelateerde nadelen omdat ze geen mechanische interventie van buitenaf toelaten.

Als gevolg van wrijving treedt mechanische slijtage op aan het krachtoverbrengende systeem, waardoor het moeilijk is voor de systemen om hun verwachte 25-jarige bedrijfstijd zonder onderhoud te halen.

De SVA biedt een energiezuinig, veilig alternatief voor de actuatoren die voorheen werden gebruikt bij de offshore olie- en gasproductie. SVA's zijn autonome assemblages met hun eigen vloeistofcircuit en een pompaandrijving met variabel toerental.

Hierdoor is er geen behoefte aan een centrale stroomvoorziening en vele kilometers lange vloeistofleidingen. De SVA's hebben alleen een voeding en datalijn nodig. Een verplaatsingscontrolesysteem past de stroom vrijwel verliesvrij aan op basis van de snelheid.

Dit vereenvoudigt het ontwerp en verhoogt de energie-efficiëntie aanzienlijk:in vergelijking met puur elektromechanische aandrijvingen hebben SVA's tot 75 procent minder elektriciteit nodig bij piekbelastingen.

De geïntegreerde cilinder opent en sluit boorventielen op de zeebodem. Een veiligheidsklep met mechanische veer zorgt ervoor dat de cilinder de boorklep betrouwbaar kan sluiten zonder externe energietoevoer, zelfs als de stroomvoorziening uitvalt.

Verder kan de cilinder van buitenaf worden bediend door een onderwaterrobot via een spindel. Alle componenten in de aandrijflijn hebben een dubbel redundant ontwerp. Hierdoor biedt de oplossing verschillende veiligheidsniveaus.

Het ingebouwde sensorsysteem is compatibel met Industrie 4.0-technologie en registreert continu de bedrijfstoestanden binnen de actuator - inclusief positie, temperatuur en druk - en stuurt de gegevens door naar het hogere regelsysteem.

Dit besturingssysteem kan trends evalueren en afwijkingen van de normale bedrijfstoestand vroegtijdig detecteren en corrigeren, waardoor de kans op uitvaltijd wordt verkleind en waar nodig voorspellend onderhoud kan worden gepland.

Dr. Alexandre Orth, manager maritieme en onderzeese technologieën bij Rexroth, zegt:"De SVA heeft de voordelen van zowel elektromechanische als elektrohydraulische aandrijving:hij biedt de vermogensdichtheid van hydraulische aandrijving voor grote schuifafsluiters met een eenvoudigere elektrische interface die de noodzaak van hydraulische umbilicals.“

Een uniek onderzees systeem, de SVA biedt duidelijke voordelen voor de gebruiker en het milieu. De SVA biedt een veiligere, schonere, efficiëntere en modulaire oplossing voor onderzeese klepactivering en heeft al internationale aandacht getrokken.

In mei 2019 ontving de SVA de Award of Merit als een van de vijf finalisten van de Woelfel Best Mechanical Engineering Achievement Award 2019. De prijs werd in mei 2019 op de Offshore Technology Conference uitgereikt door de American Society of Mechanical Engineers.