NO864143L

NO864143L - VALVE.

Info

Publication number: NO864143L
Application number: NO864143A
Authority: NO
Inventors: Graham Kenneth Thornton
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1985-10-24
Filing date: 1986-10-17
Publication date: 1987-04-27
Also published as: GB8526226D0; GB2182113B; GB2182113A; NO864143D0

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en stengeventil for gass- eller oljerørledninger. The present invention relates to a shut-off valve for gas or oil pipelines.

I nærheten av faste boreplattformer, hvor det f.eks. finnes gass- og kondensatrørledninger, vil en ødeleggelse av slike rørledninger kunne forårsake alvorlige ulykker dersom store mengder med brennbart materiale renner ut i sjøen eller strømmer ut i atmosfæren i nærheten av platt-formen . In the vicinity of fixed drilling platforms, where there is e.g. there are gas and condensate pipelines, the destruction of such pipelines could cause serious accidents if large quantities of flammable material flow into the sea or flow into the atmosphere near the platform.

Det har vært foreslått å installere sikkerhetsbarri-erer i slike rørledninger slik at disse ved store lekkasjer som forårsakes f.eks. av brudd på rørledningen, vil kunne lukke rørledningen og således hindre vesentlige lekkasjer. It has been proposed to install safety barriers in such pipelines so that in case of large leaks caused by e.g. of a breach in the pipeline, will be able to close the pipeline and thus prevent significant leaks.

Selv om stengeventi1 er er velkjent og kan installeres når en rørledning konstrueres, er det likevel mange problemer med eksisterende rørledninger. Det vil selvføl-gelig være mulig å montere stengeventi1 er inn i eksisterende rørledninger ved å kutte rørledningen og montere stengeventi1 en. Dette vil imidlertid være en vanskelig og kostbar oppgave og de økonomiske tap vil være store fordi rørledningen må kobles ut mens ventilene monteres. Although shut-off valves1 are well known and can be installed when a pipeline is constructed, there are still many problems with existing pipelines. It will of course be possible to install shut-off valves into existing pipelines by cutting the pipeline and installing shut-off valves. However, this will be a difficult and expensive task and the financial losses will be large because the pipeline must be disconnected while the valves are being installed.

Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en stengeventil som kan installeres inne i en eksisterende rørledning ved å føre ventilen inn i rør-ledningen fra den ene ende til det ønskede sted for å unngå de ulemper som er nevnt ovenfor. The main purpose of the present invention is to provide a shut-off valve which can be installed inside an existing pipeline by introducing the valve into the pipeline from one end to the desired location in order to avoid the disadvantages mentioned above.

De vesentligste særtrekk ved oppfinnelsen fremgår av de etterfølgende krav. The most significant features of the invention appear from the following claims.

Ovenfor nevnte og andre formål og særtrekk ved den foreliggende oppfinnelse vil klart fremgå av den etterfølg-ende detaljerte beskrivelse av utførelser av oppfinnelsen sett i sammenheng med figurene, hvor - Fig. 1 viser i tverrsnitt og noe forenklet en stengeventil ifølge en utførelse av oppfinnelsen, - Fig. 2 viser ventilen i Fig. 1 idet denne begynner å lukke, og The above-mentioned and other purposes and special features of the present invention will be clear from the following detailed description of embodiments of the invention seen in connection with the figures, where - Fig. 1 shows in cross-section and somewhat simplified a shut-off valve according to an embodiment of the invention, - Fig. 2 shows the valve in Fig. 1 as it begins to close, and

- Fig. 3 viser ventilen i lukket tilstand. - Fig. 3 shows the valve in the closed state.

I den utførelse som nå skal beskrives er det antatt at det er ønskelig å lukke en rørledning P som har en indre diameter på 14" (102 mm), på et forutbestemt sted. Den ventil som beskrives er i stand til å bli ført gjennom rørledningen og passere rundt de bend som rørledningen måtte ha og ikke henge seg opp i mindre utstikkende deler som f.eks. skjøter eller mindre uregelmessigheter i rørledningen. Det er foreslått at stengeventi1 en skal danne en del av en fullstendig pakke som er tilpasset innenfor en serie av korte moduler som er omtrent 300 mm lange og som er sammenkoblet med en rekke forbindelsesledd. Modulene er formet slik at de lett passerer gjennom rørledningen når de installeres og om nødvendig når de fj ernes. In the embodiment now to be described, it is assumed that it is desirable to close a conduit P having an internal diameter of 14" (102 mm), at a predetermined location. The valve described is capable of being passed through the conduit and pass around any bends that the pipeline may have and do not hang up on minor protrusions such as joints or minor irregularities in the pipeline. of short modules approximately 300 mm long and interconnected by a series of connectors, the modules are shaped to pass easily through the pipeline when installed and, if necessary, when removed.

Stengeventi1 en er konstruert slik at dens stengeorgan vil lukkes automatisk dersom en lekkasje i rørledningen overskrider et forutbestemt minimalt strømm'ngsni vå som kan være f.eks. i størrelsesorden 1 kg per sekund i tilfelle av en gass rørledning. Vanligvis er slike rørledninger sveiset kontinuerlig slik at der ikke er noen f1ensskjøter. A shut-off valve is designed so that its shut-off device will close automatically if a leak in the pipeline exceeds a predetermined minimum flow rate, which can be e.g. in the order of 1 kg per second in the case of a gas pipeline. Usually such pipelines are welded continuously so that there are no fillet joints.

Da svikt i en rørledning kan være av katastrofal karakter vil det foregå et øyeblikkelig og meget sterkt fall i 1edningstrykket på den siden av stengeventi1 en hvor feilen inntrer. Et di fferensial trykk vil derved oppstå over ventilen, idet det høyere trykk blir på "utsiden" av ventilen uavhengig av om rørledningen sender eller mottar gass. Når rørledningen sender gass vil pumpetrykket bli redusert av ledningsbruddet som oppstår og der vil oppstå et tilbaketrykk fra gassen nediøpsmessig i ventilen. Dette di fferensial trykk vil medvirke til lukking av ventilen og den utførelse som skal beskrives danner grunnlag for en automatisk operasjonsti1 stand som vil være uavhengig av noen fjernstyrende signaler. As failure in a pipeline can be of a catastrophic nature, there will be an immediate and very strong drop in the supply pressure on the side of the shut-off valve where the failure occurs. A differential pressure will thereby occur across the valve, with the higher pressure being on the "outside" of the valve regardless of whether the pipeline sends or receives gas. When the pipeline sends gas, the pump pressure will be reduced by the line break that occurs and there will be a back pressure from the gas downwards in the valve. This differential pressure will contribute to closing the valve and the design to be described forms the basis for an automatic operating mode which will be independent of any remote control signals.

Det er også foreslått å beskytte ventilens steng-ningsorgan mot brudd som opptrer på venti1 stedet, ved å installere to slike ventiler atskilt med en avstand som overskrider den antatte sprekkdannelseslengde. Denne lengde beregnes ut fra spesifikasjonene for hver rørled-ning. Alternativt kan det installeres sprekkstoppere på hver side av stengningsorganet. Disse kan i noen tilfeller integreres med den fjernstyrte telemetrimodul som vil befinne seg utenfor rørledningen. It is also proposed to protect the valve's closing means against breakage occurring at the valve location, by installing two such valves separated by a distance that exceeds the assumed crack formation length. This length is calculated based on the specifications for each pipeline. Alternatively, crack stoppers can be installed on each side of the closure member. In some cases, these can be integrated with the remotely controlled telemetry module which will be located outside the pipeline.

I Fig. 1 er det vist en rørledning P som inneholder en sikkerhetsstengeventi1 omfattende en fast ring RI som er forseglet til rørledningens vegg ved hjelp av en klem- og forsegl ingsanordning S. Et forholdsvis strømlinjeformet legeme Cl er festet til ringen RI ved hjelp av steg W og væske eller gass kan som antydet med piler flyte relativt fritt forbi dette legeme Cl. In Fig. 1, a pipeline P is shown which contains a safety stop valve comprising a fixed ring RI which is sealed to the wall of the pipeline by means of a clamping and sealing device S. A relatively streamlined body Cl is attached to the ring RI by means of steps W and liquid or gas can, as indicated by arrows, flow relatively freely past this body Cl.

Forbundet med legeme Cl befinner det seg et andre forholdsvis strømlinjeformet legeme C2 som understøttes av en bevegelig ring R2 ved hjelp av steg W2. Connected to body Cl is a second relatively streamlined body C2 which is supported by a movable ring R2 by means of step W2.

En føringsanordning G er festet til legemet Cl, mens legemet C2 kan gli på anordningen G ved hjelp av en åpning B i legemet C2. En hel i s k fjær SP holder ringen R2 atskilt fra ringen RI og et fleksibelt sirkulært membran F med en Venturi lignende aksial del og som f.eks. er laget av nitridgummi, er festet til ringene RI og R2 i sine motsatte ender. Fjæren SP holder membranet F i den stilling som er vist i Fig. 1. A guide device G is attached to the body Cl, while the body C2 can slide on the device G by means of an opening B in the body C2. A solid spring SP keeps the ring R2 separated from the ring RI and a flexible circular diaphragm F with a Venturi-like axial part and which e.g. is made of nitride rubber, is attached to the rings R1 and R2 at their opposite ends. The spring SP holds the membrane F in the position shown in Fig. 1.

Under normal drift vil det ikke være noen lekkasjer fra rørledningen P slik at trykket i områdene I og II er omtrent like p.g.a. et forbindelseshull H som er anbrakt i den faste ring RI. Trykket i området III er noe høyere enn i områdene I og II p.g.a. friksjonstrykkfal 1 et gjennom ventilen. Fjæren SP vil imidlertid holde ringene RI og R2 atskilt fra hverandre og således holde ventilen åpen under disse normale arbeidsti1 stander. During normal operation, there will be no leaks from the pipeline P so that the pressure in areas I and II is approximately the same due to a connecting hole H which is placed in the fixed ring RI. The pressure in area III is somewhat higher than in areas I and II due to friction pressure drop 1 et through the valve. The spring SP will, however, keep the rings RI and R2 separated from each other and thus keep the valve open under these normal working conditions.

Dersom der imidlertid oppstår en plutselig ned-strømslekkasje, f.eks. i området I, vil trykket der falle og strømningen vil øke vesentlig. Trykket over ventilen vil derved øke og fjæren vil derfor begynne å bli presset sammen. Trykket i området II vil imidlertid holde seg på et trykk litt over trykket i området I da av gass eller væske fra området II presses ut gjennom det lille hullet H. Når trykket i området I er falt vil trykket i området II også falle p.g.a. lekkasjen gjennom hullet H, men det vil på denne måten styres slik at det fortsatt er større enn trykket i området I. Den fleksible vegg eller membran F vil derfor bli bøyet på en måte som er vist i Fig. 2. If, however, a sudden downstream leak occurs, e.g. in area I, the pressure there will drop and the flow will increase significantly. The pressure above the valve will thereby increase and the spring will therefore begin to be compressed. However, the pressure in area II will remain at a pressure slightly above the pressure in area I as gas or liquid from area II is pushed out through the small hole H. When the pressure in area I has fallen, the pressure in area II will also fall due to the leakage through the hole H, but it will in this way be controlled so that it is still greater than the pressure in the area I. The flexible wall or membrane F will therefore be bent in a way that is shown in Fig. 2.

Imens vil trykket i området III holde seg på arbeidsnivå og medvirke til ytterligere bevegelse av det bevegelige legeme C2 mot det faste legeme Cl som virker som et ventilsete. Meanwhile, the pressure in area III will remain at the working level and contribute to further movement of the movable body C2 towards the fixed body Cl which acts as a valve seat.

I Fig. 3 er det vist at ventilen er fullstendig lukket, idet membranet er klemt mellom flatene 1 og 2. Trykket i områdene I og II nå er likt og lavere enn trykket i område III. Trykkdifferansen fra område III til område I holder ventilen i den lukkede stilling. In Fig. 3 it is shown that the valve is completely closed, as the diaphragm is sandwiched between surfaces 1 and 2. The pressure in areas I and II is now equal to and lower than the pressure in area III. The pressure difference from area III to area I keeps the valve in the closed position.

Når rørledningen settes under fylt trykk igjen etter at bruddet eller lekkasjen er blitt reparert eller unngått, vil fjæren føre ventilen tilbake til den åpne tilstand som er vist i Fig. 1. When the pipeline is put back under full pressure after the break or leak has been repaired or avoided, the spring will return the valve to the open condition shown in Fig. 1.

Den beskrevne ventil vil være egnet for bruk i for-bindelse med rørledninger med diameter i området 14" til 40" og den er anvendelig så vel for gass- som for væskerør-ledninger. The described valve will be suitable for use in connection with pipelines with a diameter in the range of 14" to 40" and it is applicable both for gas and for liquid pipelines.

Delene av ventilen vil vanligvis være laget av rustfritt stål men legemene Cl og C2 kan være av plast-materi ale. The parts of the valve will usually be made of stainless steel, but the bodies Cl and C2 can be made of plastic material.

Ovenstående detaljerte beskrivelse av noen utførel-seseksempler av foreliggende oppfinnelse skal bare be-traktes som eksempler og må ikke oppfattes som begrensnin-ger av beskyttelsens omfang. The above detailed description of some embodiments of the present invention should only be considered as examples and must not be understood as limitations of the scope of the protection.

Claims

1. Shut-off valve for pipelines (P) comprising a circular fixed venti1 element (RI) which can be passed through a pipeline to a specific location comprising devices (S) to seal the fixed part against the internal walls of the pipeline, characterized in that it comprises a movable valve part (R2 , C2, F) which can be affected by a predetermined minimum flow so that it moves under the influence of the moving gas or liquid in the pipeline to close it.