Definovanie HPU v sektore ropy a zemného plynu
V ropnom a plynárenskom priemysle znamená HPU Hydraulická pohonná jednotka . Je to samostatný systém určený na vytváranie, skladovanie a dodávanie tlakovej hydraulickej kvapaliny na riadenie rôznych kritických mechanických operácií. Na rozdiel od štaardných priemyselných jednotiek ide o ropu a plyn hydraulická pohonná jednotka je navrhnutý tak, aby odolal extrémnym prostrediam, ako sú pobrežné plošiny alebo hlbokomorské podmorské šablóny, kde je potrebná spoľahlivá energia na ovládanie bezpečnostných ventilov, zariadení na zabránenie výbuchu a pupočných riadiacich vedení.
Primárnym účelom HPU v tejto oblasti je pôsobiť ako „srdce“ riadiacich systémov, ktoré zaisťujú, že aj keď zlyhá primárna elektrická energia, uložená energia v hydraulických akumulátoroch môže vykonať núdzové vypnutie na ochranu životného prostredia a personálu.
Hlavné prevádzkové komponenty ropného poľa HPU
Ropa a plyn hydraulická pohonná jednotka pozostáva z niekoľkých vysokovýkonných komponentov špeciálne vybraných pre odolnosť a presnosť. Pretože poruchy v ropnom poli môžu byť katastrofálne, tieto jednotky sa často vyznačujú vysokou úrovňou redundancie.
Generovanie a skladovanie tlaku
Systém využíva vysokotlakové čerpadlá (často piestové alebo membránové) poháňané elektromotormi alebo vzduchovými kompresormi. Výnimočnou vlastnosťou v tomto sektore je Akumulačná banka . Ide o tlakové nádoby, ktoré uchovávajú hydraulickú energiu pomocou stlačeného dusíka. V typickom offshore nastavení, a hydraulická pohonná jednotka môže udržiavať tlaky medzi nimi 3 000 PSI a 10 000 PSI , čo umožňuje okamžité ovládanie ventilov aj pri úplnom výpadku čerpadla.
Manažment a filtrácia tekutín
Hydraulická kvapalina používaná v ropných a plynových HPU je často špecializovaná, ako napríklad zmesi vody a glykolu pre podmorské aplikácie, aby sa zabránilo poškodeniu životného prostredia v prípade netesností. Nádrž je zvyčajne vyrobená z Nerezová oceľ 316L odolávať korózii soľným postrekom a filtračné systémy sú často hodnotené na 3 až 10 mikrónov na ochranu citlivých solenoidových ventilov.
Primárne aplikácie v pobrežných a podmorských prostrediach
Užitočnosť a hydraulická pohonná jednotka pokrýva celý životný cyklus studne, od vŕtania až po výrobu a prípadné vyradenie z prevádzky.
| Aplikácia | Funkcia HPU | Typický rozsah tlaku |
| Kontrola BOP povrchu | Baranidlá na zamedzenie vyfukovania otvárania/zatvárania | 3 000 - 5 000 PSI |
| Subsea Umbilicals | Napájanie podmorských stromov a potrubí | 5 000 - 15 000 PSI |
| Núdzové vypnutie (ESD) | Bezpečné uzatváranie výrobných ventilov | 2 500 - 5 000 PSI |
| Horné žeriavy | Zdvíhanie ťažkých zariadení na plošinách | 3 000 - 4 500 PSI |
Bežné aplikácie HPU a ich príslušné technické požiadavky v oblasti ropy a zemného plynu.
Úloha HPU v podmorských kontrolných systémoch (SCS)
Snáď najkritickejšou úlohou a hydraulická pohonná jednotka sa nachádza v podmorskej produkcii. V tomto kontexte sa HPU nachádza na hornej strane (platforma alebo plavidlo) a posiela tekutinu cez niekoľko míľ dlhý „pupočný“ kábel na dno oceánu.
Tieto jednotky sa delia na Nízky tlak (LP) and Vysoký tlak (HP) obvodov. Okruh LP sa zvyčajne zaoberá všeobecnými operáciami ventilov, zatiaľ čo okruh HP je vyhradený pre bezpečnostné ventily s hlbokým nastavením (DHSV). DHSV vyžaduje konštantný hydraulický tlak, aby zostal otvorený; ak hydraulická pohonná jednotka stráca tlak, výkonná pružina vo ventile ho automaticky zaklapne, čím utesní vrt a zabráni úniku ropy.
Dizajnové normy a súlad so životným prostredím
V ropnom poli nie je HPU len čerpadlom na nádrži. Na zaistenie bezpečnosti a interoperability musí spĺňať prísne medzinárodné normy.
- API 16D: Normy pre riadiace systémy pre zariadenia na kontrolu vrtných studní.
- ATEX/IECEx: Certifikácia pre zariadenia používané vo výbušnom prostredí, zabezpečujúca hydraulická pohonná jednotka motor nezapáli bludný plyn.
- NACE MR0175: Požiadavky na materiály odolné voči praskaniu sulfidovým napätím v prostredí „kyslého plynu“.
Okrem toho sa tieto jednotky často montujú DNV 2,7-1 certifikované pobrežné kontajnery alebo „nárazové rámy“, ktoré umožňujú ich bezpečné zdvíhanie pomocou žeriavov zo zásobovacích člnov na vrtné plošiny na rozbúrenom mori bez poškodenia vnútorných hydraulických komponentov.
Metriky údržby a spoľahlivosti
Spoľahlivosť sa meria prísnym testovaním. Typický hydraulická pohonná jednotka v kritickom ESD obvode prechádza "testom čiastočného zdvihu" (PST), aby sa zaistilo, že ventily reagujú. Údržba zahŕňa pravidelnú analýzu hydraulickej kvapaliny na kontrolu úrovne čistoty „triedy NAS“. Ak čistota oleja prekročí NAS 6 alebo ISO 17/15/12 zvyšuje sa riziko zaseknutia ventilu, čo je neprijateľné pri operáciách s vysokým podielom ropy a zemného plynu.
Poskytnutím stabilného a spoľahlivého zdroja sily hydraulická pohonná jednotka zostáva chrbtovou kosťou bezpečnosti a automatizácie v modernej ťažbe energie.
