[发明专利]用于过程阀的流体动力致动器

说明书

控制流体动力装置(102)包括第一壳体(226)，该第一壳体(226)具有限定第一室(232)和第二室(236)的第一活塞(228)，其中，第一室(232)接收控制流体(220)并且第二室(236)接收来自过程系统(104)的过程流体(235)。当控制流体动力装置(102)耦接到控制阀组件(100)时，第一室(232)被定向在第二室(236)的上方。第二壳体(244)具有限定第三室(250)和第四室(254)的第二活塞(246)，其中，第三室(250)接收控制流体(220)并且第四室(254)接收过程流体(235)。当控制流体动力装置(102)耦接到控制阀组件(100)时，第三室(250)被定向在第四室(254)的上方。

技术领域

本公开内容总体涉及动力装置，更具体而言，涉及控制流体动力装置和相关方法。

背景技术

油气(gas-over-oil)控制阀系统通常在远程位置用在过程系统中(例如，海上钻井、油田、天然气输送管线等)，其中动力源(例如，气动动力或电动力)可能是不可用的。具体地，油气控制阀系统使用流过过程流体管线(例如，天然气)的高压过程流体以代替例如气动动力或电动力提供能量以为控制阀(例如，致动器)提供动力。特别地，油气系统包括储存在外部容器中的液压控制流体。通过在直接经过液压控制流体并且与该液压控制流体接触的传输管线中输送过程流体来对液压控制流体进行加压，这迫使液压流体进入控制阀(例如，控制阀的致动器)。

然而，已知的油气控制阀系统在液压控制流体供给(stoke)控制阀之后将管线过程流体(例如，天然气)排出到大气中。排出的流体可能产生喧闹的噪声和/或高速流。在某些实例中，压力容器具有相对较大的体积，并且需要约15至20秒来填充压力容器和/或从压力容器中排泄过程流体。此外，油气系统不采用故障-安全机制，这是因为这些系统通常缺乏弹簧。另外，过程流体(例如，气体)在它们之间没有屏障的情况下在压力容器中直接接合液压油。因此，过程流体中的杂质可能污染液压流体并且可能对致动器和/或油气系统的其它部件造成损坏。

发明内容

在一个示例中，示例的控制流体动力装置包括第一壳体，该第一壳体具有限定第一室和第二室的第一活塞，其中，第一室接收控制流体并且第二室接收来自过程系统的过程流体。当控制流体动力装置耦接到控制阀组件时，第一室被定向在第二室的上方。第二壳体具有限定第三室和第四室的第二活塞，其中，第三室接收控制流体并且第二室接收过程流体。当控制流体动力装置耦接到控制阀组件时，第三室被定向在第四室上方。

在另一个示例中，示例的控制流体动力装置包括旋转叶片致动器，该旋转叶片致动器具有限定第一腔和第二腔的叶片。第一蓄能器具有第一活塞以限定第一室和第二室，其中，第一室接收控制流体并且第二室流体地耦接到流过过程系统管线的过程流体。当第一蓄能器耦接到控制阀时，第一室位于第二室的顶侧，以使得第二室位于第一室与过程系统管线之间。第二蓄能器具有第二活塞以限定第三室和第四室。第三室接收控制流体并且第四室流体地耦接到流过过程系统管线的过程流体。当第二蓄能器耦接到控制阀时，第三室位于第四室的顶侧，以使得第四室位于第三室与过程系统管线之间。第二蓄能器的第三室流体地耦接到第一蓄能器的第一室。方向控制器对第一蓄能器的第一室与致动器的第一腔或第二腔中的至少一个腔之间的流体流动进行引导。

在另一个示例中，控制流体动力装置包括用于储存能量的第一装置，其具有用于接收控制流体的第一装置和用于接收过程流体的第二装置，其中，用于接收控制流体的第一装置位于用于接收过程流体的第二单元的上方。该装置包括用于储存能量的第二装置，其具有用于接收控制流体的第三装置和用于接收过程流体的第四装置，其中，用于接收控制流体的第三装置位于用于接收过程流体的第四装置的上方。用于将用于接收控制流体的第一装置和用于接收控制流体的第三装置流体地耦接到控制流体供应源的第一装置。该装置包括用于将用于接收过程流体的第二装置和用于接收过程流体的第四装置流体地耦接到过程系统的管线的第二装置，其中，当流体控制阀耦接到过程系统时，用于接收过程流体的第二装置和用于接收过程流体的第四装置流体位于管线上方。

附图说明