Bosch Rexroth Subsea-Ventilaktor senkt Energieverbrauch um 75 % – gewinnt Mechanical Engineering Design Award

Innovativer Subsea Valve Actuator (SVA) mit SIL3-Sicherheit

Weniger als ein Jahr nach Markteinführung wurde Bosch Rexroths innovativer Subsea Valve Actuator (SVA) – ein völlig neues Konzept für Unterwasseraktuatoren mit SIL3-Sicherheitsniveau und bis zu 75 Prozent geringerem Energieverbrauch – mit dem Mechanical Engineering Design Award ausgezeichnet.

Herausforderungen herkömmlicher Unterwasseraktuatoren

Der SVA wurde entwickelt, um Herausforderungen und Mängel rein elektromechanischer oder elektrohydraulischer Aktuatortechnologie am Meeresboden für Öl- und Gasfördersysteme zu adressieren.

Bisher benötigten Unterwasseraktuatoren große, zentrale Hydraulikaggregaten über Wasser. Die zum Versorgen der Aktuatoren mit Fluid erforderlichen Leitungen können Kilometer lang sein.

Neben zusätzlicher Komplexität und Kosten bergen lange Leitungen und Kupplungen das Risiko von Fluidlecks ins Meer.

Rein elektromechanische Lösungen hingegen haben sicherheitsrelevante Nachteile, da sie keine mechanische Eingriffe zur Einstellung von außen zulassen.

Durch Reibung entsteht mechanischer Verschleiß am kraftübertragenden System, was es schwierig macht, die erwartete 25-jährige Betriebsdauer ohne Wartung zu erreichen.

Autonome Bauweise mit eigenem Fluidkreislauf

Der SVA bietet eine energieeffiziente, sichere Alternative zu den bisher in der Offshore-Öl- und Gasförderung eingesetzten Aktuatoren. SVAs sind autonome Baugruppen mit eigenem Fluidkreislauf und variabler Pumpenantrieb.

Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer zentralen Energieeinheit und kilometerlanger Fluidleitungen. SVAs benötigen lediglich eine Stromversorgung und Datenleitung. Ein Verstellsteuerungssystem passt den Durchfluss nahezu verlustfrei an die Geschwindigkeit an.

Deutlich höhere Energieeffizienz

Dies vereinfacht das Design und steigert die Energieeffizienz erheblich: Im Vergleich zu rein elektromechanischen Aktuatoren benötigen SVAs bei Spitzenlast bis zu 75 Prozent weniger Strom.

Sicherheitsventil mit mechanischer Feder

Der integrierte Zylinder öffnet und schließt Bohrventile am Meeresboden. Ein Sicherheitsventil mit mechanischer Feder stellt sicher, dass der Zylinder das Bohrventil auch ohne externe Energieversorgung zuverlässig schließen kann, falls die Stromversorgung ausfällt.

Zudem kann der Zylinder von außen durch einen Unterwasserroboter über eine Spindel bedient werden. Alle Komponenten im Antriebsstrang sind doppelt redundant ausgelegt. Dadurch bietet die Lösung mehrere Sicherheitsebenen.

Industry 4.0 kompatibel mit vorausschauender Wartung

Kompatibel mit Industry-4.0-Technologie zeichnet das integrierte Sensorsystem kontinuierlich Betriebszustände im Aktuator auf – einschließlich Position, Temperatur und Druck – und leitet die Daten an das übergeordnete Leitsystem weiter.

Dieses Leitsystem kann Trends auswerten und Abweichungen vom Normalbetrieb frühzeitig erkennen und beheben – was Ausfallzeiten reduziert und vorausschauende Wartung ermöglicht.

Vorteile beider Welten vereint

Dr. Alexandre Orth, Leiter Marine- und Subsea-Technologien bei Rexroth, sagt: „Der SVA vereint die Vorteile elektromechanischer und elektrohydraulischer Aktuierung: Er bietet die Leistungsdichte hydraulischer Aktuierung für große Schieferventile mit einer einfacheren elektrischen Schnittstelle, die hydraulische Nabelschnüre überflüssig macht.“

Internationale Anerkennung

Ein einzigartiges Unterwassersystem bietet dem Nutzer und der Umwelt deutliche Vorteile. Mit einer sichereren, saubereren, effizienteren und modularen Lösung für die Unterwasser-Ventilbetätigung hat der SVA bereits internationale Aufmerksamkeit erregt.

Im Mai 2019 erhielt der SVA den Award of Merit als einer von fünf Finalisten beim 2019 Woelfel Best Mechanical Engineering Achievement Award. Die Auszeichnung wurde auf der Offshore Technology Conference im Mai 2019 von der American Society of Mechanical Engineers verliehen.