Ανασκόπηση του συστήματος Sapinhoá-Lula NE BSR

(Εικόνα: Υποθαλάσσιος 7)

Απόσταση βυθού βυθού (Εικόνα: 2χ Offshore)

Παρουσίαση συστήματος BSR (Εικόνα: Υποθαλάσσιος 7)

Previous Next

Η εξερεύνηση και η παραγωγή προ-αλατιού βαθέων υδάτων παίζει παράκτια Βραζιλία προκάλεσε σημαντικές τεχνολογικές προκλήσεις. Ορισμένες δεξαμενές βρίσκονται κάτω από 2.000 μέτρα νερού και πρέπει να τρυπηθούν μέσω άλλων περίπου 2.000 μέτρων αλατιού. Αν και οι προκλήσεις εξερεύνησης είναι τρομακτικές, οι προκλήσεις στην παραγωγή δεν είναι λιγότερο εντυπωσιακές. Με πολλά φρέατα παραγωγής και έγχυσης τοποθετημένα πάνω από τις μεγάλες δεξαμενές, η δυσκολία της αξιόπιστης και ασφαλούς μεταφοράς του πετρελαίου και του φυσικού αερίου στην παραγωγή FPSOs έχει επιδεινωθεί από τα ακραία βάθη των υδάτων που εμπλέκονται.

Το 2011, ο υποθαλάσσιος σταθμός 7 απονεμήθηκε σε υποθαλάσσιο υποθαλάσσιο όχημα ομβρύου, ανόδου και ροής (SURF) από τον εθνικό αερομεταφορέα Petrobras για τέσσερα αποσυνδεδεμένα συστήματα ανύψωσης που θα εγκατασταθούν στα πεδία Sapinhoá-Lula NE που βρίσκονται στη λεκάνη του Santos, εγκατάσταση και θέση σε λειτουργία (EPIC) σύμβαση SURF που ανατέθηκε μέχρι σήμερα στη Βραζιλία. Η πρωτοποριακή τεχνολογία για τη σύνδεση μεγάλου αριθμού φρεατίων σε ένα ενιαίο FPSO αναπτύχθηκε από το ερευνητικό κέντρο Petrobras (Cenpes) και την Subsea 7, με την υποστήριξη του UFRJ (Πανεπιστήμιο του Ρίο ντε Τζανέιρο) και του USP (Πανεπιστήμιο του Σάο Πάολο) . Το έργο απαιτούσε την εγκατάσταση τεσσάρων τεράστιων 2,800 τόνων βυθισμένων βυθών περίπου 250 μέτρων κάτω από την επιφάνεια. Το σύστημα σχεδιάστηκε για να φιλοξενεί έναν συνδυασμό 45 ανυψωτών / ομφάλων για κάθε πεδίο σε μικρή περιοχή σε αποσυνδεδεμένη διάταξη. Η εμβέλεια του υποθαλάσσιου 7 ήταν συγκεκριμένα 27 3.9 χιλιόμετρα αλεξίπτωτα χάλυβα, από τα οποία 18 ήταν γραμμές παραγωγής 7,5 ιντσών, τρεις γραμμές έγχυσης νερού 9,5 ιντσών και έξι γραμμές έγχυσης 8 ιντσών.

Βοηθητικοί ανυψωτές (BSR)
Η Petrobras και οι συνεργάτες της επέλεξαν το σύστημα Buys Supported Risers (BSR) ως την πιο αποτελεσματική λύση για το έργο. Ο Ivan Cruz, Διευθύνων Σύμβουλος Προϊόντος στο Subsea 7, εξήγησε ότι για να επιτευχθούν οι απαιτήσεις απόδοσης και εγκατάστασης του συστήματος, εφαρμόστηκαν διάφορες καινοτόμες τεχνολογίες. Η δημιουργία της γωνιακής μονάδας σύνδεσης (ACM) αποδείχθηκε αναπόσπαστο στοιχείο του συστήματος BSR, συνδέοντας τους εύκαμπτους βραχυκυκλωτήρες στους προεγκατεστημένους σημαντήρες. Με το μεγάλο αριθμό εγκατεστημένων ανυψωτικών μηχανισμών, οι σημαντήρες μπορούν να καταλαμβάνουν διαφορετικές θέσεις και το ACM επιτρέπει να γίνονται συνδέσεις σε λανθασμένες γωνίες έως και 15 °, αξιόπιστα και με ασφάλεια, μειώνοντας τον χρόνο αγκυροβόλησης. Μέσα στο σύστημα BSR, η εισαγωγή του ACM μείωσε τη ροή του ρευστού σε ένα ενιαίο σημείο διασύνδεσης, μειώνοντας έτσι το κόστος και ενισχύοντας την αξιοπιστία εξαλείφοντας περαιτέρω πιθανές διαδρομές διαρροών.

Η βασική προϋπόθεση για την επιτυχή πρόσδεση της BSR ήταν η χρήση προσαρμογών πρόσδεσης για τη σταθεροποίηση και την τοποθέτηση κάθε σημαδούρας. Η κύρια πρόκληση που συνδέεται εδώ ήταν η επιλογή ενός κατάλληλου υλικού πρόσδεσης, βοηθώντας να διασφαλιστεί ότι η αξονική ακαμψία προτιμάται για να εξισορροπηθεί η επιθυμητή ρύθμιση της τάσης και να διατηρούνται στενά μεταξύ τους οι πρόσδεσμοι ιμάντες ενώ ελέγχεται η αρχική χαλάρωση κατά τη διάρκεια της κατασκευής και της εγκατάστασης. Αν και ο χαλύβδινος σωλήνας γεμάτος αέρα είναι ένα υλικό που χρησιμοποιείται συνήθως για πλατφόρμες τεντώματος ποδιών (TLPs), προτιμάται μια μέτρια μείωση στην αξονική ακαμψία, επιτρέποντας μια απλή κορυφαία τάση μεταξύ γειτονικών δεσίμων και προσαρμογές μήκους. Μια σημαντική αύξηση του τεντώματος των τενόντων, που εφαρμόζεται ενώ η BSR ήταν σε κατακόρυφη κίνηση, δεν θα ήταν αποδεκτή, λόγω της μεγάλης πιθανότητας κακής ευθυγράμμισης και βλάβης του συστήματος.

Ένα άλλο εξίσου σημαντικό τεχνικό ζήτημα που έπρεπε να αντιμετωπιστεί ήταν το βυθισμένο βάρος του ιμάντα, το οποίο είχε τη δυνατότητα να ελαχιστοποιήσει τις επιπτώσεις στην αρνητική πλευστότητα και τις διαστάσεις. Στη συνέχεια επιλέχθηκαν καλώδια σπειροειδούς έλικας (SSW), επειδή το καλυμμένο σπειροειδές σύρμα έχει μακρά ιστορία σε άλλα συστήματα αγκυροβόλησης και βρέθηκε ότι ικανοποιεί όλες τις απαιτήσεις για 27 χρόνια ζωής. Το τέντωμα δεν είναι υπερβολικό, αλλά αρκεί για να ελαχιστοποιήσει τις επιπτώσεις των ανοχών μέτρησης μήκους, καθιστώντας απλούστερη την εγκατάστασή του στην ανοικτή θάλασσα, συμπεριλαμβανομένου του κλειδώματος των γραμμών στους συνδέσμους στο απαιτούμενο σημείο.

Προβλήματα βαθέων υδάτων
Η ανάπτυξη των δεξαμενών ΝΑ Sapinhoá-Lula ήταν σημαντικές τεχνολογικές προκλήσεις. Η καινοτόμος ιδέα της BSR ήταν μια μοναδική σχεδίαση στη βιομηχανία εκείνη την εποχή και βοήθησε στη μείωση των κινήσεων του ανυψωτήρα FPSO σε ένα πολύ μικρό επίπεδο. Με αυτή τη διαμόρφωση, οι κινήσεις της πλωτής πλατφόρμας δεν μεταφέρονται ολοκληρωτικά στους άκαμπτους ανυψωτήρες, μειώνοντας τις ζημιές εξαιτίας της κόπωσης και εξασφαλίζοντας την ωφέλιμη ζωή τους ακόμα και σε σοβαρές μετεωρο-ακουστικές συνθήκες. Σύμφωνα με τον Ricardo Francis, σύμβουλο της Διοίκησης Τεχνολογίας των Σωλήνων και των Σκαφών στην πόλη Cenpes, οι σημαντήρες μαζί είναι υπεύθυνοι για την παραγωγή 240.000 βαρελιών πετρελαίου ανά ημέρα. «Μελετήσαμε ένα σύστημα σημαντήρα για να πάρουμε τη δυναμική των άκαμπτων γραμμών γιατί εσωτερικά έχουν μια επίστρωση που εμποδίζει τη διάβρωση του χάλυβα λόγω της παρουσίας αερίων όπως H2S και CO2 και αυτή η επίστρωση έχει μια πιο απαιτητική διαδικασία υπολογισμού, η σημαία, η ωφέλιμη ζωή αυτών των γραμμών έχει αυξηθεί σημαντικά, καθιστώντας την παραγωγή εφικτή στα πεδία πριν από την άλεση. Από εκεί, τοποθετούνται ευέλικτες γραμμές, που ονομάζονται jumpers, που συνδέουν τον ιστό με την πλατφόρμα παραγωγής. Εκτός από την παραγωγή στην PEUs, προορίζεται να απορροφήσει τις δυναμικές κινήσεις τους. Αυτή είναι η κύρια ιδέα του BSR ", λέει.

Με τη σημαία που συγκρατεί τους σωλήνες που μεταφέρουν το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο από το φρεάτιο στο βυθό της θάλασσας στο FPSO, ανακουφίζει το φορτίο που ασκείται στην πλατφόρμα. Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι να επιτραπεί η εγκατάσταση των ανελκυστήρων ακόμη και πριν την άφιξη της πλατφόρμας παραγωγής. "Το οικονομικό πλεονέκτημα ήταν η πρόβλεψη της παραγωγής. Εάν προετοιμάζετε τα πάντα πριν φτάσετε στη μονάδα παραγωγής, απλώς συνδέει τους ανελκυστήρες και μπορείτε να προβλέψετε 3 έως 6 μήνες παραγωγής », λέει ο Ricardo. Παρόλο που υπήρχαν προβλήματα οδοντοφυΐας στην εγκατάσταση του πρώτου BSR, γεγονός που οδήγησε σε καθυστερήσεις σε αυτή την πρώτη εγκατάσταση, οι χειριστές είναι κατηγορηματικοί ότι το σύστημα λειτουργεί ομαλά και χωρίς σοβαρά προβλήματα από την έναρξη λειτουργίας του το 2014 και ότι παρόμοια συστήματα μπορεί να είναι που χρησιμοποιείται στο μέλλον σε άλλα παιχνίδια αλάτι πριν από το αλάτι.

Μια ματιά σε μερικές από τις τεχνολογικές προκλήσεις που σχετίζονται με το σύστημα BSR:

• Μια αποδοτική μέθοδος για την τοποθέτηση σωλήνων BuBi με μηχανική επένδυση από κράμα ανθεκτικό στη διάβρωση (CRA) με τη μέθοδο εγκατάστασης με καρούλια.
• Η ανάπτυξη της μονάδας γωνιακής σύνδεσης (ACM). Αυτή η μοναδική τεχνική ικανότητα απλουστεύει σημαντικά το υλικό των γεφυρών ελαχιστοποιώντας τον αριθμό των συνδέσεων και τις πιθανές διαδρομές διαρροών.
• Εργαλείο εγκατάστασης κατάλληλου για τέντωμα 400 τόνων, που επιτρέπει την αξιόπιστη ανάπτυξη 27 SCRs.
• Υψηλής τεχνολογίας εκτίμηση μηχανικής κάμψης για πλαστικές αρθρώσεις σωλήνων από κράματα 625 κράματος.
• Ένα νέο προσδεδεμένο σύστημα πρόσδεσης, παρόμοιο με αυτό για πλατφόρμες Tension Pads (TLPs), αλλά χρησιμοποιώντας καλώδια και αλυσίδες σπειροειδών κλώνων για απλότητα εγκατάστασης και για την επίτευξη της απαραίτητης δυναμικής απόδοσης.
• Σύστημα τάνυσης με βάση πρόσδεσης ικανό να αντέχει τις διακυμάνσεις της γωνίας κορυφής που σχετίζονται με τις φυσικές μετατοπίσεις των σημαντήρων και τις πιθανές διακυμάνσεις μήκους των δεκάδων χιλιομέτρων.
• Μια κάτω υποδοχή σύνδεσης για την απλοποίηση των συνδέσεων με τα θεμέλια. Το συνδυασμένο αποτέλεσμα όλων αυτών των καινοτομιών, μερικές αυξανόμενες και προερχόμενες από τις υπάρχουσες τεχνολογίες, και άλλοι εντελώς νέοι και πρωτοποριακές, οδήγησαν στο πλήρες σύστημα BSR, το οποίο ήταν ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση των ποσοστών παραγωγής και του χαμηλού χρόνου διακοπής των δύο δεξαμενών.