Effektene og farene ved gassutblåsning under vann Ptil Seminar Operasjoner med planlagte gassutslipp 2. Beredskapshåndtering

Transkript

1 Effektene og farene ved gassutblåsning under vann Ptil Seminar Operasjoner med planlagte gassutslipp 2. Beredskapshåndtering Odd J Tveit, GASSCO Gassco, ojt 1

2 Tampen link. Gassutslipp i Ny rørledning Fra SFB FLAGS-UK 23 km, 32 Vanndyp 145 m *** Vanntømming: Lekkasje: kg/s Ca 5 min. Gassco, ojt 2

3 Tampen Link Gassco, ojt 3

4 Fra granskningsrapporten «Direkte årsaker»: 1. Siste pigg kom inn i sluse uten at dette ble oppdaget. Gass bak piggen strømte dermed ut via åpne ventiler. 2. Operasjonen ble ikke stoppet da overvåkningen av piggteller sviktet på grunn av dårlig sikt i sjøen 3. Gassutslippet til sjø ble observert med ROV som en hvitfarget jet, men ble feiltolket som MEG med kanskje litt gass. 4. Det var ikke gode nok kriterier for posisjonering av Edda Freya (skipet lå med for liten avstand horisontalt) Gassco, ojt 4

5 Tampen Link. Et planlagt utslipp som ble større Var det fare for liv? Kunnskap om gassens utbredelse er nøkkelkunnskapen Eksempel: effekt av vind: Vind 5 m/s Vind 21,5 m/s Gassco, ojt 5

6 Det «planlagte utslipp» Kan operasjonen gjennomføres med systemet i drift? - uten å ta ned trykket? uten å gassfri? stor gevinst! Kan vi la fartøyet ligge? Hvor langt unna? Kan vi gå inn med ROV en? Med dykker? **** Men hva kan skje? Hva er «worst case»? NB! Unngå hydrat! Sjøvann i et gassrør. Gassco, ojt 6

7 Det «planlagte utslipp». Det planlagte utslipp må «dimensjoneres». Forståelsen av utslipps-scenariet er en forutsetning. Vi må altså kunne forutsi sammenhengen mellom utslipp og resultatene av utslipp; - i form av gass-eksponering av mennesker, tennkilder etc. Både utslippet og effektene har et transient forløp. Noen ganger er det viktig med presise beregninger Gassco, ojt 7

8 Det planlagte utslipp. Eksempler på virkemidler i design: Utslipps-rate over tid Høg rate over kort tid (slipp ut «resten», det kan være en kjent, total mengde. Utslipps- retning, - for eksempel horisontalt «tynne ut» gassen med N2, CO2, - Og selvfølgelig øke avstand til eksponert objekt. Gassco, ojt 8

9 Når det planlagte utslipp mislykkes. En del av design å unngå dette! En risikoanalyse skal kartlegge denne risikoen. Større utslipp enn planlagt, lengre varighet Feil tidspunkt Teknisk svikt (ventiler, -målinger, etc) Feiloperasjoner. «Menneskelige feil» Eksterne laster Annen eksponering av mennesker, tennkilder Etc. Noen av disse endrer gass utslipps-scenariet! Gassco, ojt 9

10 Risiko. Ulykkes-scenariet. Risikoreduserende tiltak må påvirke, - i ønsket retning, ett eller flere av leddene i hendelseskjeden som gir tap Feilmekanismer Lekkasje Brudd Utslipp Utslippsscenariet Tenning Eksponering Tap Korrosjon Utmatting Overbelastning Isolering Trykkavlasting SSIV etc Vind Ventilasjon Tennmekanismer lay-out etc Poeng: for å finne/velge virkemidlene må du forstå feilmekanismene og scenariet! Gassco, ojt 10

11 Gjøa til FLAGS inspeksjonspigging To piggeoperasjoner: 1. Gauge pigging 2. Inline Inspection pigging (ILI) Nyheter: First diverless subsea to subsea ILI Pig launch using Naptha Pipeline model calibration Subsea gas release during pig receipt Gassco, ojt 11

12 Install pig reciever at Gjøa GEPF Gassco, ojt 12

13 Install pig launcher at Gjøa GERB Gassco, ojt 13

14 Gauge pig Launch Gassco, ojt 14

15 Reciveal of Gauge pig Gassco, ojt 15

16 ILI pig launch Gassco, ojt 16

17 Receive ILI pig Gassco, ojt 17

18 Beredskap for gassutslipp, Gassco. Transportnettet: 8000 km Knyttet opp mot alle større produksjons anlegg for gass Stigerørs plattformer Prosessanlegg for gass Mottaksanlegg for gass i utlandet Nedstrøms gass transmisjonssystemer for gass i Europa Gassco, ojt 18

19 Gassco beredskap. Særlige forutsetninger hva gjelder gassutslipp: Overvåker kontinuerlig tilstanden i transportnettet. Måler gass strøm, trykk, temperatur i alle leveranse- og mottakspunkt samt knutepunkt (over havnivå). On-line modell av transportnettet. System for deteksjon av gasslekkasje i transportnettet. Lekkasje over viss størrelse Kontrollsenter bemannet 24/7 Deliverability YtD ( ): 99,94 % Gassco, ojt 19

20 Risiko knyttet til gassutslipp under vann Gassutslipp under vann, - en aktuell problemstilling? Hendelser, hyppighet, frekvenser Noe vi skal dimensjonere for? I design, i drift, i beredskap Behov for kunnskap om utslippsscenariet Hvor presist behøver vi å beskrive, kvantifisere? Hvor godt dekker vi behovet? Valg, beslutningsproblemer knyttet til gassutslipp Gassco, ojt 20

21 Hendelse på norsk sokkel. Kvitebjørn rørledning. «Dragged anchor» Gassco, ojt 21

22 Kvitebjørn 30 Gassco, ojt 22

23 Brudd på Jotun august 2004 (til Statpipe) Gassco, ojt 23

24 Etter bruddet på Jotun Gassco, ojt 24

25 Jotun: ett av bruddene og to bolter som er bøyd Gassco, ojt 25

26 Hendelser, data om feil og lekkasjer Recommended failure rates for pipelines» Statoil/Gassco/DNV Tidligere utgaver: 1988, 1991, 1997, 2005 Viktigste datakilder: Parloc. (HSE, UKOOA og IP) EGIG og PSG: Gassledninger på land, Vest-Europa CONCAWE: Oljeledninger på land, Vest-Europa andre Gassco, ojt 26

27 Lekkasjefrekvenser transportnett. Norsk sokkel. Basert på risikoanalyse av hele transportnettet: Totalt for alle rørledningene: 0,14 /år Midlere tid mellom lekkasje: 7 år Fordelt: Liten (1-20 mm hull diameter): 0.1 per år (71 %) Stor (20-80 mm hull diameter: per år (19 %) Fullt brudd (>80 mm hull): per år (10 %). Sannsynlighet for å oppleve null lekkasjer: 50 % i løpet av 5 år 6 % i løpet av 20 år Gassco, ojt 27

28 Landledninger, lekkasjedata. Gassco, ojt 28

29 Hyppighet/frekvens av lekkasjer Har hyppighet, lekkasjefrekvens betydning for våre valg, våre beslutninger? Et eksempel: For 30 år siden: Skal vi investere i et system for Reparasjonsberedskap (PRS)? Hva er beslutningskriteriet? Gevinst > Tap/kostnad Gevinsten ligger primært i redusert nedetid (redusert produksjonstap) ved feil: S pi DCi (forventet gevinst, nåverdi) > Cinvestert Gassco, ojt 29

30 Beredskap. I GASSCO: Det dreier seg om HC Gass Beredskap i GASSCO: Det dreier seg om Gass på avveier Her, i dette seminaret: Utslipp under vann Diskuterer ikke reparasjonsberedskap. Vi har PRS (Pipeline Repair System) Handlingene (etter en lekkasjehendelse) må ta utgangspunkt i en forståelse av gass utslipps-scenariet! Gassco, ojt 30

31 Noen aktuelle variable, - i virkeligheten. Under vann: Utslippets lokasjon, størrelse, - rate, varighet, - stort spenn. Alle utslipp er transiente. Utslipps-retning. Ikke bare vertikalt oppover! Hav dyp, ved utslipp: fra 0 til 3000 m Grunt vann er særlig aktuelt, - her bor folk, her oppstår skade Gass «kvalitet», sammensetning Havstrømmer Hvor går grensene for modellens gyldighet/ytelse? Gassco, ojt 31

32 Noen variable over vann: Gassutstømning vann til luft, - rate, varighet, fordeling over areal, over tid. Vind og vær Objekter på overflaten (som påvirker gasskyen) Eksponerte objekter, mennesker, tennkilder,- Topografi (på land) Hvor går grensene for modellens ytelse? Gassco, ojt 32

33 Virkemidler i beredskapen, - gitt lekkasje. Påvirke selve lekkasjen: Lokalisere lekkasjen og isolere segment som lekker Ev. trykkavlaste segmentet OBS! unngå sjøvann inn i røret! ********** Estimere lekkasjens størrelse, beregne gassens utbredelse, som f(tid og rom) Kontinuerlig oppdatert En lekkasje i transportsystemet kan vare lenge! Gassco, ojt 33

34 Virkemidler i beredskapen, - gitt lekkasje. Begrense, redusere eksponering, -for gass, -for ev. antent gass: Begrense adgang Evakuere Redde Økende presisjon. Mindre usikkerhet Økende risikoaksept Etablere sikkerhetssone (raskt, på usikkert grunnlag) Etablere kriterier for adgang, redning Gassco, ojt 34

35 Eksponering av plattformer, fartøyer. Fysiske objekter påvirker vindfelt og spredningen av gass. Problemstillinger, beslutningsproblemer: Gass inn ventilasjonsinntak? Inn sjøvannsinntak? Hvis vinden snur? hva så? Kan helikopteret lande? Kan lekkasjeraten øke? hva så? Vil lekkasjeraten avta?, - etc., etc. En god forståelse av selve utslipps-scenariet er svært viktig for hensiktsmessig handling. Gassco, ojt 35

36 Krefter på et objekt i vann/gass-strømmen Uavklart: Stort utslipp på grunt vann! Tidlig FoU-prosjekt Statoil og Hydro. Her Åsgard A utslipp 400 kg/s Vanndyp 300 m ***** Ubetydelig slagside. Gassco, ojt 36

37 Tunggasseffekt ved brudd Masserate: Svart: kort rør mot land Rødt: rør mot sjø Temperaturforløp: Svart: kort rør mot land Rødt: rør mot sjø Gassco, ojt 37

38 Tung gass effekt ved brudd Lav temperatur ved utslipp Minus 50, - 60, C avhengig av trykkfall, Stor betydning for skyens spredning langs bakken, langs havflaten. Hva med lavtemperatureffekt under vann? For eksempel på grunt vann? Svært dypt vann? Hva med kombinasjon av: Lav temperatur, høye strømningshastigheter, lang varighet. Vil systemet overleve fullt brudd? Gassco, ojt 38

39 FIN Gassco, ojt 39