FlexLinerLife. Flexible Pipe Pressure Liner Life Extension Tool. Norges forskningsråd, 10 mai Jørgen Thomas Wold Eide

Transkript

1 FlexLinerLife Flexible Pipe Pressure Liner Life Extension Tool Norges forskningsråd, 10 mai 2017 Jørgen Thomas Wold Eide

2 Flexible Pipe Pressure Liner Life Extension Tool - FlexLinerLife Metode for forbedret levetidsutnyttelse av polymer trykkbarriere i fleksible rør et samarbeidsprosjekt med Brasil Bilateralt prosjekt med støtte fra Forskningsrådet (Petromaks 2) og FINEP (Foto: Shutterstock) Norske deltagere 4Subsea (prosjekteier Norge) SINTEF NTNU Statoil Petroleum Brasilianske deltagere Inoceano (prosjekteier Brasil) UFRJ/COPPE Statoil Brazil

3 Hva er et fleksibelt rør og hvor brukes det? Pressure Liner

4 Hovedutfordring og mål med prosjektet Litt bakgrunn Fleksible rør har en trykkbarrier i plast Det vanligste materialet som brukes i trykkbarrieren er Polyamid 11 (PA11) eller «Nylon» Omkring 75% av verdens installerte fleksible rør har PA11 trykkbarriere 30% av verdens fleksible rør er installert i Brasil Trykkbarrieren utsettes for direkte, rå brønnstrøm og aldres med tiden. Samtidig er den ikke direkte tilgjengelig for inspeksjon under drift Hovedutfordring Aldringsprosessen i PA11 er påvirket av mange faktorer og er utfordrende å predikere Ofte fravær av muligheten for indirekte inspeksjonsmetoder (referanse materialkuponger) Prosjektmål Utvikle et verktøy for å beregne sikker levetid på PA11 trykkbarriere i fleksible rør ved å identifisere akseptkriterier og utføre lokale mikromekaniske analyser Verktøyet skal, basert på eksperimentelle data, være i stand til å beregne status på PA11 materiale og gi et estimat på gjenværende levetid

5 FlexLinerLife Hovedaktiviteter Oppnå bedre innsikt i de fundamentale degraderingsmekanismene i PA11 materiale i offshore bruk Utvikle og kalibrere avanserte numeriske modeller basert på målte egenskaper av degradert PA11 materiale Utvikle numeriske modeller dedikert for PA11 i fleksible rør av typer brukt av prosjektdeltagere Vurdere og velge relevante eksisterende inspeksjonsteknikker for fleksible rør, samt modne nye fremskridende teknologier Øke sikkerhetsnivået på fleksible rør i drift gjennom nøyaktig kunnskap om degraderingsstatus på rør som har vært i drift Tilrettelegge for økt ressursutvinning fra modne felter i haleproduksjon

6 FlexLinerLife - Hovedaktiviteter 1. Lokal spenningsanalyse av fleksibelt rør under operasjonelle belastninger (trykk, temperatur, dynamikk) 2. Evaluering av duktilitet i material under operasjonelle forhold gjennom eksperimentelle målinger og modellering 3. Metode for overvåkning og løpende beregning av tap av duktilitet under operasjon 4. Metode for beregning av levetid

7 FlexLinerLife - Hovedaktiviteter 1. Lokal spenningsanalyser av fleksibelt rør under operasjonelle belastninger Utvikle elementmodeller av fleksible rør som inkluderer alle lag inkludert PA11 trykkbarriere. Det vil bli tatt utgangspunkt i rør som har vært i drift og deres operasjonelle forhold og belastinger Kalibrere mot målinger gjort på innhentet PA11 materialer fra rør som har vært i langvarig drift Spesielt fokus på fasen når PA11 mister duktilitet Hovedansvarlig: Inoceano

8 FlexLinerLife - Hovedaktiviteter 2. Evaluering av sprøhet i material under operasjonelle forhold gjennom eksperimentelle målinger og modellering Eksperimentell undersøkelse av PA11 materialer fra fleksible rør som er tatt ut av drift Testing med de best metodene som er tilgjengelig SEM, XRD, DSC, NMR og DIC Tester vil bli utført hos UFRJ/COPPE og SINTEF Hovedansvarlig: SINTEF

9 FlexLinerLife - Hovedaktiviteter 3. Metode for monitorering og beregning av tap av duktilitet under operasjon Evaluering av «state-of-the-art» monitoreringsmetoder for PA11 aldring fleksible rør i drift - vil også dekke metoder utviklet og benyttet innenfor andre industrier Vurdere løsninger som er direkte eksponert til brønnstrømmen så vel som mer indirekte metoder og løsninger Definere kunnskaps- og teknologigap Foreslå videre utvikling Hovedansvarlig: 4Subsea

10 FlexLinerLife - Hovedaktiviteter 4. Metode for beregning av levetid Basert på arbeidet i hovedaktivitet 1, 2 og 3 skal det etableres en metodikk og et verktøy for beregning av levetid på PA11 i drift Verifisere metodikk og verktøy mot fleksible rør i drift Etablere retningslinjer og veiledning for bruk av metodikk og verktøy Hovedansvarlig: 4Subsea

11 Nøkkeltall og Tidsplan Prosjektet har et budsjett på 10,2 mnok Norsk andel av prosjektet: 6,83 mnok Petromaks støtte: 2,93 mnok FINEP støtte: 2,15 mnok Statoil (Norge og Brasil) støtte: 4,73 mnok Prosjektet har en estimert varighet på 2 år Forventet oppstart i løpet av mai 2017

12 Marked og muligheter Aldring av polyamider er en av hovedbegrensingene for levetid av mange fleksible rør og utskifting er kostbart En forbedret levetidsmodell som tar hensyn til den virkelige belastnings historikken vil i mange tilfeller kunne forlenge levetiden og dermed utsette eller unngå utskifting En forbedret levetidsmodell for polyamider vil gi følgende muligheter: Levetidsforlengelse av fleksible rør, dette er attraktivt for både operatør og tjenesteleverandør som skal bidra med tekniske beregninger Forbedret integritetsstyring Konsekvensutredninger Optimalisering av feltutbyggingsplaner Et vellykket prosjekt vil gi flere muligheter for 4Subsea: Leveranse av verdensledende tjenester innenfor integritetsstyring Verktøy for monitorering av PA11 aldring Beregningsverktøy for degraderingsstatus på PA11 Verdensomspennende marked

13 Deltager informasjon Brasilianske deltagere Inoceano UFRJ/COPPE Statoil Brazil Norske deltagere 4Subsea SINTEF NTNU Statoil Petroleum

14 Statoil ASA Research and Technology A global energy provider developing oil, gas and energy solutions for today and tomorrow. Target for Petromaks 2 activity Connect and get synergy between top-class Norwegian and Brazilian industry, institutes and academia Increase understanding and ability to predict Life time for polymer layers in flexible pipes Main contribution to the FlexLinerLife project Cash and in-kind contributions Operational experience 250 dynamic unbonded flexible risers 500 km unbonded flexible flowlines Experience in integrity evaluations Large test facilities for materials Advanced numerical simulations

15 SINTEF is an independent, not-for-profit research institute. Our goal is to become a world-leading research institute. Vision: Technology for a better society Our Focus areas and goals Customers: SINTEF is to contribute to knowledge generation, value creation and enhance its customers competitiveness. Science: SINTEF is to be known for high-level scientific and professional quality and be an international leader in specific fields. Involvement in FlexLinerLife Development new technologies specifically for the lifetime extension of flexible pipeline Support national and international Oil&Gas customers to increase production efficiency Safety increase of current and future installations through the better understanding of in service degradation and related damage of pipelines 15 Technology for a better society

16 INOCEANO is a independent engineering company who provides services/consultancy and perform applied research and development (R&D) for the offshore industry. Our main contributions to FlexLinerLife: - Development and calibration of advanced material models based on the measured mechanical properties of PA11 - Finite element modelling of flexible riser - Support on experimental activities at UFRJ We aim at becoming a leading partner for flexible riser lifetime extension assessment in Brazil

17 4Subsea Expert Service Provider within Flexible Pipes and Subsea Wells Flexible risers - Currently managing 300 flexibles offshore riser annulus tests m flexible pipe dissected and investigated Subsea wells - Integrity status of around 200 subsea wellhead systems - Monitoring of WH load and integrity on 70 wells Digital service platform, data reservoir and instrumentation technology Expert engineering team available to manage operational anomalies FlexLinerLife Responsibilities - Overall project coordinator - Technical coordinator

18 Sharing Knowledge Gaining Insight -

19 Copyright 4Subsea Takk for oppmerksomheten