NO341497B1

NO341497B1 - Inspeksjonsmetode

Info

Publication number: NO341497B1
Application number: NO20100096A
Authority: NO
Inventors: John Nicholas Marsden; Stuart Andrew Mitchell
Original assignee: Flexlife Ltd
Priority date: 2007-07-11
Filing date: 2010-01-20
Publication date: 2017-11-27
Also published as: GB2446670A; NO20100096L; AU2008273994A1; GB2446670C; GB0713396D0; BRPI0813569A8; MY160333A; WO2009007670A1; US8387461B2; AU2008273994B2; BRPI0813569A2; US20110113884A1; GB2446670B

Abstract

En fremgangsmåte til å overvåke tilstanden til en fleksibel rørledning omfattende trinnet med å scanne rørledningen med en ultrasonisk skanner for å produsere og/eller registrere et signal indikerende for overfyllingsnivået inne i ringrommet til rørledningen og/eller indikerende for integriteten til lagene i rørledningen.

Description

Inspeksjonsmetode

Foreliggende oppfinnelse vedrører en inspeksjonsmetode og nærmere bestemt en fremgangsmåte til inspisering av en fleksibel rørledning. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte til inspisering av integriteten til et ringrom i en fleksibel rørledning.

Fleksible rørledninger er en betegnelse benyttet til å beskrive et flerlagsrør, som er tildannet av materialer som gjør at det bøyes forholdsvis lett. Det er vanligvis oppbygd av forskjellige materiallag slik som polymerer og metaller eller kompositter.

Fleksible rør blir brukt i hele olje- og gassindustrien både på land og først og fremst til havs. Deres fortrinn er enkelhet ved installasjon og deres evne til å motstå syklisk bøyning, og derfor er de mindre utsatt for utmatting enn stive stigerør.

Publikasjon US 2005210961 viser en metode og anordning for å overvåking av fleksible rørledninger for transportering av trykksatt væske. Dette gjelder spesielt overvåking og varsling av problemer tilknyttet sprekker i armerings viklinger nær endebeslag.

Metoden omfatter en overvåking av integriteten til lag av strekkarmering i endebeslag ved å overvåke en endring i vridning i det nær endebeslaget. Vridningen er assosiert med en forstyrrelse i armeringene som et resultat av brudd i strekkarmeringene.

Publikasjonen US6536283 viser en inspeksjonssammenstilling og metode for å inspisere rør, spesielt rør i en kjernereaktor. Denne omfatter et fjernstyrt propelldrevet kjøretøy med påmontert skanneutstyr. Skanneutstyret er innrettet til å utføre ultralydsinspeksjon av rør. Inspeksjonssammenstilling omfatter også et monteringsutstyr som er koblet til skanneutstyret og innrettet til å montere skanneutstyret til røret.

Andre publikasjoner som viser teknikkens stand er: US5982839, US4775855 og US6171025.

Ingen av publikasjonene viser en fremgangsmåte for å inspisere integriteten til et ringrom i en fleksibel rørledning.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes fremgangsmåten for å overvåke tilstanden til en fleksibel rørledning ved at den omfatter trinnene med å skanne rørledningen med en ultrasonisk skanner og å produsere og/eller registrere et signal indikerende for oversvømmelsesnivået inne i ringrommet til rørledningen og å bruke informasjonen tilveiebragt fra signalet for å fastslå oversvømmelsesnivået inne i ringrommet og for å identifisere en oversvømt del av den fleksible rørledningen.

Ytterligere trekk og fordeler ved fremgangsmåten fremkommer fra de tilhørende patentkravene.

Figurene 1 og 2 viser delvis tverrsnittsriss gjennom to typiske fleksible rørkonstruksjoner.

Det fleksible rør ifølge figur 1 er en grovboret fleksibel rørledning som omfatter et indre skjelett 1 vanligvis tildannet av sammenlåste metalltråder som gir stabilitet til rørledningen og motstår konstruksjonens sammenklapping. Et trykkhylster 2 omgir skjelettet som vanligvis er tildannet av en termoplastisk indre fluidbarriere og tilveiebringer en tetning for å hindre innvendig fluidstrømning i rørledningen fra å unnslippe fra det indre skjelett.

En trykkarmering 3 er tildannet rundt den ytre overflate av trykkhylstret og tilveiebringer omkretsstyrke til rørledningen for å hindre sammenklapping.

En helisk viklet strekkarmering 4 tildannet av rektangulær eller rund metalltråd eller komposittstaver er anordnet over trykkarmeringen for å gi aksial støtte og for å støtte omkretsstyrken til rørledningen. Et slitasjelag 5 av termoplast eller tape ligger over strekkarmeringen 4 og begrenser stållagets slitasje ved å redusere kontaktkreftene og deres abrasjon. Slitasjelaget 5 fastholder også trådene og virker som en hjelp under produksjonen.

I det viste eksempel blir en ytterligere strekkarmering 4’ påført over slitasjelaget 5 og fulgt av et termisk isolasjonslag 6 som reduserer varmetap fra rørledningen. En ytre kappe 7 omgir de indre lag, hvilken ytre kappe er tildannet av en termoplast, som gir beskyttelse mot omgivelsene og hindrer inntrengning av sjøvann inn i rørledningen.

Figur 2 viser en typisk konstruksjon for en glattboret fleksibel rørledning som er tildannet av en indre foring 8 av termoplast, som gir en indre fluidbarriere uten behovet for et indre skjelett, omgitt av en trykkarmering 3 som beskrevet i forbindelse med figur 1. En mellomliggende tetning 9 omgir trykkarmeringen 3 som er tildannet av en termoplastisk hydrostatisk trykkbarriere, som tillater trykkarmeringen 3 å motstå hydrostatisk belastning når den ytre kappen 7 er gjennombrutt som diskutert videre nedenfor.

En strekkarmering 4 omgir den mellomliggende tetning over hvilken et slitasjelag 5 og ytterligere strekkarmering 4’ er anordnet. Til sist omgir den ytre kappen 7 de forutgående lag som beskrevet ovenfor.

I noen tilfeller kan en ytterligere termoplastisk ekstrudering (ikke vist) anordnes over den ytre kappen 7 for å beskytte den ytre kappen 7 fra belastninger og abrasjon og et ytre skjelett (ikke vist) kan omgi hele rørledningen for å beskytte kappen fra belastninger, abrasjon og støtskade, spesielt hvor rørledningen blir utlagt på sjøbunnen.

Fleksible rørledninger blir vanligvis bygd ved å bruke lagene listet opp ovenfor og kan omfatte multipler av disse lagene avhengig av applikasjonen.

Ringrommene til røret, trykkarmeringen 3 og strekkarmeringslagene 4, 4’ er av spesiell interesse i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse. Ringrommet er rommet mellom den ytre kappen 7 og et innvendig tetningslag slik som det indre trykkhylster 2, 3, foring eller mellomliggende tetning 9. Strekk- og trykkarmeringslagene er de ytre metalltråder, som motstår slik deres navn antyder, at strekkrefter og trykkfremkalte belastninger i røret og befinner seg inne i ringrommet.

Utmattingsmotstanden til et fleksibelt rør er betydelig redusert når strekkarmeringen 4, 4’ eller trykkarmeringstrådene 3 til et rør blir utsatt for sjøvann, korrodert eller ødelagt.

I hver fleksibel rørkonfigurasjon er den fleksible rørledning ringromstilstand kritisk for levetiden og ytelsen til røret. Dette blir mer viktig jo mer dynamisk røret er. Vanligvis er stigerør, og dynamiske jumpere mye mer følsomme overfor utmatting enn strømningsrør og statiske jumpere.

Ringrommet kan bli oversvømt gjennom enten sjøvannsinntrengning eller gjennomtrengt fluid fra boringen. I begge tilfeller reduserer dette miljø designlevetiden til røret. Overvåkning av denne tilstand er derfor en nøkkelfaktor til å forutsi levetid og fastslå aktiva av fleksible rør til havs. Svikt i å overvåke ringromsmiljøet kan føre til tap av rørets innhold og bevirke alvorlige miljømessig ødeleggelse, skade, fatale uhell, eller til og med tap av offshoreplattform hvortil det fleksible rør er forbundet.

For tiden er kun rør tilgjengelige hvor en endeterminering, som fester hvert lag i det fleksible rør, tillater overvåking av ringrommets tilstand. Undersøkelse av ringrommet baserer seg vanligvis på brukerutspørring for å evaluere ringrommet. Denne operasjon blir normalt utført under rør-nedstengning og del av planlagt preventivt vedlikehold.

Det er for tiden to vanlige metoder på å overvåke tilstanden til ringrommet til et rør; testing med overtrykk og med undertrykk.

I det første tilfellet krever dette at røret blir stengt ned og tar vanligvis 12-16 timer per test. Prinsippet er basert på ”den kombinerte gasslov” som er en gasslov som kombinerer Charles’s lov, Boyle’s lov og Gay-Lussac’s lov: ”produktet av volumet av en gass og dens trykk over temperaturen er lik med en konstant.” Ganske enkelt:

<P>1<V>1 P2 V 2

T 1 T 2

For å utføre denne testen nøyaktig må det opprinnelige ringromsvolumet (V1) være kjent, dette bør være registrert i fabrikken under godkjennelsestestingen av røret. Dette blir ofte ikke utført og derfor er bruken av denne metode ikke veldig nøyaktig.

Med den andre testen må røret også avstenges for at testen skal kunne utføres som vanligvis tar 12-16 timer per test. Ringrommets ventileringssystem blir isolert for å suge et delvis vakuum i ringrommet. Ringromstrykket reduseres gradvis over en 12 timers periode inntil et trykk på 250mbara er oppnådd. Vakuumet eller undertrykket er ansett stabilt når trykkøkningen ikke overskrider 10% over en 1 times periode etter å ha nådd 250 mbara ringromstrykk. Testen er en aksept når trykkøkningen i ringrommet ikke overstiger 10% av ringromstrykket ved starten av 1 times perioden etter å ha nådd 250 mbara ringromstrykk. Et oversvømt ringrom vil ha et svært redusert volum og tar derfor mindre tid å suge undertrykket. Denne test kan benytte beregning for å utlede det teoretiske ringromsvolum, dette er en unøyaktig fremgangsmåte på å utlede volumet.

Begge tester for å evaluere tilstanden til ringrommet tar mange timer å fullføre og baserer seg på at rørene er avstengt for å gjennomføres. Dette er en kostbar øvelse spesielt hvor det kan være mange fleksible rør å teste eller dersom et fleksibelt rør er hovedproduksjonsrøret; for eksempel for et anlegg som produserer 150.000 fat per dag til $40 fatet som er omtrentlig $3M. Det er lett å se hvordan kostnader kan utelukke denne type nødvendig testing.

Det faktiske volum som evalueres kan være utsatt for unøyaktigheter spesielt dersom ringromsvolumet ikke ble bedt om av kunden ved produksjon. Det er derfor potensial for et rør som anses ikke oversvømt i delvis oversvømte tilfeller og deretter feil pga unøyaktigheter ved testen. Det er et sikkerhetsangjeldende mht disse tester, idet ringrommet kan inneholde gjennomtrengte gasser slik som H2S, eller hydrokarboner, idet disse representerer en risiko for teknikerne og formuen den fleksible rørledning er koplet til.

Selv hvor testene omtalt ovenfor viser at ringrommet blir oversvømt, tillater ingen av dem at operatøren vurderer tilstanden til strekkarmeringen eller trykkarmeringstråder. Faktisk er det ingen pålitelig fremgangsmåte for å evaluere dette annet enn beregning av korrosjonen på grunn av ringromsmiljøet. Metoder slik som røntgen er vanskelig å bruke på pålitelig måte på grunn av den lagvise oppbygning av den fleksible ledning, for ikke å si sikkerhetsaspektene mht kilden nødvendig for denne type testing.

Intelligent pigging av fleksible rør har vært forsøkt uten mye hell, igjen hovedsakelig pga den multilagvise oppbygning og tiden nødvendig for å bygge opp et omfattende bilde som gjør denne test for kostbar.

Den foreliggende oppfinnelse sikter mot å tilveiebringe en inspeksjonsmetode som overvinner eller i det minste imøtegår de foran nevnte problemer i å overvåke integriteten til ringrommet i en rørledning.

I samsvar med en side ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en fremgangsmåte til å overvåke tilstanden til en fleksibel rørledning som omfatter trinnet med å skanne rørledningen med en ultrasonisk skanner.

Med fordel innbefatter fremgangsmåten trinnet med å produsere og/eller registrere et signal indikerende for oversvømmelsesnivået inne i ringrommet til rørledningen.

Med fordel innbefatter også fremgangsmåten trinnet med å produsere og/eller registrere et signal indikerende for integriteten til lagene i rørledningen.

Fordelaktig oppnås signalene som representerer oversvømmelsesnivået inne i ringrommet og integriteten til lagene i rørledningen samtidig.

Med fordel omfatter fremgangsmåten videre trinnet med å fremvise skanningsresultatene på en fremviseranordning.

Fordelaktig blir skanningsresultatene fremvist i virkelig tid under skanningsprosessen.

Hensiktsmessig omfatter fremgangsmåten videre trinnet med å utplassere en ROV fra et overflateanlegg, der ROV’en bærer en anordning for skanning av rørledningen på stedet.

Med fordel blir skanningsprosessen styrt fra et sted i avstand fra rørledningen.

Begrepe t ”fleksibel rørledning” innbefatter (men er ikke begrenset til) alle fleksible strømningsrør, fleksible rør og fleksible stigerør. Fleksible strømningsrør blir vanligvis brukt til å referere til fleksible rør som i det minste delvis hviler på sjøbunnen eller er nedgravd i sjøbunnen. Fleksible rør refererer vanligvis til et rørlegeme som omfatter en sammensetning av lagvise materialer som danner en trykkholdende ledning. Fleksible stigerør er vanligvis fleksible rør som forbinder en plattform, bøye eller skip til et strømningsrør, installasjon på sjøbunnen eller annen plattform. Stigerøret kan være fritt hengende eller i en kjedelinjeform. Alternativt kan den bli fastholdt i noen utstrekning ved bruk av bøyer eller kjeder eller fullstendig fastholdt eller omsluttet i et rør.

En utførelse av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet gjennom et eksempel kun med henvisning til de vedlagte tegninger hvor:

Fig. 1 er et delvis snittriss av en typisk oppbygning av en grovboret fleksibel rørledning; Fig. 2 er et delvis snittriss av en typisk oppbygning av en glattboret fleksibel rørledning, og

Fig. 3 er et skjematisk riss som illustrerer en skanningsoperasjon i samsvar med en side av den foreliggende oppfinnelse.

Som beskrevet ovenfor er tverrsnittet til et typisk fleksibel rør satt sammen av helisk viklede metalltråder eller kompositter og tape. Denne sammensmeltning av metalltråder og taper er ikke så lett å inspisere med nåværende teknologi slik som omtalt. Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte til inspisering av rørledningen og spesielt rørets ringrom for problemer slik som oversvømming eller overfylling.

I eksempelet vist i figur 3 ligger en fleksibel rørledning 10 på sjøbunnen S og kan bli brukt for eksempel til å transportere hydrokarboner fra et boreanlegg på sjøbunnen til et landbasert prosesseringsanlegg.

For å bestemme tilstanden til en seksjon av rørledningen blir en dykker D utplassert fra et fartøy på overflaten eller plattform V med en håndholdt ultrasonisk skanner 11 til sjøbunnen. En fremviseranordning (ikke vist) er anordnet på overflatefartøyet til å motta signaler fra skanneren og til å fremvise de resulterende signaler i grafisk form.

Dykkeren skanner overflaten av rørledningen 10 ved utvalgte intervaller langs seksjonen som skal inspiseres. Lydens hastighet beveger seg gjennom ulike medier ved forskjellige hastigheter og derfor vil en ultrasonisk skanning reflektere signalet som passerer gjennom luften og vannet ved ulike hastigheter. Signalet mottatt av den ultrasoniske skanner leverer et tredimensjonalt bilde av rørledningen. Dette vil identifisere et overfylt ringrom uten å måtte ty til de drastiske tiltak beskrevet ovenfor i forhold til tidligere kjente overvåkingsmetoder.

Videre vil skanningen også gi informasjon hva angår vanndybden i ringrommet. Dette er en betydelig utvikling ettersom den tillater at de nødvendige hjelpearbeider blir tatt før overfyllingen i ringrommet når et kritisk nivå. Resurser kan så bli bedre rettet mot prioritert forebyggende arbeid hvor det er mest påkrevet.

I tillegg vil den ultrasoniske skanning gi en indikasjon mht korrosjonsnivået i bestemte lag eller metalltråder inne i rørets ringrom fordi trådene er av forskjellige materialer, idet lydhastigheten gjennom hvert enkelt er noe forskjellig. Ved å tolke resultatene av skanningen kan et nøyaktig bilde av statusen til de ulike lagene i rørledningen bli bygget opp og avgjørelser tatt basert på nøyaktig informasjon hva angår statusen til rørledningen.

I hvert tilfelle tilveiebringer oppfinnelsen en hurtig, nøyaktig og kostnadseffektiv metode til overvåking av ringrommets tilstand. Spesielt er fremgangsmåten ikkeinngripende og rørene krever ikke en nedstenging for å kunne inspisere, dette vil uten tvil øke antallet inspeksjoner gjennom hele rørets levetid og føre til øket pålitelighet.

I undervannsomgivelser kan skanningsoperasjonen bli utført av dykkere som bruker håndholdte skanningsutstyr som beskrevet ovenfor eller så kan alternativt en fjernstyrt farkost (ROV) bli brukt for skanningsoperasjoner i dypvannssituasjoner slik som for eksempel hvor sikkerheten til dykkere kan bli kompromittert. Alternativt kan pigger med ultrasonisk evne bli brukt i den gjennomgående boring av den angjeldende rørledning. For eksempel er ultrasonisk pigging særlig nyttig for fleksible rørledninger som er vanskelige å nå eller utilgjengelige for dykkere og/eller ROV’er.

I samsvar med andre utførelser kan fremgangsmåten bli utført på andre fleksible rørledninger, slik som fleksible stigerør som vanligvis forløper fra sjøbunnen til overflaten. I tillegg kan fleksible stigerør bli inspisert direkte fra en plattform.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er fordelaktig for inspeksjon av stigerør, ettersom den tidligere nevnte testing med overtrykk kun er mulig hvor stigerør har ventilasjonsporter på oversiden som kan bli justert til undertrykk eller overtrykkstesting for å fastslå ringrommets tilstand.

Videre, med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen unngås behovet for en separat korrosjonsinspeksjon av strekkarmeringen 4. De ultrasoniske data muliggjør å fastslå korrosjonsintegriteten til ståltrådene som er i det fleksible stigerør/strømningsrør som blir utført ved å gjennomføre en mønstergjenkjennelse av strekkarmeringen 4 ved å skanne et flertall av tråder. Disse data vil gjøre de mulig for en person kjent i faget å bestemme korrosjonsnivået til de skannede tråder. Vanligvis, for å oppnå informasjon mht tilstanden til den fleksible ledning blir minst to separate integritetsinspeksjoner utført: en trykktest av ringrommet; og en ytterligere røntgen- eller lasertomografibedømmelse for korrosjonsovervåking. De ultrasoniske data fra fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tilveiebringer informasjon for å gjøre mulig korrosjonsovervåking av strekkarmeringen 4 (og andre ståltrådkomponenter) så vel som overvåking av ringromstilstanden. Derfor representerer oppfinnelsen en fordel i betydning av å redusere antallet og kostnaden ved å inspisere fleksible rørledninger ved bruk av den ultrasoniske teknikken.

Det er tenkt at resultatene av skanningsoperasjonen vil bli overført til en fremviseranordning slik som en mikroprosessor på et overflatefartøy eller annet overflateanlegg. Dette vil tillate at skanningsoperasjonen blir ledet ved bruk av informasjon om virkelig tid hva angår integriteten til rørledningen.

Alternativt kan resultatene av skanningsoperasjonen bli spart lokalt i skanneren og lastet ned på et overflateanlegg for tolkning.

Mens oppfinnelsen har blitt beskrevet i forbindelse med undervannsbruk, skal det forstås at den også kan bli brukt til operasjoner på land.

Claims

Krav

1.

Fremgangsmåte for å overvåke tilstanden til en fleksibel rørledning, k a r a k -t e r i s e r t v e d at den omfatter trinnene med å skanne rørledningen med en ultrasonisk skanner og å produsere og /eller registrere et signal indikerende for oversvømmelsesnivået inne i ringrommet til rørledningen og å bruke informasjonen tilveiebrakt fra signalet for å fastslå oversvømmelsesnivået inne i ringrommet og for å identifisere en oversvømt del av den fleksible rørledningen.

2.

Fremgangsmåte som angitt i krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at metoden innbefatter trinnet med å produsere og/eller registrere et signal indikerende for integriteten til lagene i rørledningen.

3.

Fremgangsmåte som angitt i krav 2, k a r a k t e r i s e r t v e d at signalene som representerer oversvømmelsesnivået inne i ringrommet og integriteten til lagene i rørledningen blir oppnådd samtidig.

4.

Fremgangsmåte som angitt i ett av de foregående krav, k a r a k t e r i -s e r t v e d at fremgangsmåten videre omfatter trinnet med å fremvise skanningsresultatene på en fremviseranordning.

5.

Fremgangsmåte som angitt i krav 4, k a r a k t e r i s e r t v e d at skanningsresultatene blir fremvist i virkelig tid under skanningsprosessen.

6.

Fremgangsmåte som angitt i ett av de foregående krav, k a r a k t e r i -s e r t v e d at fremgangsmåten videre omfatter trinnet med å utplassere en ROV fra et overflate anlegg, der ROV’en bærer en anordning for skanning av rørledningen på stedet.

7.

Fremgangsmåte som angitt i ett av de foregående krav, k a r a k t e r i -s e r t v e d at skanningsprosessen blir fjernstyrt.

8.

Fremgangsmåte som angitt i ett av de foregående krav, k a r a k -t e r i s e r t v e d at skanningsprosessen blir styrt fra et sted i avstand fra rørledningen.