Verlängerung der Lebensdauer von Bohrlochköpfen

Die Spannerkomponente des auf dem Meeresboden angeordneten Bohrlochkopf-Ermüdungsschutzsystems. (Bild: Trendsetter Vulcan Offshore)

Wenn Öl- und Gasbetreiber Arbeiten ausführen oder einen Tiefwasserbrunnen verstopfen und verlassen müssen, ist ein Hauptanliegen, wie viel Ermüdungslebensdauer im Bohrlochkopf verbleibt.

Brunnen vor zwei Jahrzehnten wurden gebohrt und mit möglicherweise stillgelegten Bohrinseln fertiggestellt. Die neueren Bohrinseln mit ihren schwereren Ausblassicherungen (BOPs) belasten den Bohrlochkopf stärker als vorgesehen.

"Dies würde die Lebensdauer der Ausrüstung viel schneller nutzen als vorgesehen", sagt Kevin Chell, Vice President von Trendsetter Vulcan Offshore (TVO).

Tatsächlich kann es schwierig sein, die verbleibende Ermüdungslebensdauer abzuschätzen, sagt er. Dabei wird ein Modell des Brunnens erstellt und das Wetter während des Betriebs verfolgt, um zu bestimmen, um wie viel sich der BOP bewegt hat.

"Es ist schwierig, eine Brunnengeschichte zu rekonstruieren und in ein müdes Leben umzuwandeln", sagt Chell.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um das Problem zu lösen: Zum einen werden die Bohrlochköpfe gestärkt, zum anderen sollen künftige Probleme bei neuen Bohrlochköpfen vermieden werden, und zum anderen soll verhindert werden, dass sich der BOP so stark bewegt, wie er sagt.

Eine Änderung der Frequenz der BOP-Bewegungen, die durch das Binden des BOP erreicht wird, könne die Ermüdung erheblich verringern.

„Du wirst immer noch Müdigkeitsschäden ansammeln. Daran kommt man nicht vorbei “, sagt er, aber die Daten sind bis zu 1.000-fach reduziert.

Die Tethering-Technologie wurde 2012 von TVO für einen Bediener entwickelt, der Probleme mit der Bohrlochkopfermüdung hatte, die gelöst werden mussten.

Das Wellhead Fatigue Mitigation System verwendet vier Anker, um die Fundamente für die Spanner-Einheiten, die an den Ankern montierten Spanner, die Verbindungspunkte am BOP und ein BOP / Riser-Überwachungssystem bereitzustellen. Das Überwachungssystem besteht aus Sensoren der SMART-Einheit, die am BOP und am unteren Riser angebracht sind. Sie messen die Beschleunigung und die Winkelgeschwindigkeit und übertragen die Daten an einen von der Oberfläche aus bereitgestellten hydroakustischen Dunker. Der Dunker ist mit einem Topside-Computer verbunden, der Daten in ein Cloud-basiertes Portal hochlädt. Die Software liefert eine Analyse der Bewegungen und übersetzt diese in eine akkumulierte Ermüdung des Bohrlochsystems.

Das Rendering eines Künstlers zeigt eine typische BOP-Installation. (Bild: Trendsetter Vulcan Offshore)

Laut Chell hat die Tethering-Technologie auch das Potenzial, die Auswirkungen des Anfahrens / Abdriftens der dynamischen Positionierung (Dynamic Positioning, DP) zu mindern, und ist daher für Betreiber mit einem Tiefsee-Semi oder -Bohrschiff im Einsatz, die jedoch auch in viel flacheren Gewässern arbeiten möchten . Durch das Anbinden wird die Biegung verringert, die mit einem DP-Anfahrereignis verbunden ist, und die Funktionsfähigkeit von DP-Schiffen wird auf flacheres Wasser ausgeweitet. Das Tethering-System vergrößert außerdem den Uhrenkreis und ermöglicht es den Bedienern, unter ungünstigeren Wetterbedingungen zu arbeiten.

„Einige Betreiber denken darüber nach, diese Technologie bereits in der Explorationsphase für das Tethering einzusetzen“, sagt er. „Wenn sie vom ersten Tag an und bei jeder weiteren Arbeit am Bohrloch überwachen und die Ergebnisse in Ermüdungsschäden umsetzen, wissen sie genau, wie sie die Lebensdauer der Ermüdung nutzen.“

Das System wurde seit 2016 in mehreren Projekten von einem großen Betreiber eingesetzt. Tamarind Resources beauftragte kürzlich TVO mit der Lieferung seiner Wellhead Fatigue Mitigation Systems vor der Küste Neuseelands.

TVO ist ein Team von Ingenieuren mit langjähriger Erfahrung in schwimmenden Systemen. Jim Maher, langjähriger Produktmanager bei Technip und Präsident bei Horton Deepwater, gründete TVO.

„Wenn Sie wissen, was Sie tun möchten, kann Ihnen jeder helfen. Wenn Sie keine Ahnung haben, was Sie tun möchten, können wir Ihnen normalerweise dabei helfen, dies herauszufinden “, sagt Maher. „Für Probleme, für die es keine offensichtlichen Lösungen gibt, entwickeln wir das Konzept und liefern es dann aus.“

Die Bedürfnisse der Brachflächen seien aufgrund der Alterung der schwimmenden Systeme ein interessanter Teil des Golfs von Mexiko. Da sich die Raffhalter-Technologie verbessert, erwartet er, dass sich die Bediener für Unterwasser-Raffhalter entscheiden, wenn sie können.

„Wir befassen uns mit der Planung der Feldentwicklung und der Lieferung von Komponenten für die Steigleitungssysteme, die in vorhandene Anlagen integriert werden, um eine sekundäre Wiederherstellung zu ermöglichen“, sagt Maher.