האתגר הצומח של Aging Offshore Infrastructure

הצי העולמי של פלטפורמות הנפט והגז offshore הוא ההזדקנות במהירות.אלפי מבנים המותקנים במהלך הפריחה של שנות ה-60 עד שנות ה-90 מגיעים לסוף חייהם התפעוליים.על פי ה-FLT:0 איגוד בינלאומי של חוזים מתקדמים (Crowing ContractorsFLT:1), יותר מ-600 פלטפורמות בים הצפוני בלבד צפויים להיות מושלמים על פני שני העשורים הבאים.

כל פלטפורמה מציגה מערך ייחודי של הנדסה, לוגיסטית, ומתקנים רגולטוריים.התהליך כולל בארות מתיקות, הסרת ציוד הסיפון, פירוק מעילי פלדה או בסיסי כבידה קונקרטיים, ניקוי פסולת קרקעית הים, ושיקום הסביבה הימית המסורתית, תוך הוכחה, הם לעתים קרובות יקרים ללא הגבלה ודורשים זמן רב של כלי שיט כבדים, חיתוך תת-ימי, ועיבוד פסולת.

המונחים: Limitations and Costs

מבחינה היסטורית, פירוק עקב אחר רצף ליניארי: התאמה טובה ונטישה, מעברים להסרת, הסרת מעיל (מבנים פלדה), פינוי קרקעית הים, ואימות לאחר-הההשמצה.השיטה הדומיננטית להסרת מעילי פלדה היא הסרת קטנה לגמרי, שבו divers or Remote מופעלים כלי רכב (ROVs) לחתוך את המבנה לתוך חתיכות מלוטשות שהובאו ל- Shore for Recy for Recling or Recling, עבור פלטפורמת קירור מים אחורית או ל-Reverse.

שיטות מסורתיות אלה מגיעות עם חסרונות משמעותיים.כלי שיט דחוסים כבדים יכולים לעלות מעל 500,000 $ ליום, ופרויקטים לעתים קרובות דורשים חודשים של פעולות offshore. חיתוך אנשי פלדה גדולים מתחת למים מייצרת רעש וטטציה להפריע יונקים ימיים ודגים. מבני קונקרט מלאו שאריות תהליכים הידרוקרבנים דורש ניקוי זהיר לפני הסרת זמן, תוספת, יתר על כן, השלמת הסרת כל תשתיות תת-ימיות - כולל צינורות היטב ונפיחות כי יש לשטוף נזקי.

מחקר שנערך בשנת 2019 על ידי ה-FLT:0. [bSEE] אכיפה סביבתית (BSEE) ⁇ FLT:1 מצא כי העלות הממוצעת להשפיל פלטפורמה אחת במים הפדרליים בארה"ב עולה על 100 מיליון דולר, עם מבנים מים עמוקים עולים כמה פעמים יותר.מספרים אלה אינם ניתנים לקיום, שכן התעשייה מתמודדת עם חזרה גוברת של פלטפורמות שיש להסיר את הזמן הרגולטורי ואת המכסה של הטכנולוגיה היא הלחץ העיקרי של זרז ההפקעה.

גישות חדשניות שגורמות לפירוק

ההתקדמות הטכנולוגית האחרונה מעצבת מחדש כל שלב במחזור החיים של פירוק ה-.מתכנון והנדסה לביצוע ואימות, כלים ושיטות חדשים מקטינים עלויות, שיפור הבטיחות, וצמצום עקבות סביבתיות.

מבנה מבוסס Gravity ו- Subsea Containment

מבנים מבוססי Gravity (GBS) הם כריות בטון מסיבי או פלדה מנוחה על קרקעית הים, מתן יציבות בסיס ללא נהיגה ערמה עמוקה. in decommissioning, מבנים אלה יכולים להיות repurposed עבור להכיל: Ballasting the GBS עם הבטון או סלע מחץ כדי להטביע אותו לצמיתות על הפלטפורמה.זה מבטל את הצורך להסרת מעיל ולהפחית את כמות הפלדה כי יש צורך להיות מועברים במיוחד עבור סוללות כבדות, כי כבר יש צורך זה כבר כמה סוללות בולטות על גבי משטחים.

In-Situ Decommissioning and Partial Removal

מסגרות סודיות כגון החלטת OSPAR 98/3 בים הצפוני בדרך כלל דורשות הסרה מלאה של צדי צדפות ומעילי פלדה בעומק מים פחות מ-75 מטרים, עם זאת, עבור מבנים מים עמוקים או אלה עם בסיסים קונקרטיים, אפשרויות להסרת חלקיות מתקבלות. in-situ decommissioning כרוך חיתוך הפלטפורמה בגבהים שנקבעו מראש מעל קרקעית הים (בדרך כלל 15-20 מטר) כדי ליצור אזור ניווט ברור, לאחר מכן, אשר נעשה שימוש מוצלח במבנה השוני של מבנים סביבתיים.

רובוטיקה ואוטומציה לפעילות תת-קרקעית

אולי החדשנות הטרנספורמציית ביותר היא פריסת הרובוטיקה המתקדמת לחיתוך תת-ימי, בדיקה ופירוק פסולת. פעולות המבוססות על דיבר מסורתיות איטיות, מסוכנות, ומוגבלות על ידי עומק וחשיפה.ה-מודרנית ROVs המצויד בגליל יהלומים, רובוטים מקטינים של כלי חיתוך מים בו-זמנית, ו-Hars הידראוליים יכולים לפעול מרחוק ממשטח, לעתים קרובות עם לא מעט מים אוטונומיים (קבוצה) עם כמה מפעילי רכב מורכבים (מפרקים) עם מספר רב-מפרקים) ומצלמות אחוריים עם מספריים עם מספריים (מפרקים) ומצלמות מורכבות).

רווחי הבטיחות הם משמעותיים: חיסול התערבות דיבר מפחית את הסיכון למחלות מדכאות, הסתבכות ופציעה של הרמת כבד.רובוטיקה גם מאפשר פעולות בטמפרטורות תת-אפס ובזרמים גבוהים שאחרת יסגורו פרויקט.

טכנולוגיות חיתוך מתקדמות

שיטות חיתוך מסורתיות - מטורפים, עשבים, וגלישת חוט יהלומים - הם משלימים עם חיתוך לייזר, ארקז פלזמה, ו אלקטרו-דיסקט טעינה מסכיין. לייזר חיתוך, עכשיו נבדק בניסויים בחו"ל, יכול להתמוסס דרך פלדה עבה עם שטח חום מינימלית עם מינימום חום מושפע אזור ללא כוחות תגובתיים, להפחית את הסיכון של התמוטטות מבנית במהלך חיתוך.

ד"רונים ומסרים מרוחקים ל-Surveillance

כלי רכב אוויריים בלתי מאוישים (UAVs) ו- subsea משמשים יותר ויותר לבדיקה ולעקוב אחר כל ההשמצה. Drones עם מצלמות ברזולוציה גבוהה וחיישנים תרמיים יכולים להעריך את השלמות המבנית, לזהות פחמימנים שאריות, ולעקוב אחר התקדמות של פעילויות להסרת מרחוק בטוח. רחפנים עם LiDAR ו- multibeamar ליצור 3D של פיקוח על קרקעית הים ואת המבנה, המאפשרת קיצוץ צוותי אבטחה אלה.

שיקולים סביבתיים ובטיחות

פירוק הוא לא רק אתגר הנדסי; הוא מוטבע עמוקות בסמכות סביבתית וציות רגולטוריות.התעשייה נמצאת תחת פיקוח אינטנסיבי מצד ממשלות, קבוצות שימור וקהילות מקומיות כדי למזער את הנזק למערכת האקולוגית הימית.השינוי לעבר שיטות חדשניות מונע הרבה על ידי ציווי סביבתי כמו על ידי צמצום עלויות.

הגנה על מערכות אוויריות

לעתים קרובות יש פלטפורמות Offshore יחסים מורכבים עם הסביבה שמסביב.במשך עשרות שנים, הם הפכו שוניות מלאכותיות המארחות קהילות צפופות של דגים, אלמוגים, ומניעה מלאה יכולה להרוס את בתי הגידול האלה ולהשתחרר ממשקעים מצטברים ומזהמים. גישות חדשניות כגון הסרת חלקי ולהשאיר מבנים ברגל במקום נועדו לשמר ערך אקולוגי תוך סיפוק דרישות משפטיות.

דאגה סביבתית נוספת היא ניהול של פחמימנים ושרידים כימיים במהלך השמדה.טכניקות ניקוי חדשניות באמצעות מים חמים בלחץ גבוה, ביו-מתווך, או מניעת פלושינג יכול להפחית את נפח הפסולת שמן כי יש לעבד על החוף. חלק מפעילי הניסוי עם pyrolysis in-situ כדי לפרק תרכובות אורגניות בתוך ציוד לפני הסרת.

מסגרת התפטרות וקידום

הנוף הרגולטורי של פירוק משתנה על ידי האזור, אבל הוא בדרך כלל הופך יותר רציונאלי ו prescriptive. בים הצפוני, הוועדה OSPAR קובע כללים נוקשים הדורשים הסרת כל השכבות והמעילים ממעמקי מים פחות מ-75 מטרים, למעטים רק עבור בסיסים קונקרטיים גדולים.הלשת הבטיחות והאכיפה הסביבתית של ארה"ב דורשת כי כל בארות יהיו מחוברות לצמיתות וכי יש להסיר בתוך שנה אחת של תשתיות חלופיות, אך לעתים קרובות, אך הן מובילות ל-זמנית של אסיה.

שיטות חדשניות דורשות לעתים קרובות דיאלוג עם הרגולטורים כדי לקבל פטורים או אישורים לטכניקות חדשניות.קבוצות תעשייה כגון FLT:0 האיגוד הבינלאומי של יצרני הנפט והגז (IOGP) פיתחו מדריכים בפועל הטובים ביותר לתכנון פירוק אשר משלב גישות מבוססות סיכון ומיומנויות טכנולוגיה.

מחקרים: סיפורי הצלחה בהכחשה

חידושים של הים הצפוני

הים הצפוני הוא קרקע מוכחת עבור פירוק חדשני בשל ההיסטוריה הארוכה של ייצור offshore וסביבת רגולטורי מחמירה. פרויקט אחד בולט הוא פירוק פלטפורמת Murchison, מבנה מעיל פלדה במגזר הבריטי. המפעיל השתמש בשילוב של בסיסים של ROV-deployed יהלומים נמנעו מתחנות הסרת משקל וטכניקות הרמת מודולריות כדי להפחית את אנשי הצוות ב-30% ולהפחית עלויות הכוללות ב-15% בהשוואה לשיטות מסורתיות, כמו גם עבור אחסון של סוללות דיסקרטיות של פחמן.

במגזר הדני, פלטפורמת Harald בוטלה באמצעות שיטה חדשנית "מפרק הפוך": החלק העליון הוסר מן המעיל בחתיכת יחידה באמצעות כלי שיט מרומם כבד, אז המעיל נחתך בקרקעית הים ונמחק בסעיפים גדולים.הפרויקט הראה כי הנדסה מתקדמת ותכנון זהיר יכול להפחית את זמן ההתקנה בשבועות.

שיעור המפרץ של מקסיקו למד

במפרץ מקסיקו, אלפי פלטפורמות כבר מוחלפו בשני העשורים האחרונים, עם הרבה מטרות מחדש כמו שוניות מלאכותיות תחת תוכניות המנוהלות על ידי המדינה.היוזמה של ריגס-ל-הצהרה המירה מעל 500 פלטפורמות לתוך אתרי שוניות ייעודיים.גישות חדשניות כוללות לשחיקה מבנים במקום (לקבוע את המעיל בגובה שנקבע מראש ומאפשרות לו ליפול) כדי ליצור בתי גידול מורכבים של דגים אלה (או-ב-או-הפועלים) מאשר תמיכה טכנית פשוטה (או-ב-ב-ב-ב-ב-הפועלים) מאשר תמיכה טכנית (אך) אשר לעיתים קרובות) מאשר תמיכה טכנית פשוטה של כל שיטות ניהולית (אך) מ- BEMS).

נהגים כלכליים ואסטרטגיות ניכוי עלויות

מעכב העיקרי להשמצה הוא עלות.מפעילים רבים מעכבים פרויקטים כי הם מקווים להרחיב את הייצור באמצעות טכנולוגיה חדשה או מחירי נפט גבוהים יותר.אבל עיכובים יכולים להגדיל את העלויות עוד יותר כמו מבנים של דאטה וקורוזיון מאיצים.

  • (FLT:0) ניכוי ימי כלי שיט בחו"ל:FLT:1) שיטות חיתוך מהיר יותר, רו"טים סקר אוטונומיים ותוכניות להרים לפני-מחוסנים יכול לקצץ זמן כלי שיט עד 30-50%.
  • (ב) אנשי מקצוע זרים: 1.FLT 1 רובוטיקה ופעולות מרוחקות להפחית את הצורך בצוותים גדולים, הורדת עלויות לינה ובטיחות.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ (בקיצור:0) ,ב-הנקה, מחזור פלדה ו קונקרטית, ושימוש חוזר של מודולים ראשוניים למטרות חלופיות להפחית את הוצאות הסימון.
  • (FLT:0) תשתיות שיתוף: FLT:1 לעתים קרובות הקצאה כוללת פלטפורמות מרובות באותו שדה, המאפשר למפעילים לשתף עלויות גיוס כלי שיט כבדים וקווים מתואמים.

ניתוחים כלכליים מהמכון להנדסת אנרגיה:0)Oxford Institute for Energy StudiesveFLT:1 מציעים כי אימוץ טכנולוגיות חדשניות יכול להפחית את עלויות ההפוגה הממוצעות של 20-40% ברחבי המגזר, שעלולות לפתוח מיליארדי דולרים בהשקעות בפרויקט, אשר כיום מופרכות.

תאומים דיגיטליים ו-Data-Centric Decommissioning

תחום אחר של חדשנות מהירה הוא השימוש תאומים דיגיטליים - העתקים וירטואליים של הפלטפורמה המשלבת נתוני חיישן בזמן אמת, רישומים הנדסיים, רשומות בדיקה, ו יומני תחזוקה היסטוריים.לפני כל עבודה offshore מתחיל, מהנדסים יכולים לדמות את כל רצף ההשמצה בתוכנה, אופטימיזציה של מיקומים לחתוך, מיקום ערניים, להרים תוכניות כדי לחסל את ההתערבות ולהקטין את הסיכון.

במהלך ביצוע, תאומים דיגיטליים מעודכנים ללא הרף עם נתונים מרחפנים, ROVs, וחיישנים, המאפשרים תכנון הסתגלותי.אם ROV מגלה קורוזיה בלתי צפויה או ציון פלדה שונה, התוכנית יכולה להשתנות בזמן אמת.לאחר פירוק, התאום הדיגיטלי נשאר כתיעוד קבוע של מה בדיוק נשאר על קרקעית הים, תמיכה ניטור עתידי וציות רגולטוריות.

תחזית לעתיד: לקראת כלכלה מעגלית

במבט קדימה, תעשיית ההשמצה נעה לעבר מודל כלכלה מעגלי שבו פסולת ממזערת, חומרים משוחזרים, ומבנים נועדו להקלה על הסרת ההתחלה. עיצובים פלטפורמה חדשה משלבים מודולריות ומבחר חומרי המפשט את החומרים העתידיים של פירוק. Composite חומרים שהם חומרים קלים יותר ויותר עמידים קורוזיים נבדקים, למרות שהיכולת שלהם עדיין מוערכת.

במקביל, טכנולוגיות כגון הדפסה תלת מימדית תת-ימיות מתעוררות לתיקון ומשימות פירוק.מערכות רובוטיות שיכולות לקצץ באופן אוטונומי, לארוז, וקטעי תחבורה לחוף נמצאים בשלבים מתקדמים של אב-טיפוס.שילוב של למידת מכונה כדי לחזות רצף אופטימלי של פירוק אוויר, זמינות כלי, תנאי שוק ינעו יעילות נוספת.

שיתוף פעולה נשאר חיוני.היוזמות בתעשייה כמו FLT:0 [Decomm North SeaFLT:1 כנס להביא מפעילי, מפתחי טכנולוגיה, רגולטורים ואקדמאים יחד כדי לשתף שיעורים ולהאיץ את החדשנות.

תעשיית הנפט והגז offshore ניצבת בפני אתגר מרתיעה רבת מימדי בעשורים הקרובים. על ידי אימוץ שיטות חדשניות - ממערכות רובוטיות מתקדמות ומערכות אוטונומיות ועד לתכנון מונע נתונים ומסגרות רגולטוריות הסתגלות - התעשייה יכולה להפחית עלויות, להגן על הסביבה, ולהבטיח את הפרק הסופי הבטוח של מבנים מסיביים אלה.המעבר מניתנות חדשנית אינו אופציונלי; חיוני לקיימות ארוכת טווח של פעילות בחו"ל.