Nærbilde av rørbøyemaskinen, med feste for rørflens i midten og fire kraftige hydraulikksylindre som bøyer rørene.
Nærbilde av rørbøyemaskinen, med feste for rørflens i midten og fire kraftige hydraulikksylindre som bøyer rørene.

Statoils rørbøyemaskin avslører havdypets mysterier

Maskinen tester rør som er drøyt to og en halv meter lange.

Rørbøyemaskin

  • Statoil forsker på hvordan havbunnsrør reagerer på korrosjon kombinert med trykk, moment og aksialkraft.
  • De benytter en unik rørbøyemaskin med hydrauliske sylindre.
  • Maskinen med rør kjøres i en trykktank som kan simulere dyp på 5000 meter.
  • Trykk, moment og aksialkraft blir logget.
  • Informasjonen blir analysert og bearbeidet.
  • Resultatet er sannsynlig risiko for svikt i rørene.

Trondheim: Spesialist i rørledningsteknologi Erik Levold ved Statoils forskningssenter på Rotvoll forteller til Automatisering at de vil finne ut hva som skjer med aldrende rør når de utsettes for høye trykk og bøyning.

Les også: Gina Krog-plattformen får mesterlig monitorering

Utfører destruktiv testing

Det er spesielt korrosjon som kan spise opp rørene over tid. Siden mange felt produserer olje og gass lengre enn opprinnelig planlagt, og selskapet stadig opererer på større havdyp, er kunnskap om materialene og den styrkemessige oppførselen vital for sikker drift.

Hittil har Statoil testet tolvtommers rør med veggtykkelse på 14,1 millimeter i laboratoriet på Rotvoll i Trondheim. Utenfor forskningssenteret ligger korroderte, forvridde og sammenkollapsede rør som har blitt ofret i vitenskapens tjeneste.

Les også: Statoil har ny fagleder for instrumenterte sikkerhetssystemer (SIS), Jan Even Hjelmtvedt

Bøyer og tøyer

 

Forskerne utfører testene uten at utstyret må ta turen til havets dyp. Levold forklarer at forsøkene på havbunnsrørene blir utført i en trykktank. Her simulerer de vannsøyler på inntil 5000 meter, altså et trykk på 500 bar.

Testrøret blir montert i en robust rigg, eller rørbøyemaskin, som settes inn i trykktanken. Maskinen er levert av Konveks, og er bygget rundt et hydraulisk aggregat og fire sylindre, et øvre og et nedre par. Bosch Rexroth står for den hydrauliske løsningen, som også inkluderer PLS-basert styring og et operatørpanel med forhåndsdefinerte bilder for drift av rørbøyemaskinen. Konveks og Bosch designet og bygde maskinen på fire måneder.

Les også: Snorre Larsen er ny fagleder for automatiseringssystemer og prosesskontroll hos Statoil

Logger hele prosessen

Ifølge Levold monterer de 16 strekklapper på hvert rør før det monteres fast i jiggen. Rørbøyemaskinen har også sensorer, åtte for trykk, fire for måling av bevegelse av sylindrene og fire for måling av moment. Det tar litt tid å montere inn alt utstyret på rørene og i tanken og å komme i gang med selve testen. Tanken holder seks kubikkmeter med vann og tar et par timer å fylle. Så er laboratoriet klart og testingen kan starte.

Hele prosessen blir behørig logget. Til det bruker Statoil National Instruments’ Labview, et softwarebasert datafangst- og analysesystem.

- Vi kjører fullskalatester og lager såkalte Finite Element (FE) modeller for hvordan rørene reagerer under forsøkene, sier Levold.

Systemet sampler sensorene to ganger i sekundet (2 Hz). Forskeren forklarer at de etterregner forsøksresultatene, og justerer og kalibrerer FE-modellene for å beskrive testoppførselen numerisk på best mulig måte. Deretter følger simuleringer i en numerisk, eller digital, lab. Det store datagrunnlaget er gull verdt for å kunne predikere hva som sannsynligvis skjer med rørene fremover. Nå kan forskerne hos Statoil boltre seg med mange ulike kombinasjoner, og la tallknuserne gjøre en god del av jobben.

- Vi sparer masse tid og penger på denne testmetoden, altså kombinasjonen av forsøk med rørbøyemaskinen og digital FE-analyse, sier Levold.

Les også: Statoils automatiseringssjef vil ha bedre tilstandskontroll

Beregner risiko for svikt

 

Statoil arbeider med å beregne årlig sviktsannsynlighet for rørene. Generelt sett er risikoen liten. Ifølge forskeren er kravet til sviktsannsynlighet generelt typisk 10 i minus 4. potens, mens den rundt plattformer er 10 i minus 5. potens. Basert på forsøkene og analysene kan tallknuserne beregne seg frem til nødvendige sikkerhetsfaktorer for at sviktsannsynligheten skal være i henhold til kravene.

Skulle uhellet være ute, for eksempel at en rørledning kollapser, forteller Levold at det forplanter seg med voldsom hastighet, ofte flere kilometer. Derfor legger man inn bulestoppere med jevne mellomrom på rørledningene. Avstanden mellom dem er gjerne på en kilometer, avhengig av forhold som rørdimensjon og vanndyp.

Les også: Statoil satser på mer og bedre automatisering for å øke både produktiviteten og sikkerheten