Ένα κομμάτι του παζλ

(Εικόνα: Λύσεις Aker)

Καθώς συνεχίζονται οι τεχνολογικές εξελίξεις, ο εξοπλισμός υποθαλάσσιας επεξεργασίας, όπως η συμπίεση αερίου - που τώρα περνάει πέρα από τα νορβηγικά ύδατα για πρώτη φορά - μπορεί να αποδειχθεί ένα όλο και πιο σημαντικό κομμάτι του παζλ της υπεράκτιας παραγωγής.

"Το συνολικό τοπίο υποθαλάσσιας αλλάζει ριζικά", δήλωσε ο Knut Nyborg, EVP και επικεφαλής του front end στην Aker Solutions. "Υπάρχει μια κίνηση προς μικρότερες, χαμηλότερου κόστους, ευέλικτες και ψηφιακά ενεργοποιημένες λύσεις συστημάτων που επικεντρώνονται στην ενίσχυση της ανάκτησης και στην ελαχιστοποίηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Στο πλαίσιο αυτό, η συμπίεση των υποθαλάσσιων περιοχών έχει πολύ σημαντικό ρόλο και μια πολύ θετική προοπτική της αγοράς. "

Οι συμπιεστές που συμβάλλουν στη διατήρηση των επιπέδων παραγωγής πετρελαϊκού αερίου καθώς οι πιέσεις των δεξαμενών στη θάλασσα μειώνονται με την πάροδο του χρόνου έχουν εγκατασταθεί συνήθως σε πλατφόρμες πάνω από τη θάλασσα, αλλά η τοποθέτηση αυτού του εξοπλισμού στον πυθμένα της θάλασσας μπορεί να βελτιώσει τα ποσοστά ανάκτησης και να μειώσει το κόστος κεφαλαίου και λειτουργίας. Η τοποθέτηση του συμπιεστή πιο κοντά στο φρεάτιο αυξάνει την παραγωγή και τη δυνατότητα παράτασης της διάρκειας ζωής λόγω της χαμηλότερης πτώσης πίεσης στον αγωγό κατάντη, εξηγεί ο Nyborg.

Η συμπίεση υποθαλάσσιων εγκαταστάσεων έχει έναν μακρύ κατάλογο πλεονεκτημάτων, δήλωσε: «Παρέχει μια καλύτερη επιχειρηματική περίπτωση μειώνοντας το κόστος και αυξάνοντας την παραγωγή, είναι ασφαλέστερη, λειτουργεί εξ αποστάσεως και το περιβαλλοντικό αποτύπωμα μιας εγκατάστασης συμπίεσης υποθαλάσσιων είναι σημαντικά χαμηλότερο, προσφέροντας πλεονεκτήματα έναντι top-based λύσεις. "

Αλλά ήταν ένας μακρύς δρόμος από πότε η φιλοσοφία συμπίεσης υποθαλάσσιων κατασκευάστηκε για πρώτη φορά στα μέσα της δεκαετίας του 1980 στην πρώτη εμπορική χρήση πριν λίγα χρόνια.

Ένα σημαντικό ορόσημο στην πορεία, δήλωσε ο Nyborg, είναι όταν ο Statoil (τώρα Equinor) ανέθεσε στην Aker Solutions μια σύμβαση το Δεκέμβριο του 2010 για την παροχή συμπίεσης υποθαλάσσων για το έργο Åsgard στη νορβηγική θάλασσα. "Εκτός από την επίδειξη των επιτυχημένων εξελίξεων των νέων τεχνολογιών επεξεργασίας υποθαλάσσιων υδάτων, η συμπίεση των υποθαλάσσιων περιοχών αποδείχθηκε επίσης μια βιώσιμη εναλλακτική λύση ανάπτυξης πεδίων", ανέφερε.

Όταν ο σταθμός συμπίεσης υποθαλάσσιου Åsgard ξεκίνησε τον Σεπτέμβριο του 2015, ολοκλήρωσε αποτελεσματικά το τελικό βήμα για την πιστοποίηση της τεχνολογίας και κατέδειξε τα οφέλη και τις επιδόσεις του συστήματος σε λειτουργία, δήλωσε ο Nyborg.

Το σύστημα χρησιμοποιεί συμπιεστή ενσωματωμένου κινητήρα υψηλής ταχύτητας (HOFIM) MAN με ισχύ συμπίεσης 11,5 megawatts (MW). Ανάλογα με τους ρυθμούς ροής και πίεσης, το σύστημα μπορεί να παρέχει αναλογία πίεσης έως 3,5 και ρυθμούς ροής μέχρι 18,000 κυβικά μέτρα ανά ώρα ανά συμπιεστή. Οι ηλεκτροκίνητες μεταβλητές ταχύτητες και οι υποθαλάσσιοι μετασχηματιστές τόσο για τους συμπιεστές όσο και για τις αντλίες παρέχονται από την ABB. Η Aker Solutions παραδίδει επίσης την ηλεκτρονική μονάδα ισχύος και ελέγχου για την Åsgard Α μονάδα πλωτής παραγωγής, αποθήκευσης και εκφόρτωσης (FPSO) για την τροφοδοσία των συμπιεστών και των αντλιών.

Μέχρι σήμερα, οι υποθαλάσσιοι συμπιεστές Åsgard έχουν λειτουργήσει για περισσότερες από 60.000 ώρες με σχεδόν 100% αξιοπιστία και εκτιμάται ότι η λύση θα επιτρέψει την ανάκτηση περισσότερων από 300 εκατομμυρίων βαρελιών ισοδυνάμου πετρελαίου από το πεδίο.

Το σύστημα συμπίεσης υποθαλάσσων στο Egersund της Νορβηγίας προτού αποπλεύσει στην περιοχή του Åsgard. (Φωτογραφία: λύσεις Aker)

Νέα πεδία
Τώρα, η Aker Solutions και οι συνεργάτες της εργάζονται για να προωθήσουν την τεχνολογία ακόμα περισσότερο, καθώς αναζητούν να ασχοληθούν με τα έργα συμπίεσης υποθαλάσσιας σε νέα ύδατα.

Βρίσκεται σε απόσταση περίπου 200 χιλιομέτρων από την βορειοδυτική ακτή της Αυστραλίας, σε βάθος περίπου 1.350 μέτρων, το Jansz-Io, μέρος του έργου Gorgon - μία από τις μεγαλύτερες εξελίξεις φυσικού αερίου στον κόσμο - θα σηματοδοτήσει την πρώτη χρήση τεχνολογίας συμπίεσης υποθαλάσσιων εκτός της Νορβηγίας. Το έργο, με επικεφαλής τον χειριστή Chevron με τους συνεργάτες του ExxonMobil και της Shell, βρίσκεται σήμερα στη φάση FEED και πρόκειται να "προχωρήσει πλήρως", δήλωσε ο Nyborg.

Μετά την παράδοση του Åsgard, οι μηχανικοί της Aker Solutions από το έργο, μαζί με τη βοήθεια ξεχωριστών συμφωνιών συμμαχίας με την MAN Energy Solutions και την ABB, χρησιμοποίησαν την εμπειρία και τα διδάγματα που απέκτησαν για την ανάπτυξη ενός συστήματος συμπίεσης νέας γενιάς SCS 2.0 για νέες εξελίξεις στον τομέα, συμπεριλαμβανομένου του Jansz-Io. Οι εταιρείες κατάφεραν να διατηρήσουν τις βασικές ομάδες και τις ικανότητές τους μέσω της ύφεσης που ήδη ξεκίνησε όταν ο Åsgard ξεκίνησε.

Σύμφωνα με τον Nyborg, "Ο κύριος στόχος του προγράμματος SCS 2.0 ήταν να μειώσει το κόστος, το μέγεθος, το βάρος, την πολυπλοκότητα, τον χρόνο παράδοσης και την ανάγκη για λειτουργία βαρέως ανελκυστήρα, διατηρώντας παράλληλα τη βασική λειτουργικότητα και την ευρωστία του σχεδιασμού" "Το έργο μηχανικής έδειξε ότι το σύστημα SCS 2.0 είναι σε θέση να πραγματοποιήσει μείωση κατά περισσότερο από 50% όσον αφορά το συνολικό μέγεθος και το βάρος."

"Πάρτε τη μονάδα συμπιεστή για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας το μάθημα που μαθαίνουμε - το μέγεθος και το βάρος της μονάδας μειώθηκαν από 294 τόνους σε 180 τόνους. Ένας τρόπος με τον οποίο έγινε αυτό ήταν η απλοποίηση της διαδρομής του σωλήνα της μονάδας και η μετακίνηση της λειτουργίας αντιπλημμυρικής προστασίας από τη μονάδα συμπιεστή. Σε σύγκριση με τον Åsgard ο αριθμός των μονάδων έχει μειωθεί από 13 σε επτά ανά αμαξοστοιχία στο σύστημα SCS 2.0. "

Βασιζόμενοι στην εμπειρία του Åsgard, η συμμαχία Aker Solutions και η MAN Energy Solutions στοχεύουν να παράγουν ένα πραγματικό σύστημα συμπίεσης με καλά ρεύματα, ενισχύοντας το μείγμα υγρών και αερίων που φθάνουν από τα φρεάτια υποθαλάσσιας χωρίς τη χρήση πλυντρίδας και αντλίας. "Αυτό θα μειώσει περαιτέρω το μέγεθος, το βάρος και το κόστος και θα καταστήσει το σύστημα συμπίεσης φυγοκεντρικών υποθαλάστων υψηλής χωρητικότητας ακόμα πιο ελκυστικό", δήλωσε ο Nyborg.

"Το σύστημα ροής πηγών θα περιλαμβάνει μια μονάδα κλιματισμού ροής, έναν υποθαλάσσιο συμπιεστή με βοηθητικά συστήματα, ένα ψυγείο και συναφή χειριστήρια και εξοπλισμό υψηλής τάσης. Η ανάγκη για ξεχωριστή αντλία υγρού, με την τροφοδοσία υψηλής τάσης της, αφαιρείται καθώς όλο το υγρό κατευθύνεται μέσω του συμπιεστή. Υπάρχει τεράστια εξοικονόμηση στη μείωση του ομφάλιου πεδίου και της παροχής ηλεκτρικού ρεύματος υψηλής τάσης αναλόγως, ιδιαίτερα σε μεγάλες αποστάσεις στα βαθιά νερά ».

Οι ρυθμοί ροής για το Jansz-Io είναι μέχρι και τρεις φορές εκείνοι στο Åsgard, που απαιτούν τρεις συμπιεστές που λειτουργούν παράλληλα από ένα πλυντήριο σε μία αμαξοστοιχία. Η Aker Solutions δεν μπόρεσε να μοιραστεί λεπτομέρειες σχετικά με το αποτύπωμα της υποθαλάσσιας κυκλοφορίας, αλλά δήλωσε ότι η απαίτηση ισχύος ανά αμαξοστοιχία είναι τρεις φορές μεγαλύτερη από την αμαξοστοιχία Åsgard των 11,5 MW. Ο σταθμός συμπίεσης Jansz-Io βρίσκεται περίπου 140 χιλιόμετρα βορειοδυτικά από τον παραλιακό τερματικό σταθμό στο νησί Barrow (το βήμα για το Åsgard ήταν περίπου 40 χιλιόμετρα).

Η πρόωρη υλοποίηση ενός προγράμματος τεχνολογικής πιστοποίησης για το βάθος του νερού (1.400 μέτρα) και η αυξημένη πίεση σχεδιασμού (285 bar) συνεχίζεται από το 2017.

Το ψηφιακό δίδυμο που αναπτύσσεται για το Jansz-lo θα επιτρέψει μια μακροπρόθεσμη στρατηγική πρόβλεψης συντήρησης και βελτιστοποίησης της απόδοσης, μειώνοντας την ανάγκη παρέμβασης και μειώνοντας το λειτουργικό κόστος. (Εικόνα: Λύσεις Aker)

Η Nyborg δήλωσε ότι η τεχνολογία Åsgard είναι αποδεδειγμένη για την Jansz-Io, αλλά με πρόσθετα διδάγματα από την ανάθεση και την ανατροφοδότηση από τη λειτουργία, ώστε να υποστηριχθεί η περαιτέρω βελτιστοποίηση, συμπεριλαμβανομένου του μειωμένου κόστους εξοπλισμού, του καλύτερου χρόνου παράδοσης, των ελαχιστοποιημένων λειτουργιών ανύψωσης βαρέων φορτίων και της στιβαρότητας του σχεδιασμού.

"Η συμπίεση subsea Åsgard ήταν η πρώτη παράδοση συμπίεσης υποθαλάσσιου οπουδήποτε. Η φιλοσοφία προσαρμογής για το Åsgard ήταν να διατηρηθεί ο κάθε βασικός εξοπλισμός επεξεργασίας ατομικά ανακτήσιμος από τον σταθμό και η συνέπεια αυτού ήταν ξεχωριστές μονάδες για κάθε μία από τις κύριες μονάδες επεξεργασίας, επιπλέον μιας μονάδας διεπαφής καρουλιών. Αυτό μας έδωσε έναν στιβαρό σχεδιασμό, αλλά και σημαντικό βάρος και μέγεθος ", είπε.

Δεδομένου ότι ο Åsgard, οι πρωτοπόροι μηχανικοί έχουν επικεντρωθεί στην εφαρμογή των χαμηλών ευκαιριών / κινδύνων που εντοπίζονται στην εκτέλεση και τον σχεδιασμό του έργου, ο Nyborg δήλωσε: "Για παράδειγμα, η μείωση των μονάδων διεργασίας από επτά σε τρία έχει ως αποτέλεσμα ένα σημαντικά μειωμένο ίχνος της αμαξοστοιχίας του συμπιεστή. Οι λειτουργίες βαρέων ανελκυστήρων ελαχιστοποιούνται μειώνοντας το βάρος των μονάδων. "

"Ο χρόνος παράδοσης βελτιώνεται από το γεγονός ότι έχουμε κάνει κάτι τέτοιο πριν. Πρόκειται για την τεχνογνωσία και την εμπειρία της ομάδας, καθώς και για τη δύναμη των συμμαχιών που έχουμε με την ABB και την MAN Energy Systems. Έχουμε επίσης επικεντρωθεί σε κρίσιμους υπο-προμηθευτές ως μια συνεχή διαδικασία, όχι μόνο για συγκεκριμένα έργα ", δήλωσε ο Nyborg.

Εκτός από τα κέρδη απόδοσης, ένα άλλο πλεονέκτημα της συμπίεσης υποθαλάσσων στο Jansz-Io είναι το βελτιωμένο περιβαλλοντικό αποτύπωμα στη διάρκεια του πεδίου. Ο Nyborg δήλωσε: "Η προσέγγιση του συμπιεστή πιο κοντά στο πηγάδι προσφέρει μεγάλα πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τις εναλλακτικές λύσεις (πλατφόρμα συμπίεσης ή συμπιεσμένη επίγεια). Το ενημερωμένο μας σύστημα συμπίεσης υποθαλάσσιου εξοπλισμού μπορεί να προσφέρει αυξημένη ανάκαμψη, λιγότερη κατανάλωση ενέργειας, εξάλειψη εφοδιαστικής υπεράκτιας αποχέτευσης, απαλλαγή ή εκπομπές, με λιγότερα χρησιμοποιούμενα υλικά. Το βάρος του συστήματος Jansz-Io θα είναι σημαντικά χαμηλότερο ανά συμπίεση MW σε σύγκριση με το Åsgard. "

Ο Nyborg δήλωσε ότι η Aker Solutions έχει αναπτύξει ένα σύνολο δεικτών απόδοσης που θα χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των λύσεων προϊόντων και συστημάτων σε ένα έργο ή ανάπτυξη προϊόντων. Λόγω της έναρξης του τρέχοντος έτους, οι δείκτες θα ενσωματωθούν στο σχέδιο Jansz-Io για τη μέτρηση της αποτελεσματικότητας της ενίσχυσης, της κατανάλωσης υλικών και της συχνότητας παρέμβασης.