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Oceaneering突破极限,克服深水管道检测挑战

Oceaneering突破极限,克服深水管道检测挑战

Oceaneering不断突破海底检测技术瓶颈,旨在攻克深水检测难题。

来自 | E&P
编译 | 白小明 影子

将工具应用于深水环境存在巨大的挑战。即使对于额定工作水深为3,000 m的单个零件,当将其连接到一个系统时也不总是按预期工作。无论如何,我们还是期望这些工具可以在深水正常工作。因此,许多公司在开发用于更深水域的检测工具时,需要付出相当大的努力来克服困难,避免影响工具性能。

理解限制因素

根据Oceaneering全球海底检测技术解决方案负责人Mike Killeen的说法,“所有涉及检测的工作都存在某种程度的妥协,因为没有一种技术可以做所有事情。”

如果可以使用智能清管器来检查管道,从单位成本所覆盖范围的角度来说,事情是相当简单且具有成本效益的:只要清管器可以通过整个管线,就可以检查100%的管线。

但问题是,如今大约30%的运行管道都无法使用清管器,原因有多种:有可能无法发射和/或接收清管器,有可能是因为流量太小,或是在更换过管道的部分,管道外径不同使清管器无法通过。如果一条管道从未使用过清管器、并且内部条件未知,那么业主通常不会采用清管器,因为它可能遇到大量堆积的蜡、砂沉或沥青。

Killeen解释说,要想成功使用拴绳检测工具,则需要知道管线弯头的数量及其半径,因为系绳在弯头处拉紧时产生的摩擦可能导致在紧急情况下无法回收工具。

“如果你不能使用清管器检测管道,另一种选择是在外部进行检测。”

检测工具,局限性

有时当不能使用清管器时,可以使用外部自动超声检测工作(AUT)。

Killeen称,“自90年代初以来,潜水员就在浅水中使用AUT,它能够提供精确的编码测量数据,精确到正负一毫米,但这并不总是可行的。”

使用外部UT工具进行全方位腐蚀测绘需要管道外部360°可进入,这需要清淤。根据声波穿透能力,涂层可能是一个问题,在某些情况下,必须去除涂层。

Killeen表示,“即使可以使用UT,但它的进度不会很快,并且在收集数据时需要考虑船只和ROV的相关成本。”数字射线照相术是另一种选择,但它不提供亚毫米级精度测量数据。

“与使用清管器的检查不同,因为相关成本原因,外部UT和射线照相检查不会覆盖100%的管道,但它们能产生足够的数据来评估管道的一般状况。”

尽管存在固有的局限性,但这些技术正在提供10年前无法实现的深水检测能力。

Oceaneering突破极限,克服深水管道检测挑战

Sea Turtle使用电磁声换能器来评估结构的面板或管道状况、管道、跳线、流路和立管。 (来源:Oceaneering)

不断发展的能力

Killeen解释说,“第一台ROV扫描器本来不计划在3000 m处工作,而是在更浅层水域代替潜水员检查。当Oceaneering推出其首款Neptune UT工具(一台ROV部署的AUT扫描器)时,浮力等级远低于1,000 m。我们不需要太大的深水工作能力,因为我们在北海进行的柔性立管检测的水深最大为500 m。当开始在西非对柔性立管检查时,ROV部署工具的工作水深发生了变化。要在西非工作,设备必须具有在更大水深工作的能力。”

虽然大部分工作仍然在北海,但全球作业需求的增加需要扩展设备的作业水深。2013年,Oceaneering迈出了一大步,作业水深提高至1,400 m。公司继续突破界限,于2017年完成了迄今为止最深的检查工作,水深2,250 m,设备额定作业水深为3,000 m。

改进技术

Killeen称,“检测效率也随着作业水深的增加而提高。使用脉冲回波相控阵进行直接腐蚀测绘,已经证明比传统方法快3~6倍。Oceaneering的主要目标之一是提升深水工作能力,例如公司的海底电磁声换能器工具。在6年的时间里,它从不到100 m的作业水深提高至1,300 m。Oceaneering需要时间来考虑每种工具的远程诊断能力。理想情况下,我们希望能达到3,000 m,每个单独的组件都达到了这个深度级别。我们想要100%的备件。首先我们对工具性能有一个理想的概念,然后从工程的角度考虑怎么做才能实现。”

对于海底AUT,使用这种方法得出的结论是,需要使用高压测试来评估在更大水深处可能遇到的更高压时的功能,从常规环境开始逐渐到3,000 m。

安装在高压舱中,AUT工具沿管道轴向移动探头20英寸,然后沿管道周向移动,再轴向向后移动20英寸,同时工程师检查深度是否影响了机械结构。

Killeen解释说:“我们会发现一些问题,比如是否因为更大压力使公差太小造成减速。正是这些似乎不会引发严重的问题的小事,可能会让你在现场栽跟头。公司也在考虑如何将在上部结构使用的专门检测技术用于海底,这些技术在陆地和上部结构使用的比海底更多,挑战在于找出适合的使用场合和适合的方面,因为需要耗时耗力来开发和测试,并确认其具备海底应用能力,可以带来不一样的东西。”

下一个前沿阵地

根据Killeen的说法,“下一个技术进步很可能来自不同领域的结合。我认为未来几年将出现的重大突破之一将是配有ROV的永久性安装的监控系统。由于检测工作需要动员诸多设备,因此将ROV留在海底进行定期重新部署将是非常有利的,允许ROV偶尔对感兴趣的区域进行检测,并让专家评估检测数据。我不认为这是天方夜谭。”

另一项技术进步将来自大量工具的整合。从单一源头访问更多产品可以更容易更快地找到正确的解决方案,简化利弊的评估。这是Oceaneering与其他公司进行技术合作提供深水检测解决方案的原因之一。

Killeen说,“导波检测就是一个例子,Oceaneering正在与一家设备制造商合作,提供这项服务。现在公司正在努力将该服务应用于海底,通过将海底AUT功能和成熟的导波设备结合在一起,提供完整的解决方案。以创造性的方式使用新技术和技术组合将推动行业向前发展。”

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