ssTEEDs MEER INsTALLATIEs OP ZEEBODEM vOOR OLIE

tekst ir. frank biesboer
sSTEEDS MEER INSTALLATIES OP ZEEBODEM voor OLIE- EN GASWINNING
Onderwaterfabriek
olie-export
Het winnen van olie en gas – beide zijn nog altijd goed voor ruim de helft van de wereldenergievoorziening – gebeurt
onder steeds extremere omstandigheden. Zo is diep op zee gaandeweg een heel nieuw technologisch concept ontstaan:
zeewaterinjectie
met pomp
olieopslag
gasexport
oliepomp
onder water op de bodem verrijzen complete installaties die vrijwel autonoom de processing van de fossiele brandstof
gascompressie
verzorgen. Welkom in het Atlantis van de olie- en gasindustrie.
als opdrachtgever, het bedrijf Aker Solutions
als belangrijke leverancier van de installaties
en de Noorse tak van Technip als degene die
de installaties op de zeebodem plaatst. Vooral sinds de jaren negentig is op de Noordzee
de subsea-markt gegroeid. Naast de zogeheten Xmas Tree die de productie bij het boorgat regelt, kwamen er ook pompen bij, en later startten de eerste projecten om direct bij
het boorgat olie en gas te scheiden. Want hoe
dichter bij de bron, hoe kleiner de installaties kunnen zijn.
gas-, olie- en
waterscheider
verdeelstation
productieeenheid
op afstand bestuurd
onderwatervoertuig
ILLUSTRATIE FMC-TECHNOLOGIES
mee geworden. Velden als Ormen Lange en
Snøvit hebben helemaal geen boven het water staand platform meer, daar staat alles alleen nog maar onder water. ‘Vanaf zo’n 200
tot 300 m is subsea zowel technisch als financieel aantrekkelijk. Met een platform red je
het daar sowieso niet, en drijvende installaties zijn bewerkelijk en moeten permanent
zijn bemand. Het is een kwestie van uitrekenen wat de minste kosten oplevert.’
Inmiddels is langs de Noorse kust een
ware subsea-industrie ontstaan, met Statoil
ILLUSTRATIE STATOIL
Het begon ooit met plaatsing
van een vermogen van 200 W op de zeebodem, nu zit de grootste installatie op ruim
12 MW, zo schetst Torstein Vinterstrø MSc,
hoofd Portfolio Subsea Compression van Statoil de ontwikkeling in het gebruik van onderwaterapparatuur bij de winning van olie en
gas op zee. Verdeelstukken, afsluiters, temperatuur- en drukopnemers, ontwateringsinstallaties, ze zijn naast het gebruikelijke pijpwerk
in toenemende mate te vinden bij de olie- en
gasbronnen in dieper water. Statoil is er groot
waterinjectieeenheid
De familie van onderwaterinstallaties in de offshore olie- en gaswinning.
Statoil komt eind van dit jaar met de nieuwste toevoeging. Het bedrijf installeert dan in
het 300 m diepe Åsgard-veld, zo’n 200 km
voor de Midden-Noorse kust, een complete
gascompressie-installatie. De twee compressors van elk 12 MW moeten zorgen dat de
productie in het al ruim tien jaar producerende reservoir aan de gang blijft. ‘We hebben serieus gekeken naar compressie vanaf
een drijvend platform, maar alleen al vanwe-
ge de energie die zo’n platform voor zichzelf
nodig heeft en de extra afstand bij compressie vanaf het zeeoppervlak, besparen we nu
zo’n 10 tot 15 MW aan elektrisch vermogen’,
zegt Vinterstø, die ook projectmanager is van
het Åsgard-veld. De 24 MW die nog wel nodig is, wordt geleverd door een nabijgelegen
platform.
De compressie-installatie omvat overigens
meer dan alleen de twee compressors. Want
behalve regeleenheden moet het gas worden
behandeld, wat gebeurt in twee koelinstallaties, een pomp en een scheider om water uit
het gas te verwijderen. ‘Water is funest voor
de motor van de compressor’, geeft Vinterstø
aan. ‘En je wilt er ook geen zand in.’ Het
Noorse Aker Solutions levert het materieel
voor de compressie-installatie.
De complete unit is opgebouwd uit elf
modules. ‘Dat is nodig om te kunnen instal-
KLEINE VELDEN KOPPELEN
Onderwaterinstallaties zijn niet alleen te vinden bij zeebodems die dieper
dan 300 m liggen. Ook op het Nederlandse deel van de Noordzee, dat een
diepte heeft van een schamele 40 m, heeft de Franse oliemaatschappij Total
er vier staan. Het bedrijf maakte zes jaar geleden furore toen het bij het Nederlandse K5F-veld, 110 m ten noordwesten van Den Helder, de eerste volledig elektrisch aangestuurde Xmas Tree in gebruik nam. Deze regelt de productie bij het boorgat. Tot dan werd hydraulica gebruikt om de kleppen aan te
sturen. ‘We wilden testen of alles elektrisch goed werkt, want dat hebben we
vooral nodig bij die grote diepten. Daar is hydrauliek onbetrouwbaar’, legt
ir. Bernard Reith, operations manager van Total uit.
Die diepwaterervaring heeft het bedrijf onder meer opgedaan voor de kust
van Angola, op 2 km diepte. ‘Je hebt daar specifieke problemen, zoals hydraatvorming in de leidingen. En er heerst op de bodem een enorme druk,
Impressie van een oliescheider
op de bodem van de zee.
26
maart 2014•de ingenieur•3
met alle consequenties voor de afdichting van de apparatuur, vooral van de
pompen.’
Het was een opmerkelijke stap om afgelopen zomer op het Nederlandse K4Zveld, 140 km uit de kust, apparatenleverancier FMC een diepwater-Xmas Tree
te laten aanpassen voor gebruik in het ondiepe Noordzeewater. ‘Het gaat om
een relatief klein veld, waarvoor het veel te kostbaar is om een apart platform
neer te zetten. Met een subsea-station, dat is aan te sluiten op een al aan
wezig platform verderop, is het wel rendabel. Bovendien heb je, anders dan
met een platform, bij subsea-installaties minder last van het slechte weer, dat
op de Noordzee nogal eens voorkomt.’ Reith voorziet dat het vaker zo zal
gaan: van kleine velden die bij elkaar in de buurt liggen of bij een relatief
uitgestrekt veld de diverse boorputten subsea ontsluiten en de opbrengst
verzamelen op een gemeenschappelijk platform.
maart 2014•de ingenieur•3
27
210
ILLUSTRATIE TECHNIP
Technip heeft zijn installatieschip North Sea
Giant voor de klus uitgerust met een speciale
kraan, die de modules ook bij golven van 4
tot 5 m hoog kan plaatsen. ‘Die beschikt voor
het meest riskante deel van de operatie, het
overboord zetten van de modules, over een
tinyurl.com/di-subsea
28
uitlaat
koelmodule
geleidesysteem, zodat de module niet tegen
de scheepswand kan slaan.’
Onder zee wordt het hele proces bewaakt
door op afstand bestuurde onderwatervoertuigen, die ook worden gebruikt om de elf
modules op elkaar aan te sluiten. De func
tionaliteit en het vermogen van die remotely
operated vehicles is met de jaren enorm vooruitgegaan.
De grootste zorg bij de onderwaterapparatuur is de bedrijfszekerheid. In de bedrijfstak geldt als credo: als het even kan, geen onderhoud. De ervaring leert
dat verdelers en afscheiders
zo’n twintig jaar zonder onderhoud kunnen; bij pompen, die bewegende onderdelen hebben, is dat zo’n vijf
jaar. Vooral de elektrische
45
verbindingen, die kilovolts en kiloampères
moeten aankunnen, zorgden in de begintijd
van de elektrificatie van subsea voor problemen. Tot dan gebeurde de bediening hydraulisch.
De communicatie met de apparatuur gebeurt tegenwoordig via een glasvezelkabel.
‘Daar kan zo veel data doorheen dat je de
prestaties van de apparatuur goed in de gaten kunt houden’, zegt Vinterstø.
De compressors die Statoil gaat gebruiken, hebben vanwege de onderhoudseis
geen gesmeerde kogellagers, maar een mag-
107
pompmodule
netisch lager, zodat er geen smering nodig is
die slijtage tegengaat. ‘We zijn er al sinds
2006 mee bezig.’ Na een eerste, vijfduizend
uren durende test in 2010 worden de beide
compressoren komende maand in een 15 m
diep met zeewater gevuld bassin gezet, met
verder vergelijkbare omstandigheden als in
het Åsgard-veld. ‘Het is de finale test.’ Eind
dit jaar volgt de installatie op het veld en dan
zal blijken of de eerste subsea compressie-
installatie ter wereld zijn werk doet. ‘Gaat dat
goed, dan volgt in 2020 een compressiesta
tion bij Ormen Lange en in 2025.’
OPLOSSING VOOR POOLGEBIED
RISING SUBSEA
De KIVI-afdeling Offshore Technology organiseert op 1 mei in Delft haar lustrumsymposium
over subsea- technologie.
scheidingsmodule
inlaat
235 koelmodule
Bij het in elkaar zetten van de
modules op de zeebodem worden
geleidestukken gebruikt.
leren en vanwege toekomstige revisie’, legt
Vinterstø uit. De compressormodule zelf
weegt zo’n 300 ton, is 15 m hoog en 12 m in
het vierkant. De totale installatie van de elf
modules, inclusief extra bescherming,
weegt zo’n 4750 ton en heeft een omvang
van 75 bij 45 bij 26 m.
Het installeren van deze fabriek op de
zeebodem gebeurt door Technip. ‘Op een
diepte van 300 m moeten we dat op de millimeter nauwkeurig doen’, weet Tim Crome
BSc, directeur Sales en Business Development. Die nauwkeurige plaatsing bereikt hij
door geleiders die zijn aangebracht in de
modules. ‘Normaliter plaatsen we binnen de
decimeter nauwkeurig.’ Dat wordt bereikt
met een positioneersysteem dat bestaat uit
gps op het schip en transponders voor de
positie van de module ten opzichte van het
schip. ‘Als het nodig is, plaatsen we bakens
op de zeebodem. We beschikken dan over
een lokaal netwerk om te positioneren.’
compressie235
module
ILLUSTRATIE STATOIL
ILLUSTRATIE STATOIL
De verschillende modules
van de compressie-eenheid
en hun bijbehorende gewicht
in tonnen.
De North Sea Giant van Technip
Noorwegen is uitgerust met een
speciale kraan voor het op de zeebodem plaatsen van de modules
van de compressor.
maart 2014•de ingenieur•3
Levert onderzeese apparatuur de opmaat voor de exploratie van
olie en gas in het poolgebied? Bij het Snøhvit-gasveld in de Barentszzee gebruikt Statoil alleen nog maar onderwaterinstallaties
om het gas aan land te brengen. Het klinkt dan ook aantrekkelijk.
Op de zeebodem is er geen ijsgang en voor zover ijsbergen tegen
de zeebodem schuren, wat onder meer gebeurt bij het Canadese
New Foundland, volstaat het graven van een 10 m diepe kuil in de
zeebodem om de apparatuur te beschermen. Toch ziet Tim Crome,
directeur Sales en Business Development van het subsea-installatiebedrijf Technip Noorwegen, ook andere ontwikkelingen. ‘In de
Noord-Russische wateren is een productie- en opslagschip uitgerust als ijsbreker en er zijn platforms van beton die het ijs kunnen
weerstaan. Het hangt dus maar net van de omstandigheden af wat
maart 2014•de ingenieur•3
de beste keus is. Snøhvit is niet de maat der dingen.’ Technip bereidt zich uitdrukkelijk voor op werkzaamheden in het poolgebied.
‘De grootste uitdaging is voor ons de onvoorspelbaarheid van het
weer. Buiten de zomermaanden kan binnen een paar uur tijd een
sterke wind opzetten. Zit je op dat moment in een operatie, dan
heb je geen tijd om goed weg te komen.’
Verder vormen de grote afstand en het ontbreken van ondersteunende infrastructuur mogelijk een grote belemmering. Het Stockman-gasveld in de Barentszzee ligt 600 km uit de kust. De vraag is
of zo’n project wel goed is aan te sturen. En hoe is in die barre kou
olie en gas te transporteren? Het risico op paraffineproppen die
een pijp verstoppen, ligt op de loer. De kans is dan ook groot dat
aan zo’n project enorme kosten zijn verbonden.
29

Download Report