Dieser Inhalt wurde ursprünglich im „Pipeline and Gas Journal“ veröffentlicht.
Die meisten Tools zur Inline-Inspektion wurden ursprünglich für die Inspektion einer Leitung mit einem gewissen hohen Druck entwickelt. Da die meisten Erdgas-Assets jedoch mit immer niedrigeren Drücken betrieben werden, braucht der Markt innovative Lösungen, um diese Herausforderungen zu bewältigen. In diesem Artikel geht der ROSEN-Experte Zachary Farrell der Frage nach, wie niedrig der Sammelsektor in Bezug auf Inspektion und Druck gehen kann.
Mit zunehmendem Alter der Assets steigt der Bedarf an Integrity Solutions stark an; vorgelagerte Erdgas-Assets bilden in dieser Hinsicht keine Ausnahme. Die Herausforderung bei der Inspektion dieser Art von Pipelines besteht jedoch darin, dass sie meist mit niedrigeren Drücken betrieben werden, was eine konventionelle Inline-Inspektion (ILI) erschwert. Daher ist die am häufigsten gestellte Frage, die wir von Kunden aus dem vorgelagerten Sammelsektor erhalten, „Wie niedrig kann der Druck sein?“. Die Antwort auf diese Frage hängt hauptsächlich von Parametern wie der Anzahl der Armaturen und Bögen in der Pipeline sowie der tatsächlichen Größe der Pipeline ab. In der Regel hat die zu inspizierende Leitung einen Durchmesser von 8“ oder weniger.
Wenn es bei normaler Produktion nicht möglich ist, den Druck in einer Pipeline zu erhöhen, ist es gängige Praxis – wenn auch oft zu hohen Kosten verbunden –, zusätzliches Erdgas oder Stickstoff hinzuzufügen. Dies hat zu einem Bedarf an konventionellen Inline-Inspektions-Tools mit konformeren Spezifikationen geführt. Unsere Lösung besteht aus einem Satz kompakter, für niedrigen Druck geeigneter Tools, die einen Leitungsdruck von bis zu 1.800 Kilopascal (kPa) bewältigen können. Der Upstream Diagnostics Service von ROSEN ist eine neue Lösung für eine wachsende Herausforderung und eignet sich für Pipelines mit einem Durchmesser von 6„ bis 20“.
In diesem Artikel geht es um anspruchsvolle 6„- bis 8“-Erdgasleitungen mit einem Standardbetriebsdruck von 2.500 kPa oder weniger. Die Leitungen sind maximal 25 km lang und weisen häufig mehrere Bereiche mit starker Wandstärke und Bögen mit engem Radius auf. Unsere Experten haben mehrere Inspektionen durchgeführt, bei denen der Druck mit zusätzlichem Gas erhöht oder die Pipeline in Abschnitte unterteilt und mit einem bidirektionalen Tool befestigt wurde. Der Einsatz von standardmäßigen, frei schwimmenden Tools während der Inspektion hat jedoch aufgrund der Betriebsbedingungen der Pipeline zu einer zu hohen Geschwindigkeit oder zum Feststecken der Tools geführt. Bei den meisten der mit 2.500 kPa oder weniger inspizierten Pipelines hat der Leitungsdruck Auswirkungen auf die Geschwindigkeit, wenn das Tool durch Bögen mit engen Radien (3,0D oder weniger) geführt wird. Der Kopfdruck in der Pipeline reicht nicht aus, um als Bremse für das Inline-Inspektions-Tool zu fungieren, was zu einem Verlust an verwertbaren Daten führt. Das Standard-MFL-A-Tool muss mit maximal 5,0 m/s betrieben werden, wobei ein idealer Bereich von weniger als 3,0 m/s gilt.
Unser Ansatz umfasste konventionelle MFL-A-, Messschieber- und XYZ-Technologien (hochauflösende Kartierung), die in einem kleineren und kompakteren Formfaktor mit geringerem Gewicht und hoher Compliance integriert wurden. Die Technik, MFL-A/MD- und XYZ-Technologien in einem Tool zu kombinieren, wird seit einigen Jahren in einer Anwendung mit schneller Durchlaufzeit, robustem Design und kleinem Formfaktor eingesetzt. In Verbindung mit der Widerstandsfähigkeit gegen Schwefelwasserstoff und wiederaufladbaren Batterien sind die kombinierten Tools ideal für diese Umgebung geeignet.
Die Kombination von MFL-A/MD- und XYZ-Technologien in einem 6-Zoll-Tool führt zu einem kompakten Design mit einem mehrfach gefederten MFL-Körper und einem Messschieber, der die Trägheitskartierungseinheit enthält. Die Zugeinheit des Werkzeugs beherbergt auch die Batterie. Die 8„- bis 20“-Tools, die MFL-A/MD mit XZY-Technologien kombinieren, haben ein kompaktes Design mit einer reibungsärmeren MFL-Einheit mit Rädern an den Magneteinheiten und federnd gelagerten MFL-A-Trägern. Die vordere Antriebseinheit des Werkzeugs beherbergt die Batterie, und der Messschieberkörper beherbergt die Trägheitsmesseinheit, einschließlich der gesamten Elektronik des Werkzeugs. Beide Tools können zusammen mit dem Rest unserer Upstream-Diagnose-Toolflotte auch als eigenständige Messschieber oder eigenständige MFL-A-Tools eingesetzt werden. Somit passt die Toolflotte von Upstream Diagnostics Services in den ROSEN-Toolbox-Ansatz und kann in jedem Medium eingesetzt werden. Alle Inspektionstools in dieser Toolflotte erfüllen oder übertreffen die ROSEN-Zertifizierung für Standard-Inline-Inspektionstools.
Abgesehen von den Tools selbst wurden die Berichtsfristen verkürzt, was ein wichtiger Schwerpunkt des vorgelagerten Marktes ist. Die Standard-Berichtsfristen betragen weniger als 30 Tage, wobei die meisten Berichte innerhalb von 14 Kalendertagen versendet werden.
Dieser Artikel enthält zwei separate Fallstudien, die die Geschwindigkeit des Inspektionswerkzeugs bei einem Betriebsdruck der Pipeline von 2.500 kPa oder weniger zeigen. In beiden Fällen war der Betreiber nicht in der Lage, die Leitungen für eine Inspektion mit Kabel außer Betrieb zu nehmen, und es war zu kostspielig, einen zusätzlichen Gasfluss zu verwenden. Beide Leitungen wiesen mehrere Stellen auf, an denen 1,5D-Schwerwandarmaturen vorhanden waren, und beide hatten mehrere oberirdische Steigleitungen. Für beide Inspektionen war ein Tool erforderlich, das MFL-A/MD- und XYZ-Technologien kombinierte. Der Gasfluss der beiden Pipelines konnte manuell von der Starterseite der Pipeline aus manipuliert werden. An keinem der Tools wurden vor der Durchführung des Service größere Änderungen vorgenommen, und die folgenden Daten wurden nicht manipuliert. Die Tools wurden während der Inspektionen nicht beschädigt und lagen innerhalb der Grenzwerte.
Die Abschlussberichte wurden in beiden Fällen innerhalb von 14 Tagen nach der Inspektion zur Verfügung gestellt und alle Ergebnisse wurden vom Kunden verifiziert.
Ein kanadischer Betreiber aus dem Nordwesten von Alberta beauftragte ROSEN mit der Inspektion einer 8"-Sour-Natural-Gas-Leitung mit einem maximal zulässigen Betriebsdruck von 3.200 kPa. Die insgesamt 24 km lange Leitung umfasst mehrere Steigleitungen mit 1,5D-Bögen von 90°. Nach einer erfolgreichen Vermessung wurde der minimale Innendurchmesser der Pipeline mit 190 mm aufgezeichnet, was innerhalb des akzeptablen Bereichs der Durchlassfähigkeit des kombinierten Tools liegt. Die Pipeline-Parameter während der Inspektion würden einen maximalen Druck von 2.000 kPa und eine Durchflussrate von 150 E3m3/Tag vorgeben, was einer Gasgeschwindigkeit von 2,2 m/s entspricht.
Für diese Inspektion verwendete unser Team eine Kombination aus MFL-A/XT- und XYZ-Technologien. Zusätzlich wurde das Tool mit einem externen Drucksensor ausgestattet, um zu überprüfen, ob die Leitungsparameter von 2.000 kPa eingehalten wurden. Die Abbildung zeigt, dass sich die Pipeline während der gesamten Inspektionsdauer innerhalb des Bereichs befand, mit einem maximalen Leitungsdruck von 2.100 kPa bei 15.500 m.
Das Tool lag bei 98 % der Pipeline innerhalb seines Standardgeschwindigkeitsbereichs von 0 bis 5 m/s, wobei die Mehrheit unter 3 m/s lag. In einem Bereich von etwa 16.000 m lag die Geschwindigkeit über dem zulässigen Wert, was auf einen Steigrohrabschnitt zurückzuführen war, in dem das Tool einen erhöhten Druck benötigte, um durchzukommen. Gegen Ende der Inspektion stieg die Geschwindigkeit an, da der Gasfluss nur über das Ventil gesteuert wurde. Unten sehen Sie eine Aufzeichnung der Tool-Geschwindigkeit, wobei die rote Linie die maximalen Geschwindigkeitskapazitäten anzeigt. Unsere Integritätsexperten werteten alle vom Tool gesammelten Daten aus. Nachdem der Kunde den Durchlauf offiziell abgenommen hatte, wurden Verifizierungsgrabungen durchgeführt.
Unsere kanadischen Experten wurden von einem Betreiber im Nordosten von British Columbia kontaktiert, der eine 6-Zoll-Sauerstoff-Erdgasleitung mit einem maximal zulässigen Betriebsdruck von 9.650 kPa inspizieren wollte. Die betreffende Leitung ist 22 km lang und umfasst mehrere Steigleitungen mit 1,5D-Bögen von 90°. Eine erfolgreiche Vermessung wurde durchgeführt und der minimale Innendurchmesser der Pipeline wurde mit 140 mm aufgezeichnet, was innerhalb des akzeptablen Bereichs der Durchlassfähigkeiten des kombinierten Tools liegt. Während der Inspektion würden die Parameter der Pipeline einen maximalen Druck von 2.500 kPa und eine Durchflussrate von 100 E3m3/Tag vorgeben, was einer Gasgeschwindigkeit von 2,1 m/s entspricht.
Zur Inspektion des betreffenden Assets verwendeten unsere Experten ein 6"-Tool, das MFL-A/MD- und XYZ-Technologien kombiniert. Das Tool wurde dann mit einem externen Druck- und Temperatursensor ausgestattet, der zu Überprüfungszwecken verwendet wurde. Während der Inspektion zeichnete das Tool einen internen Druck in der Pipeline um die 2.500 kPa-Marke auf.
Das Tool innerhalb seines Standardgeschwindigkeitsbereichs von 0 bis 5 m/s für 99,7 % der Pipeline während der Inspektion, wobei die Mehrheit unter 3 m/s lag. Das Verhalten des Tools war über die gesamte Pipeline hinweg ähnlich, mit Ausnahme eines Steigrohrs in der Nähe des Empfängers der Pipeline, wo es kurzzeitig über 5,0 m/s erreichte. Abbildung 5 zeigt die Erfassung der Tool-Geschwindigkeit, wobei die rote Linie die maximalen Geschwindigkeitsfähigkeiten anzeigt. Die gesammelten Daten wurden ausgewertet, der Durchlauf wurde vom Kunden offiziell akzeptiert und die Verifizierungsgrabungen wurden abgeschlossen.
Nach mehreren Inspektionen mit niedrigem Betriebsdruck und einer wachsenden Datenbank zum Verhalten der Tools unter verschiedenen Bedingungen ist ROSEN in der Lage, Leitungen mit einem Druck von nur 1.800 kPa mit Standard-Inline-Inspektionstools zuverlässig zu inspizieren. Durch ständige Verbesserungen der Inspektionstools werden wir in Zukunft in der Lage sein, die Mindestdruckschwelle noch weiter zu senken.
Als Reaktion auf den wachsenden Bedarf an Lösungen auf dem vorgelagerten Sammelmarkt und zusätzlich zu den anderen von ROSEN angebotenen Dienstleistungen ist der vorgelagerte Diagnoseservice ein proaktiver Ansatz für Niederdruckinspektionen, der vollständige MFL-A-, Messschieber- und XYZ-Berichte bietet. Unsere robuste Toolflotte reicht von 6„ bis 20“ und bietet mehrere Konfigurationen und Tool-Add-on-Optionen nach dem ROSEN-Toolbox-Ansatz.