Navegación con reducción severa del diámetro
Solución de inspección robótica ultrasónica para una tubería offshore deformada
Se diseñó y se implementó un sistema robótico de inspección ultrasónica especialmente creado para inspeccionar una tubería de carga marítima de 42 pulgadas muy deformada entre una terminal y un colector de extremos de tuberías offshore (PLEM). El activo presentaba múltiples retos de inspección: ausencia de instalaciones de lanzamiento y recepción, falta de flujo bidireccional y una reducción significativa del diámetro interno causada por daños históricos en el ancla. Para superar estas limitaciones, se desarrolló un escáner UT segmentado integrado con una unidad de propulsión electrohidráulica y comunicación por fibra óptica en tiempo real, lo que permitió obtener datos de espesor de pared de alta resolución y cobertura total, al tiempo que se sorteaban las restricciones de forma segura.
Descripción del activo:
- Diámetro: NPS 42"
- Longitud: 2,660 m
- Espesor de pared: 12.7 - 16.6 mm
- Producto transportado: petróleo crudo
- Obstrucción: 230 mm (aproximadamente el 22 % del diámetro de la tubería)
El reto
Una tubería de carga offshore va desde una terminal hasta un colector terminal de tubería offshore (PLEM). Como es habitual en las líneas de carga, el activo carece de instalaciones de lanzamiento y recepción y se opera de forma intermitente con posibles cambios de producto. Estas condiciones no proporcionan el flujo constante necesario para la inspección en línea convencional.
La línea de 42 pulgadas se extiende aproximadamente 2,66 km y solo tiene un punto de acceso viable. Para complicar aún más el reto, un impacto histórico de un ancla causó una reducción significativa del diámetro interno a unos 1075 metros del punto de entrada. Las inspecciones anteriores también habían revelado corrosión interna concentrada en la posición de las seis en punto. Todos estos factores juntos exigían un enfoque de inspección específico que equilibrara la negociabilidad de la herramienta con la adquisición de datos ultrasónicos de alta calidad.
Principales retos que hay que superar:
- Punto de acceso único y sin trampas, lo que descarta las ejecuciones ILI convencionales.
- Condiciones operativas inadecuadas para la ILI convencional debido al funcionamiento intermitente y a la falta de flujo de propulsión.
- Reducción severa del diámetro interno con geometría incierta a ~1075 m (daño histórico), lo que suponía un alto riesgo de atasco de la herramienta y una posible pérdida de distancia de seguridad UT.
- Espacio de trabajo limitado en la terminal y posible exposición ambiental/de seguridad si se procediera a la instalación de equipo de bombeo temporal.
- Requisitos de calidad de los datos en secciones nominales de 42 pulgadas, manteniendo una configuración compacta capaz de sortear la restricción de forma segura.
Nuestra solución
A la hora de desarrollar la solución, hubo que tener en cuenta varios factores críticos, como la selección del sistema de propulsión adecuado, la elección de la tecnología de medición ultrasónica más adecuada para el activo y la integración de mecanismos robustos a prueba de fallos para la propia herramienta de inspección.
Una herramienta de inspección robótica era la solución óptima, ya que permitía recorrer de forma controlada la tubería de carga offshore de 42 pulgadas sin depender del flujo del producto ni de las instalaciones convencionales de lanzamiento y recepción.
El sistema de inspección cuenta con una unidad de propulsión electrohidráulica con brazos extensibles que proporcionan la tracción necesaria para sortear curvas, cambios de elevación y restricciones internas severas. El sistema de propulsión se diseñó para proporcionar una fuerza de tracción de hasta 900 kg, lo que garantiza un movimiento fiable incluso en tuberías con geometrías complejas.
Para hacer frente a la reducción única del diámetro interno causada por una abolladura histórica, el soporte del sensor ultrasónico se diseñó como un escáner segmentado de tres módulos. Este diseño permitió que la herramienta mantuviera una distancia óptima del sensor en las secciones nominales de la tubería, mientras se colapsaba para pasar por la zona restringida. Cada uno de los tres módulos albergaba 160 sondas ultrasónicas de alta resolución, lo que sumaba un total de 480. Esto permitió realizar mediciones precisas del espesor de la pared y mejorar la detección de corrosión y laminaciones.
La herramienta de inspección se conectó a un cable, también denominado amarre, y a un sistema de cabrestante. Esta configuración proporcionó energía y comunicación en tiempo real a través de una conexión de fibra óptica, así como un robusto mecanismo de recuperación. El amarre flotante reforzado con Kevlar minimizó la fricción, lo que permitió un movimiento suave a través de la tubería. Todo el sistema se supervisó y controló desde la superficie, lo que permitió a los operadores ajustar los parámetros en tiempo real y responder de forma dinámica a los retos operativos.
Este enfoque eliminó la necesidad de equipos de bombeo temporales o de modificaciones importantes en la terminal, lo que redujo los riesgos operativos y medioambientales, aumentó la rentabilidad y garantizó una recopilación de datos de alta calidad. El diseño de amarre a prueba de fallos también proporcionó una contingencia fiable para la recuperación de la herramienta, lo que mejoró aún más la seguridad y la garantía del proyecto.
Tu beneficio
Durante todo el proceso de inspección, se pudo acceder a los datos recopilados en tiempo real. Esto permitió a los analistas in situ supervisar el rendimiento de las herramientas y ajustar los parámetros de inspección según fuera necesario para mejorar la calidad de los datos. Esta visibilidad en tiempo real permitió responder de forma inmediata a los retos operativos y respaldó la decisión de realizar pasadas adicionales sobre las áreas que suscitaban preocupación, lo que garantizó una cobertura completa y resultados de alta resolución.
La inspección proporcionó datos de alta calidad y alta resolución sobre el espesor y la geometría de las paredes, superando los resultados de inspecciones anteriores realizadas por la competencia.
La avanzada tecnología ultrasónica y el diseño flexible de la herramienta permitieron detectar un mayor número de signos de corrosión y laminación, lo que proporcionó una evaluación más detallada y precisa de la integridad de la tubería.
Gracias al concepto de diseño de la inspección, se eliminó la necesidad de utilizar equipos de bombeo temporales o de realizar modificaciones importantes en la terminal, lo que redujo significativamente los riesgos operativos y medioambientales y aumentó la rentabilidad. El robusto mecanismo a prueba de fallos que proporciona la conexión por cable garantizó que la herramienta de inspección pudiera recuperarse de forma fiable de la tubería, si fuera necesario, lo que redujo aún más el riesgo del proyecto y contribuyó a la seguridad y la eficiencia de las operaciones.
Una ventaja clave de este proyecto fue la capacidad de negociar con éxito una reducción severa del diámetro interno causada por daños históricos, lo que demostró el valor de un diseño de herramienta flexible y segmentado. Esta adaptabilidad permite aplicar soluciones de inspección similares a otra tubería con geometrías complejas, restricciones o limitaciones de acceso, lo que permite realizar evaluaciones de integridad seguras y eficaces incluso en los entornos más difíciles.