NOV Flexibles

Opskriften på olierør til oceanets dyb

fredag 01 jun 18
|
af Morten Andersen

Kontakt

Nicolas von Solms
Lektor
DTU Kemiteknik
45 25 28 67

Flexibles

Ca. 750 medarbejdere er ansat i Flexibles i Danmark. Heraf er ca. halvdelen beskæftiget med selve produktionen af olie- og gasrør i Kalundborg, mens den anden halvdel er ansat inden for forskning og udvikling samt administration i Brøndby. Virksomheden er en del af den amerikanske koncern National Oilwell Varco, en af verdens største leverandører af udstyr til olie- og gasudvinding. Navnet ’Flexibles’ henviser til, at virksomheden producerer bøjelige rør.
I laboratorierne hos National Oilwell Varco bliver stål og avancerede plasttyper mishandlet, så man er sikker på, at de færdige rør kan holde til at transportere olie og gas i 2,5 km’s havdybde.

Kugler af plast smeltes og ekstruderes til et aflangt emne, som marineres i dieselolie og koges 12 måneder. Opskriften ville næppe vinde i en tv-bagedyst, men er et eksempel på den mishandling, som materialer bliver udsat for hos National Oilwell Varco Denmark I/S. Virksomheden, som i daglig tale kaldes Flexibles, er en af verdens tre førende leverandører af bøjelige rørledninger til olie- og gasbranchen.

”Efterhånden som de lettilgængelige oliefelter tømmes, kommer der stadig flere projekter på stor vanddybde. Det betyder ekstreme forhold med hensyn til tryk og temperatur. Det er en konstant udfordring for os at sikre, at vi kan imødekomme de stigende krav, som kunderne stiller,” forklarer Jacob Sonne, som er principal engineer i Flexibles.

Virksomheden har produktion i Kalundborg og Brasilien, mens forskning, udvikling og administration ligger i Brøndby.

Som et led i arbejdet med at holde sig på forkant indledte virksomheden for snart 20 år siden et samarbejde med DTU’s Center for Energy Resources Engineering (CERE). Her undersøger lektor Nicolas von Solms og hans gruppe, hvordan CO2 og andre gasser, som transporteres i rørene, trænger ind i rørenes plastlag ved højt tryk og høj temperatur.


Flexibles alierør består bl.a. af polymer, som ekstruderes på rørene ved ekstremt høje temperaturer
Foto : NOV Flexibles

Fra stålrør til bøjelige rørledninger

Moderne olie- og gasrørsledninger er bygget op som sandwichkonstruktioner. Lag af stål giver styrke. Lag af isolerende materiale sikrer ønskede temperaturer, især for at forhindre dannelse af såkaldte gashydrater, der minder om is og kan stoppe rørene til. Sidst, men ikke mindst bidrager lag af polymer medat gøre røret tæt, dog uden at gå på kompromis med dets bøjelighed. Heraf ordet Flexibles i virksomhedens navn. Siden midten af 1980’erne har bøjelige rør gradvist fortrængt stålrør inden for udvinding af olie og gas. De bøjelige rør er langt mere praktiske, fordi de er lette at montere på havbunden.

Det stigende antal af olie- og gasindvindingsprojekter på store vanddybder er medvirkende til, at de bøjelige rør nu dominerer. F.eks. udfører man ikke lige service på 2,5 km’s dybde, så det er helt afgørende at have rør med en vis evne til at tilpasse sig de uundgåelige forandringer, som vil indtræffe i terrænet i årenes løb. Rørene bliver typisk dimensioneret til at kunne holde i mindst 20 år.

Men de fleksible rør er ikke uden udfordringer. Der findes f.eks. ingen polymer, som er helt tæt over for indtrængen af gas ved ekstremt højt tryk. Derfor udfører CERE-forskerne forsøg med udstyr, som kan efterligne de forhold, materialerne kommer ud for på havbunden. Udstyret findes på DTU Kemiteknik.

"DTU CERE's resultater har åbent for en helt ny metode til at fortolke data på vores område"
Jacob Sonne, Principal Engineer, Flexibles

Forsøgene koncentrerer sig om de typer af polymerer, som benyttes til rørenes inderste lag. Samtidig er hovedvægten lagt på indtrængen af CO2.

”Der forekommer altid en vis mængde CO2 i forbindelse med udvinding af olie og gas. Desuden ser vi flere projekter, hvor vores kunder ønsker at øge indvindingsgraden ved at pumpe CO2 ned i undergrunden for at drive olie og gas ud. Den størsteudfordring, vi har i øjeblikket, er netop at bygge rør, der kan holde til at transportere CO2 ned i undergrunden,” forklarer Jacob Sonne.

Som at pumpe luft ind i en sten

Opgaven er vanskelig, fordi CO2'en skal transporteres under ekstremt højt tryk. Ellers vil gassen ikke kunne trænge ned i undergrunden og fortrænge olie og gas.

”På grund af det høje tryk, som hersker naturligt på stor vanddybde, svarer indvinding med CO2 til, at man skal pumpe luft ind i en sten. Man kan sikkert selv forestille sig, hvor stort et tryk det kræver,” siger Jacob Sonne.

Hvis CO2 trænger ind i rørenes polymerlag i for stor mængde, kan det skabe to problemer. For det første kan polymeren svulme op og blive blød. For det andet kan der dannes blærer i en gasfyldt polymer, hvis trykket sænkes for hurtigt. Det vil ødelægge polymerens barriereegenskaber. Rent teknisk er det muligt at forebygge problemer ved at bruge en specialpolymer, men den er dyrere. Og da der skal bruges mange kilometer rør til et typisk projekt inden for offshore olie og gas, kan det hurtigt koste adskillige millioner dollar at skifte polymertype. Denne prisforskel kan være afgørende for, om det er Flexibles eller en konkurrent, der får opgaven.

Derfor gør Flexibles sig store anstrengelser for at finde den rette balance mellem pris og materialeegenskaber for forskellige polymerer. Og da man desværre ikke kan vente 20 år for at se, hvordan et nyt rør vil klare sig, er man nødt til at speede tempoet op og lave accelererede tests, hvor materialer og færdige rør udsættes for belastninger, der er endnu større end det, de vil komme ud for hos kunderne. Det kan f.eks. være ved at koge rør i dieselolie i et år.

Hertil kommer forsøgene på DTU, hvor de væsentligste typer af polymerer, som benyttes til rørenes inderste lag, bliver testet for indtrængen af gas. Disse forsøg bliver udført ved tryk op til 650 bar og ved temperaturer op til 125 °C.

”Det er tests, som vi under alle omstændigheder skulle have udført, fordi det er et krav i den kvalitetsstandard, som vi er underlagt. Men samarbejdet har samtidig givet os en øget forståelse af processerne,” siger Jacob Sonne.


En af verdens største producenter af olierør ligger i havnen i Kalundborg. Fabrikken her producerer halvdelen af virksomhedens rørproduktions
Foto: NOV Flexibles

Vigtig brasiliansk kunde

I samarbejde med CERE har Flexibles nu ændret sine modeller.

”Det er et stort arbejde, når man skal lave sine modeller om. Men der er ingen vej udenom, og vi kan glæde os over, at vi nu har overensstemmelse mellem det, som vores beregninger forudsiger, og det, som faktisk bliver målt i forsøgene. Det er meget motiverende og vil forhåbentlig styrke vores evne til at konkurrere fremover,” fortsætter Jacob Sonne.

For tiden er der især to områder i verden, hvor man indvinder olie og gas på stor havdybde. Det ene ligger ud for Afrikas vestkyst, mens det andet ligger ud for Brasiliens østkyst. Udvindingen fra det brasilianske område varetages af landets energiselskab, Petrobras, som er en vigtig kunde for Flexibles.

”Petrobras har sin egen forskningsafdeling inden for rørledninger. Vi har en god dialog med dem. De har jo erfaringerne fra felten. Hvis de ser noget, som ser mystisk ud, skal vi gerne kunne svare for os. I den forbindelse er det vigtigt, at vi har de rigtige laboratorieforsøg og modeller,” siger Jacob Sonne.

Fra 700 meters til 2,5 km’s dybde

For at kunne imødekomme efterspørgslen efter rør til stor dybde har Flexibles været gennem en omfattende kvalificering. Det er sket i henhold til branchens egen kvalitetsstandard. Resultatet er, at man i dag kan levere rør, som er certificeret til 2,5 km’s dybde, mens det tidligere tal var 700 meters dybde.

Virksomheden vil naturligvis gerne kunne levere til endnu større dybde. Hvornår der kommer efterspørgsel efter det, er svært at sige, vurderer Jacob Sonne:

”Mange forskellige faktorer vil spille ind, ikke mindst udviklingen i olieprisen. Men på et eller andet tidspunkt vil efterspørgslen være der, og vi kan naturligvis ikke vente til den dag med at gå i gang.”

Her er de kemitekniske ligninger vigtige:

”CERE’s resultater har åbnet for en helt ny måde at fortolke data på vores område. Ganske vist har det ikke ført til, at vi har taget nye polymermaterialer i brug, men vi er blevet trygge ved at benytte vores nuværende materialer inden for et større område med hensyn til tryk og temperatur end tidligere,” slutter Jacob Sonne

Relaterede Videoer  

Vis flere

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.