Pipeline pigging

Pipeline pigging

Prosjektoppgave ved Institutt for petroleumsteknologi og anvendt geofysikk, fag TPG4140 Naturgass, hsten 2004

Av Gisle Stjern og Eivind Olav Andersen

1 Innholdsfortegnelse

21Innholdsfortegnelse

32Innledning

33Historikk

34Formlet med pigging

55Ulike piggtyper

66Ulike piggeoperasjoner

66.1Pigging under bygging og klargjring for drift (Ready For Operation, RFO)

76.2Driftspigging, vedlikehold av strmningsforhold.

86.3Pigging for inspeksjonforml (smarte eller intelligente piggeoperasjoner)

97Konstruksjon av rrledninger

118Operasjonell informasjon

129Utviklingstrekk

1210Eksempler p piggeoperasjoner

1210.1RFO (Ready For Operation) for Kvitebjrn Gass:

1410.2Driftspigging for Kvitebjrn Gass

1410.3RFO (Ready for Operation) konsept for rrledning Ormen Lange Nyhamna terminal

1610.4RFO (Ready for Operation) konsept for Langeled

1711Referanser

17Figurliste

2 Innledning

Denne prosjektoppgaven om pigging av rrledninger i gassindustrien er utfrt ved Institutt for petroleumsteknologi og anvendt geofysikk i faget TPG4140 Naturgass, hsten 2004. Det er lagt vekt p fokusere spesielt p pigging av gassrrledninger, men noe av informasjonen som er gjengitt her er generell og begrenser seg ikke til kun gjelde gassrrledninger. I arbeidet med fremskaffe bakgrunnsstoff om dette fagomrdet viste det seg vre lite offentlig tilgjengelig litteratur og oppgaven bygger derfor p et begrenset antall kilder. En del informasjon er fremskaffet gjennom personlige kontakter i Statoil og A/S Norske Shell og kan vanskelig kildegjengis i detalj.

Terminologien som anvendes for piggeoperasjoner og for faget pigging generelt er i likhet med de fleste omrder innen oljeindustrien anglofisert og det er ikke utviklet noen egen norsk terminologi for faget. Dette vil gjenspeile seg i teksten hvor det er blanding mellom norsk (delvis fritt oversatt) og engelsk/amerikansk terminologi.

3 Historikk

En PIG er den mest vanlige aksepterte betegnelsen for en innretning som plasseres i en rrledning og som beveger seg fritt gjennom rret og som drives framover av differansetrykket over innretningen. Som regel er det produktstrmmen i rret som gir det drivende trykket. En pig kan betraktes som et fritt stempel som beveger seg i rrledningen.

Det var oljeindustriene som begynte benytte pigger for rense rrledninger for voks og parafiner. Dette var mest sannsynlig tilbake til 1870 rene i Pennsylvania etter at transport av rolje hadde gtt fra hest med tankvogn og over til rrledning. Opprinnelsen til betegnelsen PIG er ikke dokumentert, men en forklaring var at den lyden en pigg danner under bevegelse i en rrledning ligner p et grisehyl nr den passerer et punkt p rrledningen. De tidligste pigger var kun baller laget av knyttede tyfiller eller lrreimer gjerne surret med piggtrd for gjre rengjringen mer effektiv (som sannsynlig dannet den omtalte lyden) /1/.

Inntil 1960 ble det meste av all rengjring ved hjelp av pigging utfrt i kun olje og gassindustrien. P 1960 tallet ble det utviklet ballistiske pigger stpt av polyuretan skum, skalte polly pigger. Disse pluggene gav rom for langt strre variasjon i dimensjon og i dag benyttes pigging i nr sagt all prosessindustri, som mineralindustri (pulp), nringsmiddel- og kosmetikkindustrien.

4 Formlet med pigging

Litt overordnet s er formlet med en piggejobb eller et oppsatt piggeprogram at rrledningen vedlikeholdes og at en sikrer systemintegritet (at den til enhver tid tler det den er dimensjonert for) og en optimal effektivitet p transportsystemet.

Rrledninger velges som transportsystem ut fra betraktninger omkring at det er den mest kosteffektive metoden transportere gass og vsker p. Kosteffektiviteten er avhengig av to krav;

1. Den m kunne opereres kontinuerlig

2. Den m kunne transportere produktet med lavest mulig kapitalkost og med lavest mulig operasjonskostnader.

Det er ikke tilstrekkelig konstruere og legge en slik rrledning for disse forutsetningene alene. Det er vesentlig at disse forutsetningene blir opprettholdt gjennom rrledningens levetid. Pigging utgjr en vesentlig rolle i forhold til dette.

Piggeoperasjoner sikrer kontinuerlige drift av rrledninger gjennom;

Fjerning av fremmedlegemer og/eller unskede avsetninger i rrledningen

Forhindring av korrosjon

Dokumentasjon av skadeutvikling i rrledningen (korrosjon og sprekker)

Testing av operasjonell tilstand parallelt med kontinuerlig drift (gir indirekte samme informasjon som periodisk trykktesting og trykklassifisering men uten driftsstans)

Det er i hovedsak to problemstillinger som nedsetter en rrlednings funksjon:

1. Avsetting av substanser (vann eller kondensat) eller fremmedlegemer som gir redusert hydraulisk transportkapasitet (metallpartikler, sand, etc.)

2. Avsetting av vann som kan fre til korrosjon av rrledningen .

I det flgende vil det fokuseres p gassrrledninger eller tofaserrledninger. (kondensat/gass) og i hovedsak subsea rrledninger. For subsea rrledninger gjres det alltid tester av pigger ved at de kjres i egne testrrledninger for sikre at piggen kan takle de trykk, diameterendringer og kurvatur som vil gjelde for en spesifikk rrledning. Det finnes flere titalls skalte pigging test loops rundt om i verden med ulike diametre og lengder som benyttes til slike forml.

Subsea pigger er konstruert slik at de kan skyves begge veier i tilfeller hvor en pigg setter seg fast. Slike pigger kalles bi-directional. En annet viktig designkriterium for subsea pigger er at de lages slik at pakningselementene har innbyrdes avstand slik at de kan beveges over eks. T- eller Y-kryss eller gjennom strre ventiler uten f nedsatt funksjon eller miste sin fremdrift. Utformingen gjres slik at hvis ett av pakningselementene mister forseglingen slik at vske eller gass kan strmme forbi s vil ett annet srge for fremdrift ved at dette er plassert i et omrde med normal diameter.

Figur 1 Eksempel p hvordan feil valg av pigg eller feil avstand mellom komponenter kan fre til manglende fremdrift og umuliggjre pigging /1/.5 Ulike piggtyper

Mandrelpigger (Mandrel pigs):

Pigger satt sammen av flere elementer langs en metallaksling (mandrel), se figur 2. Deler kan skiftes etter behov og slitasje. Kan konfigureres til alle typer forml. Mandrelpigger er den vanligste typen som benyttes i strre gassrrledninger

Figur 2 Eksempler p Mandrelpigger /2/

Skumpigger (foam pigs):

Pigger som er stpt i ulike fasonger som sylindere, ballistiske og runde pigger, se figur 3. Piggene er som oftest stpt av polyuretanskum og kan ha innstpte elementer av wire, pigger eller andre elementer for gi god renseeffekt. Piggene har den egenskap at de kan presses sammen gjennom obstruksjoner.

Figur 3 Ulike typer skumpigger /2/

Stpte pigger (Solid cast pigs):

Solid cast pigs er stpt i et stykke og ligner p mandrelpigger, jfr figur 4. Disse piggene er normalt sett laget av polyuretan og stpes i hht diameter p rr.

Figur 4 Stpte pigger /2/

Kulepigger (Spheres)

Disse piggene er baller av plast/gummimateriale, jfr figur 5, og blses opp til nsket diameter ved hjelp av luft eller vann/glykol.

Figur 5 Kulepigger /2/

Intelligente pigger (Intelligent pigs)

Intelligente pigger har en rekke funksjoner som i hovedsak benyttes til dokumentere teknisk tilstand. Intelligente pigger er nrmere beskrevet i kapittel 6.3.

6 Ulike piggeoperasjoner

For strre gassrrledninger skilles det mellom piggeoperasjoner i 3 ulike faser. Piggene har ulike funksjoner i de 3 fasene og det anvendes en rekke ulike typer pigger. I noen tilfeller kan ogs samme type pigg benyttes til ulike oppgaver inne de 3 fasene. 6.1 Pigging under bygging og klargjring for drift (Ready For Operation, RFO)

RFO-pigging gjres for klargjre rret for produksjon. Spesielle krav stilles til piggene som benyttes i de flgende operasjonene under RFO:

Rensepigging har til hensikt fjerne fremmedlegemer fra byggefasen (sveisetrder, sveiseslagg, hjelmer, hansker etc.). En rensepigg har som funksjon dytte avsetninger, voks, rusk og rask ut av rret. En rensepigg er ofte utstyrt med sterke magneter for ta med seg jernpartikler, se figur 6.

Figur 6 Rensepigg som har magneter festet til hovedaksling (mandrel). Magnetene p piggen fester metallisk materiale og renser rret /3/.

Geometrikontroll gjres ved at en pigg utstyres med slissede aluminiumsplater som avdekker eventuelle uregelmessigheter i rrets diameter, se figur 7. Denne metalldisken kalles "Gauge plate/ring". Disse piggene skal verifisere at rret er i henhold til spesifikasjoner (med tanke p ID, ovalitet) og ikke inneholder obstruksjoner. Dersom piggene kun skal g i rr med en enkelt diameter, blir denne verifikasjonen gjort med en aluminiumsplate som er en viss %-andel av rrets ID.

Figur 7 Pigg med gauge ring. En slisset (slotted) aluminiumsplate som deformeres hvis den passerer obstruksjoner i rrledningen /3/.

Dersom piggen kommer ut med skadet/byd aluminiumsplate, betyr det at rret har hindringer eller unsket innvendig geometri. Denne type piggeoperasjon gir imidlertid ingen informasjon om hvor i rret problemene befinner seg. Dersom piggene skal g i rr med ulike diametre m piggene vre litt mer sofistikert (beskrives under intelligente pigger, kap 6.3).

Vannfylling av rrledning for trykktesting. Bde av mletekniske og sikkerhetsmessige rsaker er det viktig fjerne all luft i rrledningen fr trykktesting med vann (komprimert luft lagrer mye energi). Vannfylling gjres ogs for unng oppdrift dersom rret blir liggende luftfylt p havbunnen. En skalt vannfyllingspigg (flooding pig) blir pumpet framover i rret med vann bak for oppn vannfylt rr uten luftlommer. Nr det anvendes sjvann tilsettes det oksygenfjerner for hindre korrosjon. For forhindre korrosjon og hydratdannelse bruker man i noen tilfeller MEG (Mono Ethylene Glycol) uttynnet i vann eller diesel istedenfor vann (diesel p mindre rrledninger) /3/.

Vanntmming eller trking (Commisioning), er fjerne vannet fra trykktestingen fr rrledningen tas i bruk. Vannet presses ut og rret trkes ved at en pigg (figur 8) drives fremover med en gass (komprimert luft, nitrogen eller naturgass). Det er viktig at disse piggene tetter fullstendig, da vann som blir igjen i rret kan danne grunnlag for unskede hydrater /1/.

Figur 8 Vanntmmins- (dewatering) pigger /3/Brstepigger (Cleaning): Disse piggene er vanlige pigger som er utstyrt med metallbrster som renser rret for sveiseslagg og andre forurensninger.Nullmling (Base line): Etablering av en referanse for senere tilstandskontroller. Nullmling gjres umiddelbart fr eller etter oppstart under normale driftsbetingelser (medie og trykk) i rrledningen. Nullmlingen kjres med instrumenterte pigger (ogs benevnt som intelligente pigger, nrmere omtalt i kap 6.3) som mler viktige tilstandsparametere langs hele rrledningen og i 360 grader i hele rrets omkrets. Intelligente subsea-pigger er utstyrt med dataloggere, harddisker og store batteripakker. For nye gassrrledninger med innvendig korrosjonsbeskyttelse er det en pgende diskusjon omkring behovet for baseline mlinger for korrosjon. Det kan nevnes at sgard transport som ble ferdigstilt i 1999 kjrte baselinemling sommeren 2004, alts 5 r etter oppstart /3/.

6.2 Driftspigging, vedlikehold av strmningsforhold.

For gassrrledninger er det viktig f fjernet eventuelt fritt vann som legger seg i lavbrekk langs rrledningen. Dette kan gi dannelse av hydrater som igjen kan medfre at rrledningen plugges og i verste fall medfre at rrledningen for all framtid vil vre ute av drift. Kondensat kan avsettes i lavbrekk p samme mte som vann og det er viktig at kondensat fjernes tilsvarende. Akkumulering av kondensat gir nedsatt hydraulisk transportkapasitet og det kan gi opphav til spaltekorrosjon under lag med urenheter i lavbrekk (pitting). Store operasjonelle og ikke minst sikkerhetsmessige problemer kan oppst ved at slike kondensatansamlinger kan flytte seg fra lavbrekk til lavbrekk (slugging) og til sist ankomme mottaksanlegget i form av vskeplugger (slugger) som kan skade eller delegge anlegget. Piggeoperasjoner som har til hensikt fjerne vskeansamlinger betegnes som swabbing.

For eldre gassrrledninger som ikke har innvendig coating (korrosjonsbeskyttelse) er korrosjon et problem. For hindre korrosjon eller redusere hastigheten blir det kjrt piggeoperasjoner hvor det mellom to forseglende pigger blir kjrt en korrosjonshemmer som impregnerer den innvendige overflaten. Dette betegnes batch inhibition.

Brstepigging som beskrevet i kap 6.1 inngr ogs som en del av driftspiggingen.

6.3 Pigging for inspeksjonforml (smarte eller intelligente piggeoperasjoner)

Inspeksjonspigger eller skalte intelligente pigger (IP) skal dokumentere teknisk tilstand og eventuelle endringer siden rrledningen ble underskt forut for oppstart (nullmling/base line). En slik pigg kan bli kjrt etter et fastlagt program eller ved mistanke om skade.

Intelligente pigger (se eksempel, figur 9) har som regel sensorer som dekker hele omkretsen av rret og en prosesseringsenhet og datalagringsenhet. P korte jobber kan dataoverfring og elektrisk kraftforsyning skje via kabel (flerleder eller fiber). For lengre rrledninger er verktyet utstyrt med kraftige batteripakker (Litiumbatterier).

Figur 9 Eksempel p intelligent pigg /4/.

Korrosjonsmling og sprekkedeteksjon. Den mest vanlige bruk av intelligente pigger er til korrosjonsmling (metal loss) eller sprekkedeteksjon. Her benyttes en rekke vanlige ikke-destruktive mlemetoder (NDT). Magnetisk fluks (MFL) er en slik mlemetode, hvor endringer i magnetfelt (generert av magnet i pigg) indikerer irregulr overflate. Metoden detekterer defekter bde inn- og utvendig p rret.

Ultralyd (UT) er en annen metode som ogs benyttes for korrosjonsmlinger og sprekkedeteksjon. Mleprinsipper baserer seg p gangtid for ultralyd nr denne vandrer gjennom rrveggen og refekteres p den ytre flaten. Endring i gangtid indikerer derfor endring i veggtykkelse. Virvelstrmsteknologi er ogs benyttet til slike mlinger, hvor virvelstrmmen i et materiale pvirkes av endringer i materialets fysiske egenskaper. Magneter i piggen setter opp et magnetfelt som induserer virvelstrmmen. Den viktigste informasjonen fra slike korrosjonsunderskelser er hvilke trykk rrledningen kan operere med (Maximum Allowable Operation Pressure, MAOP) og dermed rrledningens tilstand.

Geometri og profilmling. Det finnes en rekke mlemetoder for dette men det mest vanlige for geometrikontroll er at piggene er utstyrt med kalipere (armer plassert rundt hele sirkumferensen) som mler endringer i diameter. Dette gir informasjon om eventuell ovalitet og andre uregelmessigheter som bulker etc. Videre er det av interesse dokumentere kurvatur, radier p ulike bend og ikke minst endringer i topografi som kan skyldes jordras, jordskjelv eller manglende sttte/gjenfylling (plastring). Dette er mlinger som baseres p gyroer og ulike pendelmlinger.

Deteksjon av lekkasjepunkter utfres ogs med pigger. Piggen kartlegger trykkforhold langs rrledningen, et stort trykkfall kan indikere at et lekkasjepunkt er passert. Andre mlemetoder er ultralydmling fordi en gasslekkasje avgir hyfrekvent sty.

For nrmere inspeksjon av innvendig tilstand, enten for sjekke coating eller studere defekter mer inngende, finnes det ogs pigger som har kamera og lyskilde.

Typisk for alle slike intelligente pigger er at verktyet er forsynt med distansemler eller odometerhjul som til enhver tid registrerer avstand, se figur 9 og 10. Dette er et eller flere hjul som presses mot rrveggen og mler tilbakelagt distanse. Mlingene kalibreres mot kjente avstander som plassering av Y- eller T-kryss og ventiler langs rrledningen.

Figur 10 Odometerpigg /3/

Det finnes spesielle piggeoperasjoner som kjres under vedlikehold og reparasjon av rrledning eller tilsttende utstyr. Det kan dreie seg om pfring av innvendig belegg (korrosjonshemmer/coating), kjemisk rensing eller fjerning av scale (roterende brster). Pigger kan ogs benyttes som temporre plugger der hvor det er ndvendig isolere utstyr/installasjoner langs rrledningen som behver vedlikehold eller reparasjon.

Intelligente pigger er noen ganger avhengig av en tilnrmet ren overflate og at de opereres i et homogent medium for at alle sensorene skal kunne gi tilfredstillende mlinger. Dette er spesielt viktig for mlemetoder som baserer seg p lydblger. Ofte m korrosjonsunderskelser (metal loss) i gassrrledninger kjres i vskefylte rr. Dette gjres ved at den intelligente piggen plasseres i et vannfylt volum mellom to swabbepigger .

7 Konstruksjon av rrledninger

Konstruksjon av rrledninger krever at det tas hensyn til behovet for pigging i alle faser av en rrledningens levetid. Hensyn som m vektlegges er;

Bruk av rr som har konstant indre diameter (ID), det er ikke uvanlig at det er ytre diameter som er nominell.

Overganger mellom to rrdimen-sjoner br fortrinnsvis utfres som konsentrisk overgang og ikke eksentrisk, se figur 11.

Krumningsradius p rrbend. Rr-bend br helst utfres med krumningsradius strre enn fem ganger rrets diameter (5D).

Figur 11 Eksentriske og konsetriske rroverganger /1/

Dette byr ofte p utfordringer i trange omgivelser i tilknytning til plattformer eller ved Tie-in av ny rrledning til eksisterende anlegg. Det produseres imidlertid i dag pigger som kan benyttes i rrbend ned mot 1,5D /1/.

Innbyrdes avstand mellom knutepunkter eller kryss hvor en rrledning tilknyttes en annen br vre strre enn tre ganger strste diameter. Dette for unng at flere pakningselementer str uten tetning og derved fjerner skyvekraften p piggen. Grenlp gjres fortrinnsvis slik at rrledningen mter hverandre med en skjring p 30 grader. Dette gir lang kontaktlengde og design av en pigg m ta hensyn til dette /1/.

Ventiler m velges ut slik at man forhindrer at en pigg kan sette seg fast. Dette oppns vanligvis ved velge ventiler som nr de er pne ikke gir en mindre ID enn det rret de str i.

Montering av sende- og mottaksarrangementer for piggene, skalte piggsluser, langs rrledningen. En piggsluse fungerer som et torpedorr som er isolert fra rrledningen med en ventil. Piggslusa trykkavlastes for lfte inn en pigg. Deretter stenges baklokket (hengslet dr), drivmediet fres inn bak piggen og denne blir presset inn i rrledningen. Det samme skjer i slusen p mottakssiden, men da i motsatt rekkeflge. Det finnes bde faste og temporre piggsluser. Tidligere ble piggsluser montert fast i rrledninger men utviklingen gr mot mer fleksible lsninger og at det monteres ved behov. Piggsluser er arrangementer som muliggjr sending og mottagelse av pigger p et operativt system (varmt system). Se fig 12 for detaljer. Piggslusene har en strre ID enn rrledningen for forenkle innfring (lading) og uttak av mottatte pigger. De fleste fatale ulykker i forbindelse med piggeoperasjoner har skjedd under mottak av pigger, og spesielt hvis det er gass eller luft som er drivmediet. Derfor er det viktig at integriteten til en piggsluse tilsvarer det gjeldende operasjonstrykk samt at piggslusen ogs kan motst de dynamiske kreftene til en pigg i bevegelse.

Figur 12 Typiske piggsluser for lading (Launcher) og mottak (Receiver) /1/

Legging av subsea rrledninger er sterkt vravhengig og alle strre subsea operasjoner blir lagt til sommerhalvret for sikre mest mulig effektivitet. Derfor er det ikke uvanlig at rrledningen blir lagt fr anleggene blir koblet til (Tie-in). I slike tilfeller er det vanlig at rrledningen blir pigget og klargjort ved hjelp av temporre piggsluser som kobles til rrledningen gjennom spesielle manifolder p havbunnen. Dette er operasjoner som krever spesialfarty med ROV (fjernstyrt farkost). For effektivisere operasjonene blir piggslusene ladet med en eller flere pigger p land fr de monteres p rrledningen offshore.

8 Operasjonell informasjon

En pigg kan sammenlignes med et bevegelig stempel i en rrledning som drives av et differansetrykk over piggen. Ndvendig differansetrykk er avhengig av rrdimensjon og type pigg, se figur 13. For en 20(ledning med normal rensepigg vil differansetrykket vre typisk 0,5-1,0 bar.

Vanlig hastighet for en pigg i en gassrrledning er 0,5-1 m/s, men i enkelte systemer kjrer en vesentlig raskere (Troll gassrr opp til 8 m/s). /3/

Lengde p rrledning mellom piggesluser varierer sterkt. For de store transportrrledningene vil dette vre opp mot 1000 km. Dette stiller store krav til slitasjemotstand p paknings-elementene i piggen.

Figur 13 Ndvendig differansetrykk for ulike piggtyper /1/

Pigger er normalt utstyrt med elektriske transpondere (pingere) som sender akustiske signaler som kan oppfanges fra farty. Det er ogs vanlig bruke svake radioaktive isotoper i de tilfellene det er ndvendig flge piggene mer nye gjennom ventiler etc. Piggene har ofte magneter pmontert for plukke opp magnetisk materiale og flsomme magnetometre kan ogs brukes for detektere passasje av gitte punkter langs rrledningen. Videre er ventilarrangementer og piggsluser ofte utstyrt med sensorer som varsler passering av pigg.

Hvis en pigg sitter fast i rret (get stuck) er det tegn p at det er fremmedlegeme i rret, eventuelt at rret er delvis flattrykt. Dette unngs lett ved at en forut for en intelligente pigg sender gauge-pigger som avdekker eventuelle obstruksjoner i rrledningen. Det er strst fare for at intelligente pigger som er avhengig av nrkontakt med rrvegg setter seg fast. Avhengig av situasjonen, vil man da enten prve sende piggen tilbake ved sette p trykk motsatt vei, eventuelt bruke mer kraft (trykk/flow) for forsere hindringen. Siste utvei er g ned, kutte rrledning og erstatte den med et nytt segment, naturlig nok svrt kostbare aktiviteter. Det finnes ogs eksempler p at en har sendt en pigg for ta med seg hele eller deler av en delagt pigg.

9 Utviklingstrekk

Et utviklingstrekk p norsk sokkel er at mindre strmningsrr internt p ett felt lages av kompositter og fleksible materialer (fleksibler). Dette gjelder ogs stigerr og navlestrenger (umbilical) opp mot flytende produksjonsinnretninger. Det foregr for tiden utvikling av vedlikeholdspigger og inspeksjonspigger (IP) for ikke metalliske materialer, noe som byr p nye utfordringer (f.eks for virvelstrms- og ultralydmlinger) /3/.

Pigger har videre utviklet seg fra kunne tle 5D bend og er n for enkelte pigger nede i 1,5D bend. Videre har det vrt en sterk utvikling innen evnen til at en og samme pigg kan operere i flere diametre. Rr med ulike diametre er ikke uvanlig for subsea rrledninger hvor stigerr ofte har en annen dimensjon enn selve rrledningen.

10 Eksempler p piggeoperasjoner

10.1 RFO (Ready For Operation) for Kvitebjrn Gass:

Rrledningen fra Kvitebjrn plattform til terminalen p Kollsnes har en lengde p 148 km og skal transportere 2 fase rikgass. Rrledningen har en ID p 30 (710 mm), med unntak av Kvitebjrn Stigerr (ID 650 mm) og rrledningen p terminalen som er 705 mm. Rrledningen ble installert i 2003 og koblingen (Tie-in) mot Kollsnesanlegget ble ferdigstilt vren 2004. Rrledningen var trr og forseglet i begge ender etter leggingen.

Hovedaktivitetene for RFO Kvitebjrn var;

Stigerrsfylling og mling p Kvitebjrn.

Vannfylling og mling (baseline)

Flushing etter at riser og rrledning var koblet

Trykktest (hydrotest)

Trking (dewatering)

Nitrogenfylling av rrledning.

Naturgassfylling fr produksjon fra Kvitebjrn.

Arbeidet startet i midten av mai 2004 og ble avsluttet i slutten av juli (80 dager). Kvitebjrn kom i produksjon i begynnelsen av oktober. Denne operasjonen ble utfrt fra Kollsnes hvor piggsluse, kompressorer og manifolder ble rigget opp for jobben (piggene gikk fra land mot Kvitebjrn).

Vannfylling og mling (baseline) ble utfrt fr rrledningen ble koblet mot stigerret p plattformen og piggene (4 stk) for denne operasjonen ble tatt imot av en temporr sluse som var koblet til rrledningen p havbunnen (190 m dyp). Disse piggene var ustyrt med radioaktive kilder for bekrefte mottak i mottaksslusa. Frste pigg var utstyrt med datalogger og odometerhjul for registrere kjrehastighet og differansetrykk over pigg og ble pumpet med sjvann fram til slusa fr de pflgende piggene ble kjrt med 400 m3 vann mellom hver. Pigg nummer 2 var utstyrt med hvirvelstrmsensorer for avdekke eventuelle skader samt underske ovalitet og ID. Pigg med gauge-plate var ikke mulig benytte da det er to ulike diametre p rrledningen. Sjvannet ble tilsatt oksygenfjerner for hindre korrosjon.

Vannfylling og pigging av stigerret ble utfrt p Kvitebjrn og en pigg med gauge plate ble kjrt for kontrollere geometri.

Hydrotest eller trykktest ble gjennomfrt etter tie-in og pigging av riser p Kvitebjrn. Opptrykking skjedde fra land og ble kontrollert fra begge sider.

Dewatering ble utfrt med 7 pigger hvor hensikten var fjerne sjvann og klorider fra rret. Piggene ble separert av ulike vsker som ferskvann, glykol (MEG) eller av luft. Etter trkingen var rrledningen fylt av luft med en tynn film med glykol p rrveggene.

Nitrogenfylling ble gjort for lage en buffer mellom luft i rrledningen og naturgassen som skulle fylle rret fr oppstart. En tredel av rrledningens volum ble fylt med nitrogen fr naturgassfyllingen.

Gassfyllingen skjedde fra Kollsnes, og p Kvitebjrn ble luft og nitrogen fjernet via fakkel. Nr det ble mlt tilfredstillende kvalitet p gassen i mottak p Kvitebjrn ble gassen trykket opp til operasjons-trykk.

Det er mye utstyr som skal rigges forut for en piggeoperasjon av en 30 gassrrledning, noe som framgr av figur 14.

Figur 14 Rigging av kompressorer, manifoiler og kjemikalietanker mm. p flte for pigging av 30 rrledning mellom Kollsnes og Kvitebjrn /3/

10.2 Driftspigging for Kvitebjrn Gass

Pr dato er det kun Kvitebjrn plattform som leverer gass gjennom rret mellom Kvitebjrn og Kollsnes. I forbindelse med oppgradering av gassbehandlingskapasitet p Visund, skal Visund sende sin gass gjennom Kvitebjrnrret til Kollsnes. Dette er allerede forberedt med en 12" T-kryss ved Kvitebjrn plattform.

For unng hydratdannelse tilsettes det daglig mellom 10 og 15 m3 MEG i rret fra Kvitebjrn. Dette gir sammen med tunge komponenter i gassen akkumulert vskeutfelling i rret nr produksjonen er under 18 millioner Sm3/dag, se figur 15. Ved produksjon under denne grensen m det jevnlig sendes pigger for unng store vskeansamlinger (slugs) i rret. P mottakssiden er det montert et mottaksarrangement for ta i mot store vskeansamlinger (slug catcher) og for Kvitebjrnrret har denne en kapasitet p 1000 m3.

Figur 15 Vskeansamling i Kvitebjrnsrret ved ulike strmningsmengder (flow rate, MSm3/d) som funksjon av tid /3/.

Pr dato er det allerede kjrt 20 swabbepigger gjennom rret for kontrollere strrelsen p sluggene /3/.10.3 RFO (Ready for Operation) konsept for rrledning Ormen Lange Nyhamna terminal

Gassfeltet Ormen Lange ligger ca 100 km utenfor kysten av midt-Norge. Vanndybden p feltet varierer mellom 850 til 1100 meter. Det er i frste omgang planlagt to produksjons-enheter (template A og B) p havbunnen p ca. 890 meters dyp hvor vanntemperaturen kan synke ned mot 2 (C. Gassen vil bli frt ca. 120 km fra Ormen Lange til mottaksterminalen p Nyhamna i to parallelle 30 flerfase rrledninger (ID 690 mm). De to rrledningene vil bli forbundet med en 30 pig loop p havbunnen. Figur 16 viser en skisse av de planlagte rrledningene. Fra terminalen p Nyhamna vil trrgass bli eksportert i rrledning (Langeled) til Easington i England via Sleipner riser plattform /4/.

Flere alternativer for RFO Ormen Lange vurderes, bla flgende konsept:

Vannfylling, rensing og geometri-kontroll:

Vannfylling til hydrotest (trykk-test), rensing av rr og geometri-kontroll med gaugeplate skal gjres ved pigging av rrledningene A og B separat fra land mot midlertidige piggmottak ved bunnramme (template) B som senere fjernes fr tilkobling av pig loop.

Vannfyllingen av rrledningene gjres delvis fra havbunn (steg 1) ved pning av ventil og delvis fra land (steg 2) vhja vannfyllings-pigger. Vannfylling fra land gjres samtidig med rensing og geometri-kontroll ved at man sender et skalt pig-train bestende av bde vannfyllings-, rengjrings- og gaugepigger. Sjvann tilsatt oksygenfjerner benyttes til vann-fyllingen for unng korrosjon. Det

Figur 16 Oversikt over 30 flerfase rrledinger p Ormen Lange /4/

beregnes 5 dager til disse operasjonene for hver rrledning. Arbeidet med vannfylling, rensing og geometri-kontroll skal vre ferdig i August 2006.

Det vil bli anvendt bi-directional pigger som tler 3D bend. Rensepiggene vil best av bde brstepigger og magnetpigger. Frste og siste pigg i hele operasjonen skal vre vre magnetpigg. De siste to piggene skal vre utstyrt med gauge-plate p 97% av nominell ID. Det vurderes ev benytte elektroniske gauge-pigger. /4/

Pflgende operasjon er hydrotest (trykktest) etter at pig loop kobler sammen rrledning A og B. Det vil bli gjennomfrt n kombinert hydro- og lekkasjetest for begge rrledningene inkludert pig loop for det undersjiske anlegget i lpet av 2006 og en egen trykktest for det landbaserte anlegget tidlig 2007.

Trking (dewatering) og gassfylling

Trking av rrledningen(e) vil kombineres med gassfylling ved at man sender seks pigger (Dewatering Pig Train) drevet fremover av gass fra Nyhamna gjennom rrledning A, via pig loop og tilbake til Nyhamna gjennom rrledning B (roundtrip pigging). Dette ansees som en krevende operasjon siden pig loopen har 3D bend i flere plan /4/. De seks piggene vil vre adskilt med MEG med unntak av siste og nest siste pigg som vil vre adskilt med nitrogen. Det vil vre ca. 300 meter mellom hver pigg.

Piggene vil vre utstyrt med isotoper som gjr at de kan flges og hele operasjonen overvkes fra ROV (Remotely Operated Vehicle). Ved hjelp av assistanse fra ROV vil piggene stanses ved alle 30 ventiler (en p hver side) slik at vann som str igjen i ventilene kan fortrenges av MEG for hindre korrosjon. Trking og gassfylling skal etter planen vre ferdig innen Juni 2007.

10.4 RFO (Ready for Operation) konsept for Langeled

Langeled er navnet p den planlagte eksportrrledningen for trrgass fra Nyhamna (Aukra) til Easington i England via Sleipner. Rret planlegges som 42 fra Nyhamna til Sleipner og som 44 fra Sleipner og frem til Easington.

RFO for Langeled planlegges som 2 separate operasjoner, en for den nordlige rrledningen fra Nyhamna til Sleipner og en for srlig rrledning fra Sleipner til Easington. RFO Langeled inneholder mange av de samme operasjonene som beskrevet for Kvitebjrn og Ormen Lange, kap. 10.1 og 10.3, og omtales derfor uten g i detalj p piggeoperasjonene.

Vannfylling, rensing og geometrikontroll vil for bde nordlig og srlig rrledning bli utfrt ved at rrledningen deles i to og det installeres midlertidige mottakssluser/ladesluser midt p rrledningene. For nordlig rrledning vil det pigges fra Nyhamna og Sleipner mot to mottakssluser midt p rrledningen. For srlig rrledning vil det pigges fra 2 forladede piggesluser midt p rrledningen mellom Sleipner og Easington /3/.

Det vil bli benyttet seks pigger i hver av de fire delstrekningene til vannfylling, rensing og geometrikontroll. Sjvann tilsatt okygenfjerner vil bli benyttet til vannfyllingen. Piggene vil bevege seg med en hastighet p ca. 0,5 m/s gjennom rrledningene og operasjonene antas ville ta 15 dager for nordlig rrledning og 2 x 12 dager for srlig rrledning. Vannfylling, rensing og geometrikontroll planlegges gjennomfrt i perioden maisept. 2006 /3/.

Hydrotest (trykktest) vil gjennomfres noe ulikt for srlig og nordlig rrledning. I den nordlige rrledningen vil trykktestingen gjennomfres direkte etter vannfyllingen uten fjerne de midlertidige piggslusene. Sammenfyning av de to rrledningene gjennomfres etter hydrotesten. Fr srlig rrledning vil de to delstrekningene kobles sammen fr hydrotesten gjennomfres.

I forbindelse med sammenfyning av rrledningene ved de midlertidige piggslusene (bde nordlig og srlig rrledning) vil det bli gjennomfrt pigging for fjerning av sveiseslagg (weld sphere removal). Denne piggingen vil bli gjennomfrt fr hydrotesten p srlig rrledning og etter hydrotesten p nordlig rrledning.

Hydrotesting av nordlig rrledning antas vare i 12+10 dager (sept/okt 2006) og pflgende pigging for fjerning av sveiseslagg ca. 20 dager (okt/nov 2006). Fjerning av sveiseslagg i srlig rrledning antas ville ta 15 dager (juli 2006) og pflgende hydrotest ca. 12 dager (juli 2006) /3/.

Klargjring av nordlig og srlig rrledning for gassfylling vil ogs foreg noe ulikt. Srlig rrledning vil bli avvannet og trket (commisioning) ved sende gjennom seks vann-tmmingspigger. Alle pigger vil bli utstyrt med isotoper for pig tracking samt at minimum en pig vil vre utstyrt som elektronisk gauge-pig for geometrikontroll. Piggene vil bli drevet fremover av komprimert luft fra Easington mot Sleipner. Videre vil srlig rr bli trket vhja trr luft etterfulgt av nitrogenfylling fr gassfyllingen vil skje fra Sleipner i september 2006.

Nordlig rrledning vil frst bli klargjort for gassfylling ved at man sender gjennom 6 pigger (separert av MEG) drevet fremover av sjvann tilsatt okygenfjerner fra Nyhamna til Sleipner. Alle pigger vil vre utstyrt med isotoper for pig tracking. Nr piggene ankommer Sleipner vil rret fylles med gass (naturgass/nitrogengass) fra Sleipner og piggene sendes tilbake til Nyhamna. Vanntmming og gassfylling skjer dermed i en og samme operasjon. Gassfylling av nordlig rrledning planlegges sluttfrt i mai 2007 /3/.

En spesiell utfordring for pigging av Langeled er overgangen fra 42 til 44 ved Sleipner. Diameterendring kan gi unsket aksellerasjon p pigg ved driftspigging. For tiden pgr det simulering av ulike lsninger for takle denne utfordringen /3/.

11 Referanser

/1/All About Pigging, On-Stream Systems LtD og Hershel Vanzant & Associates, Consulting Engineers, 1985. ISBN 0 9526448 0 0

/2/http://www.piggingassnppsa.com//3/Statoil

/4/A/S Norske Shell

Figurliste

4Figur 1 Eksempel p hvordan feil valg av pigg eller feil avstand mellom komponenter kan fre til manglende fremdrift og umuliggjre pigging /1/.

5Figur 2 Eksempler p Mandrelpigger /2/

5Figur 3 Ulike typer skumpigger /2/

5Figur 4 Stpte pigger /2/

5Figur 5 Kulepigger /2/

6Figur 6 Rensepigg som har magneter festet til hovedaksling (mandrel). Magnetene p piggen fester metallisk materiale og renser rret /3/.

6Figur 7 Pigg med gauge ring. En slisset (slotted) aluminiumsplate som deformeres hvis den passerer obstruksjoner i rrledningen /3/.

7Figur 8 Vanntmmins- (dewatering) pigger /3/

8Figur 9 Eksempel p intelligent pigg /4/.

9Figur 10 Odometerpigg /3/

10Figur 11 Eksentriske og konsetriske rroverganger /1/

11Figur 12 Typiske piggsluser for lading (Launhcer) og mottak (Receiver) /1/

11Figur 13 Ndvendig differansetrykk for ulike piggtyper /1/

13Figur 14 Rigging av kompressorer, manifoiler og kjemikalietanker mm. p flte for pigging av 30 rrledning mellom Kollsnes og Kvitebjrn /3/

14Figur 15 Vskeansamling i Kvitebjrnsrret ved ulike strmningsmengder (flow rate, MSm3/d) som funksjon av tid /3/.

15Figur 16 Oversikt over 30 flerfase rrledinger p Ormen Lange /4/