Prévenir l’accumulation d’hydrocarbures dans les systèmes sous-marins

tuyau sous-marin

Crédit : domaine public Unsplash/CC0

Le Dr Keshawa Shukla du College of Engineering de la Texas A&M University a publié un article intitulé “A New Transient Model for Predicting Cooling Temperature and Cooldown Time of a Subsea Pipe-in-Pipe Flowline System Transporting Waxy Hydrocarbons” à la suite de l’American Society of Mechanical Conférence internationale Engineers 2021 sur la mécanique offshore et l’ingénierie arctique. Le papier est publié dans Volume 4 : Pipelines, risers et systèmes sous-marins.

Professeur de la pratique au Département de génie multidisciplinaire, l’article de Shukla vise à comprendre et à prédire les températures de refroidissement et les temps de refroidissement des systèmes sous-marins qui transportent des hydrocarbures.

Les systèmes de production sous-marins sont des puits trouvés sur le fond marin utilisés pour extraire et transporter du pétrole, composé d’hydrocarbures cireux, à partir de champs pétrolifères en eau profonde. Bien que les systèmes sous-marins facilitent l’extraction des eaux profondes auparavant inaccessibles, ils sont incroyablement complexes et nécessitent une maintenance élevée. Il n’est pas rare que ces systèmes soient arrêtés pendant plusieurs jours ou semaines en raison d’urgences alors que le puits est «fermé» et fermé afin qu’il cesse de produire.

Lors d’un arrêt, le système de pipeline sous-marin, qui fonctionne généralement à des températures pouvant atteindre 100 degrés Celsius, finira par se refroidir pour correspondre à l’eau de mer ambiante environnante. Cependant, ce changement de température signifie également que les matériaux restants à l’intérieur du système de canalisations se refroidiront et durciront, entraînant rapidement une accumulation de cire d’hydrocarbures et obstruant le système.

“Cette température de refroidissement peut entraîner un dépôt de cire solide qui peut obstruer les systèmes de pipelines et ainsi entraîner une perte de production d’hydrocarbures”, a déclaré Shukla. “Afin d’empêcher l’accumulation de cire, le système de canalisation doit avoir une isolation thermique adéquate pour aider à retenir la chaleur pendant le temps de refroidissement. Ensuite, l’opérateur peut prendre des mesures actives pour arrêter le système avant que la température du fluide n’approche de la température de la cire.”

Pour aider à lutter contre ce problème, Shukla a développé un modèle thermique transitoire analytique pour mieux déterminer la température de refroidissement et le temps de refroidissement pour les arrêts d’urgence dans les systèmes sous-marins.

“Le modèle analytique s’appuie sur une méthode transitoire inhomogène incorporant un gradient de température interne”, a déclaré Shukla. “L’intention de ce travail était de développer un modèle simple basé sur une thermodynamique et un transfert de chaleur rigoureux. Cette approche prend en charge la transition de la chaleur pour créer des températures stables et constantes pendant les opérations d’arrêt.”

C’est la première fois qu’une méthode telle que celle-ci est appliquée aux systèmes de canalisation d’écoulement pipe-in-pipe pour des applications en eau profonde, et le modèle peut être appliqué à toutes les applications sous-marines en eau profonde.

Le modèle analytique de Shukla a le potentiel d’optimiser les exigences d’isolation sèche et de temps de refroidissement pour les configurations pipe-in-pipe, ce qui pourrait conduire à des environnements sous-marins plus efficaces et économiques à la fois pour les sociétés d’ingénierie et les opérateurs.


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Plus d’information:
Keshawa Shukla, Un nouveau modèle thermique transitoire pour prédire la température de refroidissement et le temps de refroidissement d’un système sous-marin de conduites d’écoulement pipe-in-pipe transportant des hydrocarbures cireux, Volume 4 : Pipelines, risers et systèmes sous-marins (2021) DOI : 10.1115 / OMAE2021-64866

Fourni par Texas A&M University College of Engineering

Citation: Prévenir l’accumulation d’hydrocarbures dans les systèmes sous-marins (2022, 5 mai) récupéré le 5 mai 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-05-hydrocarbon-buildup-subsea.html

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