स्टील कैटेनरी राइजर
स्टील कैटेनरी राइजर (एससीआर) उपसमुद्र पाइपलाइन को गहरे जल में तैरते या स्थिर तेल उत्पादन प्लेटफॉर्म से जोड़ने का सामान्य विधि है। जिसमे एससीआर का उपयोग प्लेटफार्मों और पाइपलाइनों के मध्य तेल, गैस, इंजेक्शन जल आदि जैसे तरल पदार्थ स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है।
विवरण
अपतटीय उद्योग में कैटेनरी शब्द का प्रयोग विशेषण या संज्ञा के रूप में किया जाता है जिसका अर्थ गणित में इसके ऐतिहासिक अर्थ से कहीं अधिक व्यापक होता है। इस प्रकार, एससीआर जो कठोर, स्टील पाइप का उपयोग करता है जिसमें अधिक झुकने वाली कठोरता होती है उसे कैटेनरी के रूप में वर्णित किया जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि समुद्र की गहराई के मापदंड पर, कठोर पाइप की झुकने वाली कठोरता का एससीआर के निलंबित विस्तार के आकार पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। एससीआर द्वारा ग्रहण किया गया आकार मुख्य रूप से धाराओं और तरंगों के कारण भार, उछाल और हाइड्रोडायनामिक बलों द्वारा नियंत्रित होता है। एससीआर का आकार कड़े कैटेनरी समीकरणों द्वारा उचित प्रकार से अनुमानित है।[1] जो कि प्रारंभिक विचारों में, पारंपरिक, कठोर स्टील पाइप का उपयोग करने के अतिरिक्त , एससीआर के आकार को आदर्श कैटेनरी समीकरणों के उपयोग से भी अनुमानित किया जा सकता है,[2] जब स्पष्टता में कुछ और हानि स्वीकार्य हो। आदर्श कैटेनरी समीकरणों का उपयोग ऐतिहासिक रूप से अंतरिक्ष में बिंदुओं के मध्य निलंबित श्रृंखला के आकार का वर्णन करने के लिए किया जाता है। परिभाषा के अनुसार श्रृंखला रेखा में शून्य झुकने वाली कठोरता होती है और आदर्श कैटेनरी समीकरणों के साथ वर्णित लोग अत्यधिक रूप से छोटे लिंक का उपयोग करते हैं।
एससीआर का आविष्कार डॉ. कार्ल जी. लैंगनर पी.ई., एनएई द्वारा किया गया था, जिन्होंने एससीआर का वर्णन लचीले जोड़ के साथ किया था, जिसका उपयोग एससीआर के शीर्ष क्षेत्र के कोणीय विक्षेपण को समर्थन मंच के सापेक्ष समायोजित करने के लिए किया जाता था, क्योंकि मंच और एससीआर धाराओं और तरंगों में चलते हैं। .[3] जिसे एससीआर हजारों फीट लंबे असमर्थित पाइप स्पैन का उपयोग करते हैं। सम्मिश्र गतिशीलता, हाइड्रोडायनामिक्स, जिसमें भंवर प्रेरित कंपन (वीआईवी) और समुद्र तल के साथ पाइप का संवाद भौतिकी सम्मिलित है। वे एससीआर पाइप के निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली पदार्थो पर कठोर हैं। जो कि डॉ. लैंगनर ने अपने अमेरिकी पेटेंट के लिए आवेदन अंकित करने से पहले वर्षों तक विश्लेषणात्मक और डिजाइन कार्य किया था। यह कार्य 1969 से पहले प्रारंभ हुआ था और यह आंतरिक शेल प्रपत्र में प्रतिबिंबित हुआ था, जो गोपनीय हैं, किन्तु प्रारंभिक 'बेयर फ़ुट' एससीआर डिज़ाइन पर पेटेंट जारी किया गया था।[4] वीआईवी को मुख्य रूप से एससीआर पाइप से जुड़े उपकरणों के उपयोग से नियंत्रित किया जाता है। वे उदाहरण के लिए वीआईवी दमन उपकरण हो सकते हैं, जैसे हेलिकॉइडल स्ट्रेक्स या फेयरिंग्स[5] जो कि वीआईवी आयाम को अधिक कम कर देता है।[6] इस प्रकार के वीआईवी भविष्यवाणी इंजीनियरिंग कार्यक्रमों का विकास, उदाहरण के लिए कतरनी7 कार्यक्रम, सतत प्रक्रिया है जो एमआईटी और शेल अन्वेषण और उत्पादन के मध्य सहयोग से उत्पन्न हुई है।[7] जो कि एससीआर अवधारणा के विकास के समानांतर, एससीआर विकास को ध्यान में रखते हुए।[8]
एससीआर का कठोर पाइप तैरते या कठोर प्लेटफॉर्म पर इसके हैंग-ऑफ बिंदु और समुद्र तल के मध्य कैटेनरी बनाता है।[9] स्वतंत्र रूप से लटका हुआ एससीआर लगभग 'J' अक्षर के समान आकार ग्रहण करता है। जो कि स्टील लेज़ी वेव राइजर (एसएलडब्ल्यूआर) की कैटेनरी में वास्तव में कम से कम तीन कैटेनरी खंड होते हैं। इसमें कैटेनरी के शीर्ष और समुद्र तल खंडों में ऋणात्मक जलमग्न भार होता है, और उनकी वक्रता समुद्र तल की ओर 'उभर' जाती है। मध्य खंड में इसकी पूरी लंबाई के साथ उत्प्लावन पदार्थ जुड़ी हुई है, जिससे स्टील पाइप और उत्प्लावन का संयोजन धनात्मक रूप से उत्प्लावनशील होते है। इसलिए यह, उत्प्लावन खंड की वक्रता 'उभार' ऊपर की ओर (विपरीत कैटेनरी) होती है, और इसके आकार का भी समान कड़े या आदर्श कैटेनरी समीकरणों के साथ उचित प्रकार से अनुमान लगाया जा सकता है। जिसको धनात्मक और ऋणात्मक रूप से उत्प्लावन खंड उन बिंदुओं पर दूसरे से स्पर्शरेखा होते हैं जहां वे जुड़ते हैं। एसएलडब्ल्यूआर के समग्र कैटेनरी आकार में उन स्थानों पर विभक्ति बिंदु हैं। इस प्रकार के एसएलडब्ल्यूआर को पहली बार 2009 में बुर्ज बांध वाले एफपीएसओ अपतटीय ब्राजील (बीसी-10, शेल) पर स्थापित किया गया था।[10] चूँकि लेज़ी वेव कॉन्फ़िगरेशन लचीले राइजर पहले से अनेक दशकों से व्यापक उपयोग में थे।
लेज़ी वेव एससीआर (एसएलडब्ल्यूआर) का सबसे गहरा अनुप्रयोग वर्तमान में स्टोन्स बुर्ज-मूरड एफपीएसओ (शेल) पर है, जो मैक्सिको की खाड़ी में 9,500 फीट जल की गहराई में स्थित है।[11] जहाँ यह स्टोन्स एफपीएसओ बुर्ज में डिस्कनेक्ट करने योग्य बोया की सुविधा है, जिससे चालक दल के साथ जहाज को एसएलडब्ल्यूआर का समर्थन करने वाले बोया से अलग किया जा सकता है, और तूफान के आने से पहले उपयुक्त आश्रय में ले जाया जा सकता है।
एससीआर पाइप और समुद्र तल पर पड़े पाइप का छोटा खंड 'डायनामिक' पाइप का उपयोग करता है, अथार्त स्टील पाइप, जिसकी दीवार की मोटाई पाइपलाइन की दीवार की मोटाई से थोड़ी अधिक होती है, जिससे टच-डाउन ज़ोन में जुड़े गतिशील झुकने और स्टील पदार्थ की थकान को बनाए रखा जा सकता है। जो एससीआर का. इसके अतिरिक्त एससीआर को समान्य रूप से कठोर पाइपलाइन के साथ विस्तारित किया जाता है, किन्तु लचीली पाइपलाइन का उपयोग भी संभव है।[12][13]
इस प्रकार के राइजर समान्यत: 8-12 इंच व्यास के होते हैं और 2000-5000 पीएसआई के दबाव पर काम करते हैं।[14] जिसे पाइप आकार और परिचालन दबाव की उन सीमाओं से परे डिजाइन भी संभव हैं।
फ्री हैंगिंग एससीआर का उपयोग सबसे पहले शेल द्वारा ऑगर तनाव पैर मंच (टीएलपी) पर किया गया था।[15] जो 1994 में जो 872 मीटर जल में बंधा हुआ था।[16] शेल को यह सिद्ध करना कि एससीआर अवधारणा तकनीकी रूप से ऑगर टीएलपी पर उपयोग के लिए उपयुक्त थी, डॉ. कार्ल जी. लैंगनर की बड़ी उपलब्धि थी। यह तकनीकी छलांग थी. जो कि संपूर्ण अपतटीय उद्योग द्वारा एससीआर अवधारणा की स्वीकृति अपेक्षाकृत तेजी से हुई थी। एससीआर ने अपनी पहली ऑगर स्थापना के बाद से दुनिया भर में तेल और गैस क्षेत्रों पर विश्वसनीय प्रदर्शन किया गया है।
संदर्भ
- ↑ Langner, Carl G., Suspended Pipe Span Relationships, OMAE Symposium, pp 552-558, New Orleans, Feb 1984.
- ↑ Wajnikonis, Christopher J., Robinson, Roy, Interactive Deepwater Riser Design, Analyses and Installation Methodology, IBP 42400, 2000 Rio Oil & Gas Expo and Conference, 16–19 October 2000, Rio de Janeiro, Brazil.
- ↑ Langner, Carl G., Elastomeric Swivel Support Assembly for Catenary Riser, US Patent No. 5,269,629, Dec 14, 1993, filed Jul 29, 1991. https://patentimages.storage.googleapis.com/99/98/ed/70530d77647e2c/US5269629.pdf
- ↑ Langner, Carl G., Visser, R.C., US Patent 3,669,691, Method of Connecting Flowlines to a Platform, filed Feb 8, 1971, issued Oct 24, 1972. https://patentimages.storage.googleapis.com/23/89/6d/084cd5a1d531fa/US3699691.pdf
- ↑ Allen, D.W., Lee, L., Henning, D.L., Fairings versus Helical Strakes for Suppression of Vortex-Induced Vibration: Technical comparisons, OTC 19373, Ocean Technology Conference, May 5–8, 2008, Houston, Texas, USA. https://www.onepetro.org/conference-paper/OTC-19373-MS
- ↑ Vandiver, J. Kim et al., User Guide for SHEAR7 Version 4.10b, Copyrights Massachusetts Institute of Technology (MIT), Distributed by AMOG Consulting https://shear7.com/Userguide_v4.10b.pdf
- ↑ Vandiver, J. Kim et al., SHEAR7 History https://shear7.com/shear7-evolution/
- ↑ Allen, D.W., Vortex Induced Vibrations of the Auger TLP and Steel Catenary Export Risers, OTC 7821, Ocean Technology Conference, May 1–4, 1995, Houston, Texas, USA. https://www.onepetro.org/conference-paper/OTC-7821-MS
- ↑ Langner, Carl G., Fatigue Life Improvement of Steel Catenary Risers due to Self-trenching at the Touchdown Point, OTC 15104, Ocean Technology Conference, 5–8 May 2003, Houston, Texas, USA. https://www.onepetro.org/conference-paper/OTC-15104-MS
- ↑ Wajnikonis, Christopher J., Leverette, Steve, Improvements in Dynamic Loading of Ultra Deepwater Catenary Risers, OTC 20180, Offshore Technology Conference, 4–7 May 2009, Houston, Texas, USA. https://www.onepetro.org/conference-paper/OTC-20180-MS
- ↑ Webb, C.M., van Vugt, M.,Offshore Construction – Installing the World's Deepest FPSO Development, OTC 27655, Offshore Technology Conference, May 1–4, 2017, Houston, Texas, USA. https://www.onepetro.org/conference-paper/OTC-27655-MS
- ↑ "Steel Catenary Risers". Tenaris.
- ↑ "Steel Catenary Risers". 2H Offshore.
- ↑ Howells, Hugh. स्टील कैटेनरी राइज़र डिज़ाइन में प्रगति (PDF). DEEPTEC'95.
- ↑ Phifer, K.H., Kopp, F., Swanson, R.C., Allen, D.W., Langner, C.G., Design and Installation of Auger Steel Catenary Risers, OTC 7620, Offshore Technology Conference, May 1994, Houston, Texas, USA. https://www.onepetro.org/conference-paper/OTC-7620-MS
- ↑ Mekha, Basim (November 2001). "फ्लोटिंग प्रोडक्शन सिस्टम के लिए स्टील कैटेनरी राइजर के डिजाइन में नई सीमाएं". Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering. 123 (4): 153–158. doi:10.1115/1.1410101.
