CNOOC's Deep-Sea Project Adopts Domestic Nickel-Based Alloy Fittings, Lifespan Tripled at Reduced Cost

Projekty głębomorskie CNOOC wykorzystują obecnie domyślnie produkowane w kraju koneksy ze stopów niklowych, które zapewniają znacznie dłuższą żywotność i obniżone koszty

Uzyskany przełom technologiczny w technologii materiałów głębomorskich

Pekin — China National Offshore Oil Corporation (CNOOC) dokonała znacznego przełomu technologicznego w swoich projektach eksploracji głębokowodnej dzięki zastosowaniu domowych złączek ze stopów niklowych które zapewniają trzykrotnie dłuższą trwałość w porównaniu z tradycyjnymi materiałami, jednocześnie znacznie obniżając koszty. Ten postęp oznacza istotny krok naprzód w dążeniu Chin do bezpieczeństwo energetyczne i niezależności technologicznej w zakresie pozyskiwania zasobów morskich.

Wdrożenie tych zaawansowanych materiałów nastąpiło w momencie, gdy Chiny nasilają swoje działania eksploracyjne na obszarach głębokowodnych w odpowiedzi na rosnące zapotrzebowanie na energię oraz priorytety strategiczne. Zastępując komponenty importowane alternatywami produkowanymi lokalnie, CNOOC nie tylko osiągnęło znaczne oszczędności kosztów, ale także zagwarantowało bardziej niezawodny łańcuch dostaw dla krytycznej infrastruktury głębokowodnej.

Specyfikacje techniczne i zalety eksploatacyjne

Nowo wdrożone złączki ze stopów niklowych wykazują wyjątkowe właściwości eksploatacyjne w trudnych warunkach głębokowodnych:

Wzmacnione właściwości materiału

• Wyższa odporność na korozję : Wytrzymuje wysoko korozję w warunkach głębokowodnych zawierających siarkowodór, dwutlenek węgla i jony chlorkowe

• Wyjątkowa mechaniczna wytrzymałość : Zachowuje integralność konstrukcyjną na głębokościach przekraczających 1500 metrów oraz w warunkach ekstremalnego ciśnienia

• Poprawiona odporność na zmęczenie : Wytrzymuje obciążenia cykliczne wynikające z prądów podwodnych oraz naprężeń eksploatacyjnych

• Zwiększona odporność na ekstremalne temperatury : Działa niezawodnie w temperaturach od -196°C do wysokich temperatur przepływów węglowodorowych

Wskaźniki wydajności

• Wydłużenie żywotności : 3× dłuższy okres eksploatacji w porównaniu z konwencjonalnymi materiałami

• Redukcja kosztów : O 30-40% niższe całkowite koszty posiadania pomimo wysokiego początkowego inwestycyjnego kosztu

• Poprawa niezawodności : 50% redukcja zapotrzebowania na konserwacje oraz nieprzewidzianych awarii

• Interwały inspekcyjne : Wydłużony okres między wymaganymi inspekcjami a przestojami konserwacyjnymi

Tabela: Porównanie wydajności tradycyjnych i nowych tytanowych opraw niklowych

Innowacja i rozwój technologiczny

Przełom w krajowych złączkach ze stopów niklowych wynika z kilku kluczowych osiągnięć technologicznych:

Konstrukcja z dwumetalowego kompozytu

Chińscy producenci pomyślnie opracowali innowacyjne rury kompozytowe bimetaliczne łączące zalety różnych materiałów:

• Warstwa wewnętrzna : Niklowy stop N06625 (Inconel 625), zapewniający wyjątkową odporność na korozję w środowisku gazów kwaśnych i kwasowym

• Warstwa zewnętrzna : X65MS węglowy stal kwasoodporna dostarczająca wytrzymałości konstrukcyjnej i odporności na ciśnienie

• Technologia łączenia : Zaawansowane łączenie metalurgiczne gwarantujące integralność między metalami o różnych właściwościach w ekstremalnych warunkach

Przełomy w produkcji

• Proces formowania JCO : Umożliwia produkcję rur o dużym średnicy (610 mm) z jednostajną grubością ścianki

• Technologia spawania : Specjalistyczne techniki łączenia stopów niklowych ze stalą węglową bez utraty odporności na korozję

• Kontrola jakości : Wdrożenie rygorystycznych protokołów testowych, w tym badania ultradźwiękowe i próby hydrauliczne

Wpływ ekonomiczny i kwestie kosztowe

Zastosowanie krajowych złączek ze stopów niklowych wygenerowało znaczące korzyści ekonomiczne dla operacji CNOOC:

Oszczędności bezpośrednie

• Obniżone koszty materiałów : Krajowa produkcja eliminuje cła importowe i zmniejsza koszty transportu

• Dłuższe cykle wymiany : Trzykrotnie wydłużona żywotność znacząco zmniejsza wydatki inwestycyjne na wymianę komponentów

• Mniejsze koszty utrzymania : Zmniejszona częstotliwość inspekcji, napraw i związanych z tym przestojów

• Zmniejszone wymagania dotyczące zapasów : Dłuższy okres użytkowania zmniejsza potrzebę utrzymywania dużych zapasów części zamiennych

Analiza Całkowitych Kosztów Posiadania

Pomimo wyższych początkowych kosztów zakupu (około 20-30% premii w porównaniu do tradycyjnych elementów), całkowity koszt posiadania wykazuje istotne zalety:

• 60% redukcji w kosztach cyklu życia w ciągu 30-letniego okresu eksploatacji

• 40% spadek w kosztach operacyjnych związanych z utrzymaniem i inspekcją

• 3-letni okres zwrotu inwestycji na podstawie zmniejszonych kosztów utrzymania i wydłużonych interwałów serwisowych

• Zwiększenie czasu pracy produkcyjnej wartość ok. 15–20 mln dolarów rocznie dodatkowych przychodów

Wpływ na przemysł i implikacje dla łańcucha dostaw

Adopcja przez CNOOC rodzimych kształtek ze stopów niklowych ma daleko idące konsekwencje dla offshore'owej branży naftowej i gazowej:

Diversyfikacja Łańcucha Zaopatrzenia

• Ograniczenie zależności od importu : Zmniejszenie zależności od specjalistycznych kształtek pochodzących od międzynarodowych dostawców

• Rozwój produkcji krajowej : Rozwój krajowych możliwości produkcyjnych dotyczących materiałów o wysokiej wydajności

• Bezpieczeństwo dostaw : Wyeliminowanie ryzyk geopolitycznych związanych z importem kluczowych komponentów

• Skrócone czasy realizacji : Krajowa produkcja skraca czas dostawy z miesięcy do tygodni

Współpracę techniczną

Proces rozwojowy wymagał szerokiej współpracy pomiędzy wieloma podmiotami:

• Producenci materiałów : W tym Ansteel i inni producenci stali specjalnych

• Producenci rur : Na przykład firma Baoshun Chang, która przyczyniła się innowacją „podwójnego rafinowania”

• Instytucje badawcze : W tym Narodowy Centrum Badań Technologii i Inżynierii Rurociągów Naftowych i Gazowych

• Organizacje certyfikujące : China Classification Society udostępniająca niezbędne certyfikaty dla zastosowań morskich

Zastosowania w projektach głębinowych CNOOC

Złączki ze stopów niklowych są wdrażane w wielu projektach CNOOC na głębokiej wodzie:

Projekty w Południowochińskim Morzu

• Gazowe złoża głębokowodne : Zastosowania w zbiornikach o wysokim ciśnieniu i temperaturze z zawartością gazów kwaśnych

• Systemy produkcji podmorskiej : Kluczowe komponenty w drzewkach świątecznych, kolektorach i połączeniach rurociągów przepływowych

• Systemy rurociągów pionowych : Komponenty łączące urządzenia na dnie morskim z platformami powierzchniowymi

• Urządzenia przetwórcze : Złączki w systemach separacji, sprężania i oczyszczania

Specyficzne korzyści operacyjne

• Poprawione bezpieczeństwo : Zmniejszone ryzyko awarii w krytycznych systemach zabezpieczających

• Ochrona środowiska : Zminimalizowane ryzyko wycieków w ekologicznie wrażliwych środowiskach morskich

• Elastyczność operacyjna : Możliwość opracowywania złóż o trudniejszych właściwościach płynów

• Uproszczenie projektu : Zmniejszona potrzeba stosowania rozbudowanych systemów hamowania korozji

Zapewnienie jakości i certyfikacja

Oprawy wykonane z krajowych stopów niklowych przeszły rygorystyczne procesy kwalifikacyjne:

Uzyskane certyfikaty

• Certyfikat Chińskiego Towarzystwa Klasyfikacyjnego : Homologacja do zastosowań morskich

• Zgodność z normami międzynarodowymi : Zgodność z normami API, ASTM, ASME i NACE

• Kwalifikacja specyficzna dla projektu : Testowanie w symulowanych warunkach głębokiego morza

• Zarządzanie Jakością : Certyfikacja ISO 9001 procesów produkcyjnych

Walidacja wydajności

• Testów laboratoryjnych : Przyspieszone testy korozyjne symulujące 20 lat eksploatacji

• Ocena prototypu : Badania w skali naturalnej reprezentatywnych komponentów

• Badania terenowe : Kontrolowana eksploatacja w mniej krytycznych zastosowaniach przed szerokim wdrożeniem

• Monitorowanie wyników : Ciągła ocena poprzez zainstalowane systemy monitorujące

Znaczenie strategiczne dla bezpieczeństwa energetycznego Chin

Pomyślne wdrożenie krajowych złączek ze stopów niklowych ma istotne znaczenie strategiczne:

Niepodległość technologiczna

• Przełom w technologiach objętych ograniczeniami : Opanowanie wcześniej niedostępnych technik wytwarzania

• Zmniejszone zagrożenie : Wyeliminowanie zależności w łańcuchu dostaw od potencjalnie wrogich krajów

• Wzmacnianie pozycji negocjacyjnej : Zmniejszenie presji na akceptację niekorzystnych warunków od zagranicznych dostawców

• Potencjał eksportowy : Przyszła możliwość zaopatrywania innych rozwijających się rynków głębinowych

Rozwój przemysłu krajowego

• Wysokowartościowe wytwarzanie : Rozwój zaawansowanych możliwości technicznych w Chinach

• Tworzenie miejsc pracy : Wykwalifikowane miejsca pracy w sektorach produkcyjnych i badawczych

• Przenoszenie technologii : Korzyści uboczne dla innych sektorów przemysłowych

• Ekosystem badawczy : Wzmacnianie współpracy między uniwersytetami a przemysłem w zakresie badań

Korzyści ekologiczne i zrównoważone rozwoju

Dłuższy okres użytkowania i lepsza wydajność elementów z niklu przyczyniają się do zrównoważonego rozwoju środowiskowego:

Zmniejszenie wpływu na środowisko

• Dłuższa żywotność : Zmniejszone zużycie materiałów dzięki rzadszej konieczności wymiany

• Poprawiona niezawodność : Mniejsze ryzyko przypadkowych wycieków w środowiskach morskich

• Efektywność energetyczna : Zmniejszone konieczności konserwacji wymagające wsparcia statków i helikopterów

• Wartość końca cyklu życia : Wyższa wartość złomu dzięki zawartości niklu i potencjałowi do recyklingu

Wyrównanie z celami zrównoważonego rozwoju

• Zmniejszenie śladu węglowego : Dłuższy okres użytkowania komponentów zmniejsza emisje z produkcji

• Wkład w gospodarkę kołową : Projektowanie pod kątem demontażu i odzysku materiałów

• Ochrona bioróżnorodności : Zwiększone bezpieczeństwo systemów zabezpieczających w ekosystemach wrażliwych

• Zgodność z przepisami : Przekracza obecne standardy środowiskowe dla operacji offshore

Przyszłe zmiany i trendy

Pomyślne wdrożenie rodzimych opraw ze stopów niklu otwiera drogę do dalszych postępowań:

Mapa technologiczna

• Rozwój materiałów : Stopy nowej generacji o jeszcze lepszych parametrach użytkowych

• Cyfrowa integracja : Inteligentne armatury z wbudowanymi czujnikami do monitorowania stanu

• Wytwarzania przyrostowego : Druk 3D specjalistycznych komponentów w celu skrócenia czasu dostawy

• Standaryzacja : Opracowanie chińskich norm technicznych dla materiałów głębinowych

Rozszerzenie rynku

• Zastosowania poza sektorem naftowym i gazowym : Potencjalne wykorzystanie w offshore'owej energetyce wiatrowej, górnictwie morskim i transporcie wodoru

• Rynki międzynarodowe : Możliwości eksportowe do innych krajów rozwijających zasoby głębinowe

• Rozszerzenie zakresu produktowego : Rozszerzenie na inne krytyczne komponenty poza armaturami

• Oferty usług : Opracowanie specjalistycznych usług konserwacyjnych i inspekcyjnych

Wyzwania i rozwiązania związane z implementacją

Adopcja nowych materiałów napotkała kilka wyzwań, które zostały pomyślnie rozwiązane:

Wyzwania techniczne

• Spawanie i montaż : Opracowanie specjalistycznych procedur instalacji i naprawy w terenie

• Stosowna Jakość : Wdrożenie rygorystycznych kontroli procesów w całym łańcuchu dostaw

• Dostosowanie projektu : Modyfikacja projektów systemów w celu optymalizacji korzyści wynikających z właściwości nowych materiałów

• Badania i walidacja : Stworzenie nowych protokołów kwalifikacyjnych w ekstremalnych warunkach

Wyzwania organizacyjne

• Szkolenie personelu : Kompleksowy program dla inżynierów, techników i personelu konserwacyjnego

• Zatwierdzenie regulacyjne : Współpraca z organizacjami klasyfikacyjnymi i organami regulacyjnymi

• Zarządzanie zmianami : Pokonanie naturalnej rezygnacji z wdrażania nowych technologii

• Transfer wiedzy : Uwzględnienie wniosków z pierwszych wdrożeń

Wnioski i perspektywy

Pomyślne wdrożenie przez CNOOC rodzimych konektorów ze stopu niklowego oznacza przełomowy rozwój w możliwościami offshorowymi Chin. Poprzez osiągnięcie trzykrotnego wydłużenia czasu eksploatacji jednocześnie obniżanie kosztów , ten postęp przynosi znaczące korzyści ekonomiczne i operacyjne, jednocześnie wzmocniając bezpieczeństwo energetyczne i suwerenność technologiczną .

Ten przełom pokazuje rosnące możliwości Chin w zakresie zaawansowanej produkcji materiałów i ich strategiczny nacisk na rozwijanie krajowych rozwiązań dla krytycznej infrastruktury energetycznej. W miarę jak operacje w głębokiej wodzie zyskują na znaczeniu dla globalnego dostaw energii, technologie i podejścia opracowane przez CNOOC i jego partnerów będą prawdopodobnie stawać się coraz bardziej wpływowe w globalnej branży offshore.

W przyszłości skuteczna implementacja tych zaawansowanych materiałów tworzy podstawę do dalszych innowacji w inżynierii offshore i nauce o materiałach, z potencjalnymi zastosowaniami wykraczającymi poza przemysł naftowy i gazowy na energię odnawialną, zagospodarowanie zasobów morskich i inne gałęzie przemysłu, gdzie niezawodność w ekstremalnych warunkach ma kluczowe znaczenie.