Subsea Production Systems - A Review of Components, Maintenance and Reliability

Titel in Übersetzung: Unterwasser-Produktions-Systeme - Ein Überblick über Komponenten, Wartung und Zuverlässigkeit

Christian Mudrak

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Für die Entwicklung von offshore Kohlenwasserstoff-Vorkommen stellen Subsea Production Systems (zu Deutsch wörtlich: Unterwasser-Produktions-Systeme) eine zunehmend interessante Alternative dar. Ihre Vorteile bei der Erschließung entlegener und verhältnismäßig kleiner Lagerstätten werden ebenso geschätzt wie die Freiheit in der Platzierung der Produktionsbohrungen. Aus ökonomischen Gründen werden auch immer mehr Sub-Systeme entlang der Produktionskette am Meeresgrund installiert. Eingriffe zur Wartung und Reparatur solcher Installationen sind allerdings kostenintensiv, daher ist die Zuverlässigkeit des Systems von großer Bedeutung. Diese Arbeit beschreibt Subsea Production Systems, mögliche Wartungsstrategien und gibt einen Einblick in die Bewertung der Zuverlässigkeit solcher Systeme. Basierend auf einer Literaturrecherche wird eine Definition eines Subsea Production Systems gegeben und dessen Zweck sowie die einzelnen Bestandteile näher beschreiben. Möglichkeiten für die Überwachung des Systemzustandes bzw. der Zustände der Einzelkomponenten werden aufgezeigt. Zusätzlich wird die Bedeutung von Subsea Production Systems für die Entwicklung von offshore Kohlenwasserstoff-Vorkommen skizziert und ihre Bedeutung für Investitionsentscheidungen hervorgehoben. Des Weiteren präsentiert diese Arbeit einen Überblick über Wartungskonzepte für und deren Anwendung an Subsea Production Systems. Außerdem werden störanfällige Komponenten und deren Schadensarten beschrieben. Wartungsorganisation und –aktivitäten, welche in der Industrie zum Einsatz kommen, werden vorgestellt. Eine Analyse der Sicherheitsfunktion “Isolate the subsea well from the flowline by closing the production master valve” (Absperren des Bohrlochs durch Schließen des Hauptventils) wurde durchgeführt um deren Zuverlässigkeit zu beziffern. Dafür wurde ein Fehlerbaum entwickelt um alle Fehlerquellen und deren Abhängigkeit darzustellen, die einen möglichen Fehler der Funktion verursachen könnten. Die berechnete durchschnittliche Frequenz gefährlicher Fehler pro Stunde betrug 8.56 x 10^-6 über einen Einsatzzeitraum von 20 Jahren. Daraus resultiert ein Sicherheitsintegritätslevel von 1 und somit die Erfüllung der Normvorgabe. Aus dem Ausmaß, in welchem einzelne Fehlerquellen zu diesem Ergebnis beitrugen, konnten Empfehlungen für die Überwachung des Systems abgeleitet werden. Daher wird eine Überwachung des pressure regulators (Druckausgleichventil), der subsea umbilical termination assembly (Unterwasseranschlusseinheit der Versorgungsleitung), des surface pilot valves (Steuerventil) und elektrischen und elektronischen Komponenten vorgeschlagen.
Titel in ÜbersetzungUnterwasser-Produktions-Systeme - Ein Überblick über Komponenten, Wartung und Zuverlässigkeit
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Hofstätter, Herbert, Betreuer (intern)
  • Barros, Anne, Betreuer (extern), Externe Person
Datum der Bewilligung21 Okt. 2016
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2016

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • Tiefsee
  • Unterwasser-Produktions-Systeme
  • SPS
  • Wartung
  • Schadensarten
  • Zuverlässigkeit
  • Sicherheitsfunktion
  • PFH
  • Sicherheitsintegritätslevel

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