PURE® : une solution innovante pour les Risers des projets SURF

Les projets de risers et flowlines ombilicaux sous-marins, également appelés SURF (Subsea umbilical risers and flowlines) deviennent de plus en plus difficiles et coûteux, car situés à des profondeurs de plus en plus grandes. Pour repousser les limites et faciliter des projets toujours plus profonds, Vallourec a créé sa gamme de tubes Premium Upset Riser Ends^® (PURE^®). Ces produits personnalisables aident les sociétés d'ingénierie, de fourniture, de construction et d'installation (EPCI), ainsi que les opérateurs à relever leurs défis en réduisant le poids des tubes tout en augmentant l'épaisseur de la paroi à leurs extrémités, donc là où vient se faire la soudure. Hervé-Vadim Lani, chef de produit PURE^® chez Vallourec, explique les avantages de ces produits en termes de soudure, d'installation et de conception des conduites.

Les projets en eaux profondes sont des projets de grande envergure, qui nécessitent de très grandes quantités de pipelines. Alors que les principaux acteurs du marché s'apprêtent à aller encore plus profond dans les années à venir, plongeant à des profondeurs de 2 500 mètres et plus, leurs défis techniques et opérationnels ne feront que croître. « Les projets en eaux très profondes présentent des défis spécifiques et très délicats pour les EPCI », déclare Hervé-Vadim Lani, « notamment eu égard à la durée de vie en fatigue des risers. »

Ce défi est le même pour les configurations de riser dîtes SCR (Steel Catenary Riser) et celles communément appelées « Lazy Wave » ou SLWR (Steel Lazy Wave Riser). Les tubes « counterborés », c'est-à-dire usinés uniquement sur la surface interne, sont traditionnellement utilisés pour les risers et ont, par conception, une épaisseur de paroi plus importante sur toute la longueur du tube, ce qui augmente leur poids. Mais, cela présente des limites, car des tubes plus lourds peuvent engendrer un niveau de dommage plus important en fatigue et nécessitent davantage de modules de flottabilité pour les configurations SLWR.

Surmonter les défis existants avec les tubes PURE®

En revanche, les produits PURE^® de Vallourec améliorent les performances en fatigue en augmentant l'épaisseur de la paroi uniquement à l'extrémité du tube, c'est-à-dire à l'endroit de la soudure. Le maintien de l'épaisseur nominale dans le reste du tube permet de réduire son poids total.

Les tubes PURE^® aident les EPCI et les opérateurs à optimiser les SLWR et peuvent même permettre des configurations SCR dans certains cas. Ils réduisent ainsi la longueur suspendue des risers et la quantité de tubes nécessaires. Ceci peut également permettre de réduire l'emprunte carbone du projet puisque la quantité d'acier produite sera moins importante. Pour les projets qui nécessitent tout de même une configuration SLWR, les tubes PURE^® permettent d'optimiser le design en réduisant le nombre de modules de flottabilité, ce qui permet de réduire les coûts des équipements auxiliaires et le temps d'installation.

De plus, les tubes PURE^® offrent de meilleures propriétés géométriques à leurs extrémités - comme par exemple, l'excentricité et l'ovalité - par rapport aux tubes counterborés, grâce notamment au fait qu'ils soient usinés sur leur diamètre intérieur (ID) et leur diamètre extérieur (OD). Grâce à l'amélioration de ces caractéristiques, les tubes PURE^® permettent un soudage plus efficient et participent à la réduction du temps de cycle en opération.

« Les navires d'installation nécessaires à la pose des tubes sont très coûteux », explique Hervé-Vadim. « Leur fonctionnement peut coûter des centaines de milliers de dollars par jour ». Une campagne d'installation longue et difficile peut faire grimper les coûts sur l'ensemble du projet. Grâce à des configurations de risers plus compactes, une longueur suspendue réduite et une soudure plus efficace, les produits Vallourec PURE^® aident les clients à réduire leur temps et leurs coûts d'installation.

En plus de réduire les coûts d'approvisionnement et d'installation, les produits PURE^® contribuent également à prolonger la durée de vie de l'ensemble du système de risers grâce à une meilleure tenue en fatigue.

Une solution innovante avec plusieurs options : PURE® 65 et PURE® STAR

La solution PURE 65^® de Vallourec a fait ses preuves sur le terrain et peut être utilisée sur toute la longueur des risers et également des flowlines exposées à la fatigue. Elle offre une épaisseur de paroi plus importante aux extrémités du tube, tout en restant dans les tolérances maximales autorisées. Les tolérances étroites d'usinage intérieur et extérieur de l'upset, c'est-à-dire de la région épaisse, optimisent ses propriétés lors de l'assemblage des tubes et minimisent le taux de « cut-out », c'est-à-dire le taux de soudure non-acceptable nécessitant une découpe.

Avec PURE^® STAR, qui est actuellement en cours de développement, l'offre s'élargit en proposant une solution de tube upsetté, dont l'épaisseur de la paroi va au-delà des tolérances nominales. PURE^® STAR cible les sections de riser sensibles à la fatigue et peut être combiné en séquence avec des tubes counterborés ordinaires. De plus, l'épaisseur de la paroi aux extrémités du tube peut être ajustée pour valider les exigences prédéfinies de tenue en fatigue et permettre ainsi une optimisation complète du riser.

PURE^® 65 et PURE^® STAR sont des solutions monogrades fabriquées à partir de l'acier X65 QOS et présentant les mêmes propriétés chimiques et mécaniques sur toute la longueur de tube permettant de répondre aux défis des développements de champs pétroliers dit « sour service ».

Aller plus loin pour l'industrie

La solution PURE 65^®, proposée par Vallourec a été installée pour la première fois en 2008 par TechnipFMC dans le cadre du projet Ursa de Shell, dans le Golfe du Mexique, et en J-lay par Saipem sur le champ P55 de Petrobras, situé au large du Brésil. Les enseignements tirés de ce dernier projet ont été partagés dans le papier technique OTC-25792-MS présenté lors de l'Offshore Technology Conference (OTC) de Houston en mai 2015. Le document indique que les tubes PURE^® 65 de Vallourec ont démontré une amélioration significative des performances de soudage.

Alors que les opérateurs explorent des eaux de plus en plus profondes aux défis complexes, nous sommes là pour les accompagner.

Les solutions innovantes de Vallourec évoluent pour que les opérateurs puissent entreprendre des projets en eaux ultra-profondes de la manière la plus fiable, la plus rentable et la plus sûre possible.