Design of a reliable pipe-lay system for a deepwater construction vessel (summary)

(1)

Design of a reliable pipe-lay system for a deepwater construction vessel 2009.TEL.7337

ix

SAMENVATTING (DUTCH)

Heerema Marine Contractors installeert offshore platformen en infrastructuur met een diepwater constructie schip, genaamd ‘Balder’. Het schip kan grote installaties installeren met de twee kranen die aan boord staan en, sinds de aanpassingen gedaan in 2002, kan het ook pijpleidingen installeren met behulp van een zogenaamde J-lay toren. Omdat de markt voor installatie van offshore pijpleidingen nog steeds groeit, wordt verwacht dat de Balder veel van dit soort projecten zal uitvoeren in de toekomst. Om de groeiende vraag nog beter op te vangen is er zelfs begonnen met de ontwikkeling van een nieuw schip.

In tegenstelling tot zware hijsklussen die eenmalig uitgevoerd worden en veel voorbereiding vergen, vereist het leggen van pijpleidingen een continu productie proces. Om extra kosten door vertraging van projecten te voorkomen is het belangrijk dat dit soort projecten nauwkeurig gepland worden. Echter, voor het systeem aan boord van de Balder laat een eerste schatting een hoog percentage downtime zien. Om effectieve maatregelen te kunnen vinden om deze downtime te verminderen is het van belang om te onderzoeken wat de oorzaak hiervan is.

Het onderzoek is onderverdeeld in twee gedeelten; een nauwkeurige analyse van de prestaties van het Balder pijpleg systeem en het opstellen van mogelijke verbeterpunten. Het doel van het eerste gedeelte is om de belangrijkste bronnen en oorzaken van downtime te bepalen. Het tweede gedeelte heeft als doel om effectieve aanpassingen te vinden welke een groot gedeelte van de downtime kunnen verminderen.

Prestatie Balder pijpleg systeem

De beschikbaarheid, de verhouding tussen up- en downtime, is gekozen als de belangrijkste prestatie indicator voor de analyse van het pijpleg systeem. Voor deze analyse zijn de gegevens over opgetreden problemen tijdens alle pijpleg projecten gedurende de jaren 2003 t/m 2007 gebruikt. Deze gegevens zijn alleen bijgehouden voor de toren, omdat is aangenomen dat dit de bottleneck van het proces is. Gedurende de geanalyseerde jaren een totaal van 337 dagen is besteed aan pijpleg projecten, waarvan 70 dagen verloren gingen aan storingen. Dit resulteert in een totale technische beschikbaarheid van 79% voor de combinatie van alle pijpleg projecten in de onderzochte tijdsperiode.

De beschikbaarheid is bepaald voor elk individueel project om te onderzoeken of de karakteristieken van het project, zoals het soort pijp en de diameter, invloed hebben op de prestaties van het systeem. Deze analyse toont aan dat tijdens de slechtst presterende projecten (beschikbaarheid onder de 75%) allemaal relatief korte (<15km) en complexe leidingen geïnstalleerd zijn. Deze projecten vormen een groot gedeelte van de projecten, omdat dit het type project is waarbij een J-lay schip zich kan onderscheiden van andere schepen, zoals S-lay en Reeling. Het is daarom van groot belang om de downtime tijdens dit soort projecten te reduceren.

(2)

x

Bij het opsplitsen van de downtime naar de verschillende bronnen is de opvallendste waarneming het hoge gehalte (16% van alle downtime) aan het zogenoemde ‘waiting on pipe’, waarbij de productie in de toren stil ligt doordat er geen nieuwe pijpen aangevoerd worden. De aanname dat de toren de bottleneck is, is dus niet valide. Twee andere belangrijke bronnen van downtime treden op bij het aan elkaar lassen van de pijpen; proces fouten, welke resulteren in afgekeurde lassen (27% van de downtime) en storing van de apparaten die bij het lassen gebruikt worden (15% van de downtime). De laatste grote bron van downtime is storing aan de apparatuur in de toren die de pijpen transporteert en positioneert (23% van de downtime). The primaire oorzaken van de opgetreden downtime konden niet bepaald worden omdat er niet voldoende data beschikbaar was; op dek is helemaal niets bijgehouden waarmee ‘waiting on pipe’ verklaart kan worden en in de toren is niet gespecificeerd wat voor storing er optrad, waarom lassen afgekeurd werden en welke maatregelen er getroffen zijn om deze problemen op te lossen.

Mogelijkheden voor verbetering

Een groot aantal mogelijke verbeteringen zijn onderzocht waarmee de prestatie van het pijpleg systeem significant verbeterd kan worden. De nadruk voor deze verbeteringen lag op een verbeterde doorstroming van pijpen, vermindering van storingen aan apparatuur en verbetering van de kwaliteit van de las, test, en coating processen.

Met de voorgestelde verbeteringen om de downtime te verminderen kan de beschikbaarheid van het systeem verhoogd worden met 7% (van 79% naar 86%). Dit betekent een reductie van de downtime met ongeveer 40%. De meeste aanbevelingen voor verbeteringen kunnen herleid worden tot de conclusie dat het pijpleg proces meer behandeld moet worden als een productieproces dan een traditionele offshore installatie. Drie aandachtsgebieden vergen daarom extra aandacht; ontwerp van apparatuur, de functie van de buffer en onderhoud.

• Bij het ontwerp van apparatuur moet meer rekening worden gehouden met het repeterende gebruikspatroon, waardoor storingen voorkomen kunnen worden, de productkwaliteit verhoogd wordt en insteltijden gereduceerd kunnen worden.

• Meer aandacht is vereist voor de processen voorafgaand aan de toren om waiting on pipe te reduceren en te voorkomen dat dit in de toekomst nog vaker op gaat treden.

• Een onderhoudsprogramma moet ontwikkeld worden om reparatietijden terug te dringen, de betrouwbaarheid te verhogen en meer inzicht te krijgen in de faalmechanismen en oorzaken. Bij dit onderhoudsprogramma kunnen ook richtlijnen opgesteld worden voor de operators om regelmatig de apparatuur te testen.

Een investering van 30 miljoen dollar in de voorgestelde verbeteringen kan het aantal dagen downtime met 15 per jaar verminderen, wat resulteert in een terugverdientijd van 2 jaar.

(3)

xi

Conclusie

De hoofdconclusie van dit onderzoek is dat een integrale aanpak voor het volledige pijpleg proces nodig is om een systeem te verkrijgen met veel minder downtime. Verschillende afdelingen houden zich bezig met de verschillende facetten van het pijpleggen, maar een overkoepelende partij om alles te coördineren ontbreekt. Dat heeft een aantal consequenties voor de prestaties van het pijpleg systeem.

• De prestatie van het systeem als geheel was nog nooit onderzocht. Daardoor was onbekend waar in het systeem de meeste vertraging optrad. Dit had als één van de resultaten dat het waiting on pipe fenomeen niet bekend was.

• De relaties tussen verschillende processen zijn niet duidelijk. Daardoor is het moeilijk om de echte oorzaken van problemen te vinden, voornamelijk omdat deze vaak in voorgaande processen liggen.

• De ontwerpaspecten waarin rekening wordt gehouden met de prestaties van het systeem als geheel zijn onderbelicht. De apparatuur die gebruikt wordt is ontwikkeld om de vereiste processen uit te voeren, maar niet om een bijdrage te leveren aan een soepel lopend productieproces.

Aanbevelingen

Op basis van de resultaten van het onderzoek kan een aantal aanbevelingen worden gegeven om de voorgestelde verbeteringen door te voeren.

• Wijs één afdeling of projectteam aan dat verantwoordelijk is voor de prestatie van het gehele pijpleg systeem. Dit team zou een coördinerende rol moeten hebben en de prestaties van het pijpleg systeem moeten blijven volgen om te blijven verbeteren en kosten te kunnen reduceren. • Initieer een project om waiting on pipe te reduceren. Dit project moet starten met het meten van

storingen op het dek om de oorzaken te bepalen. De resultaten daarvan kunnen dan gebruikt worden om effectieve maatregelen te nemen.

• Start een onderhoudsprogramma waarin bepaald wordt wat voor onderhoud de verschillende onderdelen in het systeem nodig hebben en ontwikkel een onderhoudsfilosofie. Bepaal de (preventieve) onderhoudstaken voor elk onderdeel. Meet de effectiviteit van het onderhoud door bij te houden wat voor onderhoud uitgevoerd is en wat voor storingen er nog optreden.