Líderes en cementación de cimientos y estructuras costa afuera para la industria

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Soluciones para Prolonger la Vida de Estructuras y Ductos Costa Afuera

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Crecimiento de vida marina en la zona de salpicadura de una granja eólica costa afuera en el Mar del Norte después de dos años.

PREVENCIÓN Y CONTROL DEL CRECIMIENTO DE VIDA MARINAHasta ahora, controlar el crecimiento de vida marina ha sido un proceso caro y que consume tiempo. Esta solución para el control del crecimiento de vida marina (MGC por sus siglas en inglés) ofrece a los operadores de energía uno de los mecanismos más rentables para prolongar la valiosa vida de fatiga de estructuras existentes y nuevas. Desde 1990 se han instalado más de 26,000 dispositivos en 400 estructuras costa afuera nuevas y existentes a través de Asia, Europa y América.

Además de incrementar el peso estático de un cimiento costa afuera, la acumulación y crecimiento de vida marina también incrementa la carga hidrodinámica que experimenta una estructura debido a su ambiente.

El MGC combina la tecnología con la naturaleza para proteger continuamente contra la colonización de vida marina. Cada minuto de cada día lava el limo microbiano, lo que a su vez evita que la vida marina se fije a los miembros en las zonas submarinas y de salpicadura.

El MGC puede eliminar la necesidad de las peligrosas y costosas limpiezas periódicas, manteniendo los miembros estructurales libres de vida marina, de esta manera se promueve una inspección rápida y robusta de los activos.

Nuestros mares y océanos están llenos de construcciones costa afuera cuya esperanza de vida en operación se extiende continuamente a través de un mantenimiento cuidadoso y bien planeado.Por cerca de medio siglo, FoundOcean ha trabajado con el sector de construcción costa afuera para desarrollar y proveer la tecnología que proporcione soluciones rentables de reparación y reforzamiento de activos costa afuera viejos o dañados.

Las necesidades de este tipo de trabajos de reparación pueden surgir debido a varias razones, incluyendo fatiga, daño por colisión o erosión localizada. Por otro lado, a menudo los proyectos de reforzamiento están asociados con la modernización de los activos para cumplir con reglamentos más estrictos o con modificaciones planificadas, así como la mejora en la predicción de la producción de un campo o condiciones económicas más atractivas, cualquiera de estas razones puede justificar la extensión anticipada de la vida en operación original de un activo.

Estructura tipo jacket con MGC instalado en dos piernas, que se limpiaron en cuatro semanas. El tamaño del dispositivo se ajustará manualmente para una prevención continua del crecimiento de vida marina.

INTRODUCCIÓN

Región Mar del Norte

Tipo de cemento Mortero Mapefill N-LHAño 2010

Las estructuras costa afuera están diseñadas para soportar condiciones que cumplan con un determinado Estado Límite Último (ELU). Las Normas pueden cambiar y las estructuras pueden necesitar modernizarse para cumplir con reglamentos y requerimientos de Estado Límite Último más estrictos.

Este fue el caso de la estructura tipo jacket de la Plataforma Habitacional Valhall, (PH) que se instaló en 1979. En 2010 se realizaron operaciones planificadas de modernización en la estructura tipo jacket para incrementar el ELU y la resistencia a la "ola de los cien años", la ola más alta prevista estadísticamente para esa localidad. Para lograr esto, se inyectó cemento en las cuatro piernas, desde el nivel del mar hasta la cubierta de la bodega.

FoundOcean llevó a cabo una prueba en tierra en su Base de Servicios Costa Afuera en Livingston para demostrar su procedimiento costa afuera para mezclar y bombear cemento en grandes volúmenes en contra de la gravedad, ya que las piernas eran de 44.25 m de altura y cada una requería 20 m3 de cemento.

* El calor de hidratación es el calor generado por la reacción química que se lleva a cabo cuando se añade agua al cemento. El calor provoca que el cemento se expanda inicialmente para luego contraerse al enfriarse, lo que puede provocar grietas en el cemento. La generación de calor excesivo es el resultado de usar grandes volúmenes de mezcla con alto contenido de cemento.

OBJETIVO DEL PROYECTO: PLATAFORMA VALHALL

Miembro de la estructura tipo jacket cementado

para incrementar la resistencia.

REFORZAMIENTO DE MIEMBROS TIPO JACKETEl reforzamiento de miembros con cemento es el proceso de llenado de los miembros de la estructura tipo jacket de la plataforma con una fórmula de cemento para reforzarlos.

Llenar un miembro con cemento tiene la ventaja de no incrementar el diámetro y por lo tanto la carga hidrodinámica del miembro. Hace mejorar la resistencia y estabilidad general del miembro incluyendo la fuerza de compresión axial y el aumento de la resistencia en las uniones tubulares.

Una vez terminado, el reforzamiento de los miembros puede extender la vida de servicio de la estructura más allá de su vida de diseño original. Esto se logra proporcionando una mejor dureza y resistencia a la estructura, lo que puede ser necesario para cumplir con condiciones de operación más difíciles o para añadir nuevos módulos a la superestructura.

El reforzamiento de miembros se puede realizar por arriba o abajo del nivel del mar, en miembros verticales, horizontales y diagonales. El procedimiento de preparación consiste en taladrar un pequeño agujero en la base del miembro que se va a reforzar, en el cual se ajusta un conector especial para la manguera de entrada. En la parte superior del miembro se ajusta un conector de salida, a través del cual fluirá el cemento cuando el miembro esté lleno.El cemento usado en los trabajos de rehabilitación estructural puede escogerse entre una variedad de fórmulas diferentes dependiendo de las circunstancias específicas del proyecto. La lechada puede consistir de una mezcla de cemento, agregados, súper plastificantes y aditivos contra el desgaste.

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En las instalaciones costa afuera, el cliente preparó la plataforma para la cementación. Esto incluyó la instalación del equipo para el manejo de la manguera, la inspección de las piernas y el ajuste de los conectores. FoundOcean trabajó desde una embarcación de construcción para inyectar un cemento a base de agregado en las piernas de la plataforma. Este tipo de cemento se usó para reducir el calor de hidratación*. Se hicieron cubos de muestra para medir la resistencia del cemento a las 24 horas, 3 días y 28 días.

Profundidad 75 m

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Grouted member clamp for increased jacket strength.

Región Mar del norte

Profundidad 32m

Tipo de cemento CEM1 42.5

Año 2007

CATS, el ducto de 36" de 233 millas de longitud que, en su momento, suplía el 12% del gas del Reino Unido, tuvo que ser cerrado debido al daño causado por una embarcación que arrastraba su ancla sobre el lecho marino. Era vital tener una respuesta rápida y un arreglo de primera intención para restablecer el suministro.

La manga de acero para la reparación se fabricó con dos medias cañas aseguradas con uniones con pernos. El vacío entre la abrazadera y el ducto se llenó con cemento para restablecer completamente la integridad del ducto.

Se instalaron sellos en las bridas y los extremos de la abrazadera para retener el cemento. La abrazadera tenía tres entradas de cemento, primaria, secundaria y terciaria, localizadas en la parte inferior y a través de las cuales se pudo bombear cemento hacia el anillo. Los puertos de sobreflujo, cada uno equipado con un tubo vertical de un metro, se situaron en la parte superior de la abrazadera y era donde se podía observar el retorno de cemento una vez que el anillo estaba lleno.

La abrazadera de reparación se fijó con pernos en su posición y se conectó la manguera de cemento en la entrada primaria. Después de cementar el anillo, se instalaron y cementaron tres encofrados de tela por debajo del ducto para darle soporte. La estructura del encofrado se fabricó con un amplio colchón de base para distribuir la carga aplicada al lecho marino.

OBJECTIVO DEL PROYECTO: BP CATS

ABRAZADERAS DE CEMENTOABRAZADERAS ESTRUCTURALESLa razón principal para que las estructuras costa afuera necesiten reparaciones usando abrazaderas es el daño causado por el impacto con embarcaciones o por objetos que se dejan caer por la borda, típicamente durante la instalación o actividades de la construcción pesada. Las abrazaderas también se pueden requerir para extender la vida de fatiga de las uniones de nodos o de miembros estructurales.

Las abrazaderas con cemento se fabrican en dos o más segmentos que se colocan alrededor del miembro. Más tarde estos segmentos se unen y después de ajustar los pernos, se inyecta cemento en el anillo entre la abrazadera y el elemento tubular.

Algunas de las principales ventajas de las técnicas de reparación con cemento incluyen:

• Las imperfecciones normales de lafabricación de la abrazadera son fácilmenterecubiertas por el cemento

•

•Se puede restablecer fácilmente laresistencia completa, y a veces de formaadicional, de la sección dañada

• Las abrazaderas para reparación estructuralpueden colocarse a cualquier profundidaden la estructura tipo jacket

ABRAZADERAS PARA DUCTOSOtro uso común de las abrazaderas de cemento es para reparar ductos dañados. El diseño es similar, la abrazadera se fabrica en dos o más segmentos que se unen usando pernos antes de llenar el anillo con cemento.A menudo, la sección reparada del ducto se apuntala usando encofrados de tela para proporcionar un soporte adicional debido al peso adicional de la abrazadera de cemento.

Abrazadera de reparación de ductos

Las tolerancias de revisión del miembroexistente son cubiertas por el cemento

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OBJETIVO DEL PROYECTO: ESTABILIZACIÓN ESTRUCTURAS TIPO JACKET

ESTABILIZACIÓN DE LA ESTRUCTURA TIPO JACKET

Las estructuras submarinas pueden necesitar procedimientos remediales si la erosión localizada se convierte en un problema que comprometa la estabilidad de la estructura.

Hasta cierto punto, cualquier objeto colocado en el lecho marino altera el flujo de la corriente a su alrededor. El flujo acelerado que se crea alrededor del objeto tiene el potencial de causar el desplazamiento rápido del sedimento marino, a menudo conocido como erosión. Cuando es excesiva, la estabilidad de la estructura y su vida de fatiga pueden estar en riesgo.

Usando los datos de la corriente y topográficos, los ingenieros pueden evaluar si puede ocurrir, dónde y cuándo. Las áreas afectadas con mayor frecuencia son las extremidades de una estructura. En el caso de cierto tipo de estructuras, esto puede ser debajo y alrededor de las alfombras contra lodo instaladas.

Hay dos métodos comunes para rectificar la erosión:

• Colocando rocas alrededor de laestructura para llenar el vacío que laerosión ha creado, y

• Colocando encofrados de tela alrededory debajo de la estructura para llenar elvacío y proporcionar soporte adicional.

Región Mar del norte

Profundidad 22m

Tipo de cemento CEM1 52.5

Año 2012

FoundOcean completó un proyecto reciente donde existía erosión localizada del lecho marino y la carga hidrodinámica estaba causando que la estructura tipo jacket se moviera alrededor de los pilotes. Este movimiento se podía sentir en la plataforma de acero y en la superestructura. Se esperaba que el movimiento redujera la vida de la estructura si no se rectificaba la erosión.

La estructura tipo jacket se instaló en 1990, y tiene seis piernas principales y está fija al lecho marino por un pilote que pasa a través de cada pierna de las esquinas. La estructura tipo jacket estaba asegurada a los pilotes por calzas de corona soldadas en la parte superior de cada pierna de las esquinas. Antes del trabajo de reparación, la integridad estructural de la estructura tipo jacket dependía de la calza de corona y las alfombras contra lodo que descansan en el fondo marino.

Después de varios años en el campo, la estructura tipo jacket ya no estaba soportada por las alfombras contra lodo debido a la erosión en cada una de las piernas. La solución fue una reparación en dos etapas que involucraban la cementación de encofrados de tela y del anillo del pilote.

Primero se instaló y cementó un encofrado de tela con forma de dona alrededor de cada alfombra contra lodo. La bolsa de cemento actuó como soporte para la alfombra contra lodo y como sello de cemento para el anillo entre la pierna y el pilote. Después de que se curó el encofrado de tela, el vacío restante se llenó con cemento para lograr una distribución equitativa del peso.

Finalmente, se inyectó cemento dentro del anillo entre la pierna y el pilote desde una elevación de -22 m hasta -16 m para reforzar la conexión y eliminar el movimiento de la estructura.

Región África Occidental

Profundidad 1,244m

Tipo de cemento CEM I 52.5N

Año 2008

El campo Baobab está a 55 millas de Costa de Marfil. Un ducto de 6" corre desde la plataforma Flotante de Producción, Almacenamiento y Descarga (FPSO) en Baobab hacia la línea principal de exportación de gas en África Occidental a lo largo de una barranca de 1244 m de profundidad.

Una revisión hecha con el ROV mostró dos espacios inaceptables en el lecho del océano: uno era de 0.6 m de altura en una pendiente de 13° y el otro era de 0.3 m de altura con una pendiente de 22°. Las pendientes y la profundidad extrema hicieron que el proyecto fuera desafiante. FoundOcean usó umbilicales de cemento especializados que eran adecuados para profundidades extremas y también reducía los requerimientos de espacio en la cubierta para la gran cantidad de manguera requerida para llevar a cabo el proyecto.

Se desplegó el umbilical de cemento en el suelo de la barranca, seguido del despliegue de patines y bolsas de cemento. Le tomó una hora al cemento fluir por las mangueras hasta cada una de las bolsas. Debido a la pendiente del lecho marino, también se desplegaron colchones de cemento para estabilizar cada uno de los encofrados de tela.

OBJECTIVO DEL PROYECTO: CNR BAOBAB GAS PIPELINE

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Diagrama del lecho marino de Baobab con la barranca a

1244m de profundidad

ENCOFRADOS DE TELA

Los encofrados de tela, también conocidos como bolsas de cemento, se fabrican con un tejido de lana sintética flexible y de alta resistencia que es permeable al agua, pero no al cemento.

FoundOcean tiene una amplia trayectoria con bolsas de cemento y ofrece una sola fuente para el diseño, fabricación e instalación de todo tipo de encofrados de alta calidad.

La aplicación más común de los encofrados de tela es para dar soporte a tramos libres de ductos, que se encuentran durante la fase de instalación o como consecuencia de la erosión. Los encofrados de tela de FoundOcean son una solución rentable y pueden desplegarse por medio de un vehículo operado remotamente (ROV) o con buzos.

FoundOcean ha completado cientos de proyectos de corrección de tramos libres en todo el mundo y tiene el récord del despliegue del encofrado de tela más profundo, a una profundidad de 1244 m.

Región IndiaProfundidad 110 m a 186 m Tipo de cemento ASTM Tipo I o II

Year 2012

Hyundai Heavy Industries instaló un ducto de gas de 28" desde la base de la Plataforma de Gas Platong hasta las instalaciones de proceso en la costa.

Durante la fase de diseño, se identificaron 102 tramos libres posibles a lo largo de la ruta, pero esto no pudo ser confirmado sino hasta que el ducto fue instalado e inspeccionado.

Finalmente, a lo largo de la ruta del ducto se requirieron 26 bolsas de cemento instaladas con buzos. Las bolsas se llenaron de acuerdo con los procedimientos estándares de FoundOcean. Se usaron diferentes tipos y tamaños de bolsas de cemento en función del terreno, altura y longitud del tramo libre.

Las bolsas de cemento de base larga se diseñaron con unas mangas de faldón de protección anti erosión y se requirió llenarlas en etapas debido a su volumen.

OBJETIVO DEL PROYECTO: DUCTO DE HYUNDAI HEAVY INDUSTRIES

Bolsa de cemento de encofrado de tela desplegada para estabilizar un ducto rectificando el tramo libre.

Bolsa de encofrado de tela para estabilizar un tubo J de monopilote.

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BOLSAS PARA TUBOS JEn muchas situaciones los tubos J requieren soporte en la base de una estructura tipo jacket, turbina eólica o subestación. Las bolsas para tubo J se fabrican con un tejido de lana sintética flexible y de alta resistencia que es permeable al agua, pero no al cemento. Su fabricación es rentable y se despliegan fácilmente por medio del ROV o buzos. Se pueden usar varias bolsas de cemento cuando más de un cable o ducto requieren soporte.

FoundOcean ofrece una solución llave en mano para el diseño y fabricación de bolsas para tubos J, así como los servicios de instalación y cementación costa afuera.

EuropaFoundOcean Ltd. Headquarters Liston ExchangeListon CourtMarlowBuckinghamshireSL7 1ERReino UnidoTel: +44 1628 567 000

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Medio Oriente FoundOcean14th Floor Gold Tower Cluster IJumeirah Lakes Towers DubáiU.A.E. PO Box 487286 Tel: + 971 4 424 9100

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Acerca de FoundOceanFoundOcean es la compañía de cementación más grande del mundo para la construcción costa afuera, con cerca de 50 años de experiencia en la cementación submarina para las empresas de construcción de petróleo y gas y energías renovables.

FoundOcean también proporciona soluciones para prolongar la vida de estructuras costa afuera, que incluyen servicios de inspección, reparación y mantenimiento, productos para el control de crecimiento de vida marina, bolsas de cemento para encofrados de tela y servicios de soporte y protección de ductos y cables.

Es por eso que, para los contratistas de instalaciones costa afuera, FoundOcean es el subcontratista a elegir para reducir los riesgos de sus proyectos.www.foundocean.com