ENVIRONMENTAL IMPACT ANALYSIS OF OIL AND GAS PIPE REPAIR TECHNIQUES USING LIFE CYCLE ASSESSMENT (LCA). Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (M.S. Thesis) Thesis_Final.pdf - Other Download (2MB) | Preview

Arabic Abstract

تعد عملية إصلاح خطوط الأنابيب من العمليات المهمة في صناعة الزيت والغاز. تستخدم هذه العمليات تجنباً لاستبدال الأنبوب بالكامل ولإيقاف تمدد الشروخ فيه. حالياً يوجد في السوق العديد من تقنيات الإصلاح. هذه التقنيات تتضمن fillet weld patch ، weld buildup ، mechanical clamp، composite wrap ،, flush welded patch, non-metallic internal lining of pipe والخ. هذه الرسالة العلمية تبحث في التأثير البيئي لأربع عمليات إصلاح مختلفة وهي fillet weld patch ، weld buildup ، mechanical clamp , and non-metallic composite overwrap مستخدمة حالياً في سوق الزيت والغاز السعودي. اعتمدت هذه الدراسة على مبدأ حساب دورة الحياة في تحديد أفضل الطرق تأثيراً على البيئة. وفقاً للمعايير المعتمدة وإرشادات خبراء الصناعة تمت علمية اختبار طرق الإصلاح الأربع في المعمل وتم تسجيل بيانات المواد المستخدمة وكميات الطاقة المستخدمة في كل طريقة من طرق المعالجة. بعد ذلك تم تنفيذ عمليات محاكاة حساب دورة الحياة باستخدام سوفتوير (SimaPro). من أجل فهم أفضل للتأثير البيئي اعتمدت الدراسة على تقسيم العوامل المؤثرة إلى فئات تأثير مختلفة وفقاً لاحتمالية المساهمة في التأثير الحراري، المشاركة في عمليات الأكسدة، توليد الأوزون الضوئي-كيميائي، استنزاف الموارد الغير حية، تسمم الإنسان، تسميم النظام البيئي في المياه العذبة، تسميم البيئة البحرية، استنزاف طبقة الأوزون، تسميم المناطق البرية. باستخدام فترة العشر سنوات كعمر افتراضي لعمليات الإصلاح فقد توصلت الدراسة إلى أن non-metallic composite overwrap لها تأثير سلبي بيئي كبير فيما يتعلق بالتأثير الحراري, المشاركة في عمليات الأكسدة, توليد الأوزون الضوئي-كيميائي. إضافة إلى ذلك فإن عمليات ال mechanical clamp ذات تأثير كبير من ناحية إحتمالية تسمم الإنسان والبيئة الأرضية. على العكس من ذلك فإن علميات ال fillet weld patch هي أفضل العمليات الأربع من ناحية التأثير البيئي بشكل إجمالي. الجدير بالذكر أن كمية المواد المستخدمة وعمليات النقل قد لعبت الدور الأكبر في التأثير البيئي لعمليات ال non-metallic composite overwrap. أخيراً فقد تم إجراء دراسة تحليلية من أجل اقتراح طرق لتقليص التأثير البيئي السلبي لكل من طرق الإصلاح الأربع.

English Abstract

Pipe repair is an important process in oil and gas industry. It is carried out to avoid replacement of a pipe and to stop propagation of pipe damage. Several repair techniques are currently used in the industry. These techniques include weld patch, weld buildup, mechanical clamp, composite wrap, flush welded patch, non-metallic internal lining of pipe etc. This thesis investigates the environmental impact of four pipe repair techniques: Fillet welded patch, weld buildup, mechanical clamp, and non-metallic composite overwrap currently used in Saudi Arabian oil and gas industry. Life Cycle Assessment (LCA) methodology was used to determine the most environment friendly repair solution. Using industry standards and guidelines from industry experts, four repair processes were conducted in the lab and data was collected for energy and material consumption. Next LCA was performed using SimaPro software. Following impact categories were used to gain the understanding of environmental impact of these repair techniques: abiotic depletion, abiotic depletion (fossil fuel), global warming potential, ozone depletion potential, human toxicity, fresh water aquatic ecotoxicity, marine ecotoxicity, terrestrial ecotoxicity, photochemical oxidation, acidification potential and eutrophication potential. The results of the study show that for 10 year’s repair life, non-metallic composite overwrap has significantly higher global warming potential, acidification potential, photochemical oxidation potential, and eutrophication potential. Furthermore, mechanical clamp has highest human toxicity potential and terrestrial ecotoxicity potential. Fillet welded patch has the least environmental impact among the above mentioned processes. In case of non-metallic composite overwrap, the environmental impact is mostly influenced by transportation and material usage. Sensitivity analysis was conducted to suggest ways to reduce the environmental impact of these repair processes.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Mechanical
Department:	College of Engineering and Physics > Mechanical Engineering
Committee Advisor:	Shaukat, Mian Mobeen
Committee Members:	Moha​mmad, Asif and Pashah, Sulaiman
Depositing User:	FARHAN ASHRAF (g201406480)
Date Deposited:	14 Jun 2016 10:06
Last Modified:	01 Nov 2019 16:34
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140032