KR20170108990A - 유정 보어 용례에서의 재료에 대한 조건 기반 모니터링 - Google Patents

유정 보어 용례에서의 재료에 대한 조건 기반 모니터링 Download PDF

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하이드릴 유에스에이 디스트리뷰션 엘엘씨
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Abstract

탄화수소 생산 환경에서 재료의 마모를 분석하는 방법을 개시한다. 이 방법은, 탄화수소 생산 환경에 근접하여 배치되도록 재료의 샘플을 준비하는 단계; 재료의 샘플을 위한 배치 위치를 선택하되, 재료의 샘플에 대한 유체 흐름의 영향이 테스트되도록 유체 흐름과 유체 연통하는 배치 위치를 선택하는 단계; 미리 정해진 크기의 시간 동안 배치 위치에 재료의 샘플을 배치하는 단계; 재료의 샘플을 유체 흐름에 노출시키는 단계; 미리 정해진 크기의 시간이 경과한 후에 배치 위치로부터 재료의 샘플을 회수하는 단계; 및 탄화수소 생산 환경에 의해 야기되는 마모에 대해 재료의 샘플을 분석하는 단계를 특징으로 한다.

Description

유정 보어 용례에서의 재료에 대한 조건 기반 모니터링
관련 출원
본 출원은 2015년 1월 30일자로 출원된 미국 특허 가출원 번호 제62/110,346호를 파리 협약 우선권 주장하며 그 출원의 전체 내용은 참조로서 본 명세서에 원용한다.
본 개시는 일반적으로는 석유 및 가스 시추 장비 및 그 석유 및 가스 시추 장비에 이용되는 재료를 마모에 대해 테스트하는 것에 관한 것이다. 특히, 본 개시는 변화하는 환경 조건 하에서 석유 및 가스 시추 장비에 이용되는 재료의 마모를 정확하게 평가하는 시스템 및 방법을 제공한다.
미국 석유 협회(American Petroleum Institute)에서는 특정 환경 조건에 노출되는 재료가 석유 및 가스 시추 작업에서 이용될 경우에 그 재료에 대한 피로 분석을 요구하고 있다. 그러한 작업은 고온 고압(high pressure high temperature: HPHT) 작업 및 해저 작업을 포함할 수 있다. 하지만, 환경 조건은 유정마다 다를 수 있어, 소정 석유 및 가스 시추 장비의 예상 수명을 결정하는 데에 단일 분석은 이용될 수 없다. 실험실 규모의 테스트는 가혹한 탄화수소 생산 환경에서 발견되는 환경을 정확하게 시뮬레이션할 수 없고, 그러한 가혹한 환경에 노출될 때에 소정 석유 및 가스 시추 장비의 예상 수명을 정확하게 측정할 수 없다.
해저 용례를 비롯한 유정 보어 환경에서 재료에 대한 마모를 정확하게 평가하는 시스템 및 방법을 개시한다. 재료가 하나 이상의 미사용 폭발 방지기(BOP) 출구의 랙에 설치되어 유정 보어 유체에 노출될 수 있다. 재료의 샘플 사이즈는 장비의 설계 수명을 평가하기 위해 달리할 수 있다. 재료의 열화는 샘플에 영향을 미치는 특정 환경 조건에 대해 시간에 걸쳐 측정될 수 있다. 금속 샘플의 경우, 그 샘플은 시스템의 캐소드 보호 시스템에 연결된 유정 보어 재료에 연결될 수 있다. 엘라스토머 재료 샘플의 경우, 그 샘플은 제조 재료의 특성에 대해 테스트될 수 있는 한편, 유정 보어 환경에서 분석되어, 장비 성능을 테스트하고 또한 보다 양호한 수명 및 사용 권장 사항은 물론 복합적 개선을 달성하도록 할 수 있다.
해저 시스템은 그 환경에 대해 지정된 애노드를 이용하여 캐소드적으로 보호될 수 있다. 애노드는 재료 등급, 표면 준비, 표면적은 물론 기타 인자에 기초하여 산업적 사양에 따라 크기가 정해진다. 희생 애노드가 BOP 상의 다양한 위치에 장착되어, 예상 설계 수명에 대해 해저 장비에서의 열화를 제한하도록 연결된다.
따라서, 본 명세서에서는 탄화수소 생산 환경에서 재료의 마모를 분석하는 방법을 개시한다. 그 방법은, 탄화수소 생산 환경에 근접하여 배치되도록 재료의 샘플을 준비하는 단계; 재료의 샘플을 위한 배치 위치를 선택하되, 재료의 샘플에 대한 유체 흐름의 영향이 테스트되도록 유체 흐름과 유체 연통하는 배치 위치를 선택하는 단계; 및 미리 정해진 크기의 시간 동안 배치 위치에 재료의 샘플을 배치하는 단계를 포함한다. 그 방법은, 재료의 샘플을 유체 흐름에 노출시키는 단계; 미리 정해진 크기의 시간이 경과한 후에 배치 위치로부터 재료의 샘플을 회수하는 단계; 및 탄화수소 생산 환경에 의해 야기되는 마모에 대해 재료의 샘플을 분석하는 단계를 더 포함한다.
추가로, 탄화수소 생산 환경에서 재료의 마모를 분석하는 모니터링 베셀(monitoring vessel)을 개시한다. 그 베셀은, 탄화수소 생산 환경에 근접하여 배치되도록 재료의 샘플을 유지하도록 작동 가능한 리테이너; 재료의 샘플에 대한 유체 흐름의 영향이 테스트되도록 리테이너를 통한 유체 흐름을 허용하도록 작동 가능한 유체 흐름 채널; 및 리테이너 내에 재료의 샘플의 삽입과 그 리테이너로부터 재료의 샘플의 제거를 가능하게 하도록 작동 가능한 엔드 캡(end cap)을 포함한다.
본 개시의 상기한 것은 물론 기타 특징, 양태 및 이점은 후속한 상세한 설명, 청구 범위 및 첨부 도면과 관련하여 보다 잘 이해할 수 있을 것이다. 하지만, 도면은 본 개시의 단지 다수의 실시예만을 예시하고 있고, 이에 따라 등가적으로 유효한 기타 실시예들을 허용할 수 있다는 점에서 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 될 것이라는 점을 유념해야 한다.
도 1은 BOP 스택의 대표적 시스템의 개략도이다.
도 2a는 해저의 하부 머린 라이저 패키지(lower marine riser package: LMRP)에 접근하고 있는 원격 조종 비클(remotely operated vehicle: ROV)을 도시하는 개략도이다.
도 2b는 도 1의 하부 스택(lower stack; LS)을 나타내는 개략적 확대도이다.
도 3은 샘플 모니터링을 위한 BOP 출구의 개략적 단면도이다.
도 4는 모니터링을 위해 샘플 재료를 갖는 스택 가능 리테이너의 개략적 정면도이다.
도 5는 모니터링 베셀 내로 샘플 재료의 삽입에 대한 개략도를 제공한다.
도 6은 인장 하에 프리로드된 도 4에 도시한 것과 같은 스택 가능 리테이너에 설치된 샘플 재료의 개략도를 제공한다.
유정 보어 용례에서의 재료에 대한 조건 기반 모니터링을 위한 시스템 및 방법의 특징과 이점은 물론, 명백해질 기타 특징 및 이점을 보다 상세하게 이해할 수 있도록 하기 위해, 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면에 도시된 실시예들을 참조하여 앞서 간략하게 요약한 본 개시의 실시예들을 보다 구체적으로 설명할 것이다. 하지만, 도면은 본 개시의 단지 다양한 실시예만을 예시하고 있고, 이에 따라 유효한 기타 실시예들을 포함할 수 있다는 점에서 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 될 것이라는 점을 유념해야 한다.
본 기술은 석유 시추 또는 생산 장비에 이용되는 재료의 피로 분석 및 테스트에 관한 것이다. 고압고온(HPHT)의 유정 제어 장비는 규정에 의해 그 유정에서 및 그 내에서의 환경 조건에 대해 노출되는 재료에 대한 피로 분석을 받을 필요가 있다. 현재, 그 환경에 노출되는 중에 재료 특성을 모니터링하는 데에 이용 가능한 파괴식 테스트 방법(destructive testing procedure)은 없다. 그러한 파괴식 테스트를 수행하는 능력은 사용자가 재료의 수명을 예측할 수 있게 할 것이고, 그 재료로 이루어진 장비에 대해서는 장비의 수명을 보다 잘 예측할 수 있게 하고, 또한 그 장비가 실험실 조건 대신에 실제 작동하는 사용 조건에서의 설계 요건을 충족함을 보장할 수 있을 것이다.
통상적으로, 장비 및 재료의 테스트는 기준선 분석(baseline analysis)을 위해 몇몇 조건을 제시할 것을 요하지만, 비파과식 테스트(피팅(pitting) 및 크랙에 대해)와 경도 테스트를 제외하고는 장비의 사용 수명 중에 조건에 기초한 모니터링 방법은 없다. 이는, 장비는 특정 유정에서 그 장비의 수명에 걸쳐 유사한 조건을 경험할 수 있지만, 시추 장비는 통상 그 수명 중에 유정 간에 이동하고 상이한 유정들에서의 조건은 달라질 수 있기 때문에, 문제가 될 수 있다.
본 개시는, 재료 샘플링 베셀을 상이한 유정 현장에서 폭발 방지기(BOP) 또는 다른 유전 장비에 설치하고, 그 BOB 내 및 그 주위의 유정 유체는 물론 해수와 공기 등의 기타 유체에 노출시키는 절차를 포함한다. 재료는 시간 기반 사이클 프로그램으로(예를 들면, 일년에 한번씩) 도입 및 제거될 수 있으며, 그 재료가 그 장비에 대해 규정된 설계 한계 내에 있음을 확인하도록 재료 특성이 테스트될 수 있다. 사용 조건 중의 기록은 압력 및 온도 사이클은 물론 유체 특성(머드(mud)의 타입, 해수 노출, 생산 유체 노출 및 그 지속 시간)과, 재료의 적합성(금속 계열과 엘라스토머 계열 모두에 대해)을 비교할 때에 평가되는 외부적 부하(라이저 텐션 및 굽힘 모멘트)를 기록할 수 있다. 이러한 시스템은, 시추 장비가 유정 간에 이동될 때에 시추 장비에 대한 환경 조건을 정확하게 시뮬레이션할 수 없는 실험실 분석 대신에, 실제 현장 조건 하에서 부품의 사용 수명을 보다 잘 예측할 수 있기 때문에 유리하다.
먼저 도 1을 참조하면, BOP 스택의 대표적 시스템의 개략도가 도시되어 있다. 도 1에서는, 하부 머린 라이저 패키지(LMRP)(102) 및 하부 스택(LS)(104)을 포함하는 BOP 스택(100)이 도시되어 있다. LMRP(102)는 환형부(annular)(106), 블루 컨트롤 포드(108) 및 옐로 컨트롤 포드(110)를 포함한다. 핫 라인(112), 블루 도관(114) 및 옐로 도관(120)이 라이저(122)로부터 LMRP(102) 내로 아래쪽으로 진행하여 도관 매니폴드(124)를 통과해 컨트롤 포드(108, 110)에 이른다. 블루 전력 및 통신 라인(116)과 옐로 전력 및 통신 라인(118)이 각각 컨트롤 포드(108, 110)로 연장한다. LMRP 커넥터(126)가 LMRP(102)를 LS(104)에 연결한다. 유압 작동식 웨지(128, 130)가 셔틀 패널(134) 등의 셔틀 패널에 연결될 수 있는 연결 가능 호스 또는 파이프(132)를 현수시키도록 배치된다.
LS(104)는 셔틀 패널(134)은 물론 블라인드 쉬어 램(blind shear ram) BOP(136), 케이싱 쉬어 램(138), 제1 파이프 램(140) 및 제2 파이프 램(142)을 포함할 수 있다. BOP 스택(100)은 유정 헤드(wellhead) 연결부(144) 위에 배치된다. LS(104)는, BOP 스택(100) 내에서 특정 기능을 작동시키기 위해 유압 유체의 필요한 양을 수용하는 선택적 스택 장착 어큐뮬레이터(146)를 더 포함할 수 있다.
이하, 도 2a를 참조하면, 도 1의 LMRP(102)가 확대 도시되어 있고, 원격 조종 비클(ROV)(150)이 LMRP(102)에 접근하고 있는 것으로 도시되어 있다. ROV(150)는 수면 상에서 제어되며, 액세스 아암(152)을 갖고 있다. 도 2a에서, LMRP(102)는 모니터링 베셀(156, 158, 160)을 나타내고 있다. 모니터링 베셀(156, 160)은 생산 라인(162)에 유체적으로 결합되어 그와 유체 연통한다. 따라서, 예를 들면, 드릴링 머드, 해수, 탄화수소, 석유, 천연가스 및 응축물 등의 드릴링 유체와 생산 유체가 생산 라인(162)을 통해 흐르고 있는 경우, 그러한 유체는 모니터링 베셀(156, 160)을 통과해서도 흐른다. 모니터링 베셀(156, 160)은 LMRP 랙(164)에 결합되어, BOP 스택(100)을 둘러싸는 해수와 유체 연통한다.
모니터링 베셀(156, 158, 160)이 BOP 스택(100) 상의 특정 위치에 장착되는 것으로 도시되어 있지만, 모니터링 베셀은 재료에 대한 환경적 영향을 평가하도록 BOP 스택 상의 임의의 지점에 장착 또는 배치될 수도 있다. 추가로, 모니터링 베셀(156, 158, 160)이 해저 용례에 이용되는 것으로 도시되어 있지만, 그러한 모니터링 베셀은 육상 유정 현장에서의 모니터링 용례에서 또는 땅속에서 이용될 수도 있다. 모니터링 베셀(156, 158, 160)은 BOP 스택 상의 기존의 미사용 출구에 해당하거나, 재료에 대한 환경적 영향을 평가하기 위해 BOP 스택 상에 특별히 추가된 모니터링 베셀에 해당할 수도 있다. 그러한 모니터링 베셀은 예를 들면 생산 라인(162) 등의 BOP 요소들과 일체로 형성될 수 있거나, ROV(150) 등의 ROV에 의해 BOP 스택의 설치 후에 추가될 수도 있다.
액세스 아암(152, 154)을 갖는 ROV(150)는, BOP 스택(100)에서의 환경적 조건에 노출될 때의 시간의 경과에 따른 재료 샘플의 특성이 평가될 수 있도록 그 재료 샘플을 모니터링 베셀(156, 158, 160)에 삽입하도록 그에 접근할 수 있다. 예를 들면, 재료 샘플(155)은 생산 라인(162) 내에 생산 유체가 존재하는 상태에서의 모니터링을 위해 ROV(150)에 의해 모니터링 베셀(160) 내에 배치될 수 있다. 추가로, ROV(150)는 모니터링 베셀(156, 158, 160) 등의 모니터링 베셀을 BOP 스택(100)에 추가하고 그로부터 제거할 수 있다. 모니터링 베셀은 용접, 볼팅 및 자기적 커플링을 비롯한 당업계의 임의의 적절한 수단에 의해 BOP 스택(100)에 부착되고 그로부터 제거될 수 있다. 하지만, 상기한 바와 같이, 모니터링 베셀은 BOP 스택 상의 기존의 요소에 일체적으로 형성된 BOP 스택 상의 기존의 미사용 출구일 수도 있다. 재료 샘플이 적절한 미리 정해진 크기의 시간 동안 환경에 노출되고 난 후에, 그 재료 샘플은 실험실에서의 분석 및 테스트를 위해 회수될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 모니터링 베셀은 ROV에 의해 회수 불가능하여, BOP 장비 상에 또는 내에 장착되어 있을 수 있으며, LMRP 및/또는 하부 스택이 수면으로 회수될 때에 그 샘플이 제거되어 테스트를 위해 보내질 수도 있다.
이하, 도 2b를 참조하면, 도 1의 하부 스택(LS)의 개략적 확대도를 제공하고 있다. 모니터링 베셀(166, 168, 170, 172)이 LS(104) 상의 특정 위치에 배치되지만, 다른 실시예에서는 모니터링 베셀이 LS(104) 상의 다른 위치에 배치될 수도 있다. 모니터링 베셀(166)은 케이싱 쉬어 램 BOP(138)을 통해 생산 라인(162)에 유체적으로 결합되며, 모니터링 베셀(168)은 유정 헤드 연결부(144) 위에서 생산 라인(162)에 유체적으로 결합되며, 모니터링 베셀(170)은 스택 장착 어큐뮬레이터(146)에 유체적으로 결합되며, 모니터링 베셀(172)은 LS 프레임(174)에 결합된다. 예를 들면, 드릴링 머드, 해수, 탄화수소, 석유, 천연가스 및 응축물 등의 드릴링 유체와 생산 유체가 생산 라인(162)을 통해 흐르고 있는 경우, 그러한 유체는 모니터링 베셀(166, 168)을 통과해서도 흐른다. 모니터링 베셀(170) 내의 재료 샘플은 스택 장착 어큐뮬레이터(146)에서의 유압 유체 흐름에 노출될 수 있다. 모니터링 베셀(172) 내의 재료 샘플은 BOP 스택(100)을 둘러싸는 환경으로부터의 해수에 노출될 수 있다.
이하, 도 3을 참조하면, 샘플 테스트를 위한 BOP 출구의 개략적 단면도를 제공하고 있다. BOP 출구(300)는 도 2a 및 도 2b에 도시한 모니터링 베셀(156, 158, 160, 166, 168, 170, 172)과 유사하게 재료에서의 마모를 평가하기 위한 모니터링 베셀로서 기능한다. 몇몇 실시예에서, BOP 출구는 약 3.06인치의 직경을 갖는다. BOP 출구(300)에서, 샘플 구획(204)을 갖는 리테이너(302)가 샘플 재료(306)를 유지한다. 샘플 재료(306)는 탄화수소 회수 작업과 관련한 금속 및 엘라스토머 등의 임의의 재료를 포함할 수 있고, 이들 재료는 탄화수소 회수 환경에 대한 마모 테스트 및 노출을 필요로 한다. 몇몇 실시예에서, 테스트되는 재료 샘플은 예를 들면 BOP 등의 석유 및 가스 시추 장치 부근을 구성하는 재료를 포함한다. BOP 출구(300) 및/또는 샘플 재료(306)는 ROV에 의해 배치될 수 있다. 샘플 재료(306)는 샘플 구획(304)이 유체 라인에 유체적으로 결합되거나, 주변의 유체 환경에 개방될 때에 탄화수소 생산 유체 또는 해수 등의 유체에 노출된다.
샘플 재료(306) 등의 샘플 재료는 일년 또는 반년에 한번씩 등의 약정된 시간표에 따라 회수되어 마모에 대해 테스트될 수 있다. 재료 열화 테스트 등의 실험실 테스트가, 금속 및 엘라스토머 등의 관련 재료 샘플에 대해 수행되어, 특정 환경에서 그 재료의 유효 수명에 대한 정확한 추정을 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 테스트는 BOP 출구 또는 샘플 리테이너 근처에서, 그리고 탄화수소 회수 환경 근처에서 수행될 수도 있다. BOP 출구(300)는 금속 샘플에 이용하도록 캐소드 연결부(308)를 포함한다. 특정 실시예에서, 캐소드 연결부(300) 등의 캐소드 연결부는 금속 샘플에만 이용할 필요가 있고, 엘라스토머 샘플에는 이용할 필요가 없을 것이다.
해저 시스템은 통상 그 환경에 대해 지정된 애노드를 이용하여 캐소드적으로 보호될 수 있다. 애노드는 재료 등급, 표면 준비, 표면적은 물론 몇몇 기타 인자에 기초하여 산업적 사양에 따라 크기가 정해진다. 희생 애노드가 BOP 상의 다양한 위치에 장착되어, 예상 설계 수명에 대해 해저 장비에서의 열화를 제한하도록 연결된다.
이하, 도 4를 참조하면, 모니터링을 위해 샘플 재료를 갖는 스택 가능 리테이너의 개략적 정면도를 제공하고 있다. 모니터링 베셀(400)에서, 스택 가능 리테이너(402, 404, 406, 408)는 이들 스택 가능 리테이너 사이에서 재료 샘플(410)을 층으로 유지한다. 모니터링 베셀(400)은 샘플 재료(410)가 스택 가능 리테이너(402, 404, 406, 408) 사이에서 흐르는 유체에 대해 노출되는 기간 동안 압력과 온도의 모니터링, 전송 및 기록을 위해 온도 센서(412)와 압력 센서(414)를 포함한다. 다른 실시예에서는 보다 많거나 적은 수의 압력 및 온도 센서가 이용될 수 있으며, 이들은 샘플 재료와 관련한 환경에서 압력과 온도 및/또는 유량 등의 기타 파라미터를 측정하기에 적절한 임의의 위치에 배치될 수 있다. 모니터링 베셀(400)에서, 시간의 경과에 따른 샘플 재료(410)에 대한 유체의 영향을 테스트하기 위해 유체가 그 샘플 재료(410)를 통과해 그리그 그 주위에서 흐르게 된다. 샘플 재료(410)들은 모두 동일한 재료이거나 상이한 재료일 수 있다.
이하, 도 5를 참조하면, 모니터링 베셀 내로 샘플 재료의 삽입에 대한 개략도를 제공하고 있다. 모니터링 베셀(500)이 엔드 캡(504, 506)을 갖는 생산 라인 벽(502) 내에 배치된다. 재료 샘플(155)은 엔드 캡(506)은 개방되고 엔드 캡(504)은 폐쇄되어 있는 동안에 ROV(150)에 의해 모니터링 베셀(500) 내에 배치될 수 있다. 재료 샘플(155)이 모니터링 베셀(500) 내에 배치되고 나면, 엔드 캡(506)은 폐쇄되고 엔드 캡(504)은 개방될 수 있다. 이러한 식으로, 재료 샘플(155)이 생산 유체에 노출된다. 엔드 캡(504, 506)은 몇몇 실시예에서 ROV에 의해 개폐될 수 있거나, 무선 또는 유선 연결을 통해 수면 위에서 사용자에 의해 원격으로 제어될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 모니터링 베셀은 ROV에 의해 회수 불가능하여, BOP 장비 상에 또는 내에 장착되어 있을 수 있으며, LMRP 및/또는 하부 스택이 수면으로 회수될 때에 그 샘플이 제거되어 테스트를 위해 보내질 수도 있다.
이하, 도 6을 참조하면, 인장 하에 프리로드된 도 4에 도시한 것과 같은 스택 가능 리테이너에 설치된 샘플 재료의 개략도를 제공하고 있다. 텐션 바아(600)가 재료 샘플(602)에 X1 및 X2 방향 외측으로 인장력을 제공하고 있다. 그러한 인장은 인장 "프리로드(preload)"로서 지칭할 수도 있다. 텐션 바아(600)는 그립(601)에 의해 재료 샘플(602)을 유지한다. 몇몇 환경 조건은 응력 수준을 통제하는 재료의 능력을 감소시키며, 이는 인장 하중 하에서 환경적 응력 부식 및 크래킹을 야기한다. 그러한 열화는 실험실 환경에서 모방하기는 어렵다. 샘플은 다양한 수의 인장 하중으로 프리로드될 수 있고, 손상이 발생하는 경우에, 강도 수준은 장비의 설계 한계 및 피로 수명과 비교해 그 환경에 있는 동안에 재료 강도에서의 감소와 연관지어질 수 있을 수 있다. 그와 같은 재료 샘플이 인장 하에 있는 동안에 시간의 경과에 따른 열화 테스트는 금속 및 엘라스토머 재료 모두에 대해 수행될 수 있다.
단수 형태의 표현은 그 문맥이 명확히 달리 지시하지 않는다면 복수형의 언급도 포함한다.
도면과 명세서에서, 유정 보어 용례에서의 재료에 대한 조건 기반 모니터링을 위한 방법 및 시스템의 실시예에 대해 개시하였으며, 특정 용어들이 이용되고 있지만, 그 용어들을 한정하고자 하는 것이 아니라 설명의 의미에서만 이용된 것이다. 그 방법 및 시스템의 실시예들은 예시된 실시예를 특별히 참조하여 상당히 상세하게 설명하였다. 하지만, 다양한 수정 및 변경이 이상의 명세서에서 기술한 바와 같은 본 개시의 실시예의 사상 및 범위 내에서 이루어질 수 있으며, 그러한 수정 및 변경은 본 개시의 등가물 및 그 일부분으로서 고려되어야 한다는 점은 명백할 것이다.

Claims (22)

  1. 탄화수소 생산 환경에서 재료 마모를 분석하는 방법으로서:
    탄화수소 생산 환경에 근접하여 배치되도록 재료의 샘플(306)을 준비하는 단계;
    상기 재료의 샘플(306)을 위한 배치 위치를 선택하되, 상기 재료의 샘플(306)에 대한 유체 흐름의 영향이 테스트되도록 상기 유체 흐름과 유체 연통하는 배치 위치를 선택하는 단계;
    미리 정해진 크기의 시간 동안 상기 배치 위치에 상기 재료의 샘플(306)을 배치하는 단계;
    상기 재료의 샘플(306)을 상기 유체 흐름에 노출시키는 단계;
    상기 미리 정해진 크기의 시간이 경과한 후에 상기 배치 위치로부터 상기 재료의 샘플(306)을 회수하는 단계; 및
    상기 탄화수소 생산 환경에 의해 야기되는 마모에 대해 상기 재료의 샘플(306)을 분석하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 재료의 샘플(306)이 상기 유체 흐름에 노출되는 경우에 상기 재료의 샘플(306)에 근접하여 온도와 압력을 모니터링하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 재료의 샘플(306)은 금속 재료 및 엘라스토머 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 재료의 샘플(306)을 위한 상기 배치 위치는 폭발 방지기(BOP) 스택(100)에 근접하는 것인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 재료의 샘플(306)을 위한 상기 배치 위치는 BOP 스택(300) 상의 미사용측 출구인 것인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 미리 정해진 크기의 시간은 약 일년인 것인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 유체 흐름은 생산 유체 흐름 및 해수 흐름으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 재료의 샘플(306)을 배치하고 상기 재료의 샘플(306)을 회수하는 단계들은 원격 조종 비클(ROV)(150)을 이용하여 수행되는 것인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 탄화수소 생산 환경에 의해 야기된 마모에 대해 상기 재료의 샘플(306)을 분석하는 단계는 상기 재료의 샘플(306)의 파괴식 테스트인 것인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 재료의 샘플(306)이 금속인 경우에 상기 배치 위치에 캐소드 연결부(308)를 적용하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 재료의 샘플(306)에 인장 프리로드를 인가하고 상기 재료의 샘플(306)이 얼마의 인장 프리로드에서 손상되는 지를 확인하여, 환경적으로 야기된 응력 부식 크래킹으로 인한 강도 감소와 연관지우는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
  12. 탄화수소 생산 환경에서 재료 마모를 분석하기 위한 모니터링 베셀(400)로서:
    상기 탄화수소 생산 환경에 근접하여 배치되도록 재료의 샘플(410)을 유지하도록 작동 가능한 리테이너(402, 404, 406, 408);
    상기 재료의 샘플(410)에 대한 유체 흐름의 영향이 테스트되도록 상기 리테이너(402, 404, 406, 408)를 통한 유체 흐름을 허용하도록 작동 가능한 유체 흐름 채널(411); 및
    상기 리테이너(402, 404, 406, 408) 내에 상기 재료의 샘플(410)의 삽입과 상기 리테이너로부터 상기 재료의 샘플(410)의 제거를 가능하게 하도록 작동 가능한 엔드 캡(end cap)(506)
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 베셀.
  13. 제12항에 있어서, 상기 재료의 샘플(410)이 상기 유체 흐름에 노출되는 경우에 온도와 압력을 감지하도록 온도 센서(412)와 압력 센서(414)를 더 포함하는 것인 모니터링 베셀.
  14. 제12항에 있어서, 상기 재료의 샘플(410)은 금속 재료 및 엘라스토머 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 모니터링 베셀.
  15. 제12항에 있어서, 상기 모니터링 베셀(400)은 BOP 스택(100)에 근접하여 배치되도록 작동 가능한 것인 모니터링 베셀.
  16. 제12항에 있어서, 다른 엔드 캡(504)을 더 포함하며, 두 엔드 캡은 모두 원격으로 개폐되도록 작동 가능한 것을 특징으로 하는 모니터링 베셀.
  17. 제12항에 있어서, 상기 모니터링 베셀(400)은 약 일년 동안 해저에 유지되도록 작동 가능한 것인 모니터링 베셀.
  18. 제12항에 있어서, 상기 유체 흐름은 생산 유체 흐름 및 해수 흐름으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 모니터링 베셀.
  19. 제12항에 있어서, 상기 재료의 샘플(410)은 ROV(150)에 의해 상기 리테이너(402, 404, 406, 408) 내에 배치되고 그로부터 회수될 수 있는 것인 모니터링 베셀.
  20. 제12항에 있어서, 상기 리테이너(402, 404, 406, 408)는 하나보다 많은 재료의 샘플(410)을 유지하도록 작동 가능한 것인 모니터링 베셀.
  21. 제12항에 있어서, 상기 재료의 샘플(410)에 근접하여 캐소드 연결부(308)를 더 포함하는 것인 모니터링 베셀.
  22. 제12항에 있어서, 상기 재료의 샘플(410)에 인장에 의해 프리로드를 인가하도록 텐션 바아(600)를 더 포함하는 것인 모니터링 베셀.
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