Hijsoperaties bij offshore ontmanteling: gewicht, doorsnijden en loskomen
Bij het verwijderen van constructies is er bij aanvang minder zekerheid dan bij installatie: een oude gewichtsregistratie, een verouderde constructie en een last die tijdens het lossnijden van de constructie op de kraan wordt overgedragen. Wat de normen vereisen, wat de berekeningen laten zien en waar een compensator of schokdemper helpt.
- De inventarisatie van OSPAR uit 2023 vermeldt 1,948 olie- en gasinstallaties in het noordoostelijke deel van de Atlantische Oceaan, waarvan 1,144 onderzeese constructies: 1,385 in bedrijf, 277 buiten bedrijf gesteld of in ontmanteling en 171 ontmanteld. Alleen al in Britse wateren zullen naar verwachting 173 installaties tussen 2026 en 2031 de productie beëindigen.
- Het gewicht bij verwijdering is minder zeker dan bij installatie. Onzekerheidsfactoren lopen uiteen van 1.0 of 1.03 voor een object dat binnen ±3 % is gewogen, tot tussen 1.05 en 1.2 voor een schatting, afhankelijk van het document en hoe het gewicht is vastgesteld.
- Het loskomen moet afzonderlijk worden gecontroleerd. Als de laatste ondersteuning het begeeft terwijl de kraan slechts een deel van het gewicht draagt, komt de rest in één keer op de haak en schiet de belasting in het hijsgerei door: zonder demping mogelijk met nog eens hetzelfde bedrag. Een last die nog op de snijvlakken rust, blijft daar totdat de kraan hem optilt.
- Een compensator of schokdemper verandert de dynamica, niet het gewicht. Hij dempt de schokbelasting bij het loskomen en het neerzetten op een bak, en een schokdemper begrenst een plotselinge belastingoverdracht die niet kan worden voorkomen, zolang er slag beschikbaar is. Het statische gewicht en de hijspunten moeten nog steeds worden aangetoond.
Bij installatie wordt een nieuwe constructie gehesen met een gewogen of berekend gewicht, daarvoor ontworpen hijspunten en een geplande volgorde. Bij verwijdering is de uitgangssituatie wat tientallen jaren gebruik hebben achtergelaten: aanpassingen, aangroei, ingesloten water en corrosie, mogelijk met onvolledige documentatie. Vervolgens moet de last worden losgesneden en gaat de belasting van de constructie over op de kraan.
Waarom een hijsoperatie bij verwijdering moeilijker is dan bij installatie
| Kenmerk | Installatie | Verwijdering |
|---|---|---|
| Gewicht | Gewogen of berekend op basis van fabricagedocumentatie | Documentatie plus tientallen jaren aan aanpassingen, aangroei, ingesloten water en afzettingen |
| Constructie | Nieuw, gecontroleerd voor het belastingsgeval bij installatie | Verouderd, met te onderzoeken corrosie en vermoeiing; onderdelen en verbindingen gecontroleerd voor het belastingpad bij verwijdering |
| Hijspunten | Ontworpen en geverifieerd voor de hijsoperatie | Opnieuw beoordeeld, of nieuwe hijspunten ontworpen en aangelast |
| Documentatie | Actuele ontwerp- en hijsdocumentatie | Verzameld en gecontroleerd; hiaten aangevuld met inspectie en analyse |
| Volgorde | De zeetransportbevestiging wordt op de bak doorgesneden en de last wordt van zijn ondersteuningen getild | De last wordt losgesneden uit de constructie waarin hij stond, vaak terwijl de kraan al een deel draagt |
De omvang van ontmanteling
De inventarisatie van OSPAR uit 2023 voor het noordoostelijke deel van de Atlantische Oceaan telt 1,948 olie- en gasinstallaties, waarvan 1,144 onderzeese constructies. Daarvan waren er 1,385 in bedrijf, 277 buiten bedrijf gesteld of in ontmanteling, 171 ontmanteld en 10 ter plaatse achtergelaten op grond van uitzonderingen op de OSPAR-regel voor volledige verwijdering.
In het Verenigd Koninkrijk raamt de North Sea Transition Authority in haar update van augustus 2026 de kosten van het resterende programma op £43.4 miljard (prijzen van 2025), waarvan ongeveer £21 miljard tot en met 2032. Zij verwacht dat 173 installaties tussen 2026 en 2031 de productie beëindigen en telde 10 verwijderde bovenbouwen en 8 onderconstructies in 2025. Haar kengetallen laten zien dat de kosten voor het verwijderen van grote jackets en bovenbouwen van meer dan 3,000 t stijgen door de wereldwijde vraag naar zware hijsschepen. Voor het Noorse continentaal plat bestrijkt de prognose van Offshore Norge van februari 2026 31 installaties waarvoor ontmanteling is gepland van 2025 tot 2034, waarvan er 21 in die periode volgens planning de productie beëindigen, en ongeveer 190,500 t aan bovenbouwen en 107,500 t aan jackets die moeten worden verwijderd.
Bovenbouwen worden op een van drie manieren verwijderd, of met een combinatie daarvan: in kleine delen, offshore in stukken gesneden en in containers afgevoerd; omgekeerde installatie, module voor module met een zwaar hijsschip; of met één hijs van de volledige bovenbouw. Het grootste schip voor een enkele hijs neemt bovenbouwen tot 60,000 t mee. Elke methode omvat eigen hijsoperaties, elk met een eigen gewicht, snijvolgorde en belastingoverdracht.
Het gewicht: wat de normen vereisen
Een hijsoperatie wordt ontworpen op basis van een gewicht vermenigvuldigd met een onzekerheidsfactor die toeneemt naarmate de onzekerheid groter is. De gepubliceerde factoren hangen af van hoe het gewicht is vastgesteld:
| Hoe het gewicht is vastgesteld | Onzekerheidsfactor | Bron |
|---|---|---|
| Gewogen, gedocumenteerde tolerantie binnen ±3 % | maximaal 1.03 | DNV-OS-H102 (2012), Sec.3 C103 |
| Geschat, niet gewogen | minimaal 1.1 | DNV-OS-H102 (2012), Sec.3 C106 |
| Definitief gewogen gewicht | minimaal 1.03 | GL Noble Denton 0027/ND (Rev 9, 2010), 5.2 |
| Schatting, gewichtbeheersingsklasse A volgens ISO 19901-5 | minimaal 1.05 | GL Noble Denton 0027/ND, 5.2 |
| Schatting, klasse B of C | minimaal 1.10 | GL Noble Denton 0027/ND, 5.2 |
| Verwijdering: van gewogen binnen ±3 % tot materieel zonder gedocumenteerd installatiegewicht, of op basis van inspecties geschatte aangroei | minimumwaarden van 1.0 tot 1.2 | DNV-RP-H102 (2004), Tabel 2-3 |
DNV-ST-N001 verving deze documenten in 2016 (huidige editie december 2023, hijswerk in hoofdstuk 16), en DNV-RP-N102 verving de richtlijn voor verwijdering. Het project gebruikt de factoren uit de contractueel vastgelegde editie; de oudere documenten laten zien hoe de factor afhangt van de onderbouwing.
Voor verwijdering noemt de DNV-richtlijn wat er tijdens het gebruik bij komt: aanpassingen aan apparatuur en constructie, nieuwe leidingen en kabels, betonvullingen, volgelopen onderdelen en tankresten. Aangroei wordt op basis van inspecties bepaald en als permanente belasting behandeld. De richtlijn beveelt wegen aan waar dat mogelijk is en waarschuwt dat conservatieve factoren alleen vaak niet volstaan: de hijsoperatie wordt ook gecontroleerd voor uiterste posities van het zwaartepunt, het laagst mogelijke gewicht en het hoogst haalbare drijfvermogen. Water dat in een onderzeese constructie opgesloten zit, kan de haakbelasting aanzienlijk verhogen wanneer die uit het water komt; de constructie vooraf perforeren is een mogelijke oplossing. Bij een constructie zonder skirt die van een kleibodem wordt getild, is voor het losbreken een extra kracht nodig van ten minste het onderwatergewicht; zie berging van onderzeese constructies.
Gepubliceerde afrondingsrapporten laten zien dat de gewichten van bovenbouwen goed overeenkwamen met de verwachtingen, maar dat veel minder aangroei de werf bereikte dan geschat. Een bovenbouw van 23,500 t die in 2017 in één hijs werd verwijderd, kwam uit binnen 0.25 % van het tijdens de hijs geregistreerde gewicht en ongeveer 600 t (minder dan 3 %) onder de schatting in het ontmantelingsprogramma. Op drie grote jackets in de Noordzee werd de aangroei geschat op 6 tot 10 % van het jacketgewicht, maar op de werf komt veel minder aan: tijdens het snijden en hijsen valt aangroei af en onderweg droogt zij uit. Baseer de hijsoperatie op de schatting, niet op wat de kade bereikt.
Lossnijden: het loskomen
De DNV-richtlijn voor verwijdering verlangt dat vóór de hijsoperatie wordt geverifieerd dat alle sneden volledig zijn, soms met twee onafhankelijke methoden, en dat een constructie die na volledig doorsnijden mogelijk instabiel is, deels ondoorgesneden blijft of wordt gezekerd. De hijsnorm, geschreven voor het doorsnijden van zeetransportbevestigingen vóór het optillen, vereist dat na het snijden geen verticale belemmering overblijft en dat de kraanmachinist actuele lastmetingen krijgt om de hijs te stoppen als er nog iets vastzit. De verwijderingsrichtlijn vereist ook dat de kraanlast met een nauwkeurigheid beter dan ±5 % wordt bewaakt en dat er een noodprocedure is voor een overbelastingsmeting. Een van de gevallen die in een verwijderingsanalyse worden beschouwd, is een willekeurige reactiekracht door een onvolledige snede.
De dynamica hangt af van hoe de laatste ondersteuning het begeeft (Figuur 1). Als de laatste snede wordt gemaakt terwijl de kraan is aangekoppeld, is de kraan voorgespannen en dragen de ondersteuningen de rest van het gewicht. Als die ondersteuning dan plotseling wegvalt (bij een hangend of uitkragend onderdeel, een verbinding onder trek of een snijvlak waarvan de last kan glijden of vallen), komt de rest van de last plotseling op de haak en schiet de belasting in het hijsgerei door boven de nieuwe statische belasting, zonder demping mogelijk met nog eens hetzelfde bedrag.
In een eenvoudig model met 5 % demping draagt een kraan die is voorgespannen op 90 % van het werkelijke gewicht, bijvoorbeeld op een schatting die 10 % te laag was, kortstondig ongeveer 109 %; bij voorspanning op 70 % ongeveer 126 % (Figuur 2). Een last die op zijn snijvlakken rust, valt niet: hij blijft daar totdat de kraan hem optilt, en de belastingoverdracht wordt het hieronder beschreven loskomen. Een schokdemper in de hijslijn beweegt in plaats daarvan binnen zijn slagbereik terwijl de kracht rond de ingestelde waarde blijft, mits de instelling boven het hoogste aannemelijke gewicht ligt en de eenheid nog slag beschikbaar heeft.
Waar de laatste snede onder belasting wordt gemaakt, wordt de voorspanning zo dicht bij het werkelijke gewicht gebracht als de beschikbare gegevens toelaten, maar niet boven het laagst aannemelijke gewicht. Anders springt de last omhoog wanneer de snede voltooid is; de piek bij het loskomen hoort bij de controle van kraan en hijsgerei. Veel constructies worden echter vooraf losgesneden, terwijl het eigen gewicht, de wrijving op de snijvlakken en tijdelijke zekeringen de last op zijn plaats houden. Het loskomen vindt dan bij het optillen plaats. Zo werkte een enkele hijs in 2017: de poten waren al maanden eerder doorgesneden. Het schip nam gedurende ongeveer 1.5 uur ontballasten bijna het hele gewicht van de bovenbouw van 23,500 t over en kwam daarna met een snelle hijs van 15 seconden 1.5 m vrij boven de doorgesneden poten. Hetzelfde principe geldt voor een snelle hijs: neem de last op vóór het loskomen en creëer daarna snel vrije ruimte.
Optillen van een constructie, neerzetten op een bak
Een kraanschip dat vanaf een vast platform of vanaf een bak hijst, tilt een last op van een constructie die anders beweegt dan zijn kraantip. DNV-RP-N103 behandelt dat loskomen als een schokbelasting: de snelheid op het moment van plotseling belasten is de hijssnelheid plus de relatieve verticale snelheid tussen het object en de kraantip; de piekkracht neemt toe met de vierkantswortel van de stijfheid van het hijssysteem. Na het loskomen kan de last opnieuw het dek van de bak raken wanneer de bak heave ondergaat, of het platform wanneer de kraantip daalt. Bij het neerzetten op een bak kan het dek omhoog bewegen tegen de last; de contactsnelheid is dan de daalsnelheid plus de opwaartse snelheid van het dek. Ons artikel over overlaadhijsen behandelt beide situaties.
Waar een compensator of schokdemper helpt
| Behoefte | Eenheid |
|---|---|
| Een plotselinge belastingoverdracht of ruk begrenzen die niet kan worden uitgesloten | POLARIS (75 tot 4,000 t): een schokdemper die tijdens zijn slag de kracht dicht bij de klepinstelling houdt en zich voor de volgende hijs opnieuw instelt |
| De schokbelasting bij het optillen en het neerzetten op een bak dempen | RIGEL (55 tot 1,000 t) of CYGNUS (12.5 tot 10,000 t): een passieve gasveer in de hijslijn, op het dek gevuld voor het gewicht van de hijslast |
| De last na het loskomen snel vrij krijgen van de constructie of bak | ANTARES (30 tot 4,000 t): adaptief-passief, met een snelle hijs waarbij de eenheid inschuift om de last vrij te trekken |
| Een onderzeese constructie uit de zeebodem trekken | Een passieve eenheid in de hijslijn vangt de heave van het schip op met zijn slag, zodat de lier een langzame, gelijkmatige trekkracht levert; zie berging van onderzeese constructies |
Geen van deze eenheden verandert het statische gewicht, bewijst de geschiktheid van een hijspunt of voltooit een snede. Ze worden gedimensioneerd op basis van een model van de hijsoperatie zodra de gewichtsgrondslag en het belastingpad vaststaan. CONSTELLATION modelleert het loskomen, het optillen en het neerzetten met en zonder de eenheid en rapporteert de piekbelastingen, de gebruikte slag en de vrije ruimte.
Bronnen en aannames
- Aantal installaties: OSPAR Inventory of Offshore Installations 2023 (open dataset), geteld naar status. De webpagina van OSPAR en het overzicht uit 2025 geven andere totalen voor andere peildata en afbakeningen.
- Cijfers voor het VK: North Sea Transition Authority, UKCS Decommissioning Cost and Performance Update 2026 (augustus 2026). Noorse cijfers: ontmantelingsprognose van Offshore Norge, februari 2026, afgelezen uit de presentatie.
- Verwijderingsmethoden: het Amerikaanse Bureau of Safety and Environmental Enforcement, Britse ontmantelingsprogramma’s en Noorse autoriteiten beschrijven dezelfde drie methoden. De capaciteit van 60,000 t voor een enkele hijs is het cijfer van de scheepsexploitant.
- Gewichtsfactoren: DNV-OS-H102 (januari 2012), GL Noble Denton 0027/ND Rev 9 (2010), DNV-RP-H102 (april 2004), allemaal vervangen; DNV-ST-N001 (december 2023) en DNV-RP-N102 (2019, gewijzigd in 2021) zijn actueel. Richtlijnen voor verwijdering met betrekking tot gewicht, ingesloten water, snijden, monitoring en bodem: DNV-RP-H102; snijden vóór het optillen: DNV-OS-H205 (april 2014); schokbelasting en losbreken uit de bodem: DNV-RP-H103 (april 2011) 4.7.5 en 6.4.2, nu DNV-RP-N103.
- Cijfers uit afrondingsrapporten: Britse ontmantelingsrapporten gepubliceerd op GOV.UK (vanaf 2019) en een sectorstudie uit 2011 over aangroei op jackets in de Noordzee.
- Figuur 1 is een schema, niet op schaal. Figuur 2 is een model met één vrijheidsgraad: een module aan hijsgerei en kraan met een eigenperiode van 1 s en 5 % demping, waarbij de laatste ondersteuning ineens wordt verwijderd en de kraantip stil blijft. Zonder demping is de doorschietende belasting gelijk aan de overgedragen belasting; bij 5 % demping is zij 0.85 maal zo groot. De pieken zijn onafhankelijk van de periode; de timing en de slag van de demper zijn dat niet. De demper is ideaal: stijf onder zijn instelling, precies op de ingestelde kracht tijdens zijn slag (hier ongeveer 0.08 m, ongeveer 0.3 m bij een periode van 2 s) en vergrendeld wanneer de module stopt. De instelling is gebaseerd op het werkelijke gewicht; bij een echte hijs moet zij boven het hoogste aannemelijke gewicht liggen. Bij een echte eenheid stijgt de kracht tijdens het openen van de klep iets boven de instelling: in het geval van een plotseling doorschietende funderingspaal op onze POLARIS-pagina piekte de belasting onder de eenheid op ongeveer 19.3 MN bij een instelling van 18.0 MN. Een werkelijke belastingoverdracht hangt af van de snijvolgorde, of de last überhaupt kan vallen, de flexibiliteit van de constructie zelf, de wrijving op de snijvlakken en de scheepsbeweging, en wordt per geval gemodelleerd.
Veelgestelde vragen
Waarom zijn hijsoperaties bij ontmanteling riskanter dan bij installatie?
Na tientallen jaren met aanpassingen, aangroei en ingesloten water is het gewicht minder zeker; de constructie en haar hijspunten zijn verouderd; en tijdens het lossnijden gaat de belasting van de constructie over op de kraan. Als een ondersteuning ineens wegvalt, kan de belasting boven de statische waarde doorschieten.
Welke onzekerheidsfactor voor het gewicht geldt bij een verwijderingshijs?
Dat hangt af van hoe het gewicht is vastgesteld en welk document voor het project geldt. DNV-OS-H102 (2012) stelde maximaal 1.03 voor een object dat binnen ±3 % was gewogen en minimaal 1.1 voor een schatting; de DNV-richtlijn voor verwijdering uit 2004 stelde minimumwaarden van 1.0 tot 1.2. De huidige DNV-ST-N001 en DNV-RP-N102 hebben beide vervangen.
Hoe wordt het gewicht vóór een verwijderingshijs geverifieerd?
Waar mogelijk door te wegen, en anders op basis van bouw- en installatiedocumentatie plus de gegevens van de exploitant over aanpassingen, aangevuld met inspecties voor aangroei. De hijsoperatie wordt ook gecontroleerd voor uiterste posities van het zwaartepunt, het laagst mogelijke gewicht en het hoogst haalbare drijfvermogen.
Wat gebeurt er met de haakbelasting wanneer de laatste snede voltooid is?
Als de laatste ondersteuning ineens wegvalt, komt het deel van het gewicht dat zij nog droeg op de haak en schiet de belasting in het hijsgerei door: zonder demping mogelijk met nog eens hetzelfde bedrag. In een eenvoudig model met één vrijheidsgraad en 5 % demping draagt een kraan die is voorgespannen op 90 % van het werkelijke gewicht kortstondig ongeveer 109 %; bij voorspanning op 70 % ongeveer 126 %. Een last die nog op zijn snijvlakken rust, blijft daar totdat de kraan hem optilt. Wordt de snede onder belasting gemaakt, dan wordt de voorspanning eerst dicht bij het werkelijke gewicht gebracht.
Wat voegen heave-compensatoren en schokdempers toe bij ontmanteling?
Een schokdemper begrenst een plotselinge belastingoverdracht of ruk rond zijn instelling, zolang er slag beschikbaar is; een passieve compensator dempt de schokbelasting bij het optillen en het neerzetten op een bak; een snelle hijs brengt de last na het loskomen snel vrij. Geen van deze oplossingen verandert het statische gewicht of bewijst de geschiktheid van een hijspunt.
Kunnen de oorspronkelijke hijspunten opnieuw worden gebruikt voor verwijdering?
Alleen als hun toestand en capaciteit voor het belastingsgeval bij verwijdering zijn geverifieerd. Anders worden nieuwe hijspunten ontworpen en aangelast of wordt een ander belastingpad gekozen.
Plant u hijsoperaties voor een ontmantelingscampagne?
Stuur ons:
- de documentatie van de installatie, inspectieresultaten en de grondslag voor gewicht en zwaartepunt
- de hijspunten en de constructieve beoordeling
- de snij- en loskomvolgorde, de kraan en het hijsgerei, en het schip of de bak
We modelleren het loskomen, het optillen en het neerzetten in CONSTELLATION en adviseren een compensator of schokdemper als de hijsoperatie er een nodig heeft.
Stuur uw hijssituatie →
