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Questions à prendre en compte lors de l'hivernage des pompes à huile et à essence dans des conditions extrêmes inférieures à zéro

Traitement du pétrole et du gaz dans des environnements à très basses températures

L’exploration et la production de pétrole et de gaz ont lieu dans des régions de plus en plus éloignées du monde et l’attention des entreprises ces derniers temps s’est tournée vers des régions du monde où les glaces sont bloquées une grande partie de l’année. Cela pose de nouveaux défis aux fabricants pour concevoir des équipements capables de fonctionner de manière fiable dans ces environnements hostiles.

Amarinth, une société leader spécialisée dans la conception, l'application et la fabrication de pompes centrifuges et d'équipements associés destinés aux marchés du pétrole et du gaz, de la pétrochimie, de la chimie et de l'industrie, a fourni des pompes dans de tels environnements, mais peu de choses ont été écrites sur l'hivernisation des pompes. de manière fiable à des températures inférieures à zéro.

Dans cet article, Oliver Brigginshaw, directeur général d’Amarinth, passe en revue certaines des leçons tirées du fonctionnement fiable de ses propres pompes dans ces conditions d’essai, en s’appuyant sur l’expérience des pompes fournies au gisement de Prirazlomnoye, situé au sud de Novaya Zemla, dans le nord du pays. Russie.

Hiverisation
En ce qui concerne les équipements de traitement du pétrole et du gaz tels que les pompes industrielles, la préparation au froid consiste à concevoir des équipements de traitement du pétrole et du gaz capables de résister à des températures extrêmement basses. Les pompes préparées pour l'hiver seront spécifiées par l'entrepreneur ou l'utilisateur final dans leur fiche technique destinée aux fournisseurs potentiels, ainsi que l'extrémité (gamme de température). Amarinth a été engagé par de nombreuses sociétés pétrolières et gazières mondiales pour fournir des conseils et concevoir des pompes capables de résister à l'environnement hostile de la glace sub-arctique. L'hivernage des pompes nécessite une sélection minutieuse des matériaux et des revêtements ainsi que la conception des systèmes d'étanchéité, des raccords, des moteurs et des plaques de base.

Inlandsis sous-arctiques
Un de ces sites subarctiques où Amarinth a récemment fourni des pompes pour l'hiver est le gisement de pétrole de Prirazlomnoye situé au sud de Novaya Zemla, dans le nord de la Russie, sur le plateau océanique de Pechora, à une distance de 60 km du rivage. Cette région est soumise à des températures extrêmement basses et à de fortes charges de glace. Il n'y a pas de glace pendant seulement 110 jours par an et la période de froid dure 230 jours. L'épaisseur de la glace peut atteindre 1.7m et la température moyenne annuelle est de -4 ° C avec un minimum de -50 ° C.

Qu'est-ce que l'API dit 610
Il est intéressant de noter que lorsqu’il s’agit de choisir des pompes pour des conditions de températures extrêmement basses, l’acheteur notera simplement sur la fiche technique que les pompes doivent être préparées pour l’hiver, généralement dans la section remarque ou dans la section environnement. Amarinth n’a pas été en mesure de trouver une définition standard de ce que l’hivernisation signifie en réalité dans les relations avec les pompes et ce qu’il faudrait faire pour que l’équipement y parvienne. Par conséquent, Amarinth a développé sa propre liste de considérations pour assurer le fonctionnement fiable de ses pompes dans des conditions subarctiques telles que le champ pétrolifère de Prirazlomnoye, dont certaines sont présentées ci-dessous.

Matériaux
L'acier inoxydable est le choix minimal de matériau pour les températures extrêmement basses car il est beaucoup plus résistant et moins fragile que l'acier au carbone normal à mesure que la température baisse. Cependant, d'autres facteurs tels que le fluide pompé doivent également être pris en compte. Par exemple, l'eau de production est souvent riche en sulfure d'hydrogène (H2S), ce qui corroderait une pompe en acier inoxydable. Le meilleur matériau pour les pompes à eau produites, telles que celles fournies par Amarinth au gisement de Prirazlomnoye, est l’acier inoxydable duplex; les concepteurs doivent donc toujours veiller à équilibrer les exigences de température du site et celles du fluide pompé. un compromis approprié.

Plaques de base
Les plaques de base sont généralement fabriquées en acier à faible teneur en carbone qui convient jusqu'à -25C. Cependant, au-delà de ce point, l'acier inoxydable doit être considéré, car l'acier à faible teneur en carbone commence à souffrir de fragilité. Des tests tels que le test d'impact Charpy doivent être effectués sur le matériau choisi pour s'assurer qu'il convient aux températures rencontrées sur le site.

Accouplements

Dans les régions subarctiques telles que le champ de Prirazlomnoye où les températures minimales peuvent atteindre -50C, les composants des raccords doivent être soigneusement sélectionnés pour une température très basse et il est important que, dans ces conditions extrêmes, les fabricants de coupleurs travaillent en étroite collaboration avec le fabricant de pompes. définir les conditions de fonctionnement. Les variations de l'acier doivent également être prises en compte, par exemple, les boulons d'entraînement peuvent être trempés par induction et adaptés aux applications à plus haute résistance où une résistance aux chocs est également requise.

Les phoques et les systèmes de soutien d'étanchéité
Les systèmes d'étanchéité, en particulier pour les fluides dangereux tels que l'eau de production traitée par les filtres en coquille du champ de Prirazlomnoye, doivent être soigneusement étudiés avec des garanties intégrées dans la conception permettant le stockage et le fonctionnement des systèmes lorsque les conditions sont aussi basses que -50C .

Les matériaux à basse température et les élastomères doivent être choisis, tels que les vessies en nitrile à basse température pour accumulateurs. Les matériaux en acier inoxydable sont plus résistants aux basses températures et sont généralement recommandés pour remplacer les composants en acier au carbone dans les systèmes de support de joint. Pour les tâches froides, les systèmes peuvent également être chauffés ou calorifugés.

Finitions
Pour des températures aussi basses que -50C, des finitions de peinture spécialisées peuvent être nécessaires, telles qu'un revêtement anti-abrasion en époxy à deux composants qui aurait une faible adhérence sur la glace et une faible résistance au frottement. L'épaisseur de film typique pour les températures extrêmement basses serait de l'ordre de 400-500 microns.

Moteurs et variateurs
Les constructeurs automobiles sont généralement en mesure de certifier leurs équipements jusqu'à -55C et ils continuent d'utiliser et de garantir leurs logements en fonte grise à cette température. Toutefois, l'acier de l'arbre sera allié et traité thermiquement pour les températures froides et des joints d'étanchéité spéciaux pour graisse et arbres seront utilisés. Il va sans dire que les ventilateurs doivent être en acier, en laiton ou en aluminium, et certainement pas en plastique.

Instrumentation

Bien que les écrans LCD puissent fonctionner à des températures allant jusqu'à -20C, toute instrumentation est mieux montée dans des enceintes à environnement chauffé. Les jauges remplies d'huile de silicium fonctionneront à des températures beaucoup plus basses que les jauges normales. Les réservoirs et les tuyauteries doivent être calorifugés ou dotés de thermoplongeurs pour maintenir la température de la barrière.

Transport, le stockage et l'installation
Diverses procédures de stockage et de préservation sont recommandées pour garantir l'intégrité de l'équipement entre l'expédition, le stockage et l'installation / la mise en service. Le fabricant de la pompe doit travailler en étroite collaboration avec l'entrepreneur et / ou l'utilisateur final pour s'assurer que les procédures de stockage et d'installation sont détaillées afin d'éviter d'endommager les pompes avant leur utilisation.

Autres considérations
Outre les considérations relatives à la conception en vue de l'hivernage, dans des régions telles que la Russie où de telles pompes sont fréquemment utilisées, l'accès, les passeports, la langue, la documentation (GOST-R ou GOST-K) posent d'autres problèmes. Relever ces défis supplémentaires est également crucial pour le succès global de tout projet et ne doit pas être sous-estimé lors du choix d'un fabricant de pompes, car les coûts pour cela seul peuvent être considérables.

Plus d'information
Les points ci-dessus ne sont nullement exhaustifs, mais illustrent certaines des considérations de conception pour le fonctionnement de pompes dans des environnements à très basses températures. De plus amples détails techniques sont disponibles sur le site Web d’Amarinth dans son Bulletin technique sur la Winterisation. Cependant, comme API 610 ne définit pas l’hivernisation, Amarinth recommande également de fournir aux concepteurs de pompes autant d’informations que possible sur l’environnement d’exploitation, afin d’assurer un fonctionnement fiable, plutôt que de se fier simplement à la fiche technique indiquant que l’hivernisation est nécessaire.

Steve Buckley
Directeur Marketing
Amarinth limitée
Bentwaters Parc
Rendlesham
Woodbridge IP12 2TW
Royaume-Uni

Tel: + 44 (0) 1394 462122
Mobile: + 44 (0) 7971 506 994
[EMAIL PROTECTED]

Amarinth peut également être atteint sur son site Internet: www.amarinth.com.

Amarinth Ltd

Amarinth est une société leader mondial spécialisé dans la fabrication de pompes centrifuges et de l'équipement associé à l'exploration offshore et onshore de pétrole et de gaz, l'industrie de production et de raffinage, de la pétrochimie, les marchés de produits chimiques et industriels

Signature: Adhésion Gold

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