Vanninjeksjonspumper for offshore installasjoner Eivind Røte

Transkript

1 Vann Injeksjons oumper for Offshore installasjoner Vanninjeksjonspumper for offshore installasjoner Eivind Røte

2 INNHOLD 1. Vanninjeksjon systemkrav 2. Vannkilder 3. System kjennetegn 4. Tilgjengelige pumpekonsepter 5. Framo HP pump design 6. Injeksjon av produsert vann - Framo erfaringer 7. Oppsummering

3 Vanninjeksjon - systemkrav Prosess / Reservoar behov: 100 m3/h til 8000 m3/h Trykk behov: 100 barg til 600 barg Pumpe kapasitet: 100 m3/h til 2000 m3/h Kraft behov pr pumpe: 1 MW til 27 MW Små og medium størrelse pumper (opp til ca 7 MW) er vanligvis el. motor drevne Store pumper er vanligvis gassturbin drevne.

4 Vannkilder 1. Injeksjon av avluftet sjøvann 2. Injeksjon av rått sjøvann (Fra topside eller subsea ) 3. Injeksjon av Aquifier vann 4. Injeksjon av produsert vann 5. Injeksjon av mikset produsert vann og sjøvann

5 System kjennetegn 1. Injeksjon av avluftet sjøvann Tilførsel fra avluftings-tårn med lavt trykk, booster pumpe nødvendig eller Tilførsel fra avluftings system basert på gass stripping (Minox eller tilsvarende), booster pumpe ikke nødvendig Filtrert vann Akseptabel korrosjons last

6 System kjennetegn 2. Injeksjon av ubehandlet sjøvann Tilførsel fra sjøvanns løfte pumper, booster pumper ikke nødvendig Filtrert vann Høy korrosjons last

7 System kjennetegn 3. Injeksjon av Aquifier vann Tilførsel fra aquifier brønner, booster pumper ikke nødvendig Filtrert vann Høy temperatur Slitasjelast kan være stor pga høyt sandinnhold

8 Systemkjennetegn 4. Injeksjon av produsert vann Tilførsel fra produsert vann degassing tank, booster pumpe nødvendig Ufiltrert vann, sand sykloner kan være installert Høy temperatur Slitasjelast kan være stor pga høyt sandnnhold Avskalling av mineraler i vann (Scaling)

9 Systemkjennetegn 5. Injeksjon av mikset produsert vann og sjøvann Tilførsel fra produsert vann degassing tank og fra sjøvanns løftepumper eller sjøvanns avluftings system Ufiltrert vann, sand sykloner kan være installert Høy temperatur Slitasjelast kan være stor pga høyt sandnnhold Øket risiko for scaling Høy korrosjons last

10 Tilgjengelige pumpe-konsepter Typiske data Fler trinns aksial-delt type; En aksel, 3 til 8 impellere 3000 til 6000 rpm, max 300 barg Barrel in-line En aksel, 3 til 8 impellere 3000 til 6000 rpm, max 450 barg Barrel back to back En aksel, 6 til 12 impellere 3000 til 6000 rpm, max 600 barg Framo HP To akslinger, impellere 2500 rpm / to rpm, max 330 barg

11 Tilgjengelige pumpekonsepter Barrel back to back Barrel in-line Framo HP 12

12 Framo HP Pumpe Hvordan møter Framo markedet med HP pumpen? Begrenser oss til små og medium størrelse pumper med el. motor drift (maks. 7,5 MW) Skal kunne tilby pumper for alle vanninjeksjons medier Skal ligge i front med utvikling av pumper for produsert vann.

13 Framo HP pumpe HP pumpe med integrert girboks og Booster pumpe Inngående hastighet 3000 rpm eller 3600 rpm Min. sugetrykk ca 0,5 barg Kapasitets område: 100 m3/t til 1500 m3/t Trykk område fra 80 barg til 330 barg Maks motorytelse 7500 kw Maks vann temp 100 grader C Levert som vann injeksjons pumpe for; Avluftet sjøvann Ubehandlet sjøvann Aquifier vann Produsert vann Mikset produsert vann og sjøvann El. motordrift er standard, også levert med dampturbin drift

14 HP konseptet Impellere / trinn forbundet i: Serie eller Paralell

15 Pumper integrert på girboks Booster og mekanisk drevet smøreolje pumpe på samme aksel. - gode suge egenskaper - kan eliminere separat booster HP trinn back to back høyt omdreiningstall, men under første kritiske (kort stiv aksel) dynamisk svært robust Kompakt / lett å vedlikeholde Lett å skifte impellere. Skifting av impellere, sliteringer og mekaniske tetninger kan utføres i løpet av ett offshore skift

16 TYPISKE PUMPE ENHETER Data pr. Pumpe: 565 m3/t 205 barg Motor effekt 4800 kw Levert med støyhus over pumpe-enhet enhet (83 dba SPL med hus over pumpe) (77 dba SPL med hus over pumpe og motor)

17 Produsert vann injeksjon Erfaring med Framo HP design

18 Emner Hoved utfordringer ved PWRI (Produced water re-injection) Særtrekk ved Framo HP design Felt erfaring: Slitasje på sliteringer, impellere og pumpehus. volute Scaling i pumpe, tetning og barriere-væske systemet Hva har blitt gjort for å redusere slitasjen? Utførte og planlagte forbedringer

19 PWRI pumping Utfordringer Redusere slitasje på sliteringer, impellere og pumpehus (diffusor); Dette vil føre til; Øket tidsintervall mellom utskifting av deler Redusert vibrasjonsnivå med påfølgende lenger levetid for lager, mekaniske tetninger etc. Modifikasjoner implementert: Wolfram Carbide (WC) belegg på impeller inløp, utløp og sliteflater Sliteringer i massiv WC Modifikasjoner på gang; Impeller i massiv WC Diffusor ring i massiv WC

20 PWRI med høyt sandinnhold Reduserer MTBF (mean time between failure) vesentlig Sliteringsklaring er liten, typisk 0,15 mm Høy slitasje på sliteringer reduserer opplagringsfunksjon Sliteringer kontrollerer vibrasjonsnivå Økende vibrasjon reduserer levetid for komponenter som; - Lagre - Mekaniske tetninger - Girhjul

21 TETNINGS ARRANGEMENT (Dobbel for PWRI) Produced water Dobbel mekanisk tetning med sperrevæske system Barrier fluid Oil mist/lubrication Essensiellt for produsert vann 1 st drain 2 2nd drain

22 Referanser PWRI Pump-type field No of pumps Start-up Year Total running time (approx.) 1) Sand rate / particle size HP150 ETAP BP * (two pumps) aug. 98 Pump 201: hrs Pump 202: hrs mg/l 80%Wt < 45µm (BP info June 01) µm (later BP info) HP150 Siri (three pumps) two in apr.99 one mar. 03 Pump A: hrs Pump B: hrs Pump C: hrs mg/l approx. 20%Wt < 50µm HP150 Yme (one pump) may 99 Approx hrs Unknown composition (Platform de-commissioned 2004) HP150 Balder (two pumps) nov. 99 Accumulated abt hrs. Unknown composition HP150 Jotun A (two pumps) jan. 01 Pump A: hrs Pump B: hrs Typically 100 mg/l, 70% <10µm HP200 Norne (one pump) jan. 01 Aprox hrs Unknown composition HP150 Glitne (one pump) jun. 01 Aprox hrs Unknown composition HP200 Heidrun (one pump) jun. 03 Aprox hrs Unknown composition *TwoTwo PWRI pumps HP200 for BP Ula field Up-grade also delivered ) Numbers as per week 15.07

23 VANN INJEKSJONS PUMPER FRAMO HP - OPPSUMMERING Utprøvd ved over 15 års operasjon i forskjellige applikasjoner Integrert booster pumpe gir stor fleksibilitet Separat booster med tilhørende rør- og kontroll-system kan i mange tilfeller unngås. Samme pumpe kan utføre normal injeksjon og frakturering av brønner (skifte av HP impellere) Kompakt, redusert plassbehov og redusert vekt Erfaring med injeksjon av produsert vann

24 Vanninjeksjonspumper Takk for oppmerksomheten. Spørsmål?