Multiphase Pumping: Achievements and Perspectives

Abstract

Résumé -Pompage polyphasique : réalisations et perpectives -Le pompage polyphasique est maintenant largement accepté par l'industrie pétrolière. Le présent article décrit les performances actuelles de la technique de pompage hélico-axiale inventée et développée par l'Institut français du pétrole (IFP). La taille des pompes installées a considérablement augmenté à mesure que l'accumulation de l'expérience obtenue sur les champs, à terre ou offshore, donnait confiance aux exploitants. Une seule pompe peut désormais développer une puissance de 6 MW et les pompes hélico-axiales sont actuellement les plus grosses pompes polyphasiques construites dans le monde. Des travaux de recherche sont toujours effectués par l'IFP pour améliorer les performances des pompes hélico-axiales ainsi que pour développer de nouvelles applications des turbo-machines hélico-axiales : ré-injection des gaz acides en solution, compresseurs de gaz humides, turbines polyphasiques. L'article décrit les principaux axes de travail et les méthodologies utilisées pour ces développements. Les techniques expérimentales et numériques les plus avancées sont utilisées à cet effet : anémométrie Doppler laser du coté expérimental, simulations d'écoulements diphasiques et optimisation des formes par réseau de neurones et algorithme génétique du côté conception et calcul des cellules hydrauliques.Mots-clés : production polyphasique, pompage polyphasique, pompe hélico-axiale, réinjection des gaz acides, turbine polyphasique, compresseur de gaz humide, visualisation d'écoulement, anémométrie Doppler laser, simulation en mécanique des fluides, simulation d'écoulements diphasiques, optimisation des formes. Abstract -Multiphase Pumping: Achievements and Perspectives -Multiphase pumping receive now a widespread acceptance of the oil industry. The paper describes the state of the art performance of the helico-axial technology invented and developed by the Institut français du pétrole (IFP).

Experimental Investigation on Transient Pressure Characteristics in a Helico-Axial Multiphase Pump

“…In the test, the air is seen as ideal gas which obeys the ideal gas state equation, so the Hg can be transformed into Equation (10).…”

“…The helico-axial pump has advantages in the flexibility of flowrate and the inclusiveness of the sand or solid in the flow compared to positive displacement pumps. Falcimaigne et al [10] has discussed the achievements and perspectives of helico-axial technology of IFP (Institute of Petrole France) in Priobskoye and Topacio fields. Some other applications of helico-axial pump such as core component in multiphase transportation systems have also been reported [11][12][13][14].…”

Experimental and numerical investigation of an air pocket immersed and immobilized in a horizontal water duct flow

“…the development of pipelines and multiphase pumps used in the chemical and petroleum industry (Falcimaigne et al, 2002;Henriot et al, 2002), the air injection in turbomachines in order to diminish the effect of cavitation near the walls (Arndt et al, 1995) or the design of drainage systems (Aimable and Zech, 2003;Minato and Nakajima, 2004). This type of two-phase flows is also encountered in environmental application as described by Benjamin (1968).…”

Analysis of flow and phase interaction characteristics in a gas-liquid two-phase pump

“…With the technological development and the demand for gas-liquid two-phase transport in industry, the gas-liquid multiphase pump is widely used in petroleum, chemical engineering, nuclear industries, etc. [1][2][3][4]. The gas-liquid multiphase pump usually accompanied more complex internal flow phenomena than the single-phase pump because of its two-phase transport process including the polymerization and the division of bubbles, and the intermixing and the separation among mediums.…”