FR2730767A1 - Procede et dispositif de regulation d'un ensemble de pompage polyphasique - Google Patents
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Abstract
- L'invention concerne un procédé et un dispositif de régulation d'un ensemble de pompage polyphasique qui comprend notamment au moins une pompe polyphasique (1), un dispositif (6) pour déterminer un paramètre représentatif d'une instabilité hydraulique de fonctionnement de la pompe polyphasique (1) et au moins un ensemble de traitement (8) programmé permettant de mémoriser au moins le paramètre déterminé et des valeurs de paramètres initiaux, et de calculer la nouvelle valeur de la vitesse de ladite pompe polyphasique pour ramener le point de fonctionnement de la pompe dans son domaine de fonctionnement.
Description
La présente invention concerne une méthode et un dispositif pour réguler
un ensemble de pompage permettant le transfert d'un fluide
polyphasique d'une source vers un lieu de destination.
Elle trouve particulièrement son application dans le domaine de la production pétrolière o les fluides sont des effluents provenant de puits forés
comportant au moins une phase gazeuse et au moins une phase liquide.
Le transfert de ces effluents d'un puits ou d'un ensemble de puits vers un lieu de traitement est effectué à l'aide d'un ensemble de pompage
comprenant au moins une pompe polyphasique.
Cette pompe a pour fonction essentielle de donner aux fluides, admis à son entrée avec une certaine pression d'admission ou pression d'aspiration, une énergie suffisante pour assurer leur transfert en compensant les pertes de charge qu'ils peuvent subir tout le long du transfert, en aval et en amont de la
pompe.
Dans le présent texte, les termes d'amont et d'aval se rapportent à la pompe en considérant le sens d'écoulement des effluents et le terme débit
désigne généralement le débit volumétrique.
En cours de production, ces puits peuvent avoir un comportement instable, à fonctionnement cyclique qui se caractérise par une alternance de période active et de période inactive de production. Un tel fonctionnement cyclique engendre des variations notamment dans le débit de production, qui
peuvent apparaître pour un puits activé, ou encore pour un puits en fin de vie.
Les variations du comportement des puits précités ou l'arrêt d'un puits lorsqu'un ensemble de puits est connecté à la pompe, peuvent provoquer des instabilités dans le fonctionnement de la pompe, comme une désadaptation hydraulique de cette dernière qui peut conduire à sa détérioration voir à sa destruction. Dans le cas du pompage de fluides polyphasiques constitués d'une phase liquide et d'une phase gazeuse au moins, l'un des problèmes est de connaître de manière précise le débit de liquide et le débit de gaz en amont de la pompe et l'application de la méthode précitée pour les compresseurs basée sur une mesure de débit en amont du dispositif ne peut s'appliquer simplement pour
combattre le phénomène de désadaptation d'une pompe polyphasique.
Les régulations connues de l'art antérieur pour des pompes polyphasiques sont dans la plupart des cas des régulations de type "tout ou rien" qui consistent à arrêter la pompe polyphasique lorsqu'une instabilité est détectée. Néanmoins si de telles régulations s'avèrent efficaces, elles entraînent des inconvénients. En effet, les arrêts intempestifs de la pompe conduisent à une réduction de son taux de disponibilité, d'o une perte de production. De plus de tels arrêts nécessitent ensuite des opérations de redémarrage du groupe de pompage et éventuellement des puits pouvant être délicates. Il est aussi connu de l'art antérieur, notamment de la demande de brevet français FR 2.685.737 du demandeur, une méthode et un dispositif permettant de réguler la vitesse d'une pompe destinée au pompage de fluides
polyphasiques en fonction d'un ou plusieurs paramètres.
La demande FR 2.685.737 enseigne de réguler la vitesse d'une pompe polyphasique de façon à adapter le débit de la pompe à une variation pouvant se produire en amont et/ou en aval de la pompe, en effectuant une
combinaison de plusieurs paramètres.
Néanmoins, aucun de ces documents n'enseignent la manière de réguler une pompe polyphasique pour éviter les phénomènes de désadaptation ou d'instabilités hydrauliques pouvant conduire à son endommagement. Il est rappelé qu'une pompe destinée à la production de fluides polyphasiques est caractérisée par un réseau de courbes hydrauliques. Ce réseau de courbes hydrauliques doit être adapté aux conditions de production et à leurs évolutions dans le temps du puits ou des puits reliés au groupe de pompage ainsi qu'aux "conditions de l'environnement aval". Par l'expression "conditions d'environnement aval" on entend par exemple les pertes de charge survenant dans le circuit résistant situé en aval de la pompe comprenant les conduites de transfert et tous les équipements associés
généralement utilisés dans le cadre de la production pétrolière.
A partir de ce réseau de courbes hydrauliques de la pompe, il est déterminé un domaine de fonctionnement défini d'une part par des limites propres au groupe de pompage comme par exemple la limite de désadaptation hydraulique, et d'autre part des conditions de production comme le débit escompté par le producteur et les caractéristiques du circuit résistant situé en
aval de la pompe.
Dans son domaine de fonctionnement, la pompe a un fonctionnement correct, c'est-à-dire qu'elle a un comportement mécanique et hydraulique satisfaisant et elle communique à l'effluent une énergie de compression
suffisante pour assurer son transfert d'un endroit à un autre.
La présente invention consiste donc à pallier les inconvénients précités, notamment en régulant le fonctionnement d'un ensemble de pompage polyphasique comprenant au moins une pompe polyphasique, en agissant sur
la vitesse de la pompe pour la ramener dans son domaine de fonctionnement.
Avantageusement, l'invention trouve son application pour gérer et contrôler les instabilités hydrauliques provenant d'une variation inattendue du débit du puits de production, pouvant provoquer un risque
d'endommagement pour la pompe polyphasique.
Elle trouve son application dans tout domaine o les dispositifs de pompage ont des structures similaires à celles précitées, pouvant conduire à l'apparition de phénomènes destructeurs, par exemple pour des dispositifs adaptés au pompage de fluides ayant des faciès sensiblement identiques à ceux
des écoulements polyphasiques.
Elle peut aussi être appliquée comme méthode de régulation venant en complément à un dispositif d'amortissement des variations de composition d'un écoulement polyphasique, des variations du taux de vide ou des
variations du GLR (Gaz Liquid Ratio).
La présente invention concerne une méthode permettant de réguler un ensemble de pompage utilisé pour communiquer de l'énergie à un effluent polyphasique constitué d'au moins une phase gazeuse et d'au moins une phase liquide, l'ensemble de pompage étant positionné entre une source d'effluents et un lieu de destination et comportant au moins une pompe
polyphasique ayant un domaine de fonctionnement.
Elle se caractérise en ce que l'on détermine au moins un paramètre représentatif d'un phénomène d'instabilité de fonctionnement de la pompe polyphasique et on agit sur la vitesse de rotation de ladite pompe polyphasique de façon à ramener la pompe dans son domaine de fonctionnement jusqu'à
faire disparaître les instabilités.
Le phénomène d'instabilité peut être une désadaptation hydraulique de la pompe polyphasique et on agit jusqu'à ce que les instabilités dues à la
désadaptation hydraulique aient disparu.
On mesure, par exemple, l'amplitude du paramètre représentatif de ladite instabilité, et on la compare à une valeur ou un intervalle de valeur donnée et on diminue la vitesse jusqu'à ce que la valeur mesurée du paramètre soit sensiblement égale à la valeur ou à l'intervalle de valeur donnée. L'arbre de la pompe polyphasique étant équipé d'un moyen de mesure tel qu'un couplemètre, on mesure par exemple la valeur du couple
représentatif de l'instabilité.
La pompe peut être équipée d'un capteur de vibrations tel un accéléromètre ou un capteur de déplacement, et on mesure l'amplitude des vibrations. On peut aussi mesurer la valeur de pression d'aspiration Pa de la pompe
polyphasique et/ou la valeur du gain de pression de la pompe.
Après avoir corrigé l'instabilité et observé au moins un retour vers les conditions de production existantes avant l'apparition de l'instabilité, on agit par exemple sur la vitesse de la pompe polyphasique pour ramener le point de fonctionnement de la pompe sur une courbe correspondant à un fonctionnement optimal, le fonctionnement optimal pouvant être défini par
rapport à une valeur de pression d'aspiration fixée et stable.
La présente invention trouve avantageusement son application pour la régulation d'un ensemble de pompage associé à la production d'un puits
pétrolier ou d'un ensemble de puits pétroliers.
La présente invention concerne également un ensemble régulé de pompage polyphasique, comportant au moins une pompe polyphasique, au moins un moyen pour déterminer un paramètre représentatif d'une instabilité de fonctionnement de ladite pompe polyphasique et au moins un ensemble de traitement programmé permettant de mémoriser au moins le paramètre déterminé et des valeurs de paramètres initiaux, et de calculer la nouvelle valeur de la vitesse de ladite pompe polyphasique pour ramener la pompe polyphasique dans son domaine de fonctionnement jusqu'à faire disparaître
les instabilités.
Le dispositif comporte par exemple un dispositif d'amortissement de la
variation du taux de vide situé avant la pompe polyphasique.
Il peut aussi comporter un circuit de recirculation d'une quantité de
fluide vers l'entrée de la pompe.
Le fluide recyclé vers l'entrée de la pompe peut provenir d'une source de fluide auxiliaire ou être prélevé après la pompe à l'aide d'un dispositif approprié. Ainsi, l'invention permet de manière simple et fiable d'éviter le phénomène de désadaptation hydraulique de fonctionnement d'une pompe pouvant survenir du fait, notamment d'une variation de débit du puits ou
d'un ensemble de puits, par exemple une diminution brutale de ce débit.
Ce phénomène de désadaptation hydraulique crée des instabilités
pouvant provoquer un endommagement de la pompe.
D'autres caractéristiques et avantages de la méthode et du dispositif
selon l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description ciaprès de
modes de réalisation décrits à titre d'exemples non limitatifs se référant aux dessins annexés o: - la figure 1 montre de façon schématique le principe utilisé pour réguler un ensemble de pompage polyphasique, - les figures 2A et 2B montrent respectivement le déplacement possible du point de fonctionnement de la pompe polyphasique selon la méthode et les variations de paramètres traduisant le phénomène de désadaptation, - la figure 3 représente un ensemble de pompage comportant une pompe polyphasique associée à un ensemble d'amortissement de la variation du taux de vide ou de GLR, et - la figure 4 représente le dispositif de la figure 1 associé à des moyens de
recyclage d'un fluide.
Afin de mieux cerner la présente invention, la description donnée ci-
après à titre indicatif et nullement limitatif concerne la régulation d'une pompe polyphasique reliée à un puits de production d'un effluent polyphasique, par exemple un effluent pétrolier et assurant son transfert
jusqu'à un lieu de traitement ou de destination.
Le dispositif décrit à la figure 1 comporte un ensemble de pompage polyphasique composé par exemple d'une pompe polyphasique 1 reliée par une conduite 2 à une source d'effluents 3 telle qu'une tête de puits de production et à un lieu de destination, par exemple un lieu de traitement 4, par
une conduite 5.
La pompe 1 est équipée d'un moyen 6 capable de déterminer au moins un paramètre représentatif d'une instabilité hydraulique du fonctionnement de la pompe 1. L'instabilité de fonctionnement de la pompe 1 ou, phénomène de désadaptation hydraulique, se caractérise, par exemple, par une signature mécanique pouvant être déterminée à partir d'un paramètre mécanique tel que le couple ou les vibrations mesurés par exemple sur le groupe ou ensemble de pompage polyphasique et/ou par une signature hydraulique correspondant à une variation de la valeur de pression mesurée par exemple à l'aspiration de la pompe polyphasique ou du gain de pression A P de la pompe correspondant à la différence de pression entre la pression de refoulement et la
pression d'aspiration de la pompe.
Ainsi, le moyen de détermination d'un paramètre 6 peut être avantageusement un dispositif de mesure du couple sur l'arbre de la pompe polyphasique 1 tel un couplemètre, ou un capteur de vibration tel un
accéléromètre ou un capteur de déplacement sur la pompe.
Selon un autre mode réalisation, le dispositif est muni d'un capteur de pression 7 qui peut être par exemple un capteur de mesure de la pression d'admission Pa, ou un capteur différentiel permettant de connaître le gain de pression A P de la pompe. Il peut être utilisé pour mesurer l'instabilité et permet de connaître en permanence la valeur de la pression à l'admission de
la pompe.
Lorsque la pompe est équipée d'une motorisation électrique ou hydraulique, le dispositif 6 peut être disposé sur la motorisation et délivrer respectivement la valeur de l'intensité du courant ou la pression du fluide hydraulique, qui peuvent être révélateurs du phénomène de désadaptation de
la pompe.
Tout autre paramètre traduisant le phénomène de désadaptation et son dispositif de mesure associé peuvent être envisagés pour caractériser et
déterminer les instabilités sans sortir du cadre de l'invention.
Les moyens de mesure 6 et le capteur de pression 7 sont reliés à un calculateur 8 qui enregistre et traite les données mesurées. De cette façon, il connaît en permanence les données associées au paramètre mesuré telles l'amplitude et la fréquence. Il peut aussi comprendre des données mémorisées au préalable, telles des données initiales de production, les caractéristiques des pompes polyphasiques, et des valeurs seuils, valeurs limites et intervalles de
valeurs données.
Le calculateur 8 est lui-même en liaison avec la pompe polyphasique 1 et en particulier avec le moteur de la pompe ou avec un dispositif de régulation de la vitesse de rotation du moteur. De cette façon il peut agir sur la vitesse du moteur de la pompe et l'adapter en fonction du ou des paramètres mesurés de façon à éliminer les phénomènes d'instabilités observés, par exemple en ramenant la pompe polyphasique dans un domaine permis comme il est décrit ci-après. Ainsi, chaque fois qu'une instabilité, par exemple une instabilité hydraulique est détectée, en agissant sur la vitesse de rotation de la pompe, il
est possible de l'éliminer.
Le moteur de la pompe est avantageusement muni d'un capteur de mesure de vitesse 9 relié au calculateur 8 qui délivre à ce dernier la valeur de
vitesse de rotation de la pompe.
Ce calculateur 8 peut être un automate programmé ou encore un micro-
ordinateur équipé d'une carte d'acquisition d'un type connu et programmé
pour conduire les étapes de la méthode décrites ci-après.
Avantageusement, la méthode décrite ci-après à titre indicatif et nullement limitatif s'applique en cours de production d'un puits et notamment lorsqu'une variation de débit inattendue et aléatoire survient, l'amplitude de cette variation étant suffisamment importante pour provoquer
un phénomène de désadaptation de la pompe polyphasique.
La pompe polyphasique 1 est adaptée à son environnement amont (débit du puits et conditions fixées par le producteur) et à son environnement aval (circuit résistant de production), et un domaine de fonctionnement décrit par
exemple à la figure 2A lui est associé.
Le domaine de fonctionnement d'une pompe polyphasique 1 est déterminé pour une valeur de pression d'aspiration Pa et pour une valeur de rapport volumétrique GLRa données ou du taux de vide à l'admission de la pompe. Le rapport volumétrique GLRa est défini comme le rapport gaz/liquide de l'effluent polyphasique et le taux de vide comme le rapport du volume de
gaz par rapport au volume total (liquide-gaz).
Ce domaine comporte un réseau de courbes caractéristiques F(Vi) donnant le gain de pression en fonction du débit total du puits Q. correspondant à la somme des débits de la phase liquide et de la phase gazeuse constituant l'ensemble de l'effluent polyphasique. Ces courbes F(Vi) sont établies pour différentes valeurs de vitesse de la pompe et représentées sur la figure 2A par le réseau de courbes F(V1), F(V2),... .F(Vi),..... Il est limité par deux courbes Dmax et Dmin, et en particulier par la courbe Dmax ou courbe de désadaptation hydraulique de la pompe. Cette courbe de désadaptation
correspond à une frontière ou limite supérieure qu'il ne faut pas dépasser, au-
delà de cette limite, le comportement de fonctionnement de la pompe
devenant instable.
Sur cette figure 2A, la courbe du circuit résistant situé en aval de la pompe est schématisée en partie par le segment R. Elle représente les pertes de pression par rapport au débit total de production du puits. A partir des réseaux de courbes précités F(Vi) et de la courbe correspondant au circuit résistant R, on détermine, par exemple, un point de fonctionnement de la pompe situé à l'intersection d'une courbe caractéristique F(Vi) (correspondant à une vitesse de rotation de la pompe Vi) et de la courbe du circuit résistant R. Par exemple, sur la figure 2A le point A correspond au point de fonctionnement d'une pompe polyphasique, déterminé par exemple à partir de la vitesse de rotation Vi de la pompe fixée par les conditions données de production. Pour une vitesse de rotation donnée le point A peut se déplacer le long de la courbe F(Vi) lors d'une variation de débit à GLR constant sans
franchir la courbe de désadaptation Dmax.
Ce point de fonctionnement peut correspondre aux conditions initiales
de production.
Lorsque le débit du puits Q diminue brutalement et dans le même temps la vitesse de rotation reste sensiblement stable, des instabilités dans le fonctionnement de la pompe représentées par exemple sur la figure 2B par la zone Z2 ou zone de désadaptation sont susceptibles d'apparaître. La zone Z1 schématisée sur la figure correspond à des conditions de fonctionnement
correct de la pompe.
Sur cette figure 2B, les courbes (II), (III) et (I) représentent respectivement, la valeur du couple mesuré par exemple sur l'arbre de rotation de la pompe exprimée en Nm, la pression d'admission Pa prise, par exemple, à l'entrée de la pompe polyphasique en bars et sa vitesse de rotation
en tous/mn ainsi que leurs variations dans le temps.
Dans la zone Z2 de désadaptation, le couple déterminé au niveau de l'arbre de la pompe (courbe II, figure 2B) oscille de façon aléatoire et incontrôlée, correspondant à une désadaptation de la pompe qui peut conduire à son endommagement. La pompe se trouvant dans un état instable de fonctionnement, le point de fonctionnement A (figure 2A) passe vers un nouveau point de fonctionnement représenté sur la figure 2A par le point B qui se trouve au-dessus de la courbe maximum Dmax et donc en dehors du
domaine de fonctionnement de la pompe.
Le calculateur 8 reçoit en permanence la mesure provenant du couplemètre 6, la valeur de la pression d'admission Pa par le capteur 7 et la mesure de la vitesse de rotation de la pompe grâce au capteur 9. Il est par exemple programmé pour contrôler ces valeurs mesurées et agir sur la vitesse de rotation, par exemple lorsque ces valeurs traduisent une instabilité de
fonctionnement de la pompe comme il est décrit ci-après.
Lorsque le calculateur 8 détecte une variation anormale dans la valeur du couple correspondant sur la figure 2A au passage du point A vers le point B, il envoie un signal de commande au moteur ou au dispositif de régulation de la vitesse du moteur pour diminuer la vitesse de rotation de la pompe jusqu'à faire disparaître le phénomène de désadaptation, c'est-à-dire jusqu'à
disparition des instabilités de fonctionnement de la pompe.
Pour cela la valeur du couple mesurée peut être comparée par rapport à une valeur de référence fixée par les conditions initiales de production du puits. Par exemple lorsque l'écart entre ces deux valeurs est supérieur ou égal par exemple à +/- 10%, d'une valeur initiale moyenne dans le temps, le calculateur déclenche la commande pour diminuer la vitesse de rotation. Le signal est envoyé jusqu'à disparition du phénomène de désadaptation donc
jusqu'à disparition des instabilités.
Cette diminution de vitesse fait passer le point de fonctionnement du point B vers un point C situé en dessous de la courbe de désadaptation Dmax, ce qui le ramène dans le domaine de fonctionnement de la pompe et à une valeur permise, l'étape permettant de ramener la pompe dans un état de
fonctionnement normal ou zone Z1 est ainsi réalisée.
Le calculateur 8 peut contrôler que le passage du point de fonctionnement d'un état non permis vers un état permis est bien effectué de plusieurs façons. Il peut vérifier que le point C est situé en dessous de la courbe Dmax de désadaptation par exemple en comparant la nouvelle valeur du couple mesurée après diminution de vitesse à une valeur donnée qui est par
exemple enregistrée dans le calculateur.
La nouvelle valeur de vitesse de rotation de la pompe, par exemple Vi_1 mesurée après la disparition des instabilités, est donnée par le capteur 9 en liaison avec le calculateur 8. Après disparition des instabilités, le point C se trouve sur une courbe de fonctionnement F(Vi_1) située dans le domaine de
fonctionnement correspondant à la nouvelle valeur de vitesse de la pompe.
La courbe F(Vi.1) correspond dans cet exemple à une vitesse de rotation Vi_1 inférieure à la vitesse initiale Vi de rotation de la pompe, et à une valeur
de débit total Qi-1 de puits inférieure à la valeur de débit du puits initial Qi.
Lorsque les conditions de production tendent à retrouver des conditions de production sensiblement identiques aux conditions existantes avant l'apparition du phénomène de désadaptation, le point de fonctionnement de la pompe se déplace sur la courbe F(Vi_1) du point C par exemple jusqu'au point D. De telles conditions de fonctionnement ne correspondent néanmoins pas à un fonctionnement optimal de la pompe polyphasique ou de l'ensemble de pompage, pour assurer une production optimale du puits ou des puits lorsque
la production a retrouvé des conditions de production stables.
En effet, la diminution de la valeur du débit de production brutale correspond à un événement non habituel dans le cadre de la production. Après cette diminution, le puits va se remettre à produire avec une valeur de débit correspondant à la valeur de débit nominal, par exemple Qi. Il est donc souhaitable, de manière à optimiser la production, de réadapter la vitesse de la pompe à sa valeur de vitesse initiale Vi, ce qui correspond sur la figure 2A à faire passer le point D vers le point de fonctionnement initial A. Le capteur de pression 7 mesure en permanence la valeur de pression d'admission Pa de la pompe. Le calculateur 8 connaît ainsi à tout moment la valeur de cette pression Pa, et peut facilement contrôler la bonne reprise de la production de puits de production. En contrôlant la valeur mesurée de pression Pa à l'admission de la pompe par rapport à une valeur de consigne représentative des conditions initiales de production du puits et enregistrée au préalable dans le calculateur 8, il identifie la reprise d'une production normale et envoie un signal de commande au niveau du moteur ou du dispositif de régulation de la vitesse du moteur pour augmenter la vitesse de rotation de la pompe, et ramener le point D vers le point de fonctionnement initial A. Le calculateur 8 peut réitérer les opérations de mesure du couple et de régulation de la vitesse pour ramener le point de fonctionnement dans le domaine de fonctionnement autorisé de la façon décrite ci-dessus correspondant aux cycles de déplacement des points A, B, C, aussi longtemps
que dure la perturbation dans la production du puits.
La détermination du paramètre représentatif de l'instabilité peut aussi s'effectuer en mesurant la valeur de la pression d'aspiration ou d'admission à l'entrée de la pompe et/ou le gain de pression de la pompe. Le calculateur 8 procède ensuite de manière identique pour agir sur la vitesse de rotation et
ramener la pompe dans un domaine de fonctionnement autorisé.
Tous les paramètres précités (pression d'admission, gain de pression,... ) peuvent être utilisés pour mettre en oeuvre les étapes de la méthode décrites ci-dessus. De manière complémentaire, le calculateur 8 peut déterminer la valeur de la fréquence du phénomène à partir de la mesure du paramètre représentatif. A l'aide de la valeur de la fréquence et de l'amplitude du paramètre mesuré traduisant la désadaptation, le calculateur peut
éventuellement "signer" le phénomène c'est-à-dire connaître sa nature.
De manière avantageuse, la méthode décrite précédemment s'applique à la régulation d'une pompe reliée à une source d'effluents composée de
plusieurs puits.
Dans ce cas, les puits pétroliers sont reliés par des canalisations à l'entrée de la pompe de manière connue de l'homme de métier. Les canalisations peuvent être munies de vannes ou de dispositifs de régulation permettant
notamment d'isoler un puits.
La variation de débit à l'entrée de la pompe peut être due, par exemple à
l'arrêt ou à une variation de comportement d'au moins d'un des puits.
De manière avantageuse, la méthode décrite en relation aux figures 2A et 2B s'applique aussi pour un ensemble de pompage décrit en relation avec la figure 3 dans lequel un dispositif d'amortissement de la variation du taux de
vide ou GLR est situé en amont de la pompe.
Sur la figure 3, un ballon régulateur 10 est positionné sur la conduite 2 avant l'entrée de la pompe polyphasique. Ce ballon décrit plus en détail dans le brevet FR 2.642.539 du demandeur comporte un tube de prélèvement 11 muni d'orifices 12 répartis sur au moins une partie de la longueur du tube 11. Le tube traverse le ballon de part et d'autre, par exemple. Les effluents polyphasiques arrivent par la conduite 2 dans le ballon 10 et ressortent par le tube 13 reliant le
ballon 10 à la pompe 1 avec un rapport GLR contrôlé.
Le ballon régulateur est équipé d'un capteur de pression 14 qui détermine la pression régnant dans le ballon correspondant sensiblement à la
valeur de pression d'admission Pa de la pompe polyphasique.
De manière identique aux figures 2A et 2B, on mesure la valeur du couple ainsi que sa variation dans le temps et comme il a été décrit précédemment le calculateur 8 diminue la vitesse de rotation de la pompe
jusqu'à faire disparaître les instabilités de fonctionnement.
Il est aussi possible à la place de mesure du couple, de mesurer la valeur de la pression d'aspiration Pa et de mettre en oeuvre les étapes précédemment décrites. La figure 4 décrit une variante de réalisation associant à la boucle de régulation précédemment décrite, un circuit de recirculation polyphasique 20
située entre le refoulement et l'aspiration de la pompe.
Un dispositif 21 de prélèvement de l'effluent polyphasique est positionné par exemple en aval de la pompe 1 sur la conduite 5. La quantité de fluide ainsi prélevée est envoyée par le circuit 20 à l'entrée de la pompe polyphasique 1 de façon à avoir un débit additionnel de fluide et compenser une éventuelle diminution du débit de production. Une vanne 22située après le dispositif 21 et sur le circuit 20 est reliée au calculateur 8. Lorsque le calculateur 8 détecte une instabilité comme cela à été décrit précédemment, il
déclenche l'ouverture de la vanne 22.
Le fluide additionnel recirculé à l'entrée de la pompe peut dans un autre mode de réalisation provenir d'une source auxiliaire de fluide relié par une
conduite à l'entrée de la pompe et au calculateur 8.
Claims (9)
1) Méthode permettant de réguler un ensemble de pompage (1) utilisé pour communiquer de l'énergie à un effluent polyphasique constitué d'au moins une phase gazeuse et d'au moins une phase liquide, ledit ensemble de pompage (1) étant positionné entre une source d'effluents (3) et un lieu de destination (4) et comportant au moins une pompe polyphasique (1) ayant un domaine de fonctionnement, caractérisée en ce que l'on détermine au moins un paramètre représentatif d'une instabilité de fonctionnement de la pompe polyphasique et on agit sur la vitesse de rotation de ladite pompe polyphasique de façon à ramener la pompe dans le domaine de fonctionnement jusqu'à faire
disparaître les instabilités.
2) Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on mesure l'amplitude du paramètre représentatif de ladite instabilité, on la compare à une valeur ou un intervalle de valeur donnée et on diminue la vitesse jusqu'à ce que la valeur mesurée du paramètre soit sensiblement égale à la valeur
donnée ou à l'intervalle donné.
3) Méthode selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la pompe
polyphasique ayant un arbre équipé d'un moyen de mesure tel qu'un
couplemètre, on mesure la valeur du couple représentatif de l'instabilité.
4) Méthode selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la pompe est
équipée d'un capteur de vibrations tel un accéléromètre ou un capteur de
déplacement et on mesure l'amplitude des vibrations.
5) Méthode selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'on mesure
la valeur de pression d'aspiration Pa de la pompe polyphasique et/ou la valeur
du gain de pression de la pompe.
6) Méthode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que,
après avoir corrigé l'instabilité et observé au moins un retour vers les conditions de production existante avant l'apparition de l'instabilité, on agit sur la vitesse de ladite pompe polyphasique pour ramener le point de fonctionnement de la pompe sur une courbe correspondant à un
fonctionnement optimal.
7) Utilisation de la méthode selon l'une des revendications précédentes à la
régulation d'un ensemble de pompage relié à un puits pétrolier ou à un
ensemble de puits pétrolier.
8) Ensemble régulé de pompage polyphasique comportant au moins une pompe polyphasique (1), au moins un moyen (6) pour déterminer un paramètre représentatif d'une instabilité de fonctionnement de ladite pompe polyphasique (1) et au moins un ensemble de traitement (7) programmé permettant de mémoriser au moins le paramètre déterminé et des valeurs de paramètres initiaux, et de calculer la nouvelle valeur de la vitesse de ladite pompe polyphasique pour ramener la pompe polyphasique dans son domaine
de fonctionnement jusqu'à faire disparaître les instabilités.
9) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (10) d'amortissement de la variation du taux de vide situé avant la
pompe polyphasique (1).
) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un
circuit (20) de recirculation d'une quantité de fluide vers l'entrée de la pompe.
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