Accédez aux ressources directement depuis les compétences, savoirs, activités professionnelles, centres d'intérêt des référentiels, ainsi qu'aux sujets d'examen et séminaires nationaux.
publié le 18 avr 2013 par Jacques RIOT
Support : Compresseur centrifuge pour l'extraction pétrolière
Les sociétés actuelles sont devenues dépendantes du pétrole. La consommation mondiale actuelle s'élève à plus de 30 milliards de barils par an (soit 4,6 km3). Cette énergie primaire n'est cependant pas inépuisable et les technologies se développent afin, d'une part, de trouver de nouveaux gisements et, d'autre part, d'optimiser l'extraction des puits actuellement exploités. En effet, seulement 35% en moyenne de la quantité de pétrole disponible dans les réserves est extraite actuellement.
Figure 1 — Plateforme pétrolière.
Figure 2 — Photographie d'un demi-cartouche de compresseur centrifuge équipé de l'arbre et des disques.
Pour améliorer le taux d'extraction, une solution consiste à réaliser des forages complémentaires à une certaine distance du puits, et d'y injecter du gaz sous pression afin de pousser le pétrole vers le puits d'extraction. Cette solution nécessite un compresseur à très haute pression et très fort débit (et donc de très grande puissance, de l'ordre de plusieurs méga-Watt).
La société Thermodyn (GE — Oil & Gas) conçoit et fabrique des compresseurs centrifuges pour les applications pétrolières et gazières. On distingue généralement quatre familles d'applications nécessitant des compresseurs aux performances différentes :
Ce dernier type de compresseur fait l'objet de cette étude. On s'intéresse plus particulièrement à un compresseur centrifuge à 6 étages injectant 1400 m3 »h’1 de gaz à 380 bar dans le puits (figure 2). L'arbre est mis en rotation à des vitesses de l'ordre de 11000 tr-min". Le gaz est comprimé dans chaque disque par effet centrifuge, puis ralenti dans un diffuseur avant d'être à nouveau comprimé dans l'étage suivant (figure 3).
Figure 3 — Schéma du compresseur multi-étagé en coupe.
Le sujet propose au candidat de mobiliser ses compétences pour dimensionner les caractéristiques du compresseur en fonction des niveaux de performance à atteindre. Il se décompose en quatre parties :
Tableau 1 — Extrait du cahier des charges fonctionnel.