Compresseur intégré, une première mondiale

Les moto-compresseurs conventionnels sont complexes et volumineux. Mi-2016, sur le site bolivien d’Incahuasi, Total a lancé le démarrage d’un moto-compresseur intégré ICLTM (Integrated Compressor Line de General Electric Oil & Gas), une première mondiale. Ses avantages sont multiples : simplicité, écotechnologie, compacité extrême, réduction des délais, diminution des coûts.

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Une combinaison d’innovations résultant dans un compresseur simple, compact, et sans émission

Parce qu’ils combinent de multiples défis technologiques, les moto-compresseurs, si importants pour la production d’hydrocarbures, sont extrêmement difficiles à simplifier.

 

Un package conventionnel de 10 MW mesure en effet environ 12 mètres de long sur 5 mètres de large, pour un poids d'environ 100 tonnes. Il est composé d’un imposant moteur électrique basse vitesse, alimenté, pour des raisons de flexibilité opératoire, par un variateur de fréquence, d’un multiplicateur de vitesse, d’un compresseur centrifuge et d’accouplements petite et grande vitesses, encadrés de dizaines d’instruments de contrôle et de monitoring.

 

Ce package requiert par ailleurs un système de lubrification pour l’ensemble de la ligne d’arbre, permettant aussi d’évacuer les calories produites par le multiplicateur. Il embarque un système d’étanchéité très complexe, adossé à de nombreux sous-ensembles : capacités, filtres, vannes de contrôle, réchauffeur, circulateur, et autres instruments divers et variés. Très critiques d’un point de vue HSE, les organes d’étanchéité nécessitent également un échappement permanent de gaz vers la torche. Le moto-compresseur conventionnel comprend aussi de nombreux systèmes auxiliaires, avec différents fluides : eau de réfrigération pour le système d’huile et le moteur électrique, air instrument pour le moteur et les vannes de contrôle, azote pour les étanchéités.

Technologie rapide, sans huile et refroidie au gaz

Lancé il y a près de vingt ans, le développement des moteurs “grande vitesse” et de paliers magnétiques pour la ligne d’arbres a permis de supprimer progressivement le multiplicateur de vitesse et le système d’huile des moto-compresseurs. Le moteur fonctionne à la pression atmosphérique et est refroidi à l’air. “Rapide et sans huile”, c’est la technologie que nous utilisons sur le site offshore norvégien de Martin Linge. Les quatre moto-compresseurs compacts, fabriqués et testés pour ce projet, permettent une réduction d’encombrement importante.

 

En 2013, nous avons intégré sur le développement du champ d’Incahuasi, en Bolivie, une toute nouvelle génération de moto-compresseur. Le moteur "grande vitesse" est maintenant refroidi en utilisant le gaz process et fonctionne à la pression d’aspiration du compresseur. Cette innovation présente un avantage de taille : la suppression complète du système d’étanchéité. La solution est en effet hermétique, sans aucune émission dans l’atmosphère. Dépourvu d’organe d’étanchéité, le compresseur ne requiert plus d’air instrument, d’azote et d’eau de réfrigération. Les systèmes auxiliaires sont donc éliminés et le nombre d’instruments réduit à l’essentiel. Le moto-compresseur tient ainsi dans un package très compact et très simplifié, avec un gain de volume encore plus important. La taille d’un package de 10 MW est désormais d’environ 6 mètres de long sur 4 mètres de large et son poids est divisé par deux.

Le compresseur intégré : compact, robuste, sans émissions et moins coûteux

Total a été la première grande compagnie pétrolière à qualifier dès 2007 la technologie ICLTM développée par General Electric Oil & Gas pour des applications “gaz commercial”. La qualification de cette technologie topside dérivée des applications subsea a été étendue en 2016 aux gaz upstream. Tous les développements et leur documentation associée sont couverts par des accords de confidentialité entre General Electric Oil & Gas et Total.

 

Testés à pleine charge en 2015, avec succès, les deux compresseurs intégrés ICLTM conçus pour Incahuasi disposent en plus d’une seule roue montée en porte-à-faux sur un rotor rigide, rendant le design encore plus simple et plus robuste. La réfrigération du moteur rapide (12 000 tr/min - 4,6 MW) est assurée via un petit ventilateur monté également en porte-à-faux à l’autre extrémité du rotor. En 2016, Total a procédé à leur démarrage en Bolivie, une première mondiale. Ils sont aujourd'hui opérationnels.

 

Innovation majeure, le compresseur intégré ICLTM réduit les coûts d’intégration de l’ordre de 50 % et abaisse fortement les coûts opérationnels, avec un délai de mise en service divisé par trois. À l’avenir, 80 % des nouveaux projets de Total pourraient utiliser cette technologie.

  • Célébration Incahuasi ICLTM : Total et les équipes GE.
  • ICLTM versus package conventionnel.
  • Incahuasi ICLTM durant une série de tests à pleine charge.
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