Brevet FR2594183A1 — publié le 19870814

Procédé et installation pour faire circuler des fluides par pompage. La présente invention se rapporte aux pro- cédés et aux installations pour faire circuler des fluides par pompage. Plus particulièrement l'inven- tion vise des procédés et installations pour pomper des fluides composés d'au moins une phase liquide et d'au moins une phase gazeuse, cette dernière ren- dant le pompage très difficile. Le procédé suivant l'invention consiste à envoyer du liquide sous pression à l'entrée de la turbine d'une turbomachine comprenant une pompe, ayant une entrée et une sortie, et une turbine qui a une entrée et une sortie distinctes de celles de la pompe et qui est calée sur le même arbre que la pompe, à mélanger au fluide le liquide détendu qui sort de la turbine, et à aspirer le mélange du li- quide détendu et du fluide par l'entrée de la pompe. Le liquide sert de fluide d'alimentation de la turbine de la turbomachine, fournissant l'éner- gie nécessaire au fonctionnement de la pompe. Le liquide sert aussi à diminuer la teneur en gaz du fluide et à la rendre ainsi acceptable pour que le mélange de fluide et de liquide puisse être pompé. Avantageusement le liquide circule en 2 2594183 circuit fermé. Le débit de liquide mélangé au fluide, qui représente de 0, 3 à 2 parties en volume pour 1 partie du fluide, est égal au debit de liquide, séparé sous forme d'un premier courant et représentant de 25 % à 65 % du volume du mélange, qui sort de la pompe. Il est bon que ce premier courant, qui est retourné à l'entrée de la turbine à titre de li- quide, ait une teneur en gaz aussi faible que pos- sible, notamment inférieure à 5 % en volume. L'invention vise aussi une installation de pompage comprenant une source de fluide et une turbomachine comprenant une pompe, ayant une entrée et une sortie, et une turbine qui est calée sur le même arbre que la pompe et qui a une entrée et une sortie, caractérisée en ce que la sortie de la tur- bine débouche dans un conduit mettant la source en communication avec la pompe. Avantageusement, l'installation comprend un appareillage de séparation d'un fluide constitué d'une phase gazeuse et d'une phase liquide en un premier courant plus riche en la phase liquide que le fluide et en un second courant, l'appareillage étant muni d'une entrée qui communique avec la sortie de la pompe et de deux sorties, dont l'une pour le pre- mier courant communique avec l'entrée de la turbine. De préférence, la pompe est telle que la courbe représentant la valeur de la courbure le long du squelette du profil d'une pale en fonction de l'absence curviligne le long de ce squelette, ait une pente dont la valeur croit progressivement depuis le bord d'attaque vers le bord de fuite de la pale, comme décrit au brevet français 7536774; la pompe a avantageusement les autres caractéri- i 3 2594183 stiques definies à ce brevet, mais la pompe pouvant avoir toute autre hydraulique adaptée spécialement aux écoulements diphasiques. La figure unique du dessin annexé illustre l'invention. Du fluide composé d'une phase liquide et d'une phase gazeuse est issu d'une source 1 par un conduit 2. Dans le conduit 2 débouche un conduit 3 provenant de la sortie 4 d'une turbine 5 d'une turbo- machine. Cette machine comporte essentiellement la turbine ayant la sortie 4 et une entrée 6 et une pompe 7 ayant une entrée 8 et une sortie 9 et calée sur le même arbre 10 que la turbine 5. On trou- vera une description détaillée de cette turbomachine au brevet français 7823250. Le mélange de fluide et de liquide est envoyé sous une pression comprise entre 10 et bar, par un conduit 11, à l'entrée 8 de la pompe 7. Celle-ci le refoule par la sortie 9 et par un con- duit 12 dans un appareillage de séparation 13, o le mélange, éventuellement après décantation ou centri- fugation des matières solides, est séparé en un premier courant allant par le conduit 14, avec com- pression dans une pompe 16' sous une pression com- prise entre 20 et 250 bar, à l'entrée 6 de la turbine et en un second courant évacué par un conduit 15. La teneur en gaz du premier courant est inférieure à 5 % en volume. L'exemple suivant illustre l'invention. On envoie dans la turbine 60 m3/h d'huile exempte de gaz sous une pression de 100 bar. La turbo- machine tourne à 6000 t/min. La hauteur manométrique de détente dans la turbine est de 800 m. On mélange l'huile détendu à 60 m3/h d'un brut ayant un GLR de 4 2594183 10. GLR représente le rapport du volume de gaz au volume de liquide. La hauteur manométrique de la pompe est de 150 m. En dépit de son GLR élevé, le brut peut être ainsi pompé sans difficulté. REVENDICATIONS 1. Procédé pour pomper du fluide composé d'une phase liquide et d'une phase gazeuse, caractéri- sé en ce qu'il consiste - à envoyer du liquide sous pression à l'entrée de la turbine d'une turbomachine comprenant une pompe, ayant une entrée et une sortie, et une turbine qui a une entrée et une sortie distinctes de celles de la pompe et qui est calée sur le même arbre que la pompe, - à mélanger au fluide le liquide détendu qui sort de la turbine, et - à aspirer le mélange du liquide détendu et du fluide par l'entrée de la pompe. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à mélanger de 0,3 à 2 parties en volume du liquide détendu à 1 partie du fluide. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à séparer le fluide qui sort de la pompe en un premier courant liquide qui a une teneur en gaz inferieur à 10 % en volume et en un second courant, à comprimer le premier cou- rant et à l'envoyer, à titre de liquide, à l'entrée de la turbine. 6 2594183 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le premier courant représente de 25 à 65 % du débit du fluide qui sort de la pompe. 5. Procédé suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le débit du premier courant est égal au débit de liquide mélangé au fluide. 6. Installation de pompage comprenant une source (1) de liquide et une turbomachine comprenant une pompe (7), ayant une entrée (8) et une sortie (9), et une turbine (5) qui est calée sur le même arbre que la pompe (7) et qui a une entrée (6) et une sortie (4), caractérisée en ce que la sortie (4) de la turbine (5) débouche dans un conduit mettant la source (1) en communication avec la pompe (7). 7. Installation suivant la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend un appareillage de séparation (13) d'un fluide constitué d'une phase gazeuse et d'une phase liquide en un premier courant plus riche en la phase liquide que le fluide et en un second courant, l'appareillage étant muni d'une entrée qui communique avec la sortie de la pompe (7) et de deux sorties, dont l'une pour le premier cou- rant communique avec l'entrée de la turbine (5).