Kan gjøre ulønnsomme oljeprosjekter lønnsomme: Nå utvikles de «radikale» pumpene i Norge og Italia

En ny undervannspumpe til bruk i petroleumsindustrien er under utvikling - en pumpe som kan gjøre ulønnsomme petroleumsprosjekter lønnsomme.

Det var i utgangspunktet et knippe av verdens absolutt største oljeselskap – blant annet Chevron, Shell og Total, samt Statoil – som i sin stadige jakt etter kostnadsbesparende teknologi, gikk sammen med GE-selskapet Baker Hughes (BHGE). De dannet en såkalt JIP (Joint Industry Project) for å utvikle en helt ny type undervannspumpe.

Prosjektet, som ledes fra Norge på vegne av de multinasjonale selskapene, er snart ferdig med første fase.

Foreløpig anslår BHGE at prosjektet kan gjøre det lønnsomt å installere de nye pumpene på felt der eksisterende teknologi ikke ville gitt lønnsomme resultater.

– Kan spare 37 prosent

– Det vil være veldig individuelt fra felt til felt på hvor mye man kan spare. Men vi har gjort en kostnadsanalyse gjennom ulike caser der pumpen vil være nyttig. Her ser vi at man kan spare mellom 20 og 37 prosent på totalkosten på et helt pumpesystem. Det er signifikant, sier prosjektleder for det såkalte «Modular Compact Pump»-prosjektet, Aslaug Melbø.

Hun jobber i BHGE, og forklarer at pumpekonseptet kan være med på å ta oljeprosjekter ett steg videre.

– Slik vi beregner det kan det være lønnsomt å installere et slikt pumpesystem på prosjekter der det ikke ville vært lønnsomt å installere pumper med dagens teknologi, ifølge Melbø.

Pumpesystemene på sokkelen får man gjerne behov for etter at et oljefelt har produsert en stund. Mens det i starten av prosjektet er høyt trykk i reservoaret som gjør at oljen kan produseres uten pumpehjelp, vil man få behov for pumper når feltet har produsert en stund og trykket synker.

Men det er flere ting med eksisterende systemer som ikke har vært optimalt. Blant annet har pumpesystemene tatt mye plass rent fysisk, det har vært kostbart, samt at de forskjellige feltene gjerne har krevd spesialtilpassede størrelser på pumpene, alt etter hvor mye trykk som trengs.

Dette mener BHGE at samarbeidsprosjektet nå er på vei til å løse.

– Det som gjør denne pumpa annerledes, er at arkitekturen er helt annerledes. Vanligvis har du en pumpe med motor i den ene enden, der motoren driver en aksling med flere impellere (rotor plassert i pumpehus, red.anm) som igjen driver væskestrømmen.

– I denne pumpen er det én motor per impeller. Dette gjør blant annet at pumpen blir veldig kompakt. I tillegg kan du kan styre hastighetene på hver impeller individuelt og dermed operere effektivt over et mye større operasjonsområde ved flerfasestrømning, sier Melbø.

• Norske gründere løste vindmølleproblem: – Det sa bare pang. Det var som å vinne i lotto

Reduserer kostnader kraftig over lenger avstander

Hun forklarer at man med dette konseptet slipper å ha én lang aksling som skal rotere: En lang og tung aksling gjør at man får en del rotordynamisk kompleksitet, som gir begrensninger.

Gjennomføringen av akslingen fra motor til pumpe gjør også at man må ha barrierefluidsystem for å beskytte motor og lager mot brønnstrømmen.

– Det slipper man med den nye løsningen. Dette er en stor fordel. Ved å unngå barrierefluid får du en mye enklere umbilical (kontrollkabel, red.anm). Spesielt over lenger avstander reduserer dette kostnadene kraftig, ifølge prosjektlederen.

I tillegg har det ofte vært et problem med lite eller ingen plass på plattformdekket når man skal installere systemet.

– Dette konseptet gjør at du trenger mindre plass topside. Og areal på en plattform blir fort veldig dyrt, sier Melbø.

• Verden spiller klimarulett: Billioner av kroner og klodens fremtid ligger i potten

Kan bygge så mange moduler du vil

Prosjektet har pågått siden oktober 2015, da samarbeidet mellom de forskjellige aktørene ble formalisert. BHGE har sett på det som svært viktig å ha med operatører for å vite hva slags behov de forskjellige ønsker å få dekket.

Blant annet har enkelte uttrykt behov for at de ønsker pumper som kan gi veldig høyt trykk. Og da er dette konseptet som støpt, ifølge Melbø, rett og slett fordi systemet er modulært bygget opp.

– Vi har sett på hvordan man på en mest mulig kostnadseffektiv måte kan kvalifisere en slik pumpe. Denne er modulær og består av 1MW-blokker som du kan sette sammen.

– I og med at du ikke har en roterende aksling, men mange impellere som roterer rundt en statisk aksling, så kan du teoretisk sett bygge på så mange moduler du vil. Da kvalifiserer du byggesteinen, så kan du bygge den pumpa du trenger til det spesifikke feltet, ifølge Melbø.

– Essensiell støtte

BHGE og partnerskapet har fått støtte fra Forskningsrådets petroleumsteknologiprogram Demo 2000. Søknaden ble innvilget på andre forsøk.

– I første omgang søkte vi kun for fase to der vi skulle bygge en prototyp som skulle testes i Italia. Endelig kvalifikasjonstesting har hele tiden vært planlagt å ligge i Norge. I den nye søknaden søkte vi for hele prosjektet, sier Melbø, som peker på at støtten fra Demo 2000 er svært viktig.

– Støtten fra Demo 2000 og operatørene er essensiell for å gjennomføre dette prosjektet.

Prosjektets første fase er snart over, der man har bygget en prototyp i Italia. Testingen er nå i sluttfasen.

– Vi skal nå starte fase to der vi skal kvalifisere en del komponenter, og undersystem av pumpen. Deretter skal vi inn i fase tre der vi skal kvalifisere en fullskalapumpe, sier Melbø.

Fullskalatestingen vil foregå i Norge, men BHGE vil foreløpig ikke gi noen offisiell dato for når prosjektet formelt vil være ferdig.

– Radikal ny pumpearkitektur

Seniorrådgiver Inger-Lise Rismark i Forskningsrådets avdeling for petroleum, sier at Demo 2000-programmet ønsker å støtte prosjekter som bidrar til å redusere kostnadene for utbtygginger og drift på norsk sokkel.

– Dette prosjektet viser til en radikal ny pumpearkitektur som muliggjør store besparelser på norsk sokkel. Pumpen blir kompakt, uten barrierefluidsystem, og med subsea kraftelektronikk, sier Risnes.

– Med dette kan pumpen integreres inn i eksisterende subseasystemer uten store topsidemodifikasjoner.

Risnes sier at teknologien vil gjøre det mulig med utvinning flere steder:

– På mindre subseafelter, eller felt med lang tie-back som ellers ikke ville vært lønnsomme.

• Les også: Undervannsteknologi skal spare opptil 600 tonn vekt på plattformdekket