OTECHOS CRP: ROBUST, COMPACT MULTI-PHASE PUMP FOR SUBSEA BOOSTING AND WELL ARTIFICIAL LIFT (PHASE 2)

I denne fasen av prosjektet (2020-22) har OTECHOS bygget og testet en flerfasepumpe (CRP-10K) for 10,000 fat per dag olje/gass for å kvalifisere en subsea brønnpumpe til TRL 4 (API) for pilotering på felt for Lundin, nå Aker BP. Operatøren vil dra nytte av elektrifisering av Edv. Grieg-plattformen ved å erstatte dagens løsninger med gassløft med en enkel, robust subsea brønnpumpe for økt utvinning. Pumpedesignet bygger på den forrige mindre prototypen (CRP-2000). Testing hos Equinor P-Lab i Porsgrunn viste at pumpen leverte betydelig høyere væskestrøm enn designkravet, og demonstrerte høy gass-i-væsketoleranse såvel som høy virkningsgrad. I CRP-10K har OTECHOS implementert flere vesentlige endringer for å forbedre ytelse og pålitelighet, slik som akselopplagring fra SKF og mekaniske roterende tetninger fra firma John Crane (JC). En komplett flowloop med matepumpe og luftkompressor for flerfasetesting med vann og luft samt tilførsel av sand ble bygget opp i egne lokaler på Akland (Risør). I samarbeid med TechnipFMC gjennomførte OTECHOS en sandtest for å verifisere at pumpen ikke ble utsatt for unormal slitasje. Vi har investert i datakraft, ANSYS software og in-house ekspertise for 3D-modellering og simulering av strømningsforhold (CFD-analyse) fra innløp gjennom pumpekamre til utløp for å komme frem til optimalisert utforming. Gjennom hele 2022 har vi kjørt ulike tester i egen flowloop. I 1h22 testet vi hvordan trykk og flow varierte med tilførsel av luft. Data fra Lundin for aktuell brønn gir typisk 30-80 % fri gass i brønnstrøm ved brønnhodebetingelser. Dette er fordelaktig siden CRP-10K er en fortrengningspumpe. En egen testmaskin ble laget for å kunne prøve ut mekaniske pumpetetninger under kontrollerte prosessbetingelser og utvikle et barrierevæskesystem som hindrer brønnstrøm og urenheter i å trenge inn i tetninger og lagre, samtidig som det tilfører smøring og kjøling til gir, akslinger og motor. I nært samarbeid med leverandøren (JC) har vi utviklet og tilpasset tetningene til høyt differansetrykk (deltaP) og det særegne rotasjonsmønsteret som kjennetegner CRP. OTECHOS inngikk i 2022 samarbeid med Parat Energy for å bygge på markedsledende bransjekunnskap. Basert på deres erfaring bygget vi om til en lukket sløyfe med trykktank, strupeventil/dyse og lavtrykkstank for å kunne simulere realistiske strømningsforhold slik at vi har kunnet gjennomføre repeterbare målinger som kan sammenholdes med prosessimulering (CFD). Teknisk beskrivelse for en komplett subseapumpe med subseamotor fra IKM, kraftforsyning og kontrollsystem samlet i en trekkbar modul ble utarbeidet som dokumentasjon av plan for å nå TRL 4 (API). Sammen med Aker BP ser vi nå på aktuelle kandidater for subseafelt (4-brønns rammer eller enkeltbrønner) hvor CRP-10K kan piloteres. I dialog med Aker Solutions har vi konkretisert flere andre interessante anvendelsesområder for vår videre kommersielle satsing, slik som «lav-skjær» subseapumper for behandling av produsert vann. Videre har OTECHOS fått en ordre for utvikling og levering av en spesialpumpe for «dense phase» CO2 til IFE’s testsenter på Kjeller. Den samme teknologiplattformen er benyttet i et EU Horizon Europe-prosjekt for å utvikle en energieffektiv hydrogenkompressor for grønn omlegging.

More text

OTECHOS PUMPS AS is developing the centric reciprocating pump, CRP, a compact positive displacement pump suitable for multiphase wellstream conditions. As a downhole pump, the CRP differs fundamentally from current ESP technology, solving most of the operational and reliability issues associated with centrifugal ESPs. The project is a continuation of Phase 1, which started 2q 2018 with funding from Aker BP, Lundin, Equinor and Innovation Norway with the objective to develop and demonstrate a fully functional, multiphase pump. Phase 2 (this application) will continue and extend testing with live wellstream, develop a complete system prototype for duration testing, test to TRL 4 (API), package and make ready for field piloting over the period 1Q 2020 - 1Q 2022. The oil and gas industry has high demands in terms of reliability and durability in extreme conditions, such as high pressures and temperatures in wells, and harsh climates offshore. The CRP technology is a disruptive innovation, offering higher efficiency, robustness and simplicity as well as small footprint physically and environmentally. CRP has low internal friction and slip rate compared to other pumping technologies which results in its high efficiency. The value creation and market potential is huge, and can be approached with the support of the partner oil companies as "first movers". OTECHOS has secured patent for the Centric Reciprocating Technology in several countries. OTECHOS recently completed the second phase of an R&D grant for SME businesses under the Horizon 2020 program to bring to market the CRT technology for compressor (CRC) applications with Air Products AS as a launch customer. The CRC and CRT are based on the same technology platform and will provide the basis for future development of the CRR heat expander/engine as a key component in the renewable energy transition.