M a i n t e n a n c e i n d u s t r i e l l eFig. N°5Développement d'un système expertTechniques d'optimisa➤ment, azote, électricité, <strong>et</strong>c.), pour perm<strong>et</strong>treun fonctionnement stable du système .6- UtilisationIl existe différents types <strong>de</strong> garnituresd’étanchéité à gaz :- Ta n d a m .- Tandam with Intermediate Laby.- Double Opposed (or dual).- Flow serve.A Hassi-Berkine, l'étanchéité à gaz(Flow Serve) est utilisée dans les compresseurscentrifuges Datum (DresserRand Advenced Turbomachines) désignéspar : Dx Yn z.On trouve dans les unités «process gaz»les compresseurs centrifuges D8R7B, <strong>et</strong>dans les unités «réinjection <strong>de</strong> gaz» lescompresseurs centrifuges D8R5S ( moyennepression) <strong>et</strong> les compresseurs D6R6S(haute pression).Mohamed AmokraneKANEMIngénieur en MécaniqueDirection MaintenanceI - ProblématiqueL'optimisation est l'action <strong>de</strong> rechercher, par le calcul,les conditions qui assurent le fonctionnement optimald'une machine. Ce mot, rapporté aux réseaux <strong>de</strong> production,signifie la recherche par calcul d'une marge <strong>de</strong>débit ∆Q nécessaire à un débit brut Qb qui nous perm<strong>et</strong>trad'avoir un fonctionnement optimal <strong>de</strong>s installations<strong>de</strong> l'unité <strong>de</strong> production.Ce qui se traduit par la relation Q optimal = Q brut ± ∆QAutrement dit, c'est rechercher la marge <strong>de</strong> débit∆ Q pour résoudre le dilemme : meilleure exploitation/meilleureproduction.Dans une unité <strong>de</strong> production, voire unité <strong>de</strong> traitement<strong>de</strong> brut, on suppose l'existence <strong>de</strong> trois (03) zones<strong>de</strong> production, que l'on nomme : collecte <strong>de</strong> puits hautepression, moyenne pression <strong>et</strong> basse pression, traduitesrespectivement par les débits QHP,QMP <strong>et</strong> QBP. Ces collectes déversent simultanémentdans la zone <strong>de</strong> séparation <strong>de</strong> l'unité <strong>de</strong> traitement endonnant les débits d'huile Q séparation HP, Q séparationMP <strong>et</strong> Q séparation BP <strong>et</strong> les débits <strong>de</strong> gaz Q gazHP, QgazMP <strong>et</strong> Q gazBP.Selon la complexité <strong>de</strong> l'unité avec toutes ses installations<strong>de</strong> récupération, on aboutira à un débit <strong>de</strong> brutstabilisé final Q final <strong>et</strong>, en fonction <strong>de</strong> toutes lescontraintes, on aura un débit d'expédition Q expédition.Ce <strong>de</strong>rnier est déterminé en fonction <strong>de</strong> la <strong>de</strong>man<strong>de</strong>.C'est-à-dire : le débit Q <strong>de</strong>mandé (ou le débit disponibleQ disponible) que l'on peut relier par la formule :Q <strong>de</strong>mandé Q ± ∆Q Q disponible.On voit bien que la meilleure optimisation <strong>de</strong> la productionest d'avoir le débit égal au débit disponible.C'est-à-dire : ∆Q=0. Mais que signifie un ∆Q nul ?Est-on capable <strong>de</strong> l'atteindre ? La réponse est directementnégative mais on essaye toujours d'avoir un ∆Qminimal.II - Réponses au problèmePour abor<strong>de</strong>r le cas d'une unité <strong>de</strong> traitement <strong>de</strong> brut,nous allons expliciter ce que signifie le ∆Q minimal.En réalité, résoudre un problème <strong>de</strong> fonctionnementn'est pas chose facile pour arriver à l'existence d'uneseule solution. D'où la nécessité <strong>de</strong> se fixer une marg epour le paramètre principal <strong>de</strong> fonctionnement <strong>de</strong> l'unitéou <strong>de</strong> la machine considérées. Cela revient à tracerles courbes <strong>de</strong> tous les paramètres en fonction du paramètreprincipal.Dans une unité <strong>de</strong> traitement, le débit est fonction du24 ➢ MD-Média n° 18
M a i n t e n a n c e i n d u s t r i e l l <strong>et</strong>ion <strong>et</strong> <strong>de</strong> gestionprocessus <strong>de</strong> traitement traduit par les paramètres <strong>de</strong>s sous-installationsou équipements qui sont : la pression p, la températur<strong>et</strong> <strong>et</strong> la masse volumique ∆ en plus <strong>de</strong>s paramètres <strong>de</strong> fiabilité<strong>de</strong>s machines que ce soit statiques ou dynamiques.Une unité <strong>de</strong> traitement est conçue à partir <strong>de</strong> l'existence <strong>de</strong>réservoirs <strong>de</strong> production appelés : champ <strong>de</strong> production.L'étu<strong>de</strong> <strong>de</strong> ce <strong>de</strong>rnier nous amène à concevoir une unité avecles caractéristiques suivantes :a- Unité <strong>de</strong> base composée par la séparation, le traitement, lestockage <strong>et</strong> l'expédition, interprétés par les débits respectifs :Qs, Qt, Qst <strong>et</strong> Qexp.b- Unité <strong>de</strong> base précé<strong>de</strong>nte avec systèmes <strong>de</strong> récupération<strong>et</strong> <strong>de</strong> réinjection, interprétés par les débits supplémentaires suivants: Q récup <strong>et</strong> Q gaz.c- Unité <strong>de</strong> base avec possibilité d'extension, interprétée parun débit d'extension Q extension.Le problème est <strong>de</strong> trouver, pour les cas a, b ou c, leur compatibilitéavec la relation : Q <strong>de</strong>mandé Q ± ∆Q Q disponible.Cas a : Q expédition = Q <strong>de</strong>mandéPour avoir la condition Q expédition = Q disponible, troiscontraintes sont à gérer :1- Contraintes en amont : elles se traduisent par l'entr<strong>et</strong>iendu réservoir <strong>et</strong> <strong>de</strong>s réseaux <strong>de</strong> collecte.C'est-à-dire : capacité <strong>de</strong> production capacité <strong>de</strong> séparation, qui Fourse traduit par une variation <strong>de</strong> débiten amont ∆Q amont.2- Contraintes en aval : elles s<strong>et</strong>raduisent par l'entr<strong>et</strong>ien du réseaud'expédition <strong>et</strong> du terminal arrivée.C'est-à-dire : capacité d'expédition capacité <strong>de</strong>man<strong>de</strong>ur, qui se traduitpar une variation du débit enaval ∆Q aval.3- Contraintes intrinsèques : ellesdépen<strong>de</strong>nt essentiellement <strong>de</strong> troisfacteurs :a) Qualification du personnel (exploitation,maintenance, <strong>et</strong>c.).b) Choix <strong>de</strong>s systèmes <strong>de</strong> régulation<strong>et</strong> <strong>de</strong> contrôle.c) Choix <strong>et</strong> entr<strong>et</strong>ien <strong>de</strong>s machinesprincipales (statiques <strong>et</strong> dynamiques).Ces facteurs nous renseignent surune variation <strong>de</strong> débit ∆Q exploitation.Cas b, <strong>de</strong>ux autres contraintes apparaissent:∆Q récupération usine∆Q réinjectionCas c, on aura la meilleure possibilité d'optimisation du faitque l'on remplacera les contraintes amont <strong>et</strong> aval par une seulequi sera gérée automatiquement dans le contexte i n t r i n s è q u een ajoutant le facteur extension : ∆Qextension.Ce <strong>de</strong>rnier cas sera explicité par <strong>de</strong>s exemples <strong>de</strong> perturbation <strong>de</strong>la production <strong>et</strong> <strong>de</strong>s machines principales statiques ou dynamiquesdont il faut tenir compte pour une optimisation <strong>de</strong> la production.III- Exemples d'optimisationSuite à ce qui a été mentionné plus haut <strong>et</strong> en reprenantl'équation du problème, on peut expliciter les différents ∆Q résultant<strong>de</strong> la sommation ou soustraction selon la réalité <strong>de</strong>s installationssuivantes :a- Gestion du champ <strong>de</strong> production avec réseau <strong>de</strong> collecteflexible.b- Gestion <strong>de</strong> l'unité <strong>de</strong> traitement flexible avec les facteurssuivants : récupération, réinjection gaz <strong>et</strong> injection d'eau.c- Gestion du proj<strong>et</strong> d'extension.Autrement dit : Q <strong>de</strong>mandé Q ± ∆Q Q disponible.III-1 CAS DE SOUS-PRODUCTION :Q DEMANDÉ > Q DISPONIBLE.Cela se traduit par la non-satisfaction<strong>de</strong> la <strong>de</strong>man<strong>de</strong>.C'est-à-dire qu'il n'y a aucunecontrainte d'expédition (réseau). Alorsl'équation <strong>de</strong>vient : Q <strong>de</strong>mandé = Qdisponible + ∆Q. Selon la réalité duproblème, ∆Q sera le résultat <strong>de</strong> lasommation <strong>de</strong>s différents ∆Q <strong>de</strong> lachaîne <strong>de</strong> traitement, voire <strong>de</strong> la production.III -1-1 Développement du champ<strong>de</strong> production optimalAlors il faut chercher dans :- Séparation insuffisante ? interprétéepar un ∆Q séparation.- Traitement insuffisant ? interprétépar un ∆Q traitement.- Stockage insuffisant ? interprétépar un ∆Q stockage.- Mauvaise exploitation ? interprétéepar un ∆Q exploitation.En excluant la marge d'exploitation∆Q exploitation, qui est une fonctioninstantanée, les autres ∆Q nous➤MD-Média n° 18 ➢25