NO863387L

NO863387L - FLUID PUMP.

Info

Publication number: NO863387L
Application number: NO863387A
Authority: NO
Inventors: Michael Leslie Ryall
Original assignee: Weir Pumps Ltd
Priority date: 1985-08-24
Filing date: 1986-08-22
Publication date: 1987-02-25
Also published as: EP0223335A2; EP0223335A3; GB8521239D0; NO863387D0

Description

Denne oppfinnelse angår roterende, positiv forflyt-ningsmaskiner for fluider og især, men ikke bare fluidpum-per for pumping av flerfase fluidblandinger, for eksempel olje, vann, gass eller faste emner i suspensjon. This invention relates to rotating, positive displacement machines for fluids and particularly, but not only, fluid pumps for pumping multiphase fluid mixtures, for example oil, water, gas or solids in suspension.

I oljeproduksjonen fra offshore-brønner, har det inntil nylig vært vanlig å plassere en flytende eller gravitasjons-produksjonsplattform direkte over brønnhodene. In oil production from offshore wells, until recently it has been common to place a floating or gravity production platform directly above the wellheads.

En viktig funksjon for denne plattform er å sepa-rere suspenderte emner, gass og vann fra det flerfasete produksjonsfluid produsert av hver brønn slik at råoljepum-pene på plattformen, som tømmer oljen i tankbåter eller til land via undersjøiske rørledninger, kan håndtere olje som inneholder meget lite fri gass. An important function of this platform is to separate suspended materials, gas and water from the multiphase production fluid produced by each well so that the crude oil pumps on the platform, which empty the oil into tankers or to land via submarine pipelines, can handle oil containing very little free gas.

Den senere tids utvikling offshore har ført til installering av undersjøiske kompletteringssystemer og brønnhoder for noen oljebrønner som leder det flerfasete fluid fra slike brønner gjennom rørledninger på sjøbunnen til en produksjonsplattform i noen avstand fra brønnene. Slike kompletteringer er til dags dato vært begrenset til relativt korte avstander mellom brønnhodene og de tilhør-ende produksjonsplattformer, på grunn av at ustabile strøm-ningsforhold kan og vil oppstå i lange horisontale rørled-ninger som håndterer flerfasefluider. Denne begrensning er alvorlig, på grunn av at dersom undersjøiske brønnkomplet-teringer kunne installeres i større avstand fra overflate-produksjonsstedene, ville kapitalkostnadene for utvikling av mange offshore oljefelt kunne reduseres vesentlig. Recent developments offshore have led to the installation of subsea completion systems and wellheads for some oil wells that lead the multiphase fluid from such wells through pipelines on the seabed to a production platform at some distance from the wells. To date, such completions have been limited to relatively short distances between the wellheads and the associated production platforms, due to the fact that unstable flow conditions can and will occur in long horizontal pipelines that handle multiphase fluids. This limitation is serious, because if subsea well completions could be installed at a greater distance from the surface production sites, the capital costs for the development of many offshore oil fields could be significantly reduced.

Problemet med føring av flerfaset produksjonsfluid fra brønnhodet gjennom rørledninger på sjøbunnen kan over-vinnes hvis det installeres en pumpe som er i stand til å håndtere flerfaset strøm ved innsugning, på sjøbunnen ved brønnhodet idet pumpen er konstruert for å heve fluidtryk-ket til et nivå hvor all, eller det meste av den frie gass blir reabsorbert inn i oppløsningen, siden dette vil føre til en praktisk talt enfaset strøm nedstrøms i rørledningen med meget lite fri gass og derved gi meget mer stabile strømningsforhold. Det er et vesentlig formål med oppfinnelsen å frembringe en slik pumpe. The problem of passing multiphase production fluid from the wellhead through pipelines on the seabed can be overcome if a pump capable of handling multiphase flow by suction is installed on the seabed at the wellhead as the pump is designed to raise the fluid pressure to a level where all or most of the free gas is reabsorbed into the solution, since this will lead to a practically single-phase flow downstream in the pipeline with very little free gas and thereby give much more stable flow conditions. It is an essential purpose of the invention to produce such a pump.

For pumping av slipende væsker, er en passende type pumpe den velkjente pumpe med innvendig skrue og progressivt hulrom. En slik pumpe omfatter en spiralformet rotor, hvor den spiralformete overflate på rotoren består av n-antall blad som samvirker med en fast ytre sylindrisk stator som er generelt foret med elastisk materiale og som har en innvendig spiralformet profil bestående av ( n+ 1)-antall blad, hvor n er et hvilket som helst helt tall. Ved dreining av rotoren i forhold til statoren, vil rotoren dreies og preseseres samtidig som den griper inn i statoren ved jevne mellomrom for å danne hulrom som inneholder emnet som blir pumpet og beveget aksialt og i spiralform gjennom pumpen. Slike pumper virker tilfredsstillende, men har ulemper med at rotoren er utsatt for aksiale og radiale trykkbelastninger som forårsaker høye friksjonskrefter mellom rotoren og statoren. De er derfor utsatt for slitasje spesielt når de brukes for å pumpe fluider som inneholder slipende partikler. Videre vil rotorens presesjon føre til sentrifugale akselerasjonsbelastninger og disse belast-ninger vil også forårsake slitasje mellom rotoren og statoren med mindre rotorens omdreiningshastighet er holdt relativt lavt. I undersjøiske installasjoner hvor det er nødvendig å stenge en installasjon for reparasjon, vil vedlikehold eller utskiftning av en pumpe være meget kostbart og jo lenger slik reparasjon eller vedlikehold kan bli utsatt jo bedre vil det derfor være. For pumping abrasive liquids, a suitable type of pump is the well-known internal screw progressive cavity pump. Such a pump comprises a spiral-shaped rotor, where the spiral-shaped surface of the rotor consists of n-number of blades which cooperate with a fixed outer cylindrical stator which is generally lined with elastic material and which has an internal spiral-shaped profile consisting of ( n+ 1)-number leaf, where n is any integer. By rotating the rotor relative to the stator, the rotor will rotate and precess while engaging the stator at regular intervals to form cavities containing the material being pumped and moved axially and spirally through the pump. Such pumps work satisfactorily, but have the disadvantage that the rotor is exposed to axial and radial pressure loads which cause high frictional forces between the rotor and the stator. They are therefore subject to wear, especially when used to pump fluids containing abrasive particles. Furthermore, the rotor's precession will lead to centrifugal acceleration loads and these loads will also cause wear between the rotor and the stator unless the rotor's rotational speed is kept relatively low. In subsea installations where it is necessary to shut down an installation for repair, maintenance or replacement of a pump will be very expensive and the longer such repair or maintenance can be postponed the better it will therefore be.

Et formål med oppfinnelsen er å frembringe en positiv forflytningspumpe som passer for å pumpe flerfasete blandinger inkludert gasser, væsker eller faste emner hvor de foregående ulemper med den progessive hulromstype pumpe unngåes eller minskes. Det er videre et formål med oppfinnelsen at denne pumpe kan passe for undersjøisk drift på sjøbunnen. Ifølge oppfinnelsen er det frembrakt en positiv fluidforskyvningsmaskin som omfatter et hus, et første element med innvendige spiralformete fremspring montert inn i nevnte hus, og et andre element med utvendige spiralformete fremspring montert inn i nevnte hus for dreining i forhold til nevnte første element, hvorved samvirkning mellom de spiralformete fremspring på det første og andre element danner hulrom imellom seg ved relativ dreining av det første og andre element, slik at et medium kan sendes aksialt gjennom maskinen idet både det første og andre spiralformete fremspringselemeht er dreibart. Fortrinnsvis er det første og andre element dreibart rundt faste aksler som er parallelle, men i avstand fra hverandre. An object of the invention is to produce a positive displacement pump suitable for pumping multiphase mixtures including gases, liquids or solids where the foregoing disadvantages of the progressive cavity type pump are avoided or reduced. It is also an object of the invention that this pump can be suitable for underwater operation on the seabed. According to the invention, a positive fluid displacement machine has been produced which comprises a housing, a first element with internal spiral-shaped projections mounted into said housing, and a second element with external spiral-shaped projections mounted into said housing for rotation in relation to said first element, whereby interaction between the spiral projections on the first and second elements, cavities form between them by relative rotation of the first and second elements, so that a medium can be sent axially through the machine as both the first and second spiral projections are rotatable. Preferably, the first and second elements are rotatable around fixed axes which are parallel, but at a distance from each other.

Fortrinnsvis har også de spiralformete fremspring på både første og andre element, to deler i motsatt retning hvorved mediumet kan sendes i motsatt retning mellom enden av maskinen og et mellomliggende sted. Preferably, they also have spiral-shaped protrusions on both the first and second elements, two parts in the opposite direction whereby the medium can be sent in the opposite direction between the end of the machine and an intermediate location.

En utførelse av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet ved hjelp av eksempel med henvisning til de medfølgende tegninger hvor: Figur 1 er et vertikalsnitt gjennom en rotasjons, positiv forskyvningspumpe ifølge oppfinnelsen og figur 2 er et skjematisk snitt av et tverrsnitt av pumpens rotorer som viser deres forholdsmessige størrelser. Med referanse til tegningene omfatter en roterende, positiv forskyvningspumpe et sylindrisk ytre hus 1 hvor det er anordnet et par fluid innløp 2, 3 og et fluid utløp 4. Konsentrisk anordnet inn i huset 1 er en første sylindrisk rotor 5 som består av en ytre hylse 6 forsynt med en elastisk foring 7, for eksempel av gummi. Hensikten med foringen 7 er å hindre slitasje på grunn av slipning, errosjon eller korrosjon. Foringen 7 har, som vist i tegningen, en venstre del 7a og en høyre del 7b hvor de to deler 7a og 7b er identisk med hverandre ved at de har "dobbeltstartende" innvendige spiralformete fremspring 8 av samme profil, med unntagelse av at venstre delen 7a har en høyre spiral og høyredelen 7b har en venstre spiral. På denne måte vil fluid som passerer gjennom rotoren bli rettet mot sentrale radiale porter 9 for å føres ut av pumpen gjennom utløpet 4. An embodiment of the invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings where: Figure 1 is a vertical section through a rotary, positive displacement pump according to the invention and Figure 2 is a schematic section of a cross section of the pump's rotors showing their relative sizes. With reference to the drawings, a rotary positive displacement pump comprises a cylindrical outer housing 1 where a pair of fluid inlets 2, 3 and a fluid outlet 4 are arranged. Concentrically arranged into the housing 1 is a first cylindrical rotor 5 which consists of an outer sleeve 6 provided with an elastic lining 7, for example made of rubber. The purpose of the liner 7 is to prevent wear due to grinding, erosion or corrosion. The liner 7 has, as shown in the drawing, a left part 7a and a right part 7b where the two parts 7a and 7b are identical to each other in that they have "double starting" internal spiral projections 8 of the same profile, with the exception that the left part 7a has a right spiral and the right part 7b has a left spiral. In this way, fluid passing through the rotor will be directed towards central radial ports 9 to be led out of the pump through outlet 4.

Rotoren 5 er dreibart montert i radiale lager 10 anordnet mellom rotorhylsen 6 og pumpehuset 1. I forbind-else med den første rotor 5 er det montert en enkelt, stabil, andre rotor 11 med en drivaksel 12. Den andre rotor 11 har en "enkeltstartende" utvendig spiralformet profil og strekker seg gjennom begge delene 7a og 7b på første rotor 5, idet venstre og høyre deler av rotoren 11 har høyre og venstre spiraler som samvirker med de respektive spiraler på rotor 5. Rotortakselen 12 er montert for å dreie inn i hylselagerne 13, 14 om en aksel 15 parallelt med aksen 16 på første rotor 5, men i avstand fra denne slik at drivrot-oren 11 dreies eksentrisk i forhold til rotoren 8 og i inngrep med denne slik at den første rotor 5 drives ved dreining av den andre rotor 11 uten presisjon og i halv hastig-het i forhold til sistnevnte på grunn av nevnte inngrep mellom de spiralformete fremspring på rotorene 5, 11. Ved bruk er de mellomliggende overflater av rotorene 5, 11 fortrinnsvis separert av en tynn, smørende fluidfilm. The rotor 5 is rotatably mounted in radial bearings 10 arranged between the rotor sleeve 6 and the pump housing 1. In connection with the first rotor 5, a single, stable, second rotor 11 with a drive shaft 12 is mounted. The second rotor 11 has a "single starting " external helical profile and extends through both parts 7a and 7b of the first rotor 5, the left and right parts of the rotor 11 having right and left spirals which cooperate with the respective spirals of the rotor 5. The rotor shaft 12 is mounted to turn into the sleeve bearings 13, 14 about an axis 15 parallel to the axis 16 of the first rotor 5, but at a distance from this so that the drive rotor 11 is rotated eccentrically in relation to the rotor 8 and in engagement with this so that the first rotor 5 is driven by turning the second rotor 11 without precision and at half speed compared to the latter due to said engagement between the spiral projections on the rotors 5, 11. In use, the intermediate surfaces of the rotors 5, 11 are preferably separated by a thin, lubricating fluid film.

Som det vil fremgå fra figur 1 danner den første og andre rotor 5, 11 en rekke spiralformete åpninger 17 mellom seg hvor et medium kan transporteres aksiale gjennom pumpen fra et av innløpene 2, 3 til utløpet 4. As will be seen from Figure 1, the first and second rotors 5, 11 form a series of spiral openings 17 between them where a medium can be transported axially through the pump from one of the inlets 2, 3 to the outlet 4.

Den andre rotor 11 er av hvilket som helst passende materiale, for eksempel metall, med en overflate som kan motstå slipning, errosjon eller korrosjon. The second rotor 11 is of any suitable material, for example metal, with a surface which can resist grinding, erosion or corrosion.

Den aksiale høyde på de spiralformete fremspring 8 er konstant langs rotorens lengde på både den første og andre rotor 5, 11 slik at ingen reduksjon eller økning av volumet som er fylt av det pumpete eller arbeidende fluid, finner sted, og derfor heller ikke noen komprimering eller ekspandering ettersom fluidet føres aksialt gjennom pumpen. I progressive hulromspumper av denne generelle type, kan den andre rotor 11 ha et antall utvendige spiralformete fremspring (hvor n er minst 1) og den inngripende første rotor kan ha n+1. antall innvendige spiralformete fremspring, idet forholdet mellom rotasjonshastighetene blir n+ 1. The axial height of the helical protrusions 8 is constant along the length of the rotor on both the first and second rotors 5, 11 so that no reduction or increase of the volume filled by the pumped or working fluid takes place, and therefore no compression either or expansion as the fluid is fed axially through the pump. In progressive cavity pumps of this general type, the second rotor 11 may have a number of external helical projections (where n is at least 1) and the intervening first rotor may have n+1. the number of internal spiral projections, the ratio between the rotation speeds being n+ 1.

n n

I det spesielle eksempelet som er. vist i figur 2 har den andre rotor 11 bare ett fremspring av konstant sirkelformet tverrsnitt langs lengden og med en diameter d og hvor rotasjonsaksen på den andre rotor 11 er anordnet vekk fra aksen 16 for dreining av den første rotor 5, i en avstand lik, eller meget lik avstanden e som er radialt eksentrisk i forhold til hvert fremspring på rotor 11. Det radiale tverrsnitt av det innvendige hull i den første rotor 5, er dannet av to motstående semisirkulære fordyp-ninger som hver har en diameter d+2c (hvor c er den gjen-nomsnittlige radiale klaring mellom de to rotorer 5, 11 i et radialt plan) idet de to halvsirkler er ført sammen av to parallelle rette linjer som hver har en lengde vesentlig lik 4e og hvor hver linje tangerer endene av de to halvsirkler (bemerk at c kan være negativ det vil si at rotor 11 kan rotere med negativ klaring inn i den elastisk forete rotor 5). In the particular example that is. shown in figure 2, the second rotor 11 has only one projection of constant circular cross-section along its length and with a diameter d and where the axis of rotation of the second rotor 11 is arranged away from the axis 16 for turning the first rotor 5, at a distance equal to, or very similar to the distance e which is radially eccentric in relation to each projection on rotor 11. The radial cross-section of the internal hole in the first rotor 5 is formed by two opposite semicircular depressions each having a diameter d+2c (where c is the average radial clearance between the two rotors 5, 11 in a radial plane) as the two semicircles are joined by two parallel straight lines each of which has a length substantially equal to 4e and where each line is tangent to the ends of the two semicircles (note that c can be negative, i.e. that rotor 11 can rotate with negative clearance into the elastically lined rotor 5).

Rotorens drivaksel 12 strekker seg fra, eller er festet til rotor 11 for å danne aksel på en turbin 18 av kjent type. Turbinen 18 er fortrinnsvis, men ikke nødven-digvis drevet ved hjelp av sjøvann under høyt trykk som blir ført inn i turbinbladene gjennom sjøvanninnløpet 19 for å dreie akselen 12. Sjøvannet forlater turbinen gjennom sjøvannsutløpet 20, hvor det derfra kan enten føres direkte ut i sjøen eller bli ført i rørledning til brønnhodene i sjøvannsinnsprøytningsbrønner. The rotor's drive shaft 12 extends from, or is attached to, the rotor 11 to form the shaft of a turbine 18 of a known type. The turbine 18 is preferably, but not necessarily, driven by seawater under high pressure which is fed into the turbine blades through the seawater inlet 19 to turn the shaft 12. The seawater leaves the turbine through the seawater outlet 20, from where it can either be fed directly into the sea or be piped to the wellheads in seawater injection wells.

Mellom turbinen 18 og pumpen er det i huset 1 en fordypning 21 hvor det er anordnet en hydrostatisk balanse - eller forseglingsskive 22. Skiven 22 er bevegelig aksialt for å forsegles mot en fordypning 21 når turbinen og pumpen ikke er i drift, for å hindre lekkasje av produksjonsolje eller gass fra pumpen. Når turbinen 18 blir tilført høy-trykkssjøvann, vil skiven 22 forflyttes fra dens forsegl-ende stilling på grunn av sjøvannstrykket som virker på skiven 22 gjennom passasje 23 for å balansere aksialtrykket på turbinen under drift. Between the turbine 18 and the pump there is in the housing 1 a recess 21 where a hydrostatic balance or sealing disk 22 is arranged. The disk 22 is movable axially to be sealed against a recess 21 when the turbine and pump are not in operation, to prevent leakage of production oil or gas from the pump. When the turbine 18 is supplied with high-pressure seawater, the disc 22 will be displaced from its sealing position due to the seawater pressure acting on the disc 22 through passage 23 to balance the axial pressure on the turbine during operation.

Passende lager (for eksempel 24) er montert i huset 1 for å bære turbinrotoren. Disse lager kan være av hydrostatisk eller hydrodynamisk type. Suitable bearings (for example 24) are fitted in the housing 1 to support the turbine rotor. These bearings can be of hydrostatic or hydrodynamic type.

Aksial- og radialtrykklagrene i pumpen av oppfinnelsen, er smurt med et smørefluid fra en utvendig kilde, for eksempel sjøvann, som er tilpasset pumpefluidet, idet smørefluidet blandes med pumpefluidet når det tømmes fra The axial and radial pressure bearings in the pump of the invention are lubricated with a lubricating fluid from an external source, for example seawater, which is adapted to the pump fluid, as the lubricating fluid mixes with the pump fluid when it is emptied from

lagrene.the warehouses.

Alternativt kan lagrene smøres med selve arbeids-fluidet. Alternatively, the bearings can be lubricated with the working fluid itself.

Ved bruk av pumpen som beskrevet ovenfor blir sjøvann under høyt trykk ført til turbinen 18 for å dreie akselen 12 og tilhørende rotor 11. Dreining av rotor 11 forårsaker samtidig dreining av rotor 5 og fluid som skal pumpes, blir trukket inn i pumpen gjennom innløpene 2, 3 og ført i motsatte strømmer gjennom venstre og høyre deler av pumpen til det felles sentrale utløp 4. Slike motstående strømmer tjener til å balansere aksialtrykket på rotorene 5, 11 som oppstår på grunn av trykkøkning- eller fall i fluidmaskinen. Overflatebelastningene mellom de samvirkende spiralformete overflater på rotorene 5, 11, er små og vesentlig begrenset til den relativt lille belastning som kreves bare for å dreie den første rotor 5 mot lagerets friksjonskraft. Følgelig kan pumpen drives med meget mindre slitasje og følgelig behov for vedlikehold enn tidligere foreslåtte typer av pumper for dette formålet. When using the pump as described above, seawater under high pressure is led to the turbine 18 to turn the shaft 12 and associated rotor 11. Turning the rotor 11 causes the rotor 5 to simultaneously turn and the fluid to be pumped is drawn into the pump through the inlets 2 . The surface loads between the interacting helical surfaces of the rotors 5, 11 are small and essentially limited to the relatively small load required just to turn the first rotor 5 against the frictional force of the bearing. Consequently, the pump can be operated with much less wear and, consequently, need for maintenance than previously proposed types of pumps for this purpose.

Pumpeenheter som beskrevet ovenfor kan brukes som en enkelt enhet. Alternativt kan et flertall pumpeenheter koples sammen ved hjelp av passende sammenkoplingskanaler, i serie eller i parallell idet akslene 12 på hver enhet kan koples sammen mekanisk til hverandre. De sammenkoplete akslene 12 fra slike enheter, kan anordnes slik at de dreies rundt den samme langsgående akse. Turbinene i disse enheter kan bli tilført høytrykkssjøvann som føres fra en turbin til den neste. Pump units as described above can be used as a single unit. Alternatively, a plurality of pump units can be connected together by means of suitable connecting channels, in series or in parallel, as the shafts 12 of each unit can be mechanically connected to each other. The interconnected shafts 12 from such units can be arranged so that they rotate around the same longitudinal axis. The turbines in these units can be supplied with high-pressure seawater, which is carried from one turbine to the next.

For pumping av fluider som inneholder fri gass, er et foretrukket arrangement et flertall pumpeenheter montert på separate aksler hvor hver pumpeenhet er mekanisk koplet til sin egen turbin. I et slikt arrangement ville hver pumpe tjene som et trinn i et flertrinns pumpesystem idet reduksjonen av strømmengden som er et resultat av fluidets kompresjon under øket trykk, blir opptatt av turbinhastig-hetsforandringer uten behov for utvendige kontroller. For pumping fluids containing free gas, a preferred arrangement is a plurality of pump units mounted on separate shafts where each pump unit is mechanically coupled to its own turbine. In such an arrangement, each pump would serve as a stage in a multi-stage pumping system, the reduction in flow resulting from the fluid's compression under increased pressure being taken up by turbine speed changes without the need for external controls.

Selv om utførelsen beskrevet ovenfor angår en pumpe, vil det klart fremgå for fagmannen at den beskrevne Although the embodiment described above relates to a pump, it will be clear to the person skilled in the art that the described

maskin meget godt kan fungere som en motor.machine very well can work as an engine.

I den ovennevnte utførelse som vist i tegningene, er det vist et arrangement hvor den aksiale høyde på de spiralformete fremspring på rotorene 5, 11 er konstant langs rotorens lengde slik at ingen kompresjon eller ekspansjon av det arbeidende fluid finner sted inn i pumpen. I en alternativ utførelse er den aksiale høyde på de spiralformete fremspring på rotorene 5, 11 variert enten progressivt eller i en serie trinn langs de to rotorenes akser slik at volumet i fordypningene 17 blir redusert eller øket ettersom fluidet føres aksialt gjennom pumpen. Således blir fluidet komprimert eller ekspandert, noe som gjør det mulig for maskinen når den virker som en pumpe for komprimerte fluider, og drives med intern kompresjon, og når den virker som fluidmotor for komprimerte fluider, å virke som en ekspander med innvendig ekspansjon. En slik ekspander passer især for relativt lave strømmengder eller høye trykkforholdsbelastninger og våtgassforhold (det vil si med kondenseringsdråper og/eller vann i suspensjon). En gassekspander av denne type ville for eksempel passe for lavkostnadsenergigjenvinning, især offshore-gass produsert under trykk fra olje/gassbrønner. In the above-mentioned embodiment as shown in the drawings, an arrangement is shown where the axial height of the spiral projections on the rotors 5, 11 is constant along the length of the rotor so that no compression or expansion of the working fluid takes place into the pump. In an alternative embodiment, the axial height of the spiral projections on the rotors 5, 11 is varied either progressively or in a series of steps along the axes of the two rotors so that the volume in the depressions 17 is reduced or increased as the fluid is fed axially through the pump. Thus, the fluid is compressed or expanded, which enables the machine when it acts as a pump for compressed fluids, and is operated with internal compression, and when it acts as a fluid motor for compressed fluids, to act as an expander with internal expansion. Such an expander is particularly suitable for relatively low flow rates or high pressure ratio loads and wet gas conditions (that is, with condensation droplets and/or water in suspension). A gas expander of this type would, for example, be suitable for low-cost energy recovery, especially offshore gas produced under pressure from oil/gas wells.

Det vil fremgå at andre modifikasjoner kan utføres på utførelsene som er beskrevet ovenfor uten å gå vekk fra omfanget av oppfinnelsen. For eksempel kunne rotorene i stedet for å bli drevet av en fluidturbin, bli drevet av annen passende anordning slik som en elektrisk motor eller en intern forbrenningsmotor. I stedet for at rotoren 5 blir drevet av rotor 11 ved at de griper inn i hverandre kan vinkelen mellom rotorene 5, 11 reguleres i forhold til hverandre ved hjelp av registerkopling eller liknende som hindrer gripeforbindelse mellom de to rotorer. It will be apparent that other modifications can be made to the embodiments described above without departing from the scope of the invention. For example, instead of being driven by a fluid turbine, the rotors could be driven by some other suitable device such as an electric motor or an internal combustion engine. Instead of the rotor 5 being driven by the rotor 11 by their engaging each other, the angle between the rotors 5, 11 can be regulated in relation to each other by means of register coupling or the like which prevents an engaging connection between the two rotors.

Det vil også fremgå at de parallelle akser mellom rotorene og huset kan anordnes enten horisontalt, vertikalt eller i hvilken som helst mellomliggende vinkel. It will also appear that the parallel axes between the rotors and the housing can be arranged either horizontally, vertically or at any intermediate angle.

Pumper ifølge oppfinnelsen passer spesielt for pumping av produksjonsolje, vann og gass fra land- eller sjøbaserte oljefelt, enten i en enkeltfase eller som en flerfaset fluidblanding, det vil si gass/væske eller væske/faste suspensjoner. Slike pumper kan plasseres på sjøbunnen og koples til tilhørende rørledninger ved hjelp av høytrykks ledningsforbindelser, eller kan plasseres inn i selve brønnene. Pumps according to the invention are particularly suitable for pumping production oil, water and gas from land- or sea-based oil fields, either in a single phase or as a multi-phase fluid mixture, i.e. gas/liquid or liquid/solid suspensions. Such pumps can be placed on the seabed and connected to associated pipelines using high-pressure line connections, or can be placed in the wells themselves.

Claims

1. Fluid machine for positive displacement, comprising a housing, a first element with internal helical projections mounted in said housing, and a second element with external helical projections mounted in said housing for rotation relative to said first element, whereby interaction between spiral projections on the first and second elements form cavities between them by relative rotation of the first and second elements, as a working medium can be fed axially through the machine CHARACTERIZED BY the fact that both the first and second spiral projection elements are rotatable.

2. Fluid machine for positive displacement as in claim 1, CHARACTERIZED IN that the first and second elements are rotatable around respective fixed axes which are parallel, but at a distance from each other.

3. Fluid machine for positive displacement as in claims 1-2 CHARACTERIZED IN that rotation of the spiral-shaped projection of the first element is performed by rotation of the second spiral-shaped projection element due to the projections in said first and second element engaging each other.

4. Fluid machine for positive movement as in claims 1-3 CHARACTERIZED IN that the spiral projections in both the first and second elements have two opposite parts, whereby the working medium can be guided in opposite directions between each end of the machine and an intermediate location.

5. A positive displacement fluid machine as in any one of the preceding claims, CHARACTERIZED IN that said spiral projection has an axial height which is constant along the length of both said first and second elements.

6. Fluid machine for positive displacement as in claims 1-4, CHARACTERIZED IN that said spiral projection has an axial height that varies progressively or in a series of steps along the length of both said first and second element.

7. Fluid machine for positive displacement as claimed in any of the preceding claims, CHARACTERIZED IN that said first element has n+l number of internal spiral projections and said second element has n number of external spiral projections.

8. Fluid machine for positive movement as required in the preceding claims, CHARACTERIZED IN THAT said second element comprises a drive device for turning said second element.

9. Fluid machine for positive movement as in claim 8, CHARACTERIZED IN THAT the drive device is a rotating drive unit with a drive shaft, where said drive shaft is rotatable in response to fluid flow m through the rotating drive unit to turn said second element.

10. Fluid machine for positive displacement as required in claim 9, CHARACTERIZED IN THAT said housing and said second element form a housing space where a hydrostatic sealing device is arranged where said sealing device can be moved axially to seal against said opening when said rotating drive device and said pump is out of order, to prevent leakage from the working medium in said machine.

11. Fluid machine for positive displacement as in the preceding claims, CHARACTERIZED BY the fact that a majority of the mentioned machines are connected in series or in parallel, the respective other elements being mechanically interconnected.

12. Fluid machine for positive displacement as in claim 11, CHARACTERIZED IN that said machines are connected in series, said other elements rotating around the same longitudinal axis.

13. Fluid machine for positive movement as in claim 11, CHARACTERIZED IN that when the said maxines are connected in parallel, each first element is connected to a separate shaft and rotary drive device.

14. A positive displacement pump as in claims 8-13, CHARACTERIZED IN THAT said drive device is a fluid turbine.

15. A positive displacement pump as in claims 8- 13 CHARACTERIZED IN THAT said rotation drive device is an electric motor or internal combustion engine.

16. A positive displacement pump as in the preceding claims, CHARACTERIZED IN that the angular position between the first and second elements can be varied in relation to each other to prevent gripping contact between the first and second elements.

17. A positive displacement pump as in claims 2-16 CHARACTERIZED IN that said parallel axes on said first and second element and said housing can be arranged horizontally, vertically or at an angle between horizontal and vertical. A method of transporting a multiphase mixture, CHARACTERIZED USING a positive displacement fluid machine as claimed in any of the preceding claims.